Файл: Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство морского и речного транспорта Омский институт водного транспорта филиал.pdf

110 устраиваются отверстия, через которые вода поступает уже вблизи дна в подводящий канал станции. На рис. изображен схематический разрез насосной станции с вертикальными пропеллерными насосами. Подобные насосные станции применяют на каналах с искусственной подачей воды на водораздельные бьефы. Так, например, на .канале имени Москвы воду из
Волги на водораздельный бьеф на высоту 40 м подают пять насосных станций путем последовательной перекачки.
Рис.58 Компоновка шлюза и насосной станции
Над выходными оголовками акведуков построено здание, в котором размещены плоские затворы, позволяющие перекрывать доступ воды из верхнего бьефа в акведуки.
Электрическое распределительное устройство и пульт управления насосной станции находятся в отдельном здании.
При проектировании и строительстве судоходных каналов обычно впуск в них ручьев и мелких речек не допускается, так как последние несут большое количество наносов и, следовательно, будут засорять канал, а в период половодья вызывать его переполнение. Поэтому водотоки, дно которых лежит ниже дна канала, проходят под дном канала, как правило, в специальных трубах; водотоки, которые идут выше дна канала, пропускаются под каналом в так называемых обратных сифонах или дюкерах.
Для переходов железнодорожных и шоссейных путей через канал большей частью сооружаются мосты с соблюдением необходимых под мостовых габаритов. Для прохода небольших по грузонапряженности шоссейных дорог устраиваются специальные паромные переправы, в отдельных случаях для пропуска через канал наземного транспорта под каналом устраиваются транспортные и пешеходные тоннели.
Для регулирования уровней воды в каналах, а также на случай необходимости экстренного сброса воды из канала на ряде их участков возводятся водосбросы и водоспуски. Гребень водосброса закладывается на уровне отметки, выше которой подъем уровня воды в канале не

111 допускается. При подъеме воды выше допустимого уровня она в таком случае будет сливаться через гребень водосброса.
Водоспуски представляют собой сооружения, обеспечивающие при необходимости полный выпуск воды из канала. Они оборудуются, как водосливные плотины, специальными затворами.
На случай аварии или необходимости осмотра и производства ремонта определенного участка какала без полного осушения всего канала от воды на определенных расстояниях по длине канала или в местах выхода канала в водохранилище, озеровидный бьеф устраиваются аварийные или заградительные ворота, оборудованные затворами.
Плотины по условиям пропуска воды подразделяются на следующие основные типы:
1) водосбросные, обеспечивающие через специальные отверстия, перекрываемые затворами, сброс из верхнего бьефа в нижний избытков воды, образующихся в водохранилище;
2) глухие, обеспечивающие только необходимый подъем уровня воды в верхнем бьефе и поддерживающие образуемый в этом случае напор; такие плотины не имеют водосливных отверстий; регулирование уровнями воды в водохранилищах на гидроузлах с глухими плотинами осуществляется либо через турбины гидроэлектростанции, либо через специальные водосбросные сооружения;
3) разборчатые или судоходные, обеспечивающие периодический подпор воды в верхнем бьефе в меженный период, чаще всего для увеличения глубины, и, при отсутствии необходимости в подпоре, возвращают реку в естественное состояние.
Этот тип плотин нашел широкое применение при шлюзовании рек с чисто транспортными целями; их часто называют судоходными, поскольку в разобранном состоянии через свои отверстия они могут беспрепятственно пропускать суда из бьефа в бьеф. При снижении уровня воды в реке до величины, не обеспечивающей плавание судов без подпора, производится сборка плотин и суда пропускаются через шлюзы.
Судоходные плотины имеют Москворецкая, Северо-Донецкая,
Манычская, Северо-Двинская, Нижнедонская и ряд других водных систем.
Разборчатые плотины находят также применение как ремонтные сооружения (заградительные ворота) на судоходных шлюзованных каналах.
Направляющими палами называют сооружения, располагающиеся непосредственно у головы шлюза по обеим сторонам подходного канала.
Они служат для обеспечения правильного захода судна или плота и шлюз, а также для предохранения судов и конструкций шлюза от повреждений в случае навала судна на сооружение и возникновении при этом ударных нагрузок. В плане палы представляют плавные кривые, обеспечивающие постепенный переход от ширины подходного канала к ширине шлюза.

112
Рис.59 Деревянный направляющий пал
Палы разделяются на ходовые и неходовые. Ходовым называется пал, соответствующий стороне, по которой суда входят в шлюз. Этот пал обеспечивает правильность направления заходящего судна.
С противоположной стороны канала устраивается неходовой пал, назначением которого является выправлять направление входящего судна или состава при отклонении их от оси судового хода.
По расположению относительно продольной оси шлюза палы; делятся на продольные и косые. Продольный ходовой пал обычно является продолжением стенки шлюза и располагается параллельно оси судового хода. В парных шлюзах могут в качестве ходового пала использовать центральный пирс, служащий одновременно причалом для судов, ожидающих шлюзования.
В целях увеличения пропускной способности шлюзов судна, предназначенные для очередного шлюзования, стремятся размещать, возможно, ближе к шлюзу. Для этого в подходных каналах возводятся специальные причальные сооружения. Они делаются, как правило, прямолинейными и располагаются на той стороне канала, которая предназначена для входящего в шлюз судна. Конструкция причальных сооружений и палов зависит от их высоты, амплитуды колебаний уровней воды в подходных каналах, грунтов оснований и т. п. Возводят их из бетона, железобетона и дерева. При грунтах, допускающих забивку свай, применяются армированные бетонные стенки на высоком свайном ростверке. Причалы возводятся также в виде гравитационных стен, в отдельных случаях они выполняются в виде отдельных бычков, соединенных между собой переходными мостиками. Однако как показала практика эксплуатации, причалы в виде отдельных бычков не выдерживают навала крупных судов и быстро разрушаются. На

113 деревянных шлюзах палы и причалы выполняются в виде ряжевых стен с засыпкой камнем или местным грунтом. Необходимо отметить, что деревянные конструкции палов и причалов обладают наилучшей амортизирующей способностью, однако непрочность материала, гниение дерева (особенно в зоне с переменным уровнем воды) требуют проведения постоянного трудоемкого ремонта деревянных конструкций, вследствие чего применения дерева в этих конструкциях в настоящее время казались.
По всей высоте до уровня осадки судов лицевые стены палов причалов должны иметь гладкую поверхность для избежание возможного нанесения повреждения корпусам шлюзующихся судов.
Рис.60 Причальная линия из отдельных бычков, соединенных переходными мостиками

114 принимают от 10:1 до 5:1 в зависимости от прочности скалы и способа производства работ. Каналы с вертикальными стенами при нескальных грунтах строят редко, только в больших городах.
Рис.61 Формы поперечных сечений каналов:
а — прямоугольная; б — трапециевидная; в — полигональная; г — с пологим откосом.
В нескальных грунтах часто принимается трапециевидное сечение как наиболее простое, однако по мере эксплуатации канал посередине обычно размывается струями от судовых винтов и заносится грунтом, прежде всего в нижних углах трапеции.
Полигональное сечение, имеющее горизонтальную вставку посередине и несколько участков откосов, крутизна которых постепенно увеличивается, более устойчиво по сравнению с трапециевидным; на верхней крутой части размещается крепление.
Иногда при полигональной форме сечения отказываются от креплений ввиду их большой стоимости и устраивают очень пологие, достаточно устойчивые откосы, подобные пляжам.
Форма поперечного сечения канала влияет также на величину сопротивления движению судна. Наименьшее сопротивление движению наблюдается при прямоугольном сечении. В трапециевидном канале сопротивление примерно на 20—30% больше, чем в прямоугольном с той же площадью живого сечения. В нескальных грунтах, где прокладывается большинство каналов, все же принимают полигональную форму поперечного сечения с креплением откосов, поскольку такое решение во многих случаях является наиболее экономичным.
Каждая форма поперечного сечения должна обеспечивать проектные габариты канала по ширине и глубине. Размеры поперечного сечения каналов зависят от: вида движения судов по каналу (одностороннее или двустороннее); габаритов судов, предназначенных для плавания по данному каналу, скорости движения судов; типа крепления берегов.
Современные судоходные каналы имеют двустороннее движение судов.

115
Проектная ширина судового хода на прямолинейных участках канала должна удовлетворять условиям расхождения встречных наибольших расчетных судов. Ширину канала в некоторых случаях приходится увеличивать, если под влиянием бокового ветра судно может получить поперечную составляющую скорости. Расчетная глубина в канале S
K
устанавливается от наинизшего судоходного уровня воды в нем.
Наименьшая допустимая величина радиуса закругления оси канала должна быть не менее пяти длин расчетного судна или трех длин наибольшего толкаемого состава.
Найденное уширение обычно добавляют поровну по обеим сторонам канала. Уширение должно распространяться на примыкающие к закруглению прямолинейные участки канала не менее чем на длину судна или толкаемого состава. Сопряжение уширенной части канала с нормальной выполняют постепенно на протяжении, равном или большем
20-кратной величины уширения.
1.7.5 Сооружения на судоходных каналах
На современных судоходных каналах, помимо шлюзов и насосных станций, возводят и другие гидротехнические сооружения различного назначения (водосбросы, водоспуски, заградительные ворота, дюкеры и др.). Для регулирования объемов и уровней воды в канале гидротехнические сооружения выполняют в виде:
1) водосброса с порогом, заложенным на отметке, позволяющей пропускать определенный расход воды;
2) водоспуска, через который можно полностью опорожнить бьеф канала;
3) водослива без затворов, гребень которого заложен вровень с нормальным уровнем воды в канале;
4) водосброса водоспуска, обеспечивающего регулирование расхода воды и полное опорожнение бьефа.
Важным сооружением, необходимым для надежной работы канала, являются заградительные ворота.
Их располагают по краям водораздельного бьефа или в конце больших бьефов на склонах для того, чтобы предотвратить возможность опорожнения бьефа в случае аварии на каком-либо сооружении. Заградительные ворота должны закрываться быстро; время закрытия ворот принимают равным 1—1,5мин.
При пересечении канала с железными и магистральными автомобильными дорогами строят мосты. Обычно мосты перекрывают канал одним пролетом, при этом возвышение низа пролетного строения над расчетным уровнем воды должно соответствовать строительным нормам проектирования под мостовых габаритов (согласно классу водного пути) для свободного прохода под ними судов.

116
При пересечении канала с местными дорогами, имеющими малую интенсивность движения, вместо мостов устраивают паромные переправы, располагая их так, чтобы не стеснять габаритов судового хода; тяговый канат парома затопляется на глубину, большую осадки судов. Если канал идет значительно выше дороги, то для нее устраивают туннель под каналом. Например, такой туннель имеется в Москве для пропуска
Волокаламского шоссе под каналом имени Москвы. Для пропуска водотоков (рек, ручьев) под каналом устраивают трубы. Безнапорную трубу для пропуска реки или ручья под каналом прокладывают, если дно канала расположено выше реки или ручья. Малые водотоки, расположенные выше дна канала, пропускают под каналом напорной трубой, называемой дюкером.
Подводные трубопроводы (дюкеры) и электрические кабельные линии высокого напряжения, пересекающие канал, заглубляют не менее чем на
1,0 м ниже проектного дна канала во избежание повреждения их якорями судов и грунтозаборными устройствами дноуглубительных снарядов.
Пересечение воздушными высоковольтными линиями судоходных каналов осуществляется так, чтобы при наиболее высокой температуре воздуха и наивысшем уровне воды в канале соблюдалось предусмотренное нормами предельное приближение верхней габаритной точки судна (мачты) к нижним проводам. При напряжении линии 110кВ это приближение равно
2,0м, а при напряжении линии 500кВ — 4,0м.
Рис.62 Заградительные ворота на канале:
1 — флютбет; 2 — устой; 3 — двустворчатый откатной затвор; 4— ниша для хранения створки откатного затвора при его нерабочем положении; 5 — водобойный колодец
Пристани на судоходных каналах располагают в уширениях каналов с таким расчетом, чтобы в уширенной части могли разместиться причал и стоящее у него судно (состав) без стеснения судового хода для транзитных судов.

117
Все сооружения, расположенные по трассе канала, оснащаются знаками судоходной сигнализации в соответствии с Правилами плавания по внутренним судоходным путям РФ. Такие знаки устанавливают, например, на берегах канала в местах пересечения его подводными кабелями и трубопроводами, на пролетных строениях мостов, на устоях заградительных ворот и т. п.

118
1.8 Речные порты
1.8.1 Основные сведения и классификация портов
Портом называется комплекс инженерных сооружений и устройств для производства выгрузки грузов с судов на берег и погрузки с берега на судно, укрытия от шторма, а также других работ, связанных с перевозкой грузов и пассажиров. Порты устраивают на водных путях в крупных населенных пунктах.
Для выполнения своего назначения порт имеет следующие элементы: акваторию, береговую территорию, причальные сооружения и оборудование.
Рис.63 Элементы порта:
1 — транзитный судовой ход; 2 — акватория; 3 — причальные сооружения; 4 — грузоподъемный кран; 5 — территория; 6 — железнодорожные пути; 7 —склад; 8 — служебные и вспомогательные здания
Акваторией порта называется водная поверхность в установленных границах, обычно защищенная от волнения естественными выступами берега или, в случае необходимости, искусственными сооружениями.
В состав акватории порта входят рейды, подходы к причалам и судовые ходы.
Рейдом называется часть портовой акватории, иногда защищенная от волнения, на которой суда могут стоять на якоре в ожидании освобождения причалов. Для выполнения грузовых, пассажирских и других операций у береговых причалов имеются водные подходы.
Внутрипортовые судовые ходы служат для перехода судов с транзитного
-