3、运河工程.ppt

第七章 运河工程 第一节 概述 一、运河在航道建设中的地位 运河是人工开挖的航道，用来沟通不同水系的河流，湖泊和海洋，与天然河流共同构成一个四通八达的航道网。 （水系：自成体系，河流间互不沟通，运输的连续性较差） 运河在航道建设中的重要地位： （1）沟通河流、湖泊和海洋，促进相互联系，缩短里程，满足航运发展的需要； （2）可较好实现水资源的综合利用，即实现水运交通同时，运河还可以满足灌溉、防洪、排涝、发电和城镇供水等需要。 例如，京杭运河在扩建后，既沟通了河流，缩短了航程，降低了货物的运输费用，同时又结合灌溉、防洪、排涝、城镇供水等方面的需要，综合利用水资源，使国民经济其他部门也受益。 京杭大运河——北京～杭州（公元前486年）； 苏伊士运河——红海～地中海（公元前）； 美国、前苏联、法国、德国等都建有运河。 “京杭”运河总长1782km，始建于春秋末期，已有2500多年的历史，是世界上最长最古老的运河。 二、运河的分类和作用 1、按所处地理位置 海运河～内河运河 海运河——位于近海陆地，沟通海、洋，连通海港，避免长距 离绕行，主要行驶海船的运河。如苏伊士运河、巴拿马运河等。 内陆运河——沟通互不联系的河流，使航道连成河网，主要航 行内河船舶。如我国的京杭运河、莱茵河、多瑙河和前苏联的伏尔 加—顿运河等。 2、按工程布置情况分 开敞运河～设闸运河～跨越分水岭的设闸运河，又称 为越岭运河。 开挖运河的主要目的有：  1、构通互不相通的河流，使航道连接成网。2、沟通海、洋之间的地峡、避免迂回运输。3、沟通通航河流或海洋与城市、工矿企业，解决直达运输，减少货物的中途倒载和转运。4、改善天然河流的航行条件如绕避水流湍急的滩险，风浪较大的湖泊和弯曲迂回的河湾等航行障碍。5、综合利用水资源以满足国民经济各部门的需要。6、用于军事目的。 第二节 运河的选线及设计 一、基本原则 在运河选线时，应考虑以下原则： 1、水运要求。 2、运河选线应贯彻综合利用水资源的原则，最大限度地满足国民经济各个部门的需要，以充分发挥运河的综合效益。 3、运河选线应适应远景发展的需要。 4、运河线路应符合全国航道网的规划布局，并力求工程技术简单，施工方便，运转和维修费用省。 为满足上述要求，在选择运河线路时，应考虑以下一些技术要求： 1．线路要尽可能顾直，要尽量减少弯道，这样既使运河总长度最短，又便于船舶航行。 2．线路应力求避免跨越高山、避免与天然河流、沟渠、铁路和公路的交叉，以减少通航建筑物(船闸、升船机)及其他交叉建筑物的数目，并提高运河的运输能力。 3．线路应选在水文地质条件较好的地段通过。 4．线路应选择在地形适当的地段通过，应力求避免高填方河段。  5．线路应选择在水量充沛的地区通过。  6．运河应尽可能利用现有的江、河、湖泊作为运河的一部分，以减少开挖运河的土方量，节省工程投资。 7．运河的轴线方向应尽量避免和强风一致，以免发生水面的过份壅高和降落，降低风浪，便于船舶航行。。 二、运河的纵断面设计 运河的纵断面设计——确定运河河底的纵坡度（降）。 运河河底纵坡降的大小应保证能通过最大的输水流量，同时还应使运河中的最大流速不超过船舶航行的容许流速和不冲流速，以避免增加船舶逆流航行的阻力和引起河床的冲刷，同时还要保证运河的不淤性，运河河底的最小可能的纵坡降。 相应于上述纵坡降的平均流速： 式中： c —— 谢才系数； R —— 运河设计断面的水力半径（m）； I——坡降。 为了减小运河的纵坡降可以采取以下措施：一是加长运河线路的长度；二是在运河适当的位置设闸。 运河应尽量避免跨越高山以减少土石方工程量。当跨越山岭时，可在山脊鞍凹处开渠或开凿隧洞，也可在分水岭或山岭的两个坡面上设置船闸(7-6)。 对于设闸运河，其纵断面设计除确定纵坡降外，还包括选定运河线路上船闸的数目和位置。一般来说，船闸的数目宜少，线段的长度宜大，以便于管理和增大运河的运输能力。 三、运河的平面设计 运河线路应尽量顺直