ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЙ ЗАТВОР

— подвижная конструкция, перекрывающая и частично или полностью открывающая водопропускное отверстие гидротехнического сооружения для регулирования уровня верхнего бьефа, пропуска определенных расходов воды, пропуска судов и т. д.

Гидротехнический затвор имеет закладные части — неподвижные конструкции, заделанные в тело сооружения и обеспечивающие перемещение затвора, водонепроницаемость по контакту между ним и кладкой сооружения, обогрев этих контактов и пр. Маневрирование гидротехническими затворами механического действия осуществляется при помощи подъемных устройств (механизмов), стационарных или передвижных кранов. В затворах гидравлического действия механизмы заменяются аппаратом управления. По местоположению различают гидротехнические затворы поверхностные и глубинные; по назначению — основные (рабочие),ремонтные, аварийные, строительные; по способу передачи давления воды на сооружение — с передачей давления на быки (устои), на порог, на быки и порог, по всему периметру; по способу пропуска воды — с переливом через затвор, через щель из-под затвора и комбинированно; по материалу — металлические (преим. стальные), деревянные, железобетонные, из пластмассы, комбинированные; по конструкции — плоские, сегментные, секторные, вальцовые и т. д.; по принципу действия — механич., гидравлич., механо- гидравлич.

К числу поверхностных затворов, передающих давление воды на быки (устои), относятся шандоры, плоские затворы, сегментные и вальцовые. Шандоры — деревянные, стальные или железобетонные балки, укладываемые в пазах быков (устоев) одна на другую горизонтально и образующие, т. о., вертикальную шандорную стенку. Применяются обычна в качестве ремонтно-аварийных и строит, затворов. Плоский затвор — конструкция с плоской обшивкой с напорной стороны, снабженная на концах колесными, Катковыми или скользящими опорами, перемещающимися в пазах быков (устоев) в вертикальном направлении. Для обеспечения перелива воды и сброса льда и др. плавающих тел поверху затворов и облегчения маневрирования ими плоские затворы иногда подразделяют по высоте на 2 части (сдвоенный затвор), перекрываемая площадь — 240 м2. Вальцовый затвор — полая трубчатая конструкция, снабженная по концам барабанами с зубчатыми дугами и гладкими бандажами, при помощи к-рых затвор перекатывается но закладным зубчатым рейкам и рельсам в пазах быков (устоев).

Вальцовые затворы снабжаются обычно нижним щитком или передним козырьком, иногда его дополняют поворотным клапаном. Пролеты вальцовых затворов достигают 50 м, выс.— 13 м, общая перекрываемая площадь — 440 м2.

К числу поверхностных затворов, передающих давление воды на порог, относятся секторные, крышевидные, поворотные фермы и рамы. Секторный затвор, имеющий в поперечном сечении форму кругового сектора, снабжен обшивкой по двум или всем трем граням. Затвор гидравлического действия, вращаясь относительно горизонтальной оси, закрепленной на пороге сооружения, может опускаться (частично или полностью) в спец. нишу (камеру давления). Поступление в нее воды верхнего бьефа, оказывающей давление на обшивку радиальной грани затвора, или выпуск ее в нижний бьеф осуществляются при помощи задвижек, регулируемых обычно автоматически посредством поплавков, перемещающихся в камерах быков при колебании уровня верхнего бьефа

Пролет металлич. плоских затворов достигает 45 м, выс.— 18 .м, общая перекрываемая площадь — 300 м2. Железобетонные предварительно напряженные затворы достигают (по данным зарубежной практики) размеров 16 .их5 м, а из пластмассы, армированной стекловолокном, 8,1 мХ2,1 м. Сегментный затвор имеет цилиндрич. обшивку и опорные рамы (ноги) с шарнирами на концах, обеспечивающие вращение затвора. Благодаря тому, что равнодействующая давления воды проходит через ось вращения, подъемное усилие для сегментного затвора гораздо меньше, чем для плоского. Сегментные затворы иногда устраиваются сдвоенными и с клапаном. Меневрирование затвором может осуществляться при помощи механич. привода, иногда автоматически действием воды.

Поверхностные затворы служат для перекрытия водосливных отверстий плотин, водосбросов, водозаборов. Наиболее распространены в СССР Г. з. плоские и сегментные, благодаря их простоте, надежности действия, хорошим эксплуатационным и технико-экономич. показателям. В качестве ремонтно-аварийных и строит, затворов применяют преим. шандоры и плоские затворы. Судоходные, отверстия плотин перекрываются поворотными фермами и рамами. При необходимости точного и автоматич. регулирования подпорного уровня и пропуска леса целесообразны затворы гидравлич. действия (секторные, крышевидные и др.). При небольшом количестве затворов на сооружении устанавливают стационарные подъемные механизмы, при большем числе их — передвижные по служебным мостам краны, грузоподъемность к-рых достигает неск. сотен тонн. Ворота судоходных шлюзов (шлюзные ворота) также относятся к поверхностным затворам.

Глубинные затворы перекрывают расположенные ниже уровня верхнего бьефа отверстия водоспусков, водозаборов, водопроводных галерей судоходных шлюзов и др. сооружений. Открытие отверстий сопряжено с большими скоростями течения воды и возможностью образования вакуума и кавитации, а также вибрации затворов. Во избежание этого обеспечивают плавно обтекаемые очертания затвора и водовода, подвод воздуха в зону возможного вакуума и др. Плоские и сегментные затворы аналогичны по конструкции таким же поверхностным затворам. Задвижки представляют собой диски круглой или прямоугольной формы со скользящими, иногда роликовыми опорами. При устройстве обводной трубы, соединяющей участки водовода впереди и позади задвижки и обеспечивающей таким образом перемещение последней в безнапорных условиях, задвижки работают под напором до 100—200 м и более. Они отличаются хорошей водонепроницаемостью и экономичностью. Цилиндрические затворы — полые цилиндры с вертикальной осью, перекрывающие отверстия на вертикальных участках водоводов или башен управления водоспусков. Они бывают высокие (верх возвышается над уровнем воды и при подъеме вода входит в кольцевое отверстие под цилиндром) и низкие, располагаемые ниже уровня воды. Такие затворы просты, имеют небольшой вес; размер их до 10 м в диаметре. Дроссельные затворы имеют форму плоского диска, вращающегося на вертикальной или горизонтальной оси, расположенной прибл. в середине его, благодаря чему давление воды на обе части диска почти одинаково и усилие для его поворота невелико. Недостатки дроссельных затворов — неплотное закрытие и вибрация при частичных открытиях отверстия. Дроссельные затворы широко распространены в качестве второго (вспомогательного) затвора, их применяют при больших напорах, размер диска достигает 8 м в диаметре и более. Шаровые затворы представляют собой один, чаще два коротких цилиндра, снабженных обшивкой на части окружности и вращающихся в кожухе с выемками, куда заходит часть цилиндра с обшивкой при пол пом открытии отверстия.  

Шаровые затворы характеризуются хорошей плотностью закрытия, быстротой и легкостью маневрирования; их применяют при напорах до 300 м диаметр цилиндров— 1—3 м. Игольчатые затворы (гидравлич. действия) — неподвижное тело, внутри к-рого может поступательно перемещаться поршень, закрывающий отверстие своим криволинейным конич. концом. Вода движется в кольцевом пространстве между затвором и кожухом. Для открытия и закрытия отверстия вода верхнего бьефа впускается в одну или в др. полость между неподвижной и подвижной частями затвора. Специальные приспособления позволяют останавливать затвор в любом промежуточном положении с заданной величиной открытия отверстия. Игольчатые затворы обладают отличными эксплуатационными качествами, но сложны и дороги. Их применяют чаще всего на низовой стороне водоспуска с выбросом струи воды в воздух, при напорах до 800 м\ диаметр их достигает 8,5 м. В телескопическом затворе имеется подвижный цилиндр, открывающий или закрывающий кольцевое отверстие между неподвижными цилиндром и конусом. Такие затворы располагают на низовом конце водоспуска с выбросом потока в воздух в виде кольцевой струи. Они просты и экономичны.

Глубинные отверстия сооружений защищаются со стороны верхнего бьефа решетками от попадания в них плавающих или перекатываемых водой по дну водотока тел.

В отношении возможности регулирования расхода воды при любых напорах лучшими являются игольчатые затворы, при напорах в неск. десятков метров могут быть использованы и др. затворы; лучшие в отношении водонепроницаемости закрытия отверстия — игольчатые, затем шаровые, задвижки и др., в отношении простоты и дешевизны — плоские, задвижки, сегментные, цилиндрические.

Лит.: Березинский А. Р., Верхнее строение плотин, М., 1949; Г ришинМ.М., Гидротехнические сооружения, М., 1962; Залькиндсон Е. И., Нефёдов Е. Е.и Березинский А. Р., Плоские стальные затворы гидротехнических сооружений, М.—Л., 1951; 3алькиндсон Е. И. и Нефёдов Е. Е., Сегментные стальные затворы гидротехнических сооружений, М.—Л., 1958.

  ВИБРАЦИЯ в гидросооружениях - колебания гидротехнических ...

  ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ ТОННЕЛЕЙ Обделка безнапорных ...

  Гидроизоляция тоннелей и подземных выработок. Гидротехнические ...

  Тоннелепроходческие машины. ОПТИМИЗАЦИЯ И ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЙ ПРИ ...