Настоящий труд комплексно охватывает вопросы теории и практики шлюзования внутренних водных путей, главным образом в транспортных целях. Книга написана на базе богатейшего советского и иностранного опыта по проектированию, строительству и эксплоатации гидротехнических сооружений, осуществленных и осуществляемых для совместной работы в судоходных, энергетических, ирригационных и других целях. Книга излагает современные методы расчета и конструирования сооружений на шлюзованных водных путях и каналах и дает основы теории и практики их проектирования. Являясь учебником для втузов водного транспорта по шлюзованным водным путям, данная книга одновременно может быть рекомендована в качестве практического руководства для инженеров-гидротехников, работающих на водных путях.

[* Сохранена оригинальная орфография издания]

Предисловие

Глава I. Понятие о шлюзовании рек
1. Идея шлюзования рек
2. Напорные сооружения и распределение их по длине
3. Расположение сооружений в плане
4. Действие напорного сооружения на речной поток

Глава II. Судоходные шлюзы
1. Идея шлюза и его действие
2. Основные задания для проектирования шлюза
3. Пропускная способность шлюза
4. Установление основных размеров каравана судов
5. Основные типовые схемы шлюзов
6. Основные размеры шлюза
7. Общая схема шлюза
8. Подходные каналы к шлюзу
9. Питание шлюза
10. Расчет водопроводов для наполнения и опорожнения шлюза
11. Грунтовые условия при устройстве шлюза и вообще сооружений

Глава III. Шлюзные стены и фундаменты под ними
1. Камерные степы и условия их проектирования
2. Фундаменты под шлюзными стенами
3. Железобетонные шлюзные стены
4. Бетонные шлюзные стены с водопроводными галереям

Глава IV. Основы проектирования и расчета шлюзных голов
1. Головы шлюза и их общее очертание
2. Основы проектирования бетонной фундаментной подушки под головой шлюза
3. Шлюз на скальном грунте

Глава V. Оборудование шлюзов и их управление
1. Ворота шлюза
2. Затворы водопроводных галерей
3. Ремонтные ограждения в шлюзах
4. Предохранительные затворы
5. Противоаварийные приспособления
6. Входные палы
7. Вспомогательные сооружения
8. Телемеханика шлюза
9. Содержание бетонного шлюза

Глава VI. Деревянные шлюзы
1. Устройство шлюза
2. Основы расчета ряжевых стен
3. Деревянные ворота
4. Основные принципы расчета ромбовидных ворот
5. Построение, ремонт и содержание в исправности деревянного шлюза

Глава VII. Судоподъемники
1. Механические судоподъемники
2. Гидравлический судоподъемник
3. Взвешенные судоподъемники

Глава VIII. Бетонные плотины
1. Общие соображения об устройстве плотин
2. Внешние силы, действующие на плотины

Глава IX. Бетонные глухие плотины
1. Основные размеры бетонных плотин
2. Общая идея расчета тела высокой бетонной плотины
3. Фундаменты плотни и их расчет
4. Арочные плотины

Глава X. Бетонные водосливные плотины без затворов
1. Определение пролета водосливной части плотины
2. Гидравлический профиль плотины
3. Статический профиль водосливной плотины
4. Водобойная часть водосливной плотины

Глава XI. Основы конструкции глухих и водосливных плотин
1. Бетонные плотины
2. Железобетонные плотины

Глава XII. Плотины с металлическими затворами
1. Общая характеристика плотин с металлическими затворами
2. Основная идея затворов плотины
3. Гидравлический расчет отверстий плотин
4. Гидравлический профиль бетонной плотины
5. Распределение пролетов плотины
6. Маневрирование затворами плотин

Глава XIII. Затворы плотин
1. Щитовые затворы плотин
2. Цилиндрические затворы
3. Сегментные затворы
4. Многопролетные сегментные затворы
5. Секторные затворы
6. Мостовые затворы

Глава XIV. Земляные плотины
1. Типы земляных плотин
2. Основные размеры насыпных плотин из однородного материала
3. Гидравлический расчет тела однородной плотины
4. Статический расчет тела однородной плотины
5. Плотины с ядром или диафрагмой
6. Плотины с экраном и понуром
7. Производство работ по возведению насыпных плотин
8. Намывные и полунамывные плотины и их возведение
9. Содержание плотин в исправности

Глава XV. Набросные плотины

Глава XVI. Водопропускные и водоспускные сооружения при глухих плотинах
1. Водопропускные сооружения
2. Водоспускные сооружения

Глава XVII. Деревянные плотины
1. Конструкция деревянной плотины
2. Основные размеры деревянных плотин
3. Высокоряжевые плотины

Глава XVIII. Судоходные плотины
1. Плотины с пролетным строением системы Поаре
2. Плотины с пролетным строением системы Шаноана
3. Плотины с пролетным строением, действующие напорным давлением воды

Глава XIX. Дополнительные устройства в узлах сооружений
1. Плотоходы
2. Рыбоходы

Глава XX. Производство работ по постройке узла сооружений
1. Метод глубоких отверстий
2. Метод гребенки
3. Метод донных отверстий
4. Перемычки
5. Водоотлив
6. Исполнение отдельных работ

Глава XXI. Судоходные каналы
1. Трасса канала
2. Поперечное сечение канала
3. Питание канала
4. Судопропускные сооружения на каналах (шлюзы и судоподъемники)
5. Сооружения разного назначения на каналах
6. Содержание канала в исправности

Дополнение. Общие соображения об архитектуре гидротехнических сооружений
Литература

Предисловие

Внутренний водный транспорт в Советском Союзе имеет огромное народно-хозяйственное и оборонное значение.

Главной задачей внутреннего водного транспорта является осуществление перевозок преимущественно массовых грузов на далекие расстояния, а также транспортировка пассажиров по водным путям — рекам, озерам и каналам.

Основное требование, предъявляемое к рациональной постановке социалистического водного транспорта, заключается в выполнении установленного государственным планом объема перевозок в кратчайший срок, при наименьшей затрате труда и материальных средств.

Важнейшей проблемой, связанной с развитием водного транспорта, является задача улучшения судоходных условий внутренних водных путей, в соответствии с чем транспортная гидротехника, как наука и практика инженерного дела в области водных сообщений, особенно настоятельно стремилась и стремится дать эффективные методы улучшения водных путей, в частности рек.

Мероприятия по коренному улучшению рек можно подразделить на два основных вида, а именно мероприятия, как дноуглубление, выправление и дополнительное питание, при применении которых естественный режим реки сравнительно мало изменяется, и мероприятия, как шлюзование, трансформирующее речной поток в ряд отдельных участков с явно измененным характером движения воды.

Из этих методов наиболее эффективным можно считать метод шлюзования рек, основное преимущество которого заключается в том, что водный путь может быть доведен до значительных судоходных габаритных размеров с уменьшением естественных скоростей течения; однако, осуществление шлюзования рек обычно связано с единовременным вложением больших материальных средств.

Огромное значение имеет шлюзование, как способ достижения глубины на внутренних водных путях, для наиболее экономичного и технически целесообразного решения задач объединения речных бассейнов при помощи создания соединительных шлюзованных каналов, образующих совместно с естественными путями новые водные системы.

В дореволюционной России шлюзование рек использовалось лишь в судоходных целях, применялись низконапорные сооружения, а техника их конструкций и возведения была несовершенна (к таким шлюзованным рекам следует отнести, не касаясь более старых шлюзований, pp. Шексну, Оку, С. Донец и Дон).

Соединения речных бассейнов осуществлялись также несовершенно, без надлежащих проектов и плана, поэтому из девяти существовавших в то время соединений, а именно трех Балтийско-Каспийских (Вышневолоцкое, Тихвинское, Мариинское), двух Каспийско-Беломорских (Северо-Екатерининское и Северо-Двинское, служащее также Балтийско-Беломорским соединением), трех Черноморско-Балтийских (Березинское, Огинское и Днепровско-Бугское) и Обь-Енисейского — только Мариинская и Северо-Двинская системы могли считаться более или менее законченными водными путями.

В СССР шлюзование используется комплексно для разных водохозяйственных целей и, в частности, для целей судоходства, получения гидроэнергии и для решения проблемы ирригации. Сооружения применяются высоконапорные, причем техника их конструирования и возведения стала выше мирового уровня. К таким современным шлюзованным водным путям можно отнести р. Волхов, бьефы р. Днепра и р. Свири, а также участки р. Волги в пределах распространения подпора от строящихся сооружений.

За годы Сталинских пятилеток построены новые водные соединения, как Беломорско-Балтийский канал имени т. Сталина и канал Москва — Волга, которые являются образцами современного инженерного искусства в области гидротехнических сооружений.

Характерным является то, что и шлюзованные каналы в настоящее время перестают иметь лишь одно судоходное назначение, а комплексно используются для разных народнохозяйственных целей; например, канал Москва — Волга является не только грандиозным сооружением для целей судоходства, но и служит для водоснабжения г. Москвы.

Характерными признаками современного гидротехнического строительства на реках и каналах следует считать:

а) комплексное решение задач водоиспользования,
б) сочетание основных условий в отношении габарита судового хода с энергетическими условиями распределения сооружений — сосредоточение напоров,
в) усовершенствование типов и конструкций сооружений, плотин и шлюзов,
г) высокая механизированная техника производства работ,
д) внешняя архитектурная обработка сооружений.

Несомненно, что совершенные водные пути, в создание которых вложено много труда и материальных средств, требуют особенно заботливого к сооружениям отношения во время эксплоатации, как в смысле полного использования их в судоходных, энергетических и других целях, так и в отношении технического надзора и постоянного поддержания в исправности сооружений систематическим текущим и капитальным ремонтом.

Кроме того, нельзя считать вопрос об улучшении того или другого водного пути законченным постройкой только напорных сооружений, так как бьефы, т. е. участки пути, в особенности на реках с подвижным руслом, требуют очень часто и при подпорном подъеме горизонта воды еще поддержания судового хода, что может быть исполнено применением комплексно со шлюзованием и других технических мероприятий, например дноуглубления.

Рассматривая шлюзование лишь с судоходной точки зрения, следует указать, что в зависимости от естественных судоходных свойств рек шлюзование можно представить в двух формах, а именно меженним или навигационным.

Меженнее шлюзование имеет целью поддержание реки, шлюзованной лишь в период недостаточной естественной глубины, возвращая реку в естественное состояние путем разборки плотин и предоставляя судам свободное плавание при высоких подъемах горизонта воды.

Навигационное шлюзование имеет целью в течение всей навигации поддерживать шлюзованное состояние реки, причем это становится необходимым при наличии больших скоростей течения речного потока при высоких естественных горизонтах воды в реке.

Однако, эти формы шлюзования рек, только меженнее или навигационное, следует считать устаревшими в связи с необходимостью комплексного использования сооружений.

Одновременная работа напорных сооружений для судоходных, энергетических и других целей требует осуществления годового шлюзования рек с сосредоточением напора па малом числе сооружений.

В заключение следует сказать, что комплексное использование шлюзованных рек и каналов позволяет относить па перевозки лишь часть капитальных затрат и эксплоатационных расходов по пути, что уменьшает себестоимость транспорта по шлюзованным водным путям.

Правильное проектирование шлюзования водных путей и каналов, возведение на них напорных сооружений, обычно сложных и дорогостоящих, а также рациональная их эксплоатация имеют большое значение в дальнейшем развитии социалистического водного транспорта, как важнейшей отрасли народного хозяйства.