世界上最大的人造連通器

　　三峽船閘是世界上最大的人造連通器，建造難度世界第一。為建船閘，建設者們削平了18座山頭，硬是在壩區(qū)左岸山崗中劈出一條道來，這在世界水利建設中是一道難題。下面，學習啦小編就帶大家一起了解一下世界上最大的人造連通器，歡迎閱讀??！

　　三峽雙線五級船閘，規(guī)模舉世無雙，是世界上最大的船閘。它全長6.4公里，其中船閘主體部分1.6公里，引航道4.8公里。船閘的水位落差之大，堪稱世界之最。三峽大壩壩前正常蓄水位為海拔175米高程，而壩下通航最低水位62米高程，這就是說，船閘上下落差達113米，船舶通過船閘要翻越40層樓房的高度。已入選中國世界紀錄協(xié)會世界最大的船閘世界紀錄。此前，世界水位落差最大的船閘也只有68米。

　　天下第一門

　　永久船閘共有24扇人字閘門。三分之二的人字門高38.5米，寬20米，厚3米，重達850噸，面積接近兩個籃球場，其外形與重量均為世界之最，號稱“天下第一門”。

　　基礎開挖最深

　　三峽船閘的開挖邊坡最大高度達170米,是世界船閘開挖邊坡高度之最。

　　世界船閘襯砌式結構高度之最

　　三峽船閘為與巖體共同工作的薄襯砌結構，結構最大高度達70米，是世界船閘襯砌式結構高度之最。 這樣一個龐然大物，完全是中國人自己制造的，而且制造水平相當高，不僅開關自如，還滴水不漏。

　　世界級技術難題

　　三峽五級船閘是世界上規(guī)模最大，水頭和技術難度最高，它要解決的問題都遠遠超過了一般的船閘。三峽船閘的建成，表明我國在這方面的技術已達到世界領先水平。 三峽船閘水頭很高，要采用多級船閘解決水力學問題和更好的適應三峽地形的條件。五級船閘的總設計水頭為 113米，分成了五級以后，上下級之間最大水頭還有45.2米，這個數(shù)字仍大大超過世界上最大一級船閘34.5米的水頭，所以為解決船閘的水力學問題需要在輸水系統(tǒng)布置方面以及廊道的高程和體形方面、閥門的形式等各個方面采取特殊的不同一般船閘的做法。 另外，船閘在巖石山體里面開挖興建三峽的船閘基礎條件很好，為了充分利用巖石的優(yōu)良條件，節(jié)省工程量，結構采用了薄襯砌的閘室、閘首和輸水隧洞。在兩線船閘中間保留了巖體隔墩，要求混凝土結構與巖石共同承受荷載，所以在設計和施工方面就要相應地采取一系列技術措施，以保證結構和山體安全正常地工作的條件。 由于船閘上下游水位落差達113米，修建船閘要在花崗巖山體中切出一道最大開挖深度為176米的高邊坡。如何保持高邊坡巖體內(nèi)的穩(wěn)定和控制邊坡的變形，經(jīng)過多年潛心攻關，長江委提出船閘高邊坡設計方案，較好地解決了高邊坡的穩(wěn)定和變形控制問題。 船閘的閘門最大高度達到38.5米，閘門結構既要滿足受力的剛度要求，又要能夠適應巖體少量變形時可靠止水。閘門的重量超過800噸，所以閘門的底樞的潤滑要采取目前世界上比較新的自潤滑技術。 除此之外，三峽船閘運行工況復雜，如何保證對船閘實施實施有效監(jiān)控，以及船閘的安全監(jiān)測、消防等問題均屬技術難題，設計人員均一一破解。

　　船閘級數(shù)之最

　　葛洲壩船閘是一級船閘，三峽船閘是五級船閘，為目前全球級數(shù)最多的船閘。 　　水頭：葛洲壩船閘的最大水頭為27米，而三峽船閘的總水頭為113米，單級最大工作水頭45.2米，無論總水頭還是單級水頭都比葛洲壩船閘大，為目前世界船閘中“水頭之最”。

　　人字門大小和重量之最

　　葛洲壩閘人字門最大高度為34.5米，重為600噸，而三峽船閘人字門最大高度38.5米，人字門最大單扇門重850噸，居當今“世界之最”。

　　船閘介紹

　　基礎開挖深度：

　　葛洲壩船閘的開挖深度很小,三峽船閘的開挖邊坡最大高度達170米。

　　船閘的結構形式：

　　葛洲壩船閘為重力式結構,三峽船閘為與巖體共同工作的薄襯砌結構，結構最大高度達70 米。 兩者的相同點也不少。比如，兩個船閘的設計建設者一樣，都是由長江委設計的，施工的也是我們中國人;都建在長江主干道上，兩者相距僅約40公里;都是承擔客貨船的通航，兩個船閘通過的最大船隊都是1.2萬噸級，兩個船閘每年單向通過能力都是5000萬噸，兩線船閘的閘室有效尺寸與葛洲壩工程的1號和2號船閘相同;在建的三峽一級垂直升船機承船廂有效尺寸與葛洲壩工程3號閘相同;兩個船閘運行的基本原理一樣。 川江水運步入黃金時代 6月16日，三峽船閘試通航后，川江航運迎來了前所未有的黃金時刻，航運效益將大大超過天然航道時期，原來灘險水急的川江航道就此步入百舸爭流的時代，呈現(xiàn)出一派繁榮的景象。 三峽工程完全建成后，長江的航運能力得到大大的提高。水庫回水至重慶豐都，從宜昌至重慶660公里長江航道中139處急流、險灘、淺灘淹沒水中，可以使目前只能行駛3000噸級船隊提高到萬噸級，從上海長江口直達重慶，而長江的單向年通航能力也可從原來約1000萬噸提高到5000萬噸，其運輸成本則比以前減少35%—37%。 三峽天塹變成坦途后，船舶的運行周期大大縮短，宜昌至重慶的深水航道，可就是水上“高速公路”了，航行時間比天然河道可節(jié)省6至8個小時。 同時，蓄水通航后，庫區(qū)港口水域?qū)掗?，碼頭條件優(yōu)越，船舶航行條件極大改善，將使運輸船隊有條件擴大規(guī)模、加大載量，有利于船型、船隊向標準化、大型化方向發(fā)展，給長江水上運輸?shù)慕Y構性優(yōu)化調(diào)整提供了契機。三峽船閘試通航將成為長江航運發(fā)展史上的一個重要里程碑。

　　戰(zhàn)爭襲擊生化防備：

　　三峽工程的防護歷來為三峽工程方案研究所重視，六十年代初我國第一個原子彈試驗時，大壩模型就參加了核試驗，所以核戰(zhàn)爭對大壩的破壞是無疑的，前期也曾研究過地下方案，但投資過于巨大，無法實施，長江委曾做過潰壩試驗研究，對三峽大壩因戰(zhàn)爭潰壩的損失有正確估計，由于西陵峽下段對潰壩后流量的制約，戰(zhàn)爭原因的潰壩將不致影響江漢平原，損失是局部的，現(xiàn)在的防護由總參專家參加論證，認為現(xiàn)在戰(zhàn)爭是有預兆的，可以采取預泄的辦法，在戰(zhàn)爭發(fā)生前將三峽水位下泄到安全水位。 在反恐方面，有關部門正在研究。三峽這么大的工程，一旦被襲擊，雖然對大壩威脅不大，但也會造成一定的損失。 三峽庫區(qū)奉節(jié)縣在1942年抗日戰(zhàn)爭期間曾經(jīng)發(fā)生過炭疽病，在搬遷過程中，中央派出專家在現(xiàn)場制定治理方案，有關物品都用火焚燒了。搬遷2個月以后又化驗周圍的環(huán)境，沒有查到任何炭疽病，因此是很安全的。

　　三峽船閘為什么要分五級 三峽船閘為五級船閘，這樣船只通過最快也要大約2小時35分鐘，為什么要這樣設計呢? 上下游水位落差在幾米、十幾米左右的一般修筑單級船閘就可以了。落差在20米以上的，以至于像三峽大壩 113米的落差，就要考慮多級船閘。 三峽船閘所選定的方案，是根據(jù)技術和施工難易、投資多少、運行與管理是否方便等諸多因素，作多種方案的比較后，確定將總設計水頭分為五級。

　　輪船怎樣過閘：

　　“大船爬樓梯，小船坐電梯”——可以這樣形象地描繪船舶過大壩的兩種方式。“樓梯”是即將試通航的雙線五級船閘，“電梯”則是尚未完建的升船機。 船舶如何穿越這座舉世無雙的“樓梯”?如，船從下游駛來，需過大壩上行，先將五閘室水位降到與下游水位一致，打開下閘門，船舶進入閘室;關閉下閘門，輸水系統(tǒng)充水抬高閘室水位，船舶隨閘室水位上升而上升，當水位與四閘室水位齊平時，打開五閘首人字閘門，船舶就好像爬過一級階梯，輕松駛?cè)肷弦患夐l室。如此上升，直至駛出一閘室，進入高峽平湖。如船舶是從上游往下游走，過程正好相反。 永久船閘的設計很科學，有兩條道，一邊上行，一邊下行，互不干擾，節(jié)省時間。過閘大約要兩個半小時。 樞紐施工17年斷航僅67天 在三峽工程長達17年的建設時間里，除了斷航了67天客貨運輸需要翻壩之外，其余的時間長江暢通無阻。這在世界上也是絕無僅有的，其他國家在內(nèi)河上修建大規(guī)模水利樞紐時，一般都停止航運。修建葛洲壩工程時也斷航了 8個月。 那么，五級船閘通航前，三峽工程是如何做到既不影響工程施工，又保證長江通航的呢? 按照工程設計，根據(jù)三峽壩址地形和水文特性，制定了通航方案：一期工程建設期間，利用長江主河道通航;二期工程建設期間，利用導流明渠及臨時船閘共同配合通航;三期工程建設期間，利用永久船閘通航。 在三峽工程二期建設的六年里，臨時船閘與導流明渠配合，一左一右分布在長江兩岸，成為三峽二期施工期間航運安全暢通的重要通道，共同攜手完成了三峽二期工程建設期間的通航任務。 2002年11月6日，三峽導流明渠勝利實現(xiàn)截流。之后，臨時船閘成為“孤獨的天使”，獨立承擔其后五個多月的長江通航任務。 從2003年4月10日開始，臨時船閘封閉停航，并將改建為三峽工程的沖砂閘。 6月16日，長江三峽壩區(qū)封航67天的歷史終結。

　　連通器原理

　　幾個底部互相連通的容器，注入同一種液體，在液體不流動時連通器內(nèi)各容器的液面總是保持在同一水平面上。連通器的原理可用液體壓強來解釋。若在U形玻璃管中裝有同一種液體，在連通器的底部正中設想有一個小液片AB。假如液體是靜止不流動的。左管中之液體對液片AB向右側(cè)的壓強，一定等于右管中之液體對液片AB向左側(cè)的壓強。因為連通器內(nèi)裝的是同一種液體，左右兩個液柱的密度相同，根據(jù)液體壓強的公式P=ρgh可知，只有當兩邊液柱的高度相等時，兩邊液柱對液片AB的壓強才能相等。所以，在液體不流動的情況下，連通器各容器中的液面應保持相平。

　　連通器的特點是只有容器內(nèi)裝有同一種液體時各個容器中的液面才是相平的。如果容器傾斜，則各容器中的液體即將開始流動，由液柱高的一端向液柱低的一端流動，直到各容器中的液面相平時，即停止流動而靜止。如用橡皮管將兩根玻璃管連通起來，容器內(nèi)裝同一種液體，將其中一根管固定，使另一根管升高、降低或傾斜，可看到兩根管里的液面在靜止時總保持相平。其原理在生產(chǎn)實踐中有著廣泛的應用，例如，水渠的過路涵洞、牲畜的自動飲水器、水位計，以及日常生活中所用的茶壺、灑水壺等都是連通器。