一种用于接纳用户支管的污水超深跌水井

本发明涉及一种跌水井，特别是一种用于接纳用户支管的污水超深跌水井。

背景技术：

1、随着我国城市化进程的不断加快，城市正面临着巨大而深刻的变化。城市规模变大，城市污水处理厂布置也相对集中，给水、排水(包括雨水、污水、合流等)、中水、电力、电缆、燃气、燃油、热力、消防、照明、通信、广电等大量的地下管线分布在市政道路上，造成浅层地下空间的极度拥挤。城市污水管网通常管径较大，且一般需要保证重力流所需的管道坡度，同时为了避让其他管线，污水管网的埋深时常会较大，检查井的深度也相应增大，

2、目前，国家建筑标准设计图集《钢筋混凝土及砖砌排水检查井》(20s515)只适用于盖板顶覆土厚度0～4m的检查井，对应超过深度的检查井并没有图集参考。实际工程项目中，盖板顶覆土厚度超过4m的检查井屡见不鲜，这类井叫超深井。

3、一方面城市污水主干线路埋深较大，另一方面，用于收纳用户污水的用户支管位于管道起点，一般埋深较浅，但这些用户支管也需要接入主干管网，它们之间就会有很大的水头高差，这个高差范围一般为“1m～10m”不等。对于跌水处，当跌水深度h≥2m时，水流将产生极大的冲击力，对于管网及检查井形成显著冲刷，进而极大危害排水管网的安全、稳定运行。工程实际中通常采用跌水井来解决这一问题。为此《室外排水设计标准》5.5.1规定：“管道跌水水头为1.0m～2.0m时，宜设跌水井；跌水水头大于2.0m时，应设跌水井。管道转弯处不宜设跌水井。”5.5.2规定:“跌水井的进水管管径不大于200mm时，一次跌水水头高度不得大于6m；管径为300mm～600mm时，一次跌水水头高度不宜大于4m，跌水方式可采用竖管或矩形竖槽；管径大于600mm时，其一次跌水水头高度和跌水方式应按水力计算确定。”

4、《钢筋混凝土及砖砌排水检查井》收录了3种跌水井，分别为竖管式跌水井、竖槽式跌水井和阶梯式跌水井。其中竖管式跌水井适用于跌落管径不大于200mm的铸铁管，跌差为1～6m的污水管；竖槽式跌水井适用于跌落管径为200～600mm，跌差为1～4m的雨污水管；阶梯式跌水井适用于跌落管径为700～1650mm，跌差为1～2m的雨、污水管。上述三类跌水井最大跌差仅为6m，且6m跌差时对应的仅为不大于200mm的铸铁污水管，难以满足污水管网，用户支管（通常管径为300mm～600mm）接入较深污水干管的要求。而且目前污水干管检查井由于埋深大，空间狭小，故不便于检修。

5、申请公开号为cn111764488a的发明专利申请公开了一种应用于超深检查井的跌水消能结构，该超深检查井仍存在以下不足之处：（1）跌水板从上往下、左右两面墙体内侧交错设置，而且由于上部跌水板阻挡，下部流槽难以进行支模施工和混凝土浇筑，其施工困难，实施难度大。（2）跌水板表面铺设有150～300mm消能卵石，实际起不到消能作用，反而会被水流冲刷掉，容易在井底淤积。（3）底部的流槽轴线方向与跌水室进水方向相同，只能起到水流导向作用，起不到消能作用。（4）跌水井无清渣功能，需配套一个沉泥井。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种用于接纳用户支管的污水超深跌水井，以解决现有技术存在的难以满足用户支管接入较深污水干管要求的不足之处。

2、解决上述技术问题的技术方案是：一种用于接纳用户支管的污水超深跌水井，包括跌水室、检修室、用户支管、出水管，所述的用户支管连接在跌水室的上部，在用户支管下方的跌水室侧壁沿水平方向固定有用于将水流方向变向成竖直向下的多根导流管；在跌水室的底部设有用于对竖直向下的水流产生反向螺旋作用的水力消能仓，该水力消能仓通过出水口连通检修室的底部，检修室的底部连通所述的出水管。

3、本发明的进一步技术方案是：所述的水力消能仓为凹弧状的水力消能导流槽。

4、本发明的进一步技术方案是：所述水力消能导流槽的轴线与导流管的轴线呈平行布置。

5、本发明的进一步技术方案是：所述的导流管、水力消能导流槽的轴线均与用户支管的轴线成空间十字交叉垂直。

6、本发明的进一步技术方案是：两根相邻的导流管之间间距为100～150mm。

7、本发明的进一步技术方案是：所述水力消能导流槽的圆弧半径r为500～1000mm。

8、本发明的进一步技术方案是：在检修室的底部与水力消能仓之间还设有电动闸门，该电动闸门的信号输入端与远程控制系统的信号输出端连接。

9、本发明的进一步技术方案是：在检修室的底部还设有用于对水流进行导向的流槽，流槽的一侧与跌水室底部的出水口连通，另一侧与出水管连通。

10、本发明的进一步技术方案是：所述的检修室还在对应导流管的位置设有检修平台，该检修平台通过检修门和跌水室相连通。

11、本发明的进一步技术方案是：所述检修室自上而下设置有爬梯，爬梯设置有安全护笼。

12、由于采用上述结构，本发明之一种用于接纳用户支管的污水超深跌水井与现有技术相比，具有以下有益效果：

13、1.可满足用户支管接入较深污水干管的要求

14、本发明在用户支管下方的跌水室侧壁沿水平方向固定有用于将水流方向变向成竖直向下的多根导流管；在跌水室的底部设有用于对水流产生反向螺旋作用的水力消能仓，该水力消能仓通过出水口连通检修室的底部，检修室的底部连通出水管。本发明通过设置导流管，可将从用户支管出来的、呈飞跃状态的水流进行变向，统一向下竖直进入水力消能仓。根据水力学理论，水力反向冲击是可以抵消来水的能量的。本发明的水力消能仓即是通过凹弧状的水力消能导流槽对水流产生反向螺旋作用，与自上而下的水流形成反向冲击，从而消耗水流的能量，达到消能的目的。因此，本发明可满足用户支管接入较深污水干管的要求。

15、2.消能效果好

16、本发明将水力消能仓设计为凹弧状的水力消能导流槽，该水力消能导流槽的轴线与跌水室进水方向（用户支管的轴线方向）垂直，且凹弧面的圆弧半径r为500～1000mm，具体数值根据进水流量与用户支管管径大小确定，可确保污水滚落在凹弧面的槽壁上时对水流产生反向螺旋作用，水流在刚接触水力消能导流槽会消耗一部分能量，接着水流会顺着水力消能导流槽边坡产生由下向上的反向流，正反向水流在水力消能导流槽内产生撞击，通过试验分析可以完全消耗水流跌落产生的能量，其消能效果较好。

17、3.结构合理

18、本发明通过将水力消能导流槽的轴线设计为与导流管的轴线平行布置，且导流管、水力消能导流槽的轴线均与用户支管的轴线成空间十字交叉垂直，既可确保能将飞跃状态的水流进行统一变向为竖直向下，又能保证竖直向下的污水滚落在水力消能导流槽的槽侧壁上时对水流产生反向螺旋作用，其结构合理。

19、4.便于清理污水系统中的固体垃圾

20、本发明在用户支管下方的跌水室侧壁沿水平方向固定有多根导流管，该多根导流管也起到格栅的作用，可以拦截垃圾塑料袋等固体废物。并且本发明还在检修室的对应导流管位置设有检修平台，该检修平台通过检修门和跌水室相连通，人员可以通过检修室进入，以便于清理维护，特别是便于清理污水系统中的塑料袋等固体垃圾。

21、5.具有水力清通下游管道功能

22、现有跌水井的能量都几乎浪费了，但在实际中，市政管线常需要清通。本发明在检修室的底部与水力消能仓之间设有电动闸门，该电动闸门的信号输入端与远程控制系统的信号输出端连接。如需要清通管路时，可关闭电动闸门，待水位升高再开启，将重力势能转换为水流的动能，可以对下游管道进行清通。

23、6.可设置于管道转弯处

24、由于在管道转弯处设置跌水井可能会带来以下不利影响：（1）水流冲击：在转弯处设置跌水井，水流从直线运动突然转变为旋转和向下的运动，这可能会导致水流的冲击力增大，对井壁和管道产生破坏；特别是在大流量或高速水流的情况下，这种冲击力可能会更加明显。（2）淤积问题：跌水井的设置可能会在井底产生一定的涡流区域，这会使水中的固体颗粒在井底沉积，导致井底的淤积；淤积物不仅会减少井的有效容积，还可能导致管道堵塞，影响排水效果。（3）维护困难：转弯处的跌水井在维护和清理时可能会更加困难；因为清理设备可能难以在转弯处操作，同时井底的淤积物也可能会更加难以清除。（4）占地面积大，不便于设置在管道转弯处。

25、但是，本技术能较好的解决上述问题，理由如下：

26、（1）本发明通过设置导流管，可将从用户支管出来的、呈飞跃状态的水流进行变向，统一向下竖直进入水力消能仓。通过水力消能仓对水流产生反向螺旋作用，与自上而下的水流形成反向冲击，从而消耗水流的能量，达到消能的目的。

27、（2）本技术在检修室的底部与水力消能仓之间设置了电动闸门，并在检修室底部设置了流槽，这些设计都是考虑利用水力条件进行底部冲刷，解决淤积问题。

28、（3）本技术的检修室自上而下设置有爬梯，可方便检修人员下井维修和清理，爬梯设置有安全护笼，而且检修室内还设有检修平台，检修平台和跌水室相连通，检修人员可以根据需要到检索平台进行检修，不需要每次都下到井底。因此，本技术通过爬梯和检修平台，可大大方便工作人员的维护和清理工作。

29、（4）占地面积小

30、由于传统跌水井采用的是阶梯型跌水设施，其跌水方向很长，占地面积较大；而本发明采用的是竖直跌水，仅利用很小的空间就可以满足跌水的消能需求。

31、由此可见，本技术能较好的解决上述问题，可设置于管道转弯处。

32、7.施工方便、实施难度小

33、本发明采用在跌水室上部设置多根平行排列的导流管，在跌水室下部设置水力消能仓的结构形式，即可达到消能的目的；无需在墙体内侧交错设置跌水板，其施工方便，实施难度小。

34、8.结构安全可靠

35、本发明的检修室自上而下设置有爬梯，爬梯设置有安全护笼，其结构比较安全可靠。

36、下面，结合附图和实施例对本发明之一种用于接纳用户支管的污水超深跌水井的技术特征作进一步的说明。