CN113482130A

CN113482130A - 一种具有防倒灌及安全排涝功能的截流井

Info

Publication number: CN113482130A
Application number: CN202110826632.3A
Authority: CN
Inventors: 陈焜
Original assignee: Shanghai Municipal Engineering Design Insitute Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Municipal Engineering Design Insitute Group Co Ltd
Priority date: 2021-07-21
Filing date: 2021-07-21
Publication date: 2021-10-08

Abstract

本发明提供具有防倒灌及安全排涝功能的截流井，设于排口进入河道系统末端；截流井包括：旋转堰门、叠梁闸、电动闸门、超声波液位计、远程终端控制系统、液压站及动力配电柜。旋转堰门作为防倒灌设施设置在截流井溢流端；叠梁闸在临河端设置，安装在旋转堰门与河道之间；电动闸门安装在截流井污水仓的截流管洞口处；超声波液位计设置在污水仓及溢流仓。本发明可应用于排水系统的初期雨水截流调蓄，智能化程度高，安全系数高，排涝功能更加完善全面；具有基坑深度较浅，造价及故障率较低，止水效果好，更换设备方便；断电可自动打开或者保压等优点，可精准调控系统运行状态，防止突发工况下的内涝险情发生，适用于黑臭水体治理中的直排口截污。

Description

一种具有防倒灌及安全排涝功能的截流井

技术领域

本发明涉及市政工程领域，具体涉及一种适用于排水系统的初期雨水截流调蓄，并具有防倒灌及安全排涝功能的截流井。

背景技术

城市黑臭水体是百姓反映强烈的水环境问题，不仅损害了城市人居环境，也严重影响城市形象。2015年国务院颁布实施的《水污染防治行动计划》(“水十条”)明确提出目标：2017年年底前，地级及以上城市实现河面无大面积漂浮物，河岸无垃圾，无违法排污口，直辖市、省会城市、计划单列市建成区基本消除黑臭水体；2020年年底前，地级以上城市建成区黑臭水体均控制在10％以内；到2030年，全国城市建成区黑臭水体总体得到消除。随着任务时间节点的日渐逼近，如何快速有效得消除黑臭水体，形成的新的难题。

根据《城市黑臭水体整治工作指南》，控源截污是黑臭水体治理的重要技术之一。现不同地区的排水体制，受当地地区财政及历史因素限制，均有不同类型的排水体制存在，大部分老城区仍为合流制系统，分流难度较大，成本高；新城区为分流制系统，但存在较为严重的分流制混接现象。而传统的固定堰截流井、跳跃式截流井、浮筒阀截流井等，排涝安全系数较低，截污不够精准，运维难度较大，达不到预期效果；下开式堰门作为防倒灌设施的截流井，基坑深度较深，故障率较高；附壁式电动闸门作为防倒灌设施的截流井，双向止水效果较差等。

发明内容

本发明克服现有技术存在的问题，提供一种具有防倒灌及安全排涝功能的截流井，提供一种更加智能化，安全系数更高，排涝功能更加完善全面，基坑深度较浅，造价及故障率较低，止水效果更好，更换设备方便，断电可自动打开或者保压，且可精准调控及防止突发工况下的内涝险情发生的截流井。

本发明提供一种具有防倒灌及安全排涝功能的截流井，其技术方案为：

一种具有防倒灌及安全排涝功能的截流井，设于排口进入河道系统末端；所述截流井包括：旋转堰门、叠梁闸、电动闸门、超声波液位计、远程终端控制系统、液压站及动力配电合柜；所述旋转堰门作为防倒灌设施设置在截流井溢流端；所述叠梁闸在临河端设置，安装在旋转堰门与河道之间；所述电动闸门，包含上端电动启闭机，安装在截流井污水仓的截流管洞口处；所述超声波液位计，设置在污水仓及溢流仓。

进一步地，所述防倒灌设施为液压旋转堰门，材质为不锈钢，安装在截流井的溢流仓洞口处，旋转堰门可根据排放口同河道洪水位的关系，采用三边止水或者四边止水，均须具备双向止水的功能；动力方式为液压启闭，旋转堰门两侧的液压缸及横梁固定在后方污水仓池壁两侧，横梁上方装有电磁调节阀，可通过调整液压缸的启闭角度来调节旋转堰门的启闭角度；旋转堰门断电可自动打开或者保压，并在旋转堰门上端二十年洪水位标高处，设置一处物理溢流口，防止极端工况下(含设备断电)的内涝险情发生。

进一步地，所述临河侧设置有检修用叠梁闸，材质为铝合金，安装在液压旋转堰门与河道之间，叠梁闸进行300*100*10mm的闸框土建预埋，并在竖向上每隔500mm，预埋150*100*10的钢板用于固定，然后进行底坎安装，闸板的就位检查、调试；检修用叠梁闸闸框的框顶高度及闸板安装高度需高于内河二十年一遇洪水位，用于后期运营维护时，设备的调试更换及检修使用。

进一步地，所述截污端设置截污电动闸门，材质为铸铁镶铜附壁式闸门，包含上端电动启闭机，安装在截流井污水仓截流管的洞口处；电动闸门为带机电一体化执行机构，闸门的动力方式为上开式电动启闭，需进行闸门洞口处及启闭机处的钢板预埋，再将闸门门框同钢板进行安装固定及二次浇筑，门体安装完毕之后进行丝杆及启闭机的安装。

进一步地，所述需配备相应的超声波液位计，超声波液位计在污水仓及溢流仓各设置一处，通过固定架固定于截流井池壁上端，用于监测污水仓及溢流仓水位，将信号传输至就地控制柜及智慧水务云端控制系统，用于控制截污端电动闸门及溢流端液压旋转堰门的启闭，保证截污效果及排涝安装。

进一步地，所述需配备远程终端控制系统(简称：RTU)柜、液压站及动力配电(简称：AP)柜等，柜体采用IP65户外柜标准，控制方式按照优先级从低到高依次为：远程控制、就地控制、机侧控制，控制权限切换可通过现场控制箱就地/远程切换开关及监控界面切换开关实现。低压电源进线接入AP柜后，分为两路，一路分配给RTU柜，一路分配给设备，并配备相应的配套熔断器，采用三级负荷，旋转堰门需具备断电自动打开的功能，电动闸门为带机电一体化执行机构；考虑三柜合一，即AP、RTU柜、液压站集约化统筹布置在一个柜子内，减少占地面积及外观影响。柜体应附带遮阳雨棚，配置进出风风机和过滤装置，风道和风量满足EPS散热要求，柜门采用专用工具开启。柜体同设备均需进行可靠的有效接地，接地型式采用TT制。所有正常不带电的电气设备外露可导电部分和装置外导电部分及池上金属栏杆均应可靠接地。接地装置采用构筑物金属构件作为自然接地体，接地电阻不大于1欧姆，达不到需补打人工接地极。

本发明提供一种具有防倒灌及安全排涝功能的截流井，具有以下有益效果：

1、截流井的防倒灌设施液压旋转堰门，具备双向止水以及断电自动开启或保压的功能，可以有效防止河水倒灌及确保排涝安全；

2、截流井的检修用叠梁闸，具备临时挡水功能，可有效的降低后期运维的设备检修难度；

3、截流井的截污设施电动闸门，采用带机电一体化执行机构，具备机侧控制、就地控制及远程控制的功能，可以有效防止防倒灌设施因雨情、断电或者其他极端工况打开后，内河倒灌截污系统的情况发生，并可精准调控截流水量。

4、截流井污水仓及溢流仓的超声波液位计，可以有效的提供两仓的液位情况，传输信号至就地控制柜及远程智慧水务云端，为智能化截流井控制提供基础数据支持。

5、截流井的远程终端控制系统RTU、液压站及AP柜，柜体采用IP65户外柜标准，可以有效的在户外长期操作使用；控制方式按照优先级从低到高依次为：远程控制、就地控制、机侧控制，控制权限切换可通过现场控制箱就地/远程切换开关及监控界面切换开关实现，可以有效的全方面智能化的控制截流井。

总之，本发明可应用于排水系统的初期雨水截流调蓄，根据接入排口的标高、口径、水量及区域安全性、工程经济效益综合确定截流井的选用原则，并可接入智慧水务云平台在线监测，远程调控，相较于传统的固定堰截流井、跳跃式截流井、浮筒阀截流井等更加智能化，安全系数更高，排涝功能更加完善全面；相较于下开式堰门、附壁式电动闸门等其他智能堰门作为防倒灌设施的截流井，具有基坑深度较浅，造价及故障率较低，止水效果更好，更换设备方便，并且断电可自动打开或者保压的优点，可精准调控系统运行状态，防止突发工况下的内涝险情发生，适用于黑臭水体治理中的直排口截污。

附图说明

图1是本发明截流井的剖面结构示意图；

图2是本发明截流井截污电动闸门剖面结构示意图；

图3是本发明截流井防倒灌设施液压旋转堰门剖面结构示意图；

图4是本发明截流井检修用叠梁闸剖面结构示意图；

图5是本发明截流井超声波液位计剖面结构示意图；

图6是本发明截流井RTU、AP、液压站合柜及等电位联结示意图；

图中：

1进水管管底标高；2截流管管底标高；3溢流仓洞口底标高；4物理溢流口底标高；

5电动闸门，51启闭机头，52启闭机处的钢板预埋，53丝杆，54二次浇筑，55闸门洞口处的钢板预埋，56闸门门框，57门体；

6旋转堰门，601框架，602堰门，603横梁、液压缸支架，604轴承螺栓

L＝125，605隔离环，606侧向密封，607底部密封，608上部密封，609U型垫片，610六角螺丝DIN933M12x30，611液压机组、液压缸、阀门、电流分配器，612粘接锚，613粘结锚固件盒，614化学螺栓锚，615粘结锚，616化学螺栓锚，617电磁调节阀；

7超声波液位计，71超声波液位计主体，72固定架，73截流井池壁；

8叠梁闸，81闸板，82闸框，83钢板(150*100*10)，84底坎安装；

9远程终端控制系统、液压站及动力配电合柜，91柜体照明，92AP柜及触摸屏，93UPS不间断电源相关安装支架，94液压站，95液压站固定底座，96液压站固定横梁，97各设备、管道金属预埋件，98金属栏杆，99AP的PE排，910构筑物内主筋做等电位联结线，911底板主筋构成的水平接地网，912预埋接地连接板；

10电柜基础；11地面标高；12截流井完成面标高；13玻璃钢格栅覆面盖板；14叠梁闸底坎；15截流井土建结构。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

实施例

本实施例为一种具有防倒灌及安全排涝功能的截流井，设于排口进入河道系统末端。如图1所示，截流井包括：旋转堰门6、叠梁闸8、电动闸门5、超声波液位计7、远程终端控制系统、液压站及动力配电合柜9；旋转堰门6作为防倒灌设施设置在截流井溢流端；叠梁闸8在临河端设置，安装在旋转堰门6与河道之间；电动闸门5，包含上端电动启闭机，安装在截流井污水仓的截流管洞口处；超声波液位计7，设置在污水仓及溢流仓。截流井还包括：物理溢流口4，检修用玻璃钢格栅覆面盖板13，叠梁闸底坎14，截流井土建结构15。

如图2所示，截污电动闸门5为铸铁镶铜附壁式闸门，带机电一体化执行机构，闸门的动力方式为上开式电动启闭；需进行启闭机处的钢板预埋52，以及闸门洞口处的钢板预埋55，再将闸门门框56同钢板进行安装固定及二次浇筑54，门体57安装完毕之后，进行丝杆53及启闭机51的安装，最后进行调试。

如图3所示，防倒灌设施液压旋转堰门6为液压启闭装置，旋转堰门两侧的液压缸及横梁603通过化学螺栓锚616，固定在后方污水仓池壁两侧，横梁上方装有电磁调节阀617，通过电磁调节阀617调节液压机组、液压缸、阀门、电流分配器611，可调整液压缸的启闭角度来调节旋转堰门的启闭角度；采用化学螺栓锚614，将框架601固定于截流井土建池壁，然后安装堰门602；侧翼框架601通过粘结锚613及粘结锚固件盒615固定；堰门602同框架601采用轴承螺栓604、隔离环605、U型垫片609、六角螺丝610连接；液压旋转堰门需进行侧向密封606、底部密封607、上部密封608，以达到四边双向止水的效果。

如图4所示，检修用叠梁闸日常状态下为库备，常开。安装在液压旋转堰门与河道之间，叠梁闸需进行300*100*10mm的闸框82土建预埋，并在竖向上每隔500mm，预埋150*100*10的钢板83用于固定，然后进行底坎安装84，最后进行闸板81的就位检查、调试；检修用叠梁闸闸框的框顶高度及闸板安装高度需高于内河二十年一遇洪水位，用于后期运营维护时设备的调试更换及检修使用。

如图5所示，超声波液位计7在污水仓及溢流仓各设置一处，超声波液位计主体71通过固定架72，固定于截流井池壁73上端，用于监测污水仓及溢流仓水位，将信号传输至就地控制柜及智慧水务云端控制系统，用于控制截污端电动闸门及溢流端液压旋转堰门的启闭，保证截污效果及排涝安装。

如图6所示，配备RTU、液压站及AP等，柜体采用IP65户外柜标准，控制方式按照优先级从低到高依次为：远程控制、就地控制、机侧控制，控制权限切换可通过现场控制箱就地/远程切换开关及监控界面切换开关实现。低压电源进线接入所述AP柜后，分为两路，一路分配给RTU，一路分配给设备，并配备相应的配套熔断器，采用三级负荷。考虑三柜合一，即AP柜、RTU柜、液压站集约化统筹布置在一个柜子内，减少占地面积及外观影响。柜内大致布置为柜体照明91，AP柜及触摸屏92，UPS不间断电源相关安装支架93，液压站94通过液压站固定底座95及液压站固定横梁96固定于柜内，应附带遮阳雨棚，配置进出风风机和过滤装置，风道和风量满足EPS散热要求，柜门应采用专用工具才能开启。柜体同设备均需进行可靠的有效接地，接地型式采用TT制。各设备、管道金属预埋件97，金属栏杆98、AP的PE排99均需预埋接地连接板912，然后通过构筑物内主筋做等电位联结线910，以及底板主筋构成的水平接地网911，形成等电位联结。接地电阻不大于1欧姆，达不到需补打人工接地极。

旱季运行工况：防倒灌液压旋转堰门常闭，电动闸门常开，叠梁闸常开(仅在检修设备时，临时防倒灌用)。

雨季运行工况：以截流井前池液位为控制信号，当前池液位高于入水管管顶(可调整)，且前池液位高于后池，同时该工况持续1min以上(可调整)，则打开防倒灌液压旋转堰门，截流电动闸门关闭，进入雨季运行工况

降雨停止后：由沿河监测站发出降雨停止信号1h(可调整)之后，且河道水位降低至常水位时，防倒灌液压旋转堰门关闭，截流电动闸门开启。恢复为旱季运行工况。

前池水位超高情况：一旦前池水位达到该井的洪水位标高(可调整)，液压旋转堰门迅速开启。

紧急断电情况：由智慧水务平台指令为前提。若指令为现有雨情，液压旋转堰门自动开启；若指令为现无雨情，则RTU柜给液压旋转堰门的电磁调节阀发送指令，继续保压，保证污水不入河。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种具有防倒灌及安全排涝功能的截流井，设于排口进入河道系统末端；所述截流井包括：旋转堰门(6)、叠梁闸(8)、电动闸门(5)、超声波液位计(7)、远程终端控制系统、液压站及动力配电合柜(9)；所述旋转堰门(6)作为防倒灌设施设置在截流井溢流端；所述叠梁闸(8)在临河端设置，安装在旋转堰门(6)与河道之间；所述电动闸门(5)，包含上端电动启闭机，安装在截流井污水仓的截流管洞口处；所述超声波液位计(7)，设置在污水仓及溢流仓。

2.根据权利要求1所述的具有防倒灌及安全排涝功能的截流井，其特征在于：所述旋转堰门(6)为液压旋转堰门，材质为不锈钢，安装在截流井的溢流仓洞口处，为三边止水或者四边止水，均为双向止水；旋转堰门(6)两侧的液压缸及横梁(603)固定在后方污水仓池壁两侧，横梁上方装有电磁调节阀(617)，通过调整液压缸的启闭角度来调节旋转堰门(6)的启闭角度；旋转堰门(6)断电可自动打开或者保压，并在旋转堰门(6)上端二十年洪水位标高处，设置物理溢流口(4)。

3.根据权利要求1所述的具有防倒灌及安全排涝功能的截流井，其特征在于：所述叠梁闸(8)材质为铝合金，叠梁闸进行300*100*10mm的闸框(82)土建预埋，在竖向上每隔500mm，预埋150*100*10的钢板(83)用于固定；叠梁闸闸框(82)的框顶高度及闸板(81)安装高度高于内河二十年一遇洪水位。

4.根据权利要求1所述的具有防倒灌及安全排涝功能的截流井，其特征在于：所述电动闸门(5)为铸铁镶铜附壁式闸门，带有机电一体化执行机构，闸门的动力方式为上开式电动启闭；安装过程需要先对闸门洞口处钢板预埋(55)及启闭机处钢板预埋(52)，然后将闸门门框(56)同钢板安装固定并进行二次浇筑(54)，门体(57)安装完毕后安装丝杆(53)及启闭机(51)。

5.根据权利要求1所述的具有防倒灌及安全排涝功能的截流井，其特征在于：所述超声波液位计(7)的主体(71)通过固定架(72)固定于截流井池壁上端，监测污水仓及溢流仓水位，将信号传输至就地控制柜及智慧水务云端控制系统，控制截污端电动闸门(5)及溢流端液压旋转堰门(6)的启闭。

6.根据权利要求1所述的具有防倒灌及安全排涝功能的截流井，其特征在于：所述远程终端控制系统、液压站及动力配电柜的柜体均采用IP65户外柜标准，控制方式按照优先级从低到高依次为：远程控制、就地控制、机侧控制，控制权限切换可通过现场控制箱就地/远程切换开关及监控界面切换开关实现。

7.根据权利要求1所述的具有防倒灌及安全排涝功能的截流井，其特征在于：低压电源进线接入所述动力配电柜后，分为两路，一路分配给远程终端控制系统柜，一路分配给设备，并配备相应的配套熔断器，采用三级负荷。

8.根据权利要求1所述的具有防倒灌及安全排涝功能的截流井，其特征在于：所述旋转堰门(6)断电可自动打开或者保压，所述电动闸门(5)为带机电一体化执行机构。

9.根据权利要求1所述的具有防倒灌及安全排涝功能的截流井，其特征在于：所述远程终端控制系统、液压站及动力配电合柜(9)，柜体附带遮阳雨棚，配置进出风风机和过滤装置，风道和风量满足EPS散热要求；柜体同设备均需进行可靠的有效接地，接地型式采用TT制；所有正常不带电的电气设备外露可导电部分和装置外导电部分及池上金属栏杆均应可靠接地；接地装置采用构筑物金属构件作为自然接地体，接地电阻不大于1欧姆，达不到时补打人工接地极。