CN207812638U - 一种改善调蓄隧道排气性能的旋转台阶式竖井 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种改善调蓄隧道排气性能的旋转台阶式竖井，包括同心的外筒和内筒、进水渠和调蓄隧道，所述内筒的内部空间为排气通道，所述内筒和所述外筒之间的空间为泄流通道，所述进水渠置于所述竖井的上端部、并与所述泄流通道相连通，所述调蓄隧道置于所述竖井的下端部、并与所述泄流通道相连通，所述进水渠和所述调蓄隧道平行设置、并与所述竖井垂直；所述调蓄隧道的上壁穿过泄流通道延伸至内筒、并与内筒连通，所述内筒与所述外筒之间设有隔板，所述隔板与所述调蓄隧道上壁的延伸部构成与所述内筒连通的导气管；所述泄流通道内围绕所述内筒的外壁设有若干个旋转台阶。

Description

一种改善调蓄隧道排气性能的旋转台阶式竖井

技术领域

本实用新型提供一种改善调蓄隧道排气性能的旋转台阶式竖井，属于排水工程技术领域。

背景技术

随着我国城市化进程的推进，大型城市土地资源日趋紧张，地表利用面积不足，地下调蓄隧道系统作为解决城市内涝、调蓄城市雨洪的有效途径近年来在我国逐渐受到重视。在调蓄隧道系统中，竖井和调蓄隧道是其两个重要的水力建筑物，受管线通气条件限制，竖井通常需兼顾入流和排气双重作用，调蓄隧道作为主要的调蓄建筑物，当隧道内气体不能有效排出，势必在隧道内形成滞留气团，这一方面影响隧道的调蓄能力，另一方面在水流冲击滞留气团的作用下，可能产生较大的瞬时压力波动，从而对调蓄隧道系统的结构安全造成隐患。因而设计一种高效的、有利于隧道气体释放的竖井体型对调蓄隧道系统的设计至关重要。

目前，现有的调蓄隧道系统入流竖井有直接跌落式、旋转滑道式、旋转台阶式、旋转跌落式、折板式等形式。其中，为充分利用竖井平面方向上和垂直方向上的空间，旋转台阶式、旋转跌落式等入流竖井通常采用内、外套筒的结构形式，利用竖井外筒进行入流，利用内筒进行排气。这种竖井结构具有较好的消能效果、防空化效果，且能充分利用竖井空间提升其下泄流量，但由于竖井外筒与调蓄隧道相接，当竖井下泄流量较大时，调蓄隧道内的气体容易被封堵在调蓄隧道内，使得隧道内的气体释放困难，从而危害调蓄隧道的安全运行。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了一种改善调蓄隧道排气性能的旋转台阶式竖井。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种改善调蓄隧道排气性能的旋转台阶式竖井，包括同心的外筒和内筒、进水渠和调蓄隧道，所述内筒的内部空间为排气通道，所述内筒和所述外筒之间的空间为泄流通道，所述进水渠置于所述竖井的上端部、并与所述泄流通道相连通，所述调蓄隧道置于所述竖井的下端部、并与所述泄流通道相连通，所述进水渠和所述调蓄隧道平行设置、并与所述竖井垂直；所述调蓄隧道的上壁穿过泄流通道延伸至内筒、并与内筒连通，所述内筒与所述外筒之间设有隔板，所述隔板与所述调蓄隧道上壁的延伸部构成与所述内筒连通的导气管；所述泄流通道内围绕所述内筒的外壁设有若干个旋转台阶。

进一步，所述旋转台阶在周向上为2个圆周。

进一步，每个圆周的旋转台阶为8个台阶，相邻连个台阶的夹角为45度。

进一步，每个台阶的径向方向均指向竖井的圆心。

进一步，所述调蓄隧道的横截面为圆形。

进一步，所述导气管的横截面为半圆形。

本实用新型所达到的有益技术效果：本实用新型提供的一种改善调蓄隧道排气性能的旋转台阶式竖井，通过在竖井和调蓄隧道连接段设置导气管，使得竖井内进入调蓄隧道的水流和调蓄隧道内排出的气体分割，竖井水流通过竖井外筒从隧道下层入流，气体从隧道上层通过导气管排入竖井内筒，减少了竖井入流与隧道排气的相互作用，从而增强了调蓄隧道气体排出的能力，解决了当竖井入流流量较大时，调蓄隧道内的气体难以短时间排出，调蓄隧道入口的水流容易封堵隧道内的气体，使得调蓄隧道容量减小，且可能造成严重的水力激荡的技术难题。

附图说明

图1本实用新型的纵截面示意图；

图2本实用新型的横截面示意图；

图3本实用新型导气管结构示意图；

图4实施例中采用本实用新型提供的竖井在设置和未设置导气管条件下调蓄隧道的排气结果示意图。

其中：1进水渠；2旋转台阶；3外筒；4内筒；5导气管；6调蓄隧道；7排气通道；8泄流通道；9隔板。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

下面结合附图和实施例对本实用新型专利进一步说明。

如图1-3所示，本实用新型提供一种改善调蓄隧道排气性能的旋转台阶式竖井，包括同心的外筒3和内筒4、进水渠1和调蓄隧道6，所述内筒4的内部空间为排气通道7，所述内筒4和所述外筒3之间的环形空间为泄流通道8，所述进水渠1置于所述竖井的上端部、并与所述泄流通道8相连通，所述调蓄隧道6置于所述竖井的下端部、并与所述泄流通道8相连通，所述进水渠1和所述调蓄隧道6平行设置、并与所述竖井垂直；所述调蓄隧道6的上壁穿过泄流通道8延伸至内筒4、并与内筒4连通，所述内筒4与所述外筒3之间设有隔板9，所述隔板9与所述调蓄隧道6上壁的延伸部构成与所述内筒4连通的导气管5；所述泄流通道8内围绕所述内筒4的外壁设有若干个旋转台阶2。

所述旋转台阶2在周向上为2个圆周，每个圆周的旋转台阶为8个台阶，相邻连个台阶的夹角为45度，每个台阶的径向方向均指向竖井的圆心，当水流从进水渠1进入泄流通道8后，沿着旋转台阶2自上而下螺旋下泄跌入竖井底部的调蓄隧道6；利用外筒3泄流，可以有效增大竖井的泄流流量，采用旋转台阶2可以有效消除下泄水流的多余能量，减小下泄水流的流速，减轻水流对竖井的冲力作用并抑制竖井局部区域的空化空蚀。图3中空心箭头和实心箭头分别表示调蓄隧道排气和蓄水的方向。

所述调蓄隧道6的横截面为圆形，所述导气管5的横截面为半圆形，调蓄隧道、导气管与内筒和外筒的俩呢及方式，结构简单，兼顾了竖井入流和排气两方面的功能可显著改善调蓄虽大的排气性能，对调蓄虽大的冲水过程中的安全稳定起着积极的作用。

实施例

下面通过具体实施例说明本实用新型提供的竖井，竖井深度为55m，竖井入流流量为79m³/s，竖井外筒3直径为30m，竖井内筒4直径为14m，调蓄隧道6直径为10m，进水渠1宽度为7.0m，高度4.0m，旋转台阶2夹角45°，台阶宽度7.0m，台阶净高度3.0m，底层台阶距竖井底部高度为5.0m，调蓄隧道6管底距竖井底部高度为5.0m，导气管5横截面为半圆形，半圆直径为10m。

图4为本实用新型分别在未设置导气管5和设置导气管5条件下的调蓄隧道6排气结果示意图，其中， a为未设置导气管5的数值模拟结果， b为设置导气管5的数值模拟结果，根据图4中显示结果可知，实施例中竖井水流向调蓄隧道充水的过程中，随着竖井及调蓄隧道中的水位上升，当竖井水位升至导气管5下层隔板之上时，在导气管5内形成一个排气通道，调蓄隧道上层的气体通过导气管5排入竖井内筒4之中，调蓄隧道6的排气性能显著改善。

以上已以较佳实施例公布了本实用新型，然其并非用以限制本实用新型，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种改善调蓄隧道排气性能的旋转台阶式竖井，其特征在于：包括同心的外筒和内筒、进水渠和调蓄隧道，所述内筒的内部空间为排气通道，所述内筒和所述外筒之间的空间为泄流通道，所述进水渠置于所述竖井的上端部、并与所述泄流通道相连通，所述调蓄隧道置于所述竖井的下端部、并与所述泄流通道相连通，所述进水渠和所述调蓄隧道平行设置、并与所述竖井垂直；所述调蓄隧道的上壁穿过泄流通道延伸至内筒、并与内筒连通，所述内筒与所述外筒之间设有隔板，所述隔板与所述调蓄隧道上壁的延伸部构成与所述内筒连通的导气管；所述泄流通道内围绕所述内筒的外壁设有若干个旋转台阶。

2.根据权利要求1所述的改善调蓄隧道排气性能的旋转台阶式竖井，其特征在于：所述旋转台阶在周向上为2个圆周。

3.根据权利要求2所述的改善调蓄隧道排气性能的旋转台阶式竖井，其特征在于：每个圆周的旋转台阶为8个台阶，相邻连个台阶的夹角为45度。

4.根据权利要求3所述的改善调蓄隧道排气性能的旋转台阶式竖井，其特征在于：每个台阶的径向方向均指向竖井的圆心。

5.根据权利要求1所述的改善调蓄隧道排气性能的旋转台阶式竖井，其特征在于：所述调蓄隧道的横截面为圆形。

6.根据权利要求1所述的改善调蓄隧道排气性能的旋转台阶式竖井，其特征在于：所述导气管的横截面为半圆形。