排水管渠附属构筑物及其作用

为了排除雨水和污水，除管渠本身外，还需在管渠系统上设置某些附属构筑物，这些构筑物包括雨水口、连接暗井、溢流井、检查井、跌水井、水封井、冲洗井等。

管渠系统上的附属构筑物，有些数量很多，它们在管渠系统的总造价中占有相当大的比例。因此，如何使这些构筑物建造得合理，并使其发挥最大作用，是排水管渠系统设计和施工中的重要问题之一。

一、检查井、跌水井、水封井、换气井

设置检查井的目的是便于对管渠系统作定期检查和清通，同时便于排水管渠的连接。当检查井内衔接的上下游管渠的管底标高跌落差大于1m时，为消减水流速度，防止冲刷，在检查井内应有消能措施，这种检查井称跌水井。当检查井内具有水封设施，以便隔绝易爆、易燃气体进入排水管渠，使排水管渠在进入可能遇火的场地时不致引起爆炸或火灾，这样的检查井称为水封井。后两种检查井属于特殊形式的检查井，或称为特种检查井。

1.检查井

检查井通常设在管渠交汇、转弯、管渠尺寸或坡度改变等处，以及相隔一定距离的直线管段上。检查井在直线管段上的最大间距见表24-3。

表24-3　检查井的最大间距

检查井通常由井底（包括基础）、井身和井盖（包括盖底）等3部分组成，如图24-10所示。

图24-10　检查井

1-井底；2-井身；3-井盖

检查井井底材料一般采用低标号混凝土，基础采用碎石、卵石、碎砖夯实或低标号混凝土。为使水流流过检查井时阻力较小，井底宜设半圆形或弧形流槽。流槽直壁向上伸展。污水管道的检查井流槽顶与上、下游管道的管顶相平，或与0.85倍管径高处相平，雨水管渠和合流管渠的检查井流槽顶可与0.5倍大管管径处相平。流槽两侧至检查井壁间的底板（称沟肩）应有一定宽度，一般应不小于20cm，以便养护人员下井操作，并应有0.02～0.05的坡度坡向流槽，以防检查井积水时淤泥沉积。在管渠转弯处或几条管渠交汇处，为使水流通顺，流槽中心线的弯曲半径应按转角大小和管径大小确定，但不得小于大管的管径。检查井底各种流槽的平面形式如图24-11所示。检查井井身的材料可采用砖、石、混凝土或钢筋混凝土。国外多采用钢筋混凝土预制，我国目前则多采用砖砌，以水泥砂浆抹面。井身的平面形状一般为圆形或方形。

图24-11　检查井底流槽的形式

井身的构造与是否需要工人下井有密切关系。不需下人的浅井，构造很简单，一般为直壁圆筒形；需要下人的井在构造上可分为工作室、渐缩部和井筒等3部分，如图24-10所示。工作室是养护人员养护时下井进行临时操作的地方，不应过分狭小，其直径不能小于1m，其高度在埋深许可时一般采用1.8m。为降低检查井造价，缩小井盖尺寸。井筒直径一般比工作室小，但为了工作检修出入安全与方便，其直径不应小于0.7m。井筒与工作室之间可采用锥形渐缩部连接，渐缩部高度一般为0.6～0.8m，也可以在工作室顶偏向出水管一边加钢筋混凝土盖板梁，井筒则砌筑在盖板梁上。为便于上下，井顶略高出地面。盖座采用铸铁、钢筋混凝土或混凝土材料制作。

2.跌水井

跌水井是设有消能设施的检查井。目前常用的跌水井有两种型式：竖管式（或矩形竖槽式）和溢流堰式。

当上、下游管底高差小于1m时，可在检查井底部做成斜坡，不做专门的跌水设施；跌水水头为1～2m时宜设跌水井跌水；跌水水头大于2m时必须设跌水井跌水。在管道的转弯处，一般不宜设跌水井，且跌水井中不得接入支管。若跌水水头过大，可采用多个跌水井，分散跌落。

竖管式和溢流堰式跌水井的构造见图24-12和图24-13。

图24-12　竖管式跌水井

图24-13　溢流堰式跌水井

图24-14　水封井

3.水封井

水封井是设有水封的检查井。当工业废水能产生引起爆炸或火灾的气体时，在排水管道上必须设置水封井。水封井的位置应设置在产生易燃易爆气体的废水生产装置、贮罐区、原料贮运场地、成品仓库、容器洗涤车间等废水排出口处和适当距离处的干管上。水封井不宜设在车行道和行人众多的地段，并应适当远离明火。水封井的水封深度一般采用0.25m。井上宜设通风管，井底宜设沉泥槽。见图24-14。

4.换气井

污水中的有机物常在管渠中沉积而厌气发酵，发酵分解产生的甲烷、硫化氢、二氧化碳等气体，如与一定体积的空气混合，在点火条件下将产生爆炸，甚至引起火灾。为防止此类偶然事故发生，同时也为保证在检修排水管渠时工作人员能较安全地进行操作，有时在街道排水管的检查井上设置通风管，使此类有害气体在住宅竖管的抽风作用下，随同空气沿庭院管道、出户管及竖管排入大气中。这种设有通风管的检查井称换气井。图24-15所示为换气井的形式之一。

图24-15　换气井

1-通风管；2-街道排水管；3-庭院管；4-出户管；5-透气管；6-竖管

图24-16　平箅雨水口

1-进水箅；2-井筒；3-连接管

二、雨水口、连接暗井、溢流井

1.雨水口、连接暗井

雨水口是在雨水管渠或合流管渠上收集雨水的构筑物。道路上的雨水首先经雨水口通过连接管流入排水管渠。

雨水口的设置位置，应能保证迅速有效地收集地面雨水。一般应设在交叉路口、路侧边沟的一定距离处以及没有道路边石的低洼地区，以防止雨水漫过道路或造成道路及低洼地区积水而妨碍交通。雨水口的形式和数量，通常应按汇水面积所产生的径流量和雨水口的泄水能力确定。一般一个平箅（单箅）雨水口可排泄15～20L/s的地面径流量，该雨水口设置时宜低于路面30～40mm，在土质地面上宜低于路面50～60mm。道路上雨水口的间距一般为20～40m（视汇水面积大小而定）。在路侧边沟上及路边低洼地点，雨水口的设置间距还要考虑道路的纵坡和路边石的高度，同时应根据需要适当增加雨水口的数量。

常用雨水口的泄水能力和适用条件见表24-4。

平箅雨水口的构造包括进水箅、井筒和连接管等3部分，如图24-16所示。(www.xing528.com)

表24-4　常用雨水口的泄水能力和适用条件

图24-17　箅条交错排列的进水箅

雨水口的进水箅可用铸铁或钢筋混凝土、石料制成。采用钢筋混凝土或石料进水箅可节约钢材，但其进水能力远不如铸铁进水箅，有些城市为加强钢筋混凝土或石料进水箅的进水能力，把雨水口处的边沟沟底下降数厘米，但会给交通造成不便，甚至可能引起交通事故。进水箅条的方向与进水能力也有很大关系，箅条与水流方向平行比垂直的进水效果好，因此有些地方将进水箅设计成纵横交错的形式（如图24-17所示），以便排泄路面上从不同方向流来的雨水。雨水口按进水箅在街道上的设置位置可分为：①边沟雨水口，进水箅稍低于边沟底水平位置；②边石雨水口，进水箅嵌入边石垂直放置；③联合式雨水口，在边沟底和边石侧面都安放进水箅，如图24-18所示。为提高雨水口的进水能力，目前我国许多城市已采用双箅联合式或三箅联合式雨水口，由于扩大了进水箅的进水面积，进水效果良好。

图24-18　双箅联合式雨水口

1-边石进水箅；2-边沟进水箅；3-连接管

图24-19　有沉泥井的雨水口

雨水口的井筒可用砖砌或用钢筋混凝土预制，也可采用预制的混凝土管。雨水口的深度一般不宜大于1m，在有冻胀影响的地区，雨水口的深度可根据经验适当加大；在泥砂量大的地区可根据需要设置沉泥槽。雨水口的底部可根据需要做成有沉泥井（也称截留井）或无沉泥井的形式，图24-19所示为有沉泥井的雨水口，它可截留雨水所夹带的砂砾，免使它们进入管道造成淤塞。但是沉泥井往往积水，孳生蚊蝇，散发臭气，影响环境卫生。因此需要经常清除，增加了养护工作量。通常仅在路面较差、地面上积秽很多的街道或菜市场等地方，才考虑设置有沉泥井的雨水口。

连接管的最小管径为200mm，坡度一般为0.01，连接管长不宜超过25m，接在同一连接管上的雨水口一般不宜超过3个。但排水管直径大于800mm时，也可在连接管与街道排水管渠连接处不另设检查井，而设连接暗井，如图24-20所示。

图24-20　连接暗井

2.溢流井

在截流式合流制管渠系统中，通常在合流管渠与截流干管的交汇处设置溢流井。

雨水溢流井主要有3种形式，分别是截流槽式、溢流堰式、跳跃堰式。

（1）截流槽式：截流槽式溢流井是最简单的。在井中设置截流槽，槽顶与截流干管的管顶相平，其构造如图24-21所示。

（2）溢流堰式：溢流堰式溢流井构造如图24-22所示，溢流堰设在截流管的侧面。

（3）跳越堰式：跳跃堰式溢流井构造如图24-23所示。

图24-21　截流槽式溢流井

1-合流管渠；2-截流干管；3-排出管渠

三、倒虹管

排水管渠遇到河流、山涧、洼地或地下构筑物等障碍物时，不能按原有的坡度埋设，而是按下凹的折线方式从障碍物下通过，这种管道称为倒虹管。倒虹管由进水井、下行管、平行管、上行管和出水井等组成，如图24-24所示。

图24-22　溢流堰式溢流井

1-合流管道；2-截流干管；3-排出管道

图24-23　跳跃堰式溢流井

1-合流管道；2-截流干管；3-排出管道

图24-24　倒虹管

1-进水井；2-事故排出口；3-下行管；4-平行管；5-上行管；6-出水井

倒虹管线应尽可能与障碍物正交通过，以缩短其长度，并应选择在河床和河岸较稳定、不易被水冲刷的地段及埋深较小的部位敷设。通常工作管线不少于两条，当污水流量较小时，其中一条备用。如倒虹管穿过旱沟、小河和谷地时，也可单线敷设。由于倒虹管的清通比一般管道困难得多，因此必须采用各种措施来防止倒虹管内污泥淤积。

四、出水口

出水口是排水管道向水体排放污水、雨水的构筑物。排水管道出水口的设置位置应根据排水水质、下游用水情况、水文及气象条件等因素而定。并应征得当地卫生监督机关、环保部门、水体管理部门的同意。如在河渠的桥、涵、闸附近设置，应设在这些构筑物的下游等。并且不能设在取水构筑物保护区内和游泳池附近，不能影响到下游居民点的卫生和饮用。

雨水排水管出水口宜采用非淹没式排放，出水口顶不宜低于多年平均洪水位，一般应在常水位以上，以免水体倒灌。污水排水管出水口为使污水与水体水较好地混合，宜采用淹没式排放，出水口淹没在水体水面以下。当出水口标高比水体水面高出太多时，应设置单级或多级跌水。当出水口在洪水期有倒灌的可能时，应设置防洪闸门。

常用出水口的形式和适用条件见表24-5。

表24-5　常用出水口形式和适用条件