为了排除污水，除管渠本身之外，还需在管渠系统上设置某些构筑物。这些构筑物设计的是否合理，对整个系统运行影响较大，有的构筑物在排水系统上数量较多，有的造价很高，因此它们在排水系统的总造价中占有相当的比例。如何选用、设计这些构筑物，是排水系统设计的一个重要部分。
2.2.5.1 检查井
检查井，也称普通窨井，是为便于对管渠系统作定期检查和清通，设置在排水管道交会、转弯、管渠尺寸或坡度改变、跌水等处以及相隔一定距离的直线管渠上的井式地下构筑物。
在排水管道设计中，检查井在直线管径上的最大间距，可根据具体情况确定，一般情况下，检查井的间距按50m左右考虑。表2.2.1为检查井最大间距，供设计时参考。
表2.2.1 直线管道上检查井间距
检查井由井底（包括基础）、井身和井盖（包括盖底）3部分组成，如图2.2.21所示。
井基采用碎石、卵石、碎砖夯实或低标号混凝土。井底一般采用低标号混凝土，井底是检查井最重要的部分，为使水流通过检查井时阻力较小，井底宜设计成半圆形或弧形流槽，流槽直壁向上伸展。直壁高度与下游管道的顶能平或低些，槽顶两肩坡度为0.05，以免淤泥沉积，槽两侧边应有200mm的宽度，以利于维修人员立足之用，在管渠转弯或几条管渠交汇处，为使水流通顺，流槽中心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型式，如图2.2.22所示。
井身材料可采用砖、石、混凝土、钢筋混凝土。我国从前多采用砖砌，以水泥砂浆抹面，目前装配式检查井、混凝土砌块检查井等已大量采用，如图2.2.23、2.2.24所示，也可用塑料复合材料制成的成品检查井，如图2.2.25所示。井身的平面形状一般为圆形，但在大直径的管线上可做成方形、矩形等形状，为便于养护人员进出检查井，井壁应设置爬梯。
井口和井盖的直径采用0.65～0.7m。检查井井盖可采用铸铁或钢筋混凝土材料，在车行道上一般采用铸铁，在人行道或绿化带内可用钢筋混凝土盖。为防止雨水流入，盖顶略高出地面。盖座采用铸铁、钢筋混凝土或混凝土材料制作。图2.2.26为铸铁井盖，图2.2.27为钢筋混凝土井盖。
图2.2.21 检查井构造
图2.2.22 检查井底流槽的型式
图2.2.23 装配式检查井
图2.2.24 混凝土砌块式检查井
图2.2.25 塑料检查井
图2.2.26 铸铁井盖
2.2.5.2 跌水井
跌水井的作用是当上下游管道的高度相差较大（大于1m）时、用来消除水流的能量，克服跌落时产生的巨大的冲击力。
跌水井常用的型式有：竖管式、阶梯和式溢流堰式。
竖管式跌水井（图2.2.28）构造比较简单，与普通检查井相似，只是增加了铸铁竖管和少量配件，适用于设置在口径小于400 mm的管路上，这种跌水井一般不需做水力计算。当管径不大于200mm时，一次落差不超过6m，当管径为300～400mm时，一次落差不超过4m。
阶梯式（图2.2.29）和溢流堰式（图2.2.30）跌水井可用于大管径的管路上，跌水部分采用多级阶梯或溢流堰逐步消能，为了防止跌水水流的冲刷，每级阶梯的底板或溢流堰的底板要坚固。这种跌水井的尺寸（井长、跌水水头高度等）应通过水力计算取得。
图2.2.27 钢筋混凝土井盖
图2.2.28 竖管式跌水井
图2.2.29 阶梯式跌水井
2.2.5.3 水封井
当生产污水能产生引起爆炸或火灾的气体时，其废水管道系统中必须设水封井。水封井的位置应设在产生上述废水的生产装置、储罐区、原料储运场地、成品仓库、容器洗涤车间等的废水排出口处以及适当距离的干管上。水封井不宜设在车行道和行人众多的地段，并应适当远离产生明火的场地。水封深度一般采用0.25m。井上宜设通风管，井底宜设沉泥槽。图2.2.31所示为水封井的构造。
图2.2.30 溢流堰式跌水井
图2.2.31 水封井
2.2.5.4 换气井
污水中的有机物常在管渠中沉积而厌氧发酵，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2.2.32所示为换气井的型式之一。
2.2.5.5 冲洗井
当污水管内的流速不能保证自清时，为防止淤塞，可设置冲洗井。冲洗井有两种做法：人工冲洗和自动冲洗。自动冲洗井一般采用虹吸式，其构造复杂，造价很高，目前已很少采用；人工冲洗井的构造比较简单，是一个具有一定容积的普通检查井。冲洗井出流管道上设有闸门，井内设有溢流管以防止井中水深过大。冲洗水可利用上游来的污水或自来水，供水管的出口必须高于溢流管管顶，以免污染自来水，如图2.2.33所示。
图2.2.32 换气井
1—通风管；2—接到排水管；3—庭院管；4—出户管；5—透气管；6—竖管
冲洗井一般适用于管径小于400mm的管道上，冲洗管道的长度一般为250m左右。
2.2.5.6 雨水溢流井
在截流式合流制排水系统中，晴天时，管道中的污水全部送往污水处理厂进行处理，雨天时，管道中的混合污水仅有一部分送入污水处理厂处理，超过截流管道输水能力的那部分混合污水不做处理，直接排入水体。因此，在合流管道与截流干管的交会处应设置溢流井，其作用是将超过溢流井下游输水能力的那部分混合污水通过溢流井溢流排出。因此，溢流井的设置位置应尽可能靠近水体下游，减少排放渠道长度，使混合污水尽快排入水体。此外，最好将溢流井设置在高浓度的工业污水进入点的上游，可减轻污染物质对水体的污染程度。如果系统中设有倒虹管及排水泵站，则溢流井最好设置在这些构筑物的前面。
溢流井的型式有：截流槽式（图2.2.34）、溢流堰式（图2.2.35）、跳跃堰式（图2.3.36）。
截流槽式溢流井是最简单的一种，是在井中设置截流槽，槽顶与截流干管管顶相平，当上游来水量超过截流干管输水能力时，水从槽顶溢出，进入溢流管排入水体，如图2.2.34所示。
溢流堰式溢流井，是在流槽的一侧设置溢流堰，如图2.2.35槽中水位超过堰顶时，超量的水即溢入水体。
跳跃堰式溢流井构造如图2.2.36，当上游流量大到一定量时，水流将跳跃过截流干管，进入溢流管排入水体。
图2.2.33 冲洗井
1—出流管；2—供水管；3—溢流管；4—拉阀的绳索
图2.2.34 截流槽式溢流井
图2.2.35 溢流堰式溢流井
1—合流沟管道；2—截流沟道；3—溢流沟道；4—溢流堰墙
2.2.5.7 潮门井
临海城市的排水管渠往往受潮汐的影响，为防止涨潮时潮水倒灌，在排水管渠出口上游的适当位置上应设置装有防潮门（或平板闸门）的检查井，如图2.2.37所示。临河城市的排水管渠，为防止高水位时河水倒灌，有时也采用防潮门。
图2.2.36 跳跃堰式溢流井
1—雨水入流干沟；2—雨水出流干沟；3—雨水截流干沟；4—隔墙
图2.2.37 潮门井
防潮门一般用铁制，略带倾斜地安装在井中上有管道出口处，其倾斜度一般为1∶10～1∶20。当排水管渠中无水时，防潮门靠自重密闭。当上游排水管渠来水时，水流顶开防潮门排入水体。涨潮时，防潮门靠下游潮水压力密闭，使潮水不会倒灌入排水管渠。
设置了防潮门的检查井井口应高出最高潮水位或最高河水位，或者井口用螺栓和盖板密封，以免潮水或河水从井口倒灌至市区。为使防潮门工作可靠有效，必须加强维护管理，经常清除防潮门座口上的杂物。
2.2.5.8 雨水口
雨水口是设在雨水管道或合流管道上，是用来收集地面雨水径流的构筑物。地面上的雨水经过雨水口和连接管流入管道上的检查井后而进入排水管道。
雨水口的设置，应根据道路（广场）情况、街区以及建筑情况、地形、土壤条件、绿化情况、降雨强度的大小及雨水口的泄水能力等因素决定。
雨水口一般设在交叉路口、路面最低点以及道路路牙边每隔一定距离处（如图2.2.38所示），其作用是及时地将路面雨水收集并排入雨水管渠内。(www.xing528.com)
雨水口的设置位置（图2.2.39），应能保证迅速有效地收集地面雨水。一般应在交叉路口、路侧边沟的一定距离处以及没有道路边石的低洼地方设置，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。雨水口的型式和数量，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。一般一个平箅雨水口可排泄15～20L/s的地面径流量。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。道路上雨水口的间距一般为25～50m（视汇水面积大小而定），在低洼和易积水的地段，应根据需要适当增加雨水口的数量。
图2.2.38 路口雨水口布置
图2.2.39 雨水口位置
1—路边石；2—雨水口；3—道路路面
雨水口的构造包括进水箅、井筒和连接管3部分，如图2.2.40所示。
图2.2.40 雨水口的构造
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的进水能力，把雨水口处的边沟沟底下降数厘米，但给交通造成不便，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型式（图2.2.41），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放置（图2.2.42）；②侧石雨水口，进水箅嵌入边石垂直放置（图2.2.43）；③联合式雨水口（图2.2.44），在边沟底和边石侧都安放进水箅。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2.2.41 进水箅纵横交错的型式
图2.2.42 边沟雨水口
图2.2.43 侧石雨水口
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。雨水口的底部可根据需要做成有沉泥井（也称截留井）或无沉泥井的型式，图2.2.45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，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。
图2.2.44 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2.2.45 有沉泥井的雨水口
2.2.5.9 倒虹管
排水管道有时会遇到障碍物，如穿过河道、铁路等地下设施时，管道不能按原有坡度埋设，而是以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、管道及出水井三部分组成。
管道有两种型式：折管式和直管式，如图2.2.46、图2.2.47所示。折管式管道包括：下行管、平行管、上行管三部分，这种倒虹吸管施工麻烦，养护困难，在河滩很宽的情况下采用。直管式施工与养护较前者简易。
图2.2.46 折管式倒虹管
在进行倒虹管设计时应注意以下几方面：
（1）确定倒虹管的路线时，应尽可能与障碍物正交通过，以缩短倒虹管的长度，并应符合与该障碍物相交的有关规定。
（2）选择通过河道的地质条件好的地段，不易被水冲刷地段及埋深小的部位敷设。
（3）穿过河道的倒虹管一般不宜少于两条，当近期水量不能达到设计流速时，可使用其中的一条，暂时关闭一条。穿过小河、旱沟和洼地的倒虹管，可敷设一条工作管道。穿过特殊重要构筑物（如地下铁道）的倒虹管，应敷设3条管道，其中2条工作，1条备用。
（4）倒虹管一般采用金属管或钢筋混凝土管。管径一般不小于200mm。倒虹管水平管的长度应根据穿越物的形状和远景发展规划确定，水平管的管顶距规划的河底一般不宜小于0.5m，通过航运河道时，应与当地航运管理部门协商确定，并设有标志。遇到冲刷河床应采取防冲措施。
（5）倒虹管采用复线时，其中的水流用溢流堰自动控制，或用闸门控制。溢流堰和闸门设在进水井中，用以控制水流。当流量不大时，井中水位低于堰口，污水从小管中流至出水井；当流量大于小管的输水能力时，井中水位上升，管渠内水就溢过堰口通过大管同时流出。
由于倒虹管的清通比一般管道困难得多，因此必须采取各种措施来防止倒虹管内污水的淤积。在设计时可采用以下措施：
（1）提高倒虹管内的设计流速。一般采用1.2～1.5m/s，在条件困难时可适当降低，但不宜小于0.9m/s，且不得小于上游管道内的流速。当流速达不到0.9m/s时，应采用定期冲洗措施，但冲洗流速不得小于1.2m/s。
（2）为防止污泥在管内淤积，折管式倒虹管的下行、上行管与水平管的夹角一般不大于30°。
（3）在进水井或靠近进水井的上游管道的检查井底部设沉泥槽，直管式倒虹管的进出水井中也应设沉泥槽。
（4）进水井应设事故排出口，当需要检修倒虹管时，使上游废水通过事故排出口直接排入水体。如因卫生要求不能设置时，则应设备用管线。
（5）合流制管道设置倒虹管时，应按旱流污水量校核流速。
污水在倒虹管内的流动是依靠上、下游管道中的水位差（进、出水井的水面高差）进行的，该高差用来克服污水流经倒虹管的阻力损失。
在计算倒虹管时，应计算管径和全部阻力损失值，要求进水井和出水井间水位高差H稍大于全部阻力损失值H1，其差值一般取0.05～0.10m。
2.2.5.10 管桥
当排水管道穿过谷地时，可不改变管道的坡度，采用栈桥或桥梁承托管道，这种设施称为管桥，如图2.2.48所示。管桥比倒虹管易于施工，检修维护方便，且造价低。管桥也可作为人行桥，无航运的河道，可考虑采用。但只适用于小流量污水。
图2.2.47 直管式倒虹管
管道在上桥和下桥处应设检查井，通过管桥时每隔40～50m应设检修口。在上游检查井应设有事故排放口。
2.2.5.11 出水口
排水管渠排入水体的出水口的位置和型式，应根据污水水质、下游用水情况、水体的水位变化幅度、水流方向、波浪情况、地形变迁和主导风向等因素确定。出水口与水体岸边连接处应采取防冲、加固等措施，一般用浆砌块石做护墙和铺底。在受冻胀影响的地区，出水口应考虑用耐冻胀材料砌筑，其基础必须设置在冰冻线以下。
为使污水与水体水混合较好，排水管渠出水口一般采用淹没式，即出水管的标高低于水体的常水位。淹没式分为岸边式和河床分散式两种。图2.2.49、图2.2.50为岸边式出水口示意图。如果需要污水与水体水流充分混合，则出水口可长距离伸入水体分散出口，此时应设置标志，并取得当地卫生主管部门和航运管理部门的同意。雨水管渠出水口可以采用非淹没式，其底标高最好在水体最高水位以上，一般在常水位以上，以免水体水倒灌。当出口标高比水体水面高出太多时，应考虑设置单级或多级跌水。
图2.2.48 管桥
图2.2.49 采用护坡的出水口
图2.2.50 采用挡土墙的出水口
图2.2.51～图2.2.53分别为江心分散式出水口、一字式出水口和八字式出水口。
图2.2.51 江心分散式出水口
图2.2.52 一字式出水口
图2.2.53 八字式出水口
复习思考题
1.在选择排水管渠断面型式时，应必须满足哪些要求？在实际工程中为什么常用圆形断面？
2.对排水管渠的材料有何要求？常用的排水管渠有哪几种？各有哪些优缺点？
3.排水管渠常用的管道接口有哪些？常用的管道基础有哪些？
4.在排水管渠系统中，为什么要设置检查井？试说明其设置及构造。
5.跌水井的作用是什么？常用的跌水井有哪些型式？
6.雨水口是由哪几部分组成的？有几种类型？试说明雨水口的作用、布置型式。
7.在什么条件下，可考虑设置倒虹管？倒虹管设计时应注意哪些问题？
8.常用的出水口有哪几种形式？各种形式的出水口适用哪些条件？
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