一种经济的深隧排水系统竖井技术方案

本发明专利技术公开了一种经济的深隧排水系统竖井，包括进水槽、进水井体和储水井体，所述进水槽的底部设置有与进水井体上部连通的进水通道，所述进水槽的内壁设置有用于开闭进水通道的闸门，进水井体的下部设置有水力发电机，所述水力发电机通过输电线连接有蓄电池；所述进水井体的底部设置有进水口，所述进水口与储水井体连通；所述储水井体的底部设置有排水口。本竖井可以利用污水的动能发电，实现电力的自给自足，从而降低电线的敷设长度和难度，降低用电成本。

An economical shaft for deep tunnel drainage system

【技术实现步骤摘要】
一种经济的深隧排水系统竖井
本专利技术涉及排水系统领域，具体涉及一种经济的深隧排水系统竖井。
技术介绍
近年来，随着城市化进程的不断推进，城市建设规模不断扩大，硬地铺装和建筑物等不透水用地面积增加，改变了流域下垫面条件，使得降雨入渗、截留等大为减少，致使降雨产流时间缩短、泄流速度加快、径流量和洪峰流量大为增加，城市排水系统能力不足和排水标准偏低等问题日益凸显。此外，由于极端天气频发，从而导致城市暴雨内涝频发、溢流污染等事件频繁发生,不仅对道路交通、居民出行造成困难,更引发了下游水体黑臭等灾害,严重威胁着城市的发展和人民的生命财产安全。目前我国大部分城市面临的暴雨内涝和面源污染等问题，为有效解决这一类问题，对城市原有排水系统的改造和完善刻不容缓。但受空间条件、改造费用、施工影响等因素的限制，对浅层管网改造难度较大且效果不甚明显。因此，具有海绵城市建设理念的深隧排水系统工程成为解决城市内涝灾害的主要途径。深隧工程具有雨水调蓄、排水调蓄和控制合流溢流污染的功能。深隧排水系统主要由主隧道、竖井、排水泵组、通风设施、排泥设施5部分组成。其中竖井作为合流污水或暴雨径流通过浅层管网管进入深隧的进水点，在降雨时，将多余雨水或合流污水经由竖井送入到地下的深层隧道，以此来减轻浅层排水管网的压力，减少城市路面积水，防止发生内涝影响交通运输。由此可见，深隧中竖井的合理设计对于雨污水的转输和深隧排水系统的安全稳定运行极为重要。目前，随着我国逐渐开展深隧排水的研究，深隧排水工程的应用将会越来越多。竖井中不可避免地会用到一些用电设备，如进水闸门、液位传感器等，需要采用市电作为电源，电线的敷设不便，增加了成本。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种经济的深隧排水系统竖井，能够利用水流发电，实现电力的自给自足，从而节约用电成本。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：一种经济的深隧排水系统竖井，包括进水槽、进水井体和储水井体，所述进水槽的底部设置有与进水井体上部连通的进水通道，所述进水槽的内壁设置有用于开闭进水通道的闸门，进水井体的下部设置有水力发电机，所述水力发电机通过输电线连接有蓄电池；所述进水井体的底部设置有进水口，所述进水口与储水井体连通；所述储水井体的底部设置有排水口。进一步地，所述进水通道下方的进水井体内设置有集水槽，所述集水槽的底部设置有虹吸集水斗，所述虹吸集水斗连接有虹吸排水管，所述水力发电机设置于虹吸排水管的下部。进一步地，所述进水槽内设置有倾斜的除污粗格栅，所述除污粗格栅覆盖进水通道；所述集水槽内设置有网篮，进水井体的上方设置有起重机构，所述网篮与起重机构相连。进一步地，所述进水井体的地面设置有防冲刷层，所述进水口设置于防冲刷层的上方。进一步地，所述储水井体的内侧壁设置有爬梯。进一步地，所述储水井体内设置有多层休息平台，所述休息平台上设置有检修孔。进一步地，所述检修孔以及储水井体井口内设置有防坠网，周围设置有护栏。进一步地，所述储水井体内设置有液位计。进一步地，所述储水井体之外设置有供风机构，所述供风机构连接有通风管，所述通风管上设置有多个出风口且伸入储水井体内。进一步地，所述进水井体的上方设置有支撑架，所述起重机构安装在支撑架上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：由于深层隧道距离地表具有较长的距离，竖井的深度比较大，水从进水井体的顶部流至底部时具有较大的动能，本专利技术通过在进水井体的下部设置水力发电机，利用水流的动能发电并将电能输送至蓄电池存储，竖井内配套的用电设备即可利用蓄电池的电能，从而不需要将用电设备与市电相连，导线的敷设长度和难度降低，也不需要消耗市电，降低了施工成本和用电成本。附图说明图1为本专利技术的示意图。附图标记：1—进水井体；2—储水井体；3—进水槽；4—进水通道；5—闸门；6—网篮；7—起重机构；8—进水口；9—排水口；10—防冲刷层；11—爬梯；12—休息平台；13—检修孔；14—防坠网；15—护栏；16—液位计；17—供风机构；18—通风管；19—集水槽；20—支撑架；21—水力发电机；22—输电线；23—蓄电池；24—除污粗格栅；25—虹吸集水斗；26—虹吸排水管；27—阀门。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。本专利技术的一种经济的深隧排水系统竖井，如图1所示，包括进水槽3、进水井体1和储水井体2，所述进水槽3的底部设置有与进水井体1上部连通的进水通道4，所述进水槽3的内壁设置有用于开闭进水通道4的闸门5，进水井体1的下部设置有水力发电机21，所述水力发电机21通过输电线22连接有蓄电池23；所述进水井体1的底部设置有进水口8，所述进水口8与储水井体2连通；所述储水井体2的底部设置有排水口9。进水槽3可以是长方体形的槽体，挖在进水井体1旁边的地面上，与进水管网相连，用于将进水管网收集的污水集中输送至进水井体1。进水井体1与进水槽3之间通过隔离墙隔开，隔离墙上设置进水通道4，进水槽3中的污水能够通过进水通道4流入进水井体1，在竖井正常运行时，进水通道4处于导通状态，需要对竖井进行检修时，需要切断进水，因此，设置了闸门5。闸门5采用手电一体式闸门，在平时，闸门5位于进水通道4上方，需要切断进水时，将闸门5下放，堵住进水通道4即可。储水井体2用于存储污水，其长度和宽度大于进水井体1的长度和宽度，进水井体1内的污水通过进水口8进入储水井体2，然后通过排水口9进入深层隧道。由于深层隧道距离地表具有较长的距离，竖井的深度比较大，水从进水井体1的顶部流至底部时具有较大的动能，为了充分利用水的动能，本专利技术在进水井体1的下部设置了水力发电机21，水力发电机21采用小型的水轮发电机，包括水轮和发电机，水轮在水流的冲击下转动，从而带动发电机转动，发电机将机械能转换为电能，完成发电过程。水力发电机21发的电存储在蓄电池23中，蓄电池23通过电源线与闸门5的升降机构、深隧排水系统末端泵组等用电设备相连，为用电设备提供电能。本专利技术能够实现电力的自给自足，从而不需要将用电设备与市电相连，导线的敷设长度和难度降低，也不需要消耗市电，降低了施工成本和用电成本。水流从进水通道4进入进水井体1后会比较分散，如果分散的水流直接冲击水力发电机21的水轮，效率较低，且功率不稳定，因此，所述进水通道4下方的进水井体1内设置有集水槽19，所述集水槽19的底部设置有虹吸集水斗25，所述虹吸集水斗25连接有虹吸排水管26，所述水力发电机21设置于虹吸排水管26的下部。集水槽19为上端敞口的槽体，虹吸集水斗25为可防止空气进入的集水机构，具体结构可参照申请号为201821055717.6的技术专利或者申请号为201730356677.3的外观专利，市面上有现成的产品，直接购买即可使用。虹吸排水管26可采用金属管，分为上段和下段，上段的上端与虹吸集水斗25相连，下端与水轮的进口相连，下段的上端与水轮的出口相连，下端延伸至进水井体1的底部。采用集水槽19、虹吸集水斗25以及虹吸排水管26后，污水先进入集水槽19并在集水槽19中汇集，由于虹吸集水斗25的存在，污水进入虹吸排水管26后形成虹吸效应，使得集水槽19中的污水在吸力的作用下快速地流入虹吸排水管26，可提高水流的速度，从而提高发电功率。此外，虹吸排水管26使污本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种经济的深隧排水系统竖井，其特征在于，包括进水槽(3)、进水井体(1)和储水井体(2)，所述进水槽(3)的底部设置有与进水井体(1)上部连通的进水通道(4)，所述进水槽(3)的内壁设置有用于开闭进水通道(4)的闸门(5)，进水井体(1)的下部设置有水力发电机(21)，所述水力发电机(21)通过输电线(22)连接有蓄电池(23)；所述进水井体(1)的底部设置有进水口(8)，所述进水口(8)与储水井体(2)连通；所述储水井体(2)的底部设置有排水口(9)。

【技术特征摘要】
1.一种经济的深隧排水系统竖井，其特征在于，包括进水槽(3)、进水井体(1)和储水井体(2)，所述进水槽(3)的底部设置有与进水井体(1)上部连通的进水通道(4)，所述进水槽(3)的内壁设置有用于开闭进水通道(4)的闸门(5)，进水井体(1)的下部设置有水力发电机(21)，所述水力发电机(21)通过输电线(22)连接有蓄电池(23)；所述进水井体(1)的底部设置有进水口(8)，所述进水口(8)与储水井体(2)连通；所述储水井体(2)的底部设置有排水口(9)。2.根据权利要求1所述的一种经济的深隧排水系统竖井，其特征在于，所述进水通道(4)下方的进水井体(1)内设置有集水槽(19)，所述集水槽(19)的底部设置有虹吸集水斗(25)，所述虹吸集水斗(25)连接有虹吸排水管(26)，所述水力发电机(21)设置于虹吸排水管(26)的下部。3.根据权利要求2所述的一种经济的深隧排水系统竖井，其特征在于，所述进水槽(3)内设置有倾斜的除污粗格栅(24)，所述除污粗格栅(24)覆盖进水通道(4)；所述集水槽(19)内设置有网篮(6)，进水井体(1)的上方设置有起重机构(7)，所述网篮(6)与起重机构(7)相连。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵子成，黄立群，林宏，林波，于洋，赵青海，葛根荣，曾庆华，李晓园，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51