本發(fā)明創(chuàng)造屬于海綿城市與地下綜合管廊結(jié)合工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種綜合管廊雨水艙真空沖洗裝置及方法。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)的城市防洪排澇體系規(guī)劃中，地面雨水主要通過設(shè)置在地下2.0m～4.0m深度處的雨水渠或雨水管道進(jìn)行排放，極少部分是通過滲透直接進(jìn)入地下水系，因此雨水管線對城市防汛特別重要，必須清理干凈。現(xiàn)階段全國各大城市紛紛出現(xiàn)“看?！爆F(xiàn)象，究其根本原因，不全是排水通道設(shè)計(jì)體量不足導(dǎo)致，而是過水?dāng)嗝孀枞斐蛇^水?dāng)嗝鏈p小。雨水管線堵塞或半堵塞往往是日常生活中，由于道路雨水篦子下堆積滿滿的落葉、煙蒂、生活垃圾等流入主管線造成的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，平均100公里的雨水管線，就有約4000口雨水檢查井和3000余座雨水收水井，清理工作量非常巨大，周期持續(xù)長，導(dǎo)致市政環(huán)衛(wèi)部位一整年都在進(jìn)行持續(xù)的清理，清理井室內(nèi)的垃圾技術(shù)基本成熟，但主體管線的清理一直是個難題。主體管線的清理工作一般都是先將污水抽干，然后采用人工配合機(jī)械進(jìn)行淤積物的翻松，再通過沖洗的方式將管線進(jìn)行疏通。部分難清理的阻塞部位需要高壓清洗車、拉泥車、抽水車配合完成，導(dǎo)致了雨水管線清理工作耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力，而且不能夠得到徹底根治。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提出一種綜合管廊雨水艙真空沖洗裝置及方法，有效降低沖洗成本，提高水資源利用率；實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化控制，不需人工在惡劣的環(huán)境下清理雨水艙，日常過程中只需重點(diǎn)對真空泵、真空隔膜閥、室外控制柜等裝置進(jìn)行維護(hù)，穩(wěn)定性好，便于管理與操作。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種綜合管廊雨水艙真空沖洗裝置，包括室外控制柜、連通雨水管道的雨水艙、以及通過虹吸腔連通的真空沖洗井；所述真空沖洗井頂端設(shè)有真空隔膜閥，其內(nèi)部設(shè)有與室外控制柜連接的超聲波液位計(jì)；所述虹吸腔包括過水通道及其下部的坡體結(jié)構(gòu)，坡體結(jié)構(gòu)包括艙室與井室接駁節(jié)點(diǎn)兩側(cè)的反向坡和導(dǎo)流坡，所述真空沖洗井與虹吸腔之間對應(yīng)導(dǎo)流坡設(shè)有擋板，該擋板與導(dǎo)流坡之間留有過水間隙；所述雨水艙底部設(shè)有向虹吸腔一側(cè)傾斜的、且與反向坡連接的斜坡。

進(jìn)一步，所述導(dǎo)流坡為45度。

進(jìn)一步，所述真空沖洗井與雨水艙的寬度一致，真空沖洗井長度為其寬度的2倍。

進(jìn)一步，所述真空沖洗井底部的棱角位置均采用圓角。

進(jìn)一步，所述擋板底端兩側(cè)均倒圓角。

進(jìn)一步，所述真空沖洗井頂端設(shè)有檢修井。

一種應(yīng)用上述裝置進(jìn)行雨水艙沖洗的方法，包括如下步驟：

①通過控制室外控制柜，啟動真空泵，并打開真空隔膜閥，將真空沖洗井抽成真空狀態(tài)，雨水經(jīng)雨水艙快速填充真空沖洗井；

②超聲波液位計(jì)檢測到真空沖洗井內(nèi)水位標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)沖洗液位時，反饋給室外控制柜信號，室外控制柜自動關(guān)閉真空泵和真空隔膜閥，真空沖洗井內(nèi)水位保持在設(shè)計(jì)沖洗液位處；

③需要進(jìn)行雨水艙沖洗時，通過控制室外控制柜，打開真空隔膜閥。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明創(chuàng)造具有以下優(yōu)勢：

本發(fā)明創(chuàng)造在城市綜合管廊斷面上設(shè)置雨水艙，在廊體外側(cè)設(shè)置雨水真空沖洗井，通過具有虹吸腔將雨水艙和真空沖洗井底部連通，通過室外控制柜定期控制真空沖洗井工作，在真空沖洗井內(nèi)存蓄水，利用水體的重力與大氣壓力作用下，快速沖向雨水艙，完成真空沖洗工作，有效解決了無法排空雨水艙后進(jìn)行徹底清理的難題，同時人力、物力、財(cái)力投入少，操作簡便，易于實(shí)施，并且可以在室外控制柜內(nèi)設(shè)置定時裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)定期、定時清理雨水艙。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明創(chuàng)造的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明創(chuàng)造的進(jìn)一步理解，本發(fā)明創(chuàng)造的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明創(chuàng)造，并不構(gòu)成對本發(fā)明創(chuàng)造的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明創(chuàng)造的結(jié)構(gòu)平面圖；

圖2為圖1的A-A向剖視圖。

附圖標(biāo)記說明：

1—雨水艙，2—真空沖洗井，3—艙室與井室接駁節(jié)點(diǎn)，4—室外控制柜，5—真空沖洗井內(nèi)底高程，6—設(shè)計(jì)沖洗液位，7-虹吸腔，8-過水通道，9-反向坡，10-檢修井，2-1—真空泵，2-2—真空隔膜閥，2-3—超聲波液位計(jì)，3-1—擋板，3-2—導(dǎo)流坡。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明創(chuàng)造中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明創(chuàng)造和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明創(chuàng)造的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明創(chuàng)造中的具體含義。

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明創(chuàng)造。

一種綜合管廊雨水艙真空沖洗裝置，如圖1和圖2所示，包括室外控制柜4、連通雨水管道的雨水艙1、以及通過虹吸腔7連通的真空沖洗井2；所述真空沖洗井2頂端設(shè)有真空隔膜閥2-2，其內(nèi)部設(shè)有與室外控制柜4連接的超聲波液位計(jì)2-3；所述虹吸腔7包括過水通道8及其下部的坡體結(jié)構(gòu)，坡體結(jié)構(gòu)包括艙室與井室接駁節(jié)點(diǎn)3兩側(cè)的反向坡9和導(dǎo)流坡3-2，所述真空沖洗井與虹吸腔之間對應(yīng)導(dǎo)流坡設(shè)有擋板3-1，該擋板與導(dǎo)流坡之間留有過水間隙；所述雨水艙底部設(shè)有向虹吸腔7一側(cè)傾斜的、且與反向坡連接的斜坡。室外控制柜內(nèi)設(shè)有用于控制真空泵啟停、以及控制真空隔膜閥開閉的開關(guān)。室外控制柜4為液位信號的接收與控制端，在距離綜合管廊防火分區(qū)內(nèi)的PLC站小于100米時，可接入防火分區(qū)內(nèi)的PLC站進(jìn)行統(tǒng)一控制，也可以手動開閉。

通常，雨水艙、真空沖洗井、與艙室與井室接駁節(jié)點(diǎn)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，隨綜合管廊雨水艙一起施工完成，雨水艙底部斜坡、真空沖洗井底部倒圓角處、反向坡以及導(dǎo)流坡均可采用素混凝土二次澆注完成。

通過室外控制柜4控制真空泵2-1與真空隔膜閥2-2，結(jié)合超聲波液位計(jì)2-3控制真空沖洗井2內(nèi)的水位變化，實(shí)現(xiàn)沖洗工作的優(yōu)化與提升，利用真空負(fù)壓儲存沖洗用水，與直接利用高壓水比較，更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，沖洗工作成本低，因此可以增加沖洗的頻次，實(shí)現(xiàn)綜合管廊的沖洗，同時提高了操作人員的安全保證。

作為一種可選的實(shí)施例，真空沖洗井2可以為直角梯形結(jié)構(gòu)，其中寬度與頂邊為2m，底邊長4m，斜邊為2.83m，墻厚0.3m。真空沖洗井主體結(jié)構(gòu)施工完成后必須保證氣密性，在所有施工縫必須注入填充劑(硅膠材料)。真空泵采用氣量40Nm³/h、功率1.5KW的防爆泵；真空隔膜閥安裝底板尺寸為1.0×1.2m，開孔尺寸為0.7m×0.9m，采用不銹鋼SS304(DIN1.4301)材質(zhì)，防護(hù)等級IP54，可室外安裝；超聲波液位計(jì)的測量范圍0～4m，輸出電流為4mA～20mA；室外控制柜需要安裝配套的防雨罩，防護(hù)等級IP54，尺寸L×W×H＝1.0×0.75×1.5m。

通常，擋板3-1下緣與真空沖洗井底部的之間距離為300mm，另外，為保障蓄水效果，實(shí)現(xiàn)虹吸，艙室與井室接駁節(jié)點(diǎn)的上緣與擋板下緣高度應(yīng)一致，當(dāng)雨水艙內(nèi)水位標(biāo)高超過艙室與井室接駁節(jié)點(diǎn)時，即可滿足雨水真空沖洗井的蓄水要求。

上述真空沖洗井2與雨水艙1的寬度一致，真空沖洗井長度為其寬度的2倍，真空沖洗井的墻厚比雨水艙的墻厚度小50mm左右即可。

上述導(dǎo)流坡3-2為45度，通過設(shè)置導(dǎo)流坡和擋水板形成虹吸效果，上述真空沖洗井底部的棱角位置均采用圓角。上述擋板底端兩側(cè)均倒圓角。便于蓄水以及沖刷作業(yè)時，雨水能順利流過，不會產(chǎn)生阻力。

上述真空沖洗井頂端設(shè)有檢修井10。真空沖洗井高度頂面標(biāo)高比雨水艙內(nèi)底標(biāo)高大6.5m～7.5m左右，真空沖洗井內(nèi)底標(biāo)高5比雨水艙內(nèi)底標(biāo)高小0.3m左右，在真空沖洗井頂部設(shè)置檢修井，便于真空沖洗井內(nèi)部裝置維護(hù)。

正是基于上述真空沖洗井、虹吸腔、雨水艙各部分特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，才增強(qiáng)了本沖洗裝置的虹吸效果，使得虹吸作用得以實(shí)現(xiàn)。

一種應(yīng)用上述裝置進(jìn)行雨水艙沖洗的方法，包括如下步驟：

①通過控制室外控制柜，啟動真空泵，并打開真空隔膜閥，將真空沖洗井抽成真空狀態(tài)，雨水經(jīng)雨水艙快速填充真空沖洗井；具體的，室外控制柜開啟真空泵和真空隔膜閥，將雨水真空沖洗井抽成真空狀態(tài)，雨水艙中的雨水經(jīng)過真空沖洗井的真空負(fù)壓作用，通過艙室與井室接駁節(jié)點(diǎn)快速填充真空沖洗井，真空沖洗井內(nèi)的水位標(biāo)高將快速上升，隨著真空沖洗井的快速補(bǔ)水，雨水艙內(nèi)的水將在縱斷面上呈現(xiàn)出兩邊向此處集中補(bǔ)水的現(xiàn)象。

要求艙室與井室接駁節(jié)點(diǎn)上部過水通道的過水高度≥400mm，底部倒角做成50×50mm的斜面，在接近倒角處，需做成半徑大于500mm的反向坡，利于水體流動；同時艙室與井室接駁節(jié)點(diǎn)3和真空沖洗井的底標(biāo)高要低于管廊內(nèi)底標(biāo)高300mm，便于形成虹吸效果。

②超聲波液位計(jì)檢測到真空沖洗井內(nèi)水位標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)沖洗液位6時，反饋給室外控制柜信號，室外控制柜自動關(guān)閉真空泵和真空隔膜閥，真空沖洗井內(nèi)水位保持在設(shè)計(jì)沖洗液位處；通過超聲波液位計(jì)監(jiān)測雨水真空沖洗井內(nèi)的水位標(biāo)高，待達(dá)到設(shè)計(jì)沖洗液位的臨界狀態(tài)時，室外控制柜關(guān)閉真空泵，關(guān)閉真空隔膜閥，在此期間，艙室與井室接駁節(jié)點(diǎn)的虹吸作用可保持雨水真空沖洗井內(nèi)的設(shè)計(jì)沖洗液位6保持不變。

③需要進(jìn)行雨水艙沖洗時，通過控制室外控制柜，打開真空隔膜閥。大量的空氣進(jìn)入真空沖洗井內(nèi)，真空沖洗井內(nèi)的真空負(fù)壓逐漸為零，艙室與井室接駁節(jié)點(diǎn)的虹吸現(xiàn)象被破壞，而且雨水艙與真空沖洗井內(nèi)的水位存在較大的高差，真空沖洗井的水會在重力作用下，快速沖向雨水艙底部，在雨水艙內(nèi)順著雨水艙的縱坡快速沖向排水口，進(jìn)而完成對雨水艙及城市綜合管廊的沖洗工作。

本發(fā)明創(chuàng)造在城市綜合管廊斷面上設(shè)置雨水艙，在廊體外側(cè)設(shè)置雨水真空沖洗井，通過具有虹吸腔將雨水艙和真空沖洗井底部連通，通過室外控制柜定期控制真空沖洗井工作，在真空沖洗井內(nèi)存蓄水，利用水體的重力與大氣壓力作用下，快速沖向雨水艙，完成真空沖洗工作，有效解決了無法排空雨水艙后進(jìn)行徹底清理的難題，同時人力、物力、財(cái)力投入少，操作簡便，易于實(shí)施，并且可以在室外控制柜內(nèi)設(shè)置定時裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)定期、定時清理雨水艙。

以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。