本發(fā)明創(chuàng)造屬于海綿城市與地下綜合管廊結合工程技術領域，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：

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置在地下2.0m～4.0m深度處的雨水渠或雨水管道進行排放，極少部分是通過滲透直接進入地下水系，因此雨水管線對城市防汛特別重要，必須清理干凈?，F(xiàn)階段全國各大城市紛紛出現(xiàn)“看海”現(xiàn)象，究其根本原因，不全是排水通道設計體量不足導致，而是過水斷面阻塞造成過水斷面減小。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，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，導致市政環(huán)衛(wèi)部位一整年都在進行持續(xù)的清理，清理井室內的垃圾技術基本成熟，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械進行淤積物的翻松，再通過沖洗的方式將管線進行疏通。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，導致了雨水管線清理工作耗費大量的人力、物力、財力，而且不能夠得到徹底根治。

技術實現(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對真空泵、真空隔膜閥、室外控制柜等裝置進行維護，穩(wěn)定性好，便于管理與操作。

為達到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術方案是這樣實現(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有真空隔膜閥，其內部設有與室外控制柜連接的超聲波液位計；所述虹吸腔包括過水通道及其下部的坡體結構，坡體結構包括艙室與井室接駁節(jié)點兩側的反向坡和導流坡，所述真空沖洗井與虹吸腔之間對應導流坡設有擋板，該擋板與導流坡之間留有過水間隙；所述雨水艙底部設有向虹吸腔一側傾斜的、且與反向坡連接的斜坡。

進一步，所述導流坡為45度。

進一步，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。

進一步，所述真空沖洗井底部的棱角位置均采用圓角。

進一步，所述擋板底端兩側均倒圓角。

進一步，所述真空沖洗井頂端設有檢修井。

一種應用上述裝置進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超聲波液位計檢測到真空沖洗井內水位標高達到設計沖洗液位時，反饋給室外控制柜信號，室外控制柜自動關閉真空泵和真空隔膜閥，真空沖洗井內水位保持在設計沖洗液位處；

③需要進行雨水艙沖洗時，通過控制室外控制柜，打開真空隔膜閥。

相對于現(xiàn)有技術，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置雨水艙，在廊體外側設置雨水真空沖洗井，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行徹底清理的難題，同時人力、物力、財力投入少，操作簡便，易于實施，并且可以在室外控制柜內設置定時裝置，能夠實現(xiàn)定期、定時清理雨水艙。

附圖說明

構成本發(fā)明創(chuàng)造的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明創(chuàng)造的進一步理解，本發(fā)明創(chuàng)造的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明創(chuàng)造，并不構成對本發(fā)明創(chuàng)造的不當限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明創(chuàng)造的結構平面圖；

圖2為圖1的A-A向剖視圖。

附圖標記說明：

1—雨水艙，2—真空沖洗井，3—艙室與井室接駁節(jié)點，4—室外控制柜，5—真空沖洗井內底高程，6—設計沖洗液位，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，3-1—擋板，3-2—導流坡。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明創(chuàng)造中的實施例及實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，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，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，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，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，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本發(fā)明創(chuàng)造中的具體含義。

下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(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頂端設有真空隔膜閥2-2，其內部設有與室外控制柜4連接的超聲波液位計2-3；所述虹吸腔7包括過水通道8及其下部的坡體結構，坡體結構包括艙室與井室接駁節(jié)點3兩側的反向坡9和導流坡3-2，所述真空沖洗井與虹吸腔之間對應導流坡設有擋板3-1，該擋板與導流坡之間留有過水間隙；所述雨水艙底部設有向虹吸腔7一側傾斜的、且與反向坡連接的斜坡。室外控制柜內設有用于控制真空泵啟停、以及控制真空隔膜閥開閉的開關。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)內的PLC站小于100米時，可接入防火分區(qū)內的PLC站進行統(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)點為鋼筋混凝土結構，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，結合超聲波液位計2-3控制真空沖洗井2內的水位變化，實現(xiàn)沖洗工作的優(yōu)化與提升，利用真空負壓儲存沖洗用水，與直接利用高壓水比較，更加經(jīng)濟實惠，沖洗工作成本低，因此可以增加沖洗的頻次，實現(xiàn)綜合管廊的沖洗，同時提高了操作人員的安全保證。

作為一種可選的實施例，真空沖洗井2可以為直角梯形結構，其中寬度與頂邊為2m，底邊長4m，斜邊為2.83m，墻厚0.3m。真空沖洗井主體結構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，防護等級IP54，可室外安裝；超聲波液位計的測量范圍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，實現(xiàn)虹吸，艙室與井室接駁節(jié)點的上緣與擋板下緣高度應一致，當雨水艙內水位標高超過艙室與井室接駁節(jié)點時，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。

上述導流坡3-2為45度，通過設置導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有檢修井10。真空沖洗井高度頂面標高比雨水艙內底標高大6.5m～7.5m左右，真空沖洗井內底標高5比雨水艙內底標高小0.3m左右，在真空沖洗井頂部設置檢修井，便于真空沖洗井內部裝置維護。

正是基于上述真空沖洗井、虹吸腔、雨水艙各部分特殊的結構設計，才增強了本沖洗裝置的虹吸效果，使得虹吸作用得以實現(xiàn)。

一種應用上述裝置進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壓作用，通過艙室與井室接駁節(jié)點快速填充真空沖洗井，真空沖洗井內的水位標高將快速上升，隨著真空沖洗井的快速補水，雨水艙內的水將在縱斷面上呈現(xiàn)出兩邊向此處集中補水的現(xiàn)象。

要求艙室與井室接駁節(jié)點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3和真空沖洗井的底標高要低于管廊內底標高300mm，便于形成虹吸效果。

②超聲波液位計檢測到真空沖洗井內水位標高達到設計沖洗液位6時，反饋給室外控制柜信號，室外控制柜自動關閉真空泵和真空隔膜閥，真空沖洗井內水位保持在設計沖洗液位處；通過超聲波液位計監(jiān)測雨水真空沖洗井內的水位標高，待達到設計沖洗液位的臨界狀態(tài)時，室外控制柜關閉真空泵，關閉真空隔膜閥，在此期間，艙室與井室接駁節(jié)點的虹吸作用可保持雨水真空沖洗井內的設計沖洗液位6保持不變。

③需要進行雨水艙沖洗時，通過控制室外控制柜，打開真空隔膜閥。大量的空氣進入真空沖洗井內，真空沖洗井內的真空負壓逐漸為零，艙室與井室接駁節(jié)點的虹吸現(xiàn)象被破壞，而且雨水艙與真空沖洗井內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，在雨水艙內順著雨水艙的縱坡快速沖向排水口，進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置雨水艙，在廊體外側設置雨水真空沖洗井，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行徹底清理的難題，同時人力、物力、財力投入少，操作簡便，易于實施，并且可以在室外控制柜內設置定時裝置，能夠實現(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，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之內。