一种改善气爆强度的折板竖井制造技术

本实用新型专利技术涉及排水技术领域，具体公开了一种改善气爆强度的折板竖井，与深隧排水管道连通，包括顶部设置有限流孔板且呈圆柱状的竖井、用于将竖井沿其轴向分割为干区和湿区的隔板、安装在湿区的折板结构；所述湿区与深隧排水管道连接；在隔板的底部设置有应与连通湿区和干区的连通区域；在所述限流孔板上设置有开孔。本实用新型专利技术避免了在强降雨条件下深隧排水管道内发生气爆导致雨污水外溢至地面，又保证了城市深层排水隧道工程的安全运行。了城市深层排水隧道工程的安全运行。了城市深层排水隧道工程的安全运行。

【技术实现步骤摘要】
一种改善气爆强度的折板竖井


[0001]本技术涉及排水
，更具体地讲，涉及一种改善气爆强度的折板竖井。

技术介绍

[0002]在强降雨条件下，大量雨水通过竖井进入城市深隧排水管道，使主隧道被水流迅速充满，系统内大部分空气通过竖井被挤压排出，由于多个竖井同时工作，可能导致主隧道内水流从无压状态转变为有压流，此时系统内未及时排出的空气和入流挟带的气体在主隧道瞬变流的作用下形成高压截留气团，并随着主隧道两端的压差产生移动，排水主隧道内水流也从明渠流转变为复杂的水气两相流。当截留气团移动至竖井联络管时，由于浮力作用，导致高压气团突然释放，并带动竖井内水流向外喷出，形成剧烈的气爆现象，或称之为间歇泉。剧烈的排气过程一方面会使深隧排水管道内的雨污水外溢，影响地面安全，另一方面可能会导致深隧和竖井结构发生破坏，严重威胁城市深隧排水管道的安全运行。
[0003]由于折板型竖井结构的特殊性，井筒被隔板划分为湿区和干区两部分，其中湿区有大量交错布置的折板，承担着浅层管网来流的泄流和消能，而干区则类似于普通的竖井，主要负责设备吊装和通风通气。研究表明，普通圆形竖井的气爆现象主要是由上升的Taylor气泡所引起，当折板型竖井内发生气爆时，竖井湿区本身具有减弱和消除气爆的特有属性，而半圆形的干区无法形成规则的Taylor气泡，因此折板型竖井内的水气两相流动特性更为复杂。此外，隔板底部干区和湿区的连通区域面积对气爆的释放强度具有决定性的作用，若连通面积过大，有利于气爆从竖井干区释放，若面积过小，高压气水流则从竖井湿区通过，减弱或消除了气爆的强度，但强烈的水冲击荷载对折板结构的安全造成严重威胁。
[0004]现有的技术还未针对折板型竖井在气爆强度控制和折板结构安全之间寻找到平衡点，即既要控制气爆的强度，以免雨污水喷出井外，影响城市道路交通及行人安全，又要保证高压截留气团释放时竖井底部折板的结构安全。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题是，提供一种改善气爆强度的折板竖井，避免主隧道中高压截留气团释放导致的雨污水外溢，并保证折板型竖井结构安全。
[0006]本技术解决技术问题所采用的解决方案是：
[0007]一种改善气爆强度的折板竖井，与深隧排水管道连通，包括顶部设置有限流孔板且呈圆柱状的竖井、用于将竖井沿其轴向分割为干区和湿区的隔板、安装在湿区的折板结构；所述湿区与深隧排水管道连接；在隔板的底部设置有应与连通湿区和干区的连通区域；在所述限流孔板上设置有开孔。
[0008]本技术通过深隧排水管道与湿区的连接方式，并在隔板的底部设置保证湿区与干区连通的连通区域，使得深隧排水管道内高压截留气团释放产生的高速水气混合物能够快速进入竖井干区，从而降低作用在竖井底部折板的水冲击荷载，提高折板结构的安全
性，然后通过设置在竖井干区顶部的限流孔板控制气爆的喷射强度，防止深隧排水管道中内的雨污水外溢至地面，保障了城市道路交通及行人安全。
[0009]在一些可能的实施方式中，为了有序奥的实现消能耗能；
[0010]所述折板结构包括沿竖井轴向且呈交错设置的折板组，两组折板组相互配合形成折流通道。
[0011]在一些可能的实施方式中，每个折板组包括多块沿竖向设置且与隔板连接的折板；每块折板呈水平设置；两组折板组呈半圆结构投影在水平面上。
[0012]在一些可能的实施方式中，两组折板组中的折板呈等间距设置；同组中相邻两块折板的间距为E，竖井的直径为D,E＝0.970D。
[0013]在一些可能的实施方式中，所述折板为四分之一圆结构，其直径与竖井的直径相等。
[0014]在一些可能的实施方式中，在所述竖井的侧面且位于湿区的底部设置有出口；
[0015]所述深隧排水管道通过联络管与湿区连通，在所述竖井的侧面且在位于湿区的顶部设置有入口；所述折板结构位于入口与出口之间。
[0016]在一些可能的实施方式中，为了有效的实现在发生气爆时产生的高速水气混合物能够快速进入竖井干区，较少对竖井湿区的影响；
[0017]所述联络管的轴线与竖井的轴线相互垂直。
[0018]在一些可能的实施方式中，为了有效的使得高速水气混合物在竖井干区释放，减小竖井底部折板承受的水冲击荷载；
[0019]所述连通区域设置在折板结构远离限流孔板的一侧；所述连通区域为S
i
，S
i
＝0.478πD2。
[0020]在一些可能的实施方式中，为了有效的保证竖井干区在正常通气条件下能够控制气爆的喷射强度，避免雨污水外溢至地面；
[0021]所述开孔的面积为S
d
，S
d
＝0.017πD2。
[0022]在一些可能的实施方式中，所述湿区的容积与干区的容积相等。
[0023]与现有技术相比，本技术的有益效果：
[0024]本技术通过设置具有开孔的限流孔板、将湿区与深隧排水管道连接并结合设置湿区与干区连通的连通区域将有效地改善发生气爆时竖井底部折板承受的水冲击荷载，并减小主隧道中高压截留气团释放导致的雨污水外溢风险，保障了城市深隧排水管道的结构安全及正常运行；
[0025]本技术通过设置具有开孔的限流孔板，与未设置限流孔板的竖井相比，在相同工况下气爆的喷射高度均得到有效控制，将使得发生气爆时大量气水混合物喷出井外得到有效的控制，避免影响地面安全；
[0026]本技术通过设置折板结构，有效的实现消能。
附图说明
[0027]图1为本技术的结构示意图；
[0028]图2为本技术折板型竖井的干区与干区联络管连接的结构示意图；
[0029]图3为本技术实施例中气爆模型试验系统布置图；
[0030]图4为本技术实施例中不同进气压下测点A最大水冲击荷载；
[0031]图5为本技术实施例中不同进气压下测点B最大水冲击荷载；
[0032]图6为本技术实施例中不同进气压下测点C最大水冲击荷载；
[0033]图7为本技术实施例中联络管接湿区条件下测点A最大水冲击荷载；
[0034]图8为本技术实施例中联络管接干区条件下测点C最大水冲击荷载；
[0035]图9为本技术实施例中不同限流孔板孔径下竖井干区出口压强变化规律；
[0036]其中：1、进水管；2、竖井；3、折板；4为隔板；5为湿区；6为干区；7a为湿区联络管；7b、干区联络管；8、高速喷射水流；9、连通区域；10、折板冲击荷载测点A；11、折板冲击荷载测点B；12、折板冲击荷载测点C；13、限流孔板；131、开孔；14、金属软管；15、球阀；16、进气管；17、气阀；18、高压气泵。
具体实施方式
[0037]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善气爆强度的折板竖井，与深隧排水管道连通，其特征在于，包括顶部设置有限流孔板且呈圆柱状的竖井、用于将竖井沿其轴向分割为干区和湿区的隔板、安装在湿区的折板结构；所述湿区与深隧排水管道连接；在隔板的底部设置有应与连通湿区和干区的连通区域；在所述限流孔板上设置有开孔。2.根据权利要求1所述的一种改善气爆强度的折板竖井，其特征在于，所述折板结构包括沿竖井轴向且呈交错设置的折板组，两组折板组相互配合形成折流通道。3.根据权利要求2所述的一种改善气爆强度的折板竖井，其特征在于，每个折板组包括多块沿竖向设置且与隔板连接的折板；每块折板呈水平设置，两组折板组呈半圆结构投影在水平面上。4.根据权利要求2所述的一种改善气爆强度的折板竖井，其特征在于，两组折板组中的折板呈等间距设置；同组中相邻两块折板的间距为E，竖井的直径为D,E＝0.970D。5.根据权利要求3所述的一种改善气爆强度的折板竖井，其特征在于，所述折板为四分之一圆结构，其直径与竖井的直径相...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨乾，李永帅，周桐，
申请(专利权)人：中国五冶集团有限公司，
类型：新型
国别省市：