[发明专利]一种环形多级自由跌落式消能竖井

摘要

本发明公开了一种环形多级自由跌落式消能竖井，所述内井与外井之间沿垂向交错布置有多个水平跌落层，构成环形多级交错式下泄通道，除顶层而外的其他各水平跌落层均设置有两个弧形跌落板，且沿消能竖井轴线呈旋转中心对称分布，弧形跌落板两侧出水端设有尾坎，在弧形跌落板下部内井壁上开有通气孔；本发明所提出的消能竖井实现了对流入深层隧道排水系统的水流进行有效的分流和逐级消能，提高了消能竖井的过流能力和底部出流的稳定性，同时消能竖井具备良好的防空化和排气效果。本发明结构简单、施工方便，消能效果显著，流量工况适应范围广，可在深层隧道排水系统工程中推广应用。

主权项

1.一种环形多级自由跌落式消能竖井，包括同轴设置的内井和外井，外井、内井均为圆筒形结构，外井设置于内井外部，内井的上端与外井的上端齐平，内井的下端与外井的下端齐平；外井的顶部连接有进水管涵，贯穿底部的外井和内井设置有两个深层隧道排水管道；其特征是：内井底部井壁上对称开设有两个进水孔，两个进水孔垂直于深层隧道排水管道；所述外井的口径为D，所述内井的口径d为(0.3～0.8)D；所述内井与外井之间沿井深方向设置有N个水平跌落层，N≥2，沿井深方向自上而下依次为第一层、第二层…第N层，除第一层而外的其他各水平跌落层均设置有两个弧形跌落板，且沿消能竖井轴线呈旋转中心对称分布，相邻两层弧形跌落板之间的间距为h，且满足h＜10米，相邻两层弧形跌落板呈垂直交错布置，构成环形多级交错式下泄通道，所述弧形跌落板厚度h3为(0.03～0.15)h；第一水平跌落层设置有一个弧形跌落板，该弧形跌落板设置在距外井顶部向下距离为h1处，与进水管涵的高程相同，第一层的弧形跌落板的包角为θ₁，底层弧形跌落板的包角为θ₃，中间层弧形跌落板的包角均为θ₂；在第一层弧形跌落板上垂直设置有分流墩，分流墩位于进水管涵的出水口处、且正对进水管涵的中心设置；底层弧形跌落板与消能竖井底部之间高程为h2且满足h2＜10m，消能竖井的高程H满足H＝h1+(N‑1)×h+N×h3+h2；水经水管涵进入外、内井之间，经N个螺旋交错式水平跌落层，逐层跌落至外井底部，通过内井的两个进水孔进入内井中，再通过与内井连通的两个深层隧道排水管道排出竖井外。