大落差豎井式跌水在城市排水系統中的應用

張家口市宣化區北部城區位于京藏高速以北，草帽山腳下，雨季直接承受山洪沖擊，為確保北部城區的安全，有必要修建防洪排水工程。

該跌水井位于2號排洪溝，設計流量7.4m3/s，跌差6m。跌水上下游均為DN1600mm鋼筋混凝土管道，設計縱坡10.7‰。

1.結構布置

常規意義上的豎井式跌水多用于嚴寒地區的輸水工程，是一種抗凍功能重于跌水功能的建筑物。本工程作為城區雨水管網的一部分，對于流態穩定和運行安全的要求較高。因此，本工程將消能設計放在更重要的位置上。

1.1 井身布置

井身采用鋼筋混凝土矩形結構，上下游管道落差6m。根據現場地形條件，將井室寬度定為5m，井室的長度和深度需要根據消能計算確定。

1.2 消能布置

豎井式跌水的消能設施由消能篩網、消能池、反坡段組成。

消能篩網布置:篩網的型式分為篩格式、橫梁式、縱梁式3種，考慮到跌水井下泄的是山洪，洪水中攜帶大量樹枝等雜物，為減少淤堵問題，決定采用縱梁式篩網。

根據工程經驗，當落差≥4m時，就應當設置雙層或多層篩網，下層篩網除了可以進一步分散水流外，還能夠在篩網上層形成水墊，起到一定的消能作用，避免在井底設置過深的消能池，使工程更加經濟。本工程落差4m，應當設置雙層篩網。

上層篩網的頂面與進口管道底部平齊。縱梁寬度d與縱梁間距δ的關系一般是δ=d或δ=d，取縱梁截面尺寸0.3×0.3m，每根間距0.3m，長度由消能計算確定。

下層篩網的位置不宜過低，否則將使下層篩網消能效果不佳，同時下層篩網結構容易損壞。……