截流井可用于合流制系统污水截流和分流制系统初雨截流，截流量根据当地初小雨深度和管道系统布置计算。

4.2.1.1　截流构筑物布置

（1）合流制截流井、分流井

合流制系统雨污混流，由于污水厂设计规模或排水管道输水能力限制了截流井截流倍数，造成污水频繁溢流入受纳水体，从而引起水体严重污染。解决水体污染的唯一途径就是加大截流倍数，截流污染严重的初期雨水。初期污染水水量比较集中，如果全部输送到污水厂，对污水厂冲击较大，影响污水厂的正常运行，所以，超过污水厂处理能力的污染初期雨水先进入深隧调蓄，等雨停后，逐步排入污水厂错峰处理，或进入新规划的初雨处理厂处理排放。比如现状系统截流倍数为1.5，规划截流倍数5，那么，3.5倍的截流量需要进入调蓄深隧储存。因此，为了充分利用浅层管道输水能力，在改造原有截流井增加截流倍数的基础上，还需要一个分流井，将截流污水分成两部分，一部分由浅层系统至污水厂，一部分至深隧储存，至深隧方向的连接管段上设置闸门，深隧被截流污水充满时关闭闸门。截流井、分流井可合建，也可分建，控制流量的堰也可全部由闸门替代，通过水位变化自动调整闸门启闭，完成合流污水的截取和分流，如图4-5所示。

图4-5　合流制排水系统截流井和分流井布置

（2）分流制截流井

绝大部分分流制雨水系统将污染初小雨直接排放受纳水体，对受纳水体水质有严重影响，造成受纳水体经常在雨后的水质非常差，所以，需要截流初期雨水进入截污深隧或初雨调蓄池储存，雨后进入污水厂错峰处理或进入初雨厂处理排放。初雨截流构筑物包括截流井和闸门井，等截污深隧被截流水充满时，通过自控系统关闭闸门，如图4-6所示。

截流井设计与合流制截流井类似，只是截流量根据当地初雨深度和汇水面积、径流系数计算得到。

如果初雨截流规模比较大，设置溢流堰会造成水位顶托而影响上游管道排水能力，那么，可以使用闸门代替溢流堰，根据水位控制闸门启闭。初雨时，闸门关闭，污染初雨进入深隧；大雨时，开启闸门，雨水由排水管排放受纳水体。

图4-6　分流制排水系统截流井和闸门井布置

4.2.1.2　截流井、分流井内溢流堰设计和布置

《合流制系统污水截流井设计规程》（CECS91：97），推荐三种形式的截流井：堰式截流井、槽式截流井和槽堰结合式截流井。

（1）堰式截流井

堰式截流井布置图如图4-7所示。

图4-7　正堰式截流井

当污水截流管管径为300～600mm 时，堰高根据表4-1计算：

表4-1　堰高计算表

注：式中 Qw——截流管污水截流量（m3／s）；H1——堰高（mm）；d——污水截流管管径（mm）；k——修正系数（1.1～1.3）。

（2）槽式截流井

槽式截流井布置图如图4-8所示。当污水截流管管径为300～600mm 时，槽式截流井槽高和槽宽按下式计算：

式中 Qw——截流管污水截流量（m3／s）；

　　 k——修正系数（1.1～1.3）；

　　 H2——槽深（mm）；

　　 B——槽宽（mm）；

　　 d——污水截流管管径（mm）。

图4-8　槽式截流井

（3）槽堰结合式截流井

槽堰结合式截流井布置图如图4-9所示。

图4-9　槽堰结合式截流井

槽堰结合式截流井的槽深、堰高通过以下步骤计算：

①根据地形条件、管道高程允许降落的可能性，确定槽深H3；

②根据截流量Q，计算确定截流管管径d；

③假设H1／H3 比值，按照表4-2计算槽、堰总高H；

④堰高H1=H-H3；

⑤校核H1／H3 是否符合③中假设条件，如不符合假设，则采用相应公式重复上述计算；(www.daowen.com)

⑥槽宽等于截流管管径。

表4-2　槽、堰总高计算表

如果截流量比较大，通过水力计算得到的截流管管径大于《合流制系统污水截流井设计规程》推荐的管径范围，则溢流堰高度按照截流管水力计算水位高度确定。

以上为常规截流井设计计算和布置。这种截流井有两个缺点：悬浮物容易溢流进入受纳水体；溢流水的抽吸作用，容易将固体颗粒物带入受纳水体。为了解决上述缺陷，出现了改良型截流井（图4-10），在溢流堰前设置挡板，可以有效阻挡悬浮物和固体颗粒进入受纳水体。

4.2.1.3　截流井、分流井内闸门布置和控制

图4-10　改良型截流井

深隧的正常运作和调度，取决于预处理构筑物中的截流井、分流井、末端泵站的设置和调度，而截流、分流设施的设置、调度在深隧系统的运营、管理工作中占据更加重要的地位。截流、分流功能的实现，可以使用传统的溢流堰来控制，也可以全部由闸门替代，通过水位变化数据和实时控制系统，自动调整闸门启闭，完成合流污水、初期雨水的截取和分流。

（1）合流制截流闸布置

对于合流制排水系统，按照功能不同，深隧可以是截污型深隧或复合型深隧。截污型深隧仅承担截取、调蓄污水的功能，因此，设置截流闸、格栅、沉砂池、溢流闸等预处理构筑物，如图4-11所示。假设浅层管道设计能力为2年一遇降雨，则运营工况如下：

①晴天：关闭截流闸、溢流闸，污水经浅层管道至污水厂处理。

②小雨（降雨＜设计初雨深度）：打开截流闸，关闭溢流闸，超过浅层系统处理能力的初雨进入深隧调蓄。雨停后，调蓄初雨进入污水厂或初雨厂处理。

③中雨（设计初雨深度＜降雨＜2年一遇）：关闭截流闸、溢流闸，所有水经浅层管排入污水厂或受纳水体。

④大雨：调蓄深隧被充满，关闭截流闸，打开溢流闸，一部分雨污混合水经浅层至污水厂，超标雨水经溢流闸、溢流管排放。

图4-11　合流制系统截污深隧闸门布置图

复合型深隧既承担截取、调蓄污水的功能，又承担排洪功能，因此，设置截取污水的截流闸、格栅、沉砂池、排洪闸等预处理构筑物，如图4-12所示。假设浅层管道设计能力为2年一遇降雨，则运营工况如下：

①晴天：关闭截流闸、排洪闸，污水经浅层管道至污水厂处理。

②小雨（降雨＜设计初雨深度）：打开截流闸，关闭排洪闸，超过浅层系统处理能力的初雨进入深隧调蓄。雨停后，调蓄初雨进入污水厂或初雨厂处理。

③中雨（设计初雨深度＜降雨＜2年一遇）：关闭截流闸、排洪闸，所有水经浅层管排入污水厂或受纳水体。

④大雨：关闭截流闸，打开排洪闸，一部分雨污混合水经浅层至污水厂，超标雨水经排洪闸进入深隧，深隧进入排洪工况。

图4-12　合流制系统复合型深隧闸门布置图

（2）分流制截流闸布置

对于分流制排水系统，深隧可以是截污型深隧或复合型深隧。截污型深隧需要截流污染初雨，设置截流闸、格栅、沉砂池等预处理构筑物，如图4-13所示。运营工况如下：

①晴天：关闭截流闸、溢流闸，调蓄水进污水厂或初雨厂处理。

②小雨（降雨＜设计初雨深度）：打开截流闸，关闭排洪闸，初雨进入深隧调蓄。雨停后，调蓄初雨进入污水厂或初雨厂处理。

③中雨或大雨（设计初雨深度＜降雨）：关闭截流闸，打开排洪闸，所有水经排洪闸排入受纳水体。

图4-13　分流制系统截污深隧闸门布置图

复合型深隧既承担截取、调蓄污染初雨水的功能，又承担排洪功能，因此，设置截取污水的截流闸、格栅、沉砂池、排洪闸等预处理构筑物，如图4-14所示。运营工况如下：

①晴天：关闭截流闸、排洪闸，调蓄初雨至污水厂或初雨厂处理。

②小雨（降雨＜设计初雨深度）：打开截流闸，关闭排洪闸，初雨进入深隧调蓄。雨停后，调蓄初雨进入污水厂或初雨厂处理。

③中雨（设计初雨深度＜降雨＜浅层排水能力）：关闭截流闸和2号排洪闸，打开1号排洪闸，雨水经浅层管道进入受纳水体。

④暴雨（浅层排水能力＜降雨）：关闭截流闸，打开1号、2号排洪闸，深隧和浅层管道同时运作，排放雨水进入受纳水体。

图4-14　分流制系统复合型深隧闸门布置图

（3）实时控制系统

基于预处理构筑物内水位监测系统提供的水位变化数据，可以进一步建立深隧实时控制系统。该系统控制的目的在于更精确地控制每一处入流竖井中的流量，细化运行方式，为管理部门提供帮助，实现深隧系统的全过程监控和调度。水位实时监测和截流设施自动控制系统在Ottawa、Montreal等城市，已经有成熟的应用实例。