本发明涉及土木结构建筑的道路、市政、场坪与管线领域，尤其是一种节能环保型升降窨井装置和施工方法。
背景技术：
1、窨井或者说管道检查是连接管道与地面的重要通路，是保证管道功能正常发挥，进行运营维护、检查、修理、监测、监控的重要结构，同时在与地面建筑物连接时，还需要具备地面建筑物的功能作用，如果窨井结构体发生沉降和表面混凝土结构破损，会导致窨井结构周边一定范围内的建筑物产生位移、沉降和多种病害，必然影响地面建筑功能的正常发挥，须进行围挡修复或重建；同时，如果窨井周围的结构物下沉或施工时窨井顶面与周围结构物不能平整连续连接，窨井与窨井结构周围的建筑会产生高差，严重影响窨井与地面建筑组成复合结构功能的发挥；一但依据社会发展需要提高地面建筑的承载能力进行改建提升对标高进行升高或降低或对窨井修复时，将需要拆除窨井井圈井盖，对窨井井身进行重建，增加材料、机械、人工投入，施工燥声、废气、粉尘、堆料、混凝土浆液滴漏、清洁影响环境保护；而且对使用中地面建筑上的破损或周围结构物进行修复，为确保安全和具备修复作业空间，需要围挡占用一定面积的场地，使这部份建筑的功能需要进行归并，形成功能瓶径效应，减少了服务的数量和效率。
2、上述这种情况在市政道路的窨井结构中比较普遍，窨井是市政工程的重要工程设施，在与道路连接的部份，需要具有道路与检查井的共同功能作用，由于城市道路较多采用沥青路面结构，窨井一般为刚性结构物，按施工顺序先行施工管道及窨井结构工程，随后进行道路土方、路面等附属工程施工，窨井周围结构背的土方与路面各结构层压实困难和工后不均匀沉降的存在，以及窨井在车辆集中荷载的作用下发生沉降，导致窨井与周围路面的几何尺寸、标高、坡度、平整度无法实现设计要求，或在运营后短时间内出现不同程度的沉降差，车辆临近窨井时将减速通过，如果道路上有沉降差的窨井达到一定的数量，整条道路通行速度将大幅度降低，影响了道路设计速度功能的发挥和交通流量的通过能力，减弱和降低了城市运行和效率功能，浪费了社会资源，实际上提高了城市运行的成本。市政道路窨井与周围道路的平整、连续、顺接和杜绝窨井及窨井周围建筑结构物的早期沉降破损是市政工程亟待解决的问题。
3、同时，由于在城市建设发展过程中，窨井结构的形式也在不断发展变化，有外露钢筋混凝土井盖上直接安装窨井盖的；有埋置式钢筋混凝土井盖，并在井盖上安装钢筋混凝土井圈和井盖的；有在圆形钢筋混凝土井壁上直接安装井盖的；有在圆形井壁或钢筋混凝土井盖之上直接安装一体式的钢制井圈和井盖，窨井的维修或局部更新只能在原有结构的基础上尽可能更换新的窨井结构部件，其特点是窨井结构施工完成后，标高和表面的坡度与坡度方向是一个定值，需要调速标高或表面坡度、坡度方向是，需要提起钢筋混凝土井盖和钢制井圈、井盖，对窨井井壁标高、坡度、坡度方向进行凿除或加高，并重新施工固定装置，而且由于施工的误差存在，要保证与道路表面几何尺寸完全吻合匹配，极难做道，修复效果并不好，占道施工时间长，不但影响城市交道的运行，节能与环保工作压力大。若遇道路提升改造，道路标高提高或降低，都需要对窨井标高、坡度进行重建，且消除不了目前窨井结构与道路衔接和出现沉降差的问题，以及建成的道路窨井早期即主要出现并存在下沉、下沉拉裂周边结构工程、井盖顶面高于路面、与周围工程达配衔接不顺、跳车、修复与道路重建调整标高困难，生命周期内维护和道路重建费用高，影响城镇道路平整度及城市运行效率。
4、为了加强窨井建设质量，有效抑制窨井病害的发生，提升城市基础设施水平，降低窨井运营维护成本，促进城镇建设绿色发展，国家住建部于2021年12月14日发布“住房和城乡建设部关于发布《房屋建筑和市政基础设施工程危及生产安全施工工艺、设备和材料淘汰目录（第一批）》的公告”中规定，禁止使用污水检查井砖砌工艺；2022年11月10日，“住房和城乡建设部办公厅关于《房屋市政基础工程危禁止和限制使用技术目录（2022年版）（征求意见稿）》公开征求意见的通知”说明，机动车道禁止使用钢筋、混凝土材料制作的井盖即混凝土井盖工艺。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本发明提供一种节能环保型升降窨井装置和施工方法，能够调节窨井整体式钢制井圈和井盖的标高、坡度，随时保持井盖顶部与周围建筑要求的标高、平整度、坡度的一致性和连续衔接，具有结构简单、方法简捷、经济、安装方便、定位精度达到毫米级、稳固、防盗、节能、环保、维护成本低、确保道路平整度、有效保证城镇道路功能，提高和保证城镇的社会运行效率等效果。
2、本发明的技术方案具体如下：
3、一种节能环保型升降窨井装置，包括u形支杆、半球端螺纹支撑连杆、螺纹支撑套筒、井圈、上下防护罩与上下支杆、折叠式防落平台网；
4、所述u形支杆包括底座、下防护罩及下支杆，底座上留有与水泥钢筋混凝土窨井井身顶预埋的法栏盘连接螺栓孔；
5、所述半球端螺纹支撑连杆包括间隔挡块、扭块；半球端螺纹支撑连杆上安装有凹形下紧固连接螺帽，与u型支杆进行连接；凹形上紧固连接螺帽、弹簧垫圈、限位螺帽共同组合与螺纹支撑套筒连接；
6、所述螺纹支撑套筒包括与其连接的井圈、上防护罩和上支杆，井圈与螺纹支撑套筒连接，上防护罩与井圈连接，上支杆与螺纹支撑套筒、上防护罩连接。
7、所述折叠式防落平台网放置于水泥钢筋混凝土窨井井身顶部或法栏盘上，为折叠式网状结构物。其作用在于为调整井圈的升降提供作业平台和防止井盖被无意打开时行人坠落。
8、进一步地，u形支杆、半球端螺纹支撑连杆、螺纹支撑套筒连接组成后的高度调整支撑结构件三个互成120度角进行布置，便于高效调节窨井的升降和更好的传递道路活载，u形支杆的底座与水泥钢筋混凝土窨井井身顶部井圈上设置的法栏盘连接，螺纹支撑套筒与井圈连接。
9、进一步地，u形支杆的底座可为方形或圆形，底座留有不少于4个螺栓孔，外侧连接有下防护罩，下防护罩在非底座处布置法栏盘与水泥钢筋混凝土窨井井身顶部井圈上设置的法栏盘连接，u形支杆上部为上大、下小的圆形开口，开口底部为半球形，上部外侧有螺纹；u形支杆与下防护罩之间设置有下支杆，支杆在于加强下防护罩的强度，防止变形。u形支杆上部为上大、下小的开口在于保证半球端螺纹支撑连杆在调整井圈坡度时可以自由的倾斜，u形支杆开口底部的半球形与半球端螺纹支撑连杆的半球端吻合密贴。
10、u形支杆与底座、下防护罩、下支杆制作为整体件；也可以将u形支杆与底座、下支杆制作为一个整体件，同时在底座的外侧上制作留有与下防护罩的下部法栏盘连接的螺杆，在与下支杆连接处的下防护罩的相应位置设立不少于4个螺栓连接丝孔，下支杆的另一端采用与下防护罩相适应弧度制作的法栏盘，通过螺杆与下防护罩的丝孔进行连接。
11、进一步地，半球端螺纹支撑连杆的下部为半球体，在u形支杆顶面平齐处设置间隔挡块，距间隔挡块之上一段距离设置正多边形扭块，正多边形扭块之上的支撑连杆上制作螺纹。
12、扭块的高度小于间隔挡块的高度；凹形下紧固连接螺帽的开口可以穿过扭块，便于与u形支杆连接。间隔挡块的顶面做成弧形，凹形下紧固连接螺帽的凹槽顶部做成与间隔挡块的顶面弧度一致，以便扣紧时间隔挡块与凹形下紧固连接螺帽密贴；半球端螺纹支撑连杆与扭块、间隔挡块制作为一个整体构件。
13、进一步地，螺纹支撑套筒为内部空心圆孔，圆孔内设置螺纹，下口端外侧制作有螺纹，另一端与井圈连接，螺纹支撑套筒自与井圈连接处外侧开始至下口段外侧螺纹处，设置有刻度尺。
14、井圈外侧设置有上防护罩，螺纹支撑套筒与上防护罩之间设置有上支杆，支杆在于加强上防护罩的强度，防止变形。
15、进一步地，上防护罩在外，下防护罩在内，上、下防护罩之间设置一定的间距，采用防水封胶填充封缝防止井盖上的水通过缝隙并经过上、下防护罩之间设置的间距渗入路面或路基，影响道路强度；上、下防护罩之间设置一定的间距是为了保证顺利调整井圈表面坡度有一定的空间，不影响窨井周围结构物体的稳定。
16、本发明还涉及新建一种节能环保型升降窨井装置的施工方法，适用于上述的装置，包括如下步骤：
17、步骤（1）：在现场浇筑水泥钢筋混凝土窨井井身安装好的钢筋与模板顶面上，进行精确放出u形支杆底座的连接盘和下防护罩的连接盘位置，安装底座的连接盘和防护罩的连接盘，并固定在窨井井身的钢筋与模板上，井身水泥混凝土浇筑过程中应观测各连接盘位置的准确性，确保位置正确，或者预留各连接盘锚栓孔。
18、对预制安装的窨井井身钢筋混凝土构件，提前预留各连接盘锚栓孔。
19、步骤（2）：检查预留锚栓孔位置，发现有偏差时进行扩孔或重新成孔。清洁孔内杂物灰尘，注入锚固浆液，将各连接盘的锚栓插好入锚栓孔的锚固浆液中，并校正固定位置、标高。
20、对现浇窨井井身水泥钢筋混凝土预埋的各连接盘进行清理洁净。
21、步骤（3）：将底座和下防护罩连接盘预留孔顺着已锚固在窨井井身水泥钢筋混凝土上的连接盘锚栓插入，旋紧各锚栓螺帽，使底座和下防护罩通过法栏与井身进行稳固连接，同时安装折叠式防落平台网。
22、步骤（4）：在工地加工车间或施工现场选择平坦场地，将井圈翻转，使螺纹支撑套筒的下端口朝上，将凹形下紧固连接螺帽从半球端螺纹支撑连杆的螺纹端穿入，随后旋进限位螺帽，再套入弹簧垫圈，最后旋进凹形上紧固连接螺帽后，将半球端螺纹支撑连杆从螺纹支撑套筒的下端口螺纹旋进，之后反旋凹形上紧固连接螺帽，使半球端螺纹支撑连杆与螺纹支撑套筒进行连接。
23、步骤（5）：将在工地加工车间组装连接好的半球端螺纹支撑连杆与螺纹支撑套筒运输至工地现场御下和在施工现场选择平坦场地组装好的构件翻转为井圈的正向，把半球端螺纹支撑连杆的半球端插入u形支杆的开口。
24、步骤（6）：旋转凹形上紧固连接螺帽与螺纹支撑套筒分离后，旋转扭块调整井圈顶面的标高、坡度与路面基层顶平齐，将凹形上紧固连接螺帽旋进螺纹支撑套筒外侧螺纹并打紧，随后旋转限位螺帽，通过弹簧垫圈进行紧固限位，最后旋转凹形下紧固连接螺帽，通过间隔挡块使u形支杆与半球端螺纹支撑连杆紧固；盖上井盖。
25、步骤（7）：施工道路基层，之后，在道路基层和井圈井盖之上施工路面各结构层。
26、步骤（8）：放样精确确定窨井中心及边缘位置，使用切割机沿边缘线精准切割后，清除井圈之上铺筑的路面层并洁净，用5米直尺为基准，测量井圈及井盖顶面与路面顶面的距离，打开井盖。
27、步骤（9）：旋转松开限位螺帽，接着将凹形上紧固连接螺帽旋出螺纹支撑套筒外侧螺纹，再旋转松开凹形下紧固连接螺帽后，依据测量确定的上升高度，对照螺纹支撑套筒上的刻度尺，旋转扭块调整井圈顶面的标高、坡度与路面顶面平齐，并用5米直尺检查井圈及井盖顶面与路面顶面的平整度和纵、横向坡度吻合时，将凹形上紧固连接螺帽旋进螺纹支撑套筒外侧螺纹并打紧，随后旋转限位螺帽，通过弹簧垫圈进行紧固限位，最后旋转凹形下紧固连接螺帽，通过间隔挡块使u形支杆与半球端螺纹支撑连杆紧固。
28、步骤（10）：采用防水封胶填充封堵上防护罩与下防护罩之间的缝隙，盖上井盖；使用填缝料填充井圈与路面顶面之间的微小缝隙。
29、进一步的，维修一种节能环保型窨井装置标高升降的施工方法，包括如下步骤：
30、步骤（1）：以5米直尺为基准，测量井圈及井盖顶面与周围沥青路面的距离，打开井盖。
31、步骤（2）：清除防水封胶。
32、步骤（3）：旋转松开限位螺帽，接着将凹形上紧固连接螺帽旋出螺纹支撑套筒外侧螺纹，再旋转松开凹形下紧固连接螺帽后，依据5米直尺测量确定井圈的上升或下降高度，对照螺纹支撑套筒上的刻度尺，旋转扭块调整井圈顶面的标高、坡度与路面顶面平齐，并用5米直尺检查井圈及井盖顶面与路面顶面的平整度和纵、横向坡度吻合时，将凹形上紧固连接螺帽旋进螺纹支撑套筒外侧螺纹并打紧，随后旋转限位螺帽，通过弹簧垫圈进行紧固限位，最后旋转凹形下紧固连接螺帽，通过间隔挡块使u形支杆与半球端螺纹支撑连杆紧固。
33、步骤（4）：采用防水封胶填充封堵上防护罩与下防护罩之间的缝隙，盖上井盖。
34、步骤（5）：使用填缝料填充井圈与路面顶面之间的微小缝隙。
35、如果井圈外周路面面层有沉降，进行修补，保持井圈与外围路面之间平整。
36、进一步的，道路改建一种节能环保型窨井装置标高升降的施工方法，包括如下步骤：
37、步骤（1）：遵照道路改建的施工设计图纸，计算各节能环保型窨井装置的中心顶面标高，同时依据节能环保型窨井装置的现有标高，确定节能环保型窨井装置的升、降值。
38、步骤（2）：结合改建路面面层的厚度和节能环保型窨井装置的升、降值，计算确定将节能环保型窨井装置井圈的标高升、降至改建路面基层顶面的升、降值，打开井盖，清除防水封胶。
39、步骤（3）：旋转松开限位螺帽，接着将凹形上紧固连接螺帽旋出螺纹支撑套筒外侧螺纹，再旋转松开凹形下紧固连接螺帽后，依据井圈的标高升、降至改建路面基层顶面的升、降值，对照螺纹支撑套筒上的刻度尺，旋转扭块调整井圈顶面的标高与路面基层顶面平齐时，将凹形上紧固连接螺帽旋进螺纹支撑套筒外侧螺纹并打紧，随后旋转限位螺帽，通过弹簧垫圈进行紧固限位，最后旋转凹形下紧固连接螺帽，通过间隔挡块使u形支杆与半球端螺纹支撑连杆紧固；盖上井盖。
40、步骤（4）：改建道路路面基层施工，之后，在道路基层和井圈、井盖之上施工路面各结构层。
41、步骤（5）：放样精确确定窨井中心及边缘位置，使用切割机沿边缘线精准切割后，清除井圈和井盖之上铺筑的路面层并洁净，用5米直尺为基准，测量井圈及井盖顶面与路面顶面的距离，打开井盖。
42、步骤（6）：旋转松开限位螺帽，接着将凹形上紧固连接螺帽旋出螺纹支撑套筒外侧螺纹，再旋转松开凹形下紧固连接螺帽后，依据测量确定的上升高度，对照螺纹支撑套筒上的刻度尺，旋转扭块调整井圈顶面的标高、坡度与路面顶面平齐，并用5米直尺检查井圈及井盖顶面与路面顶面的平整度和纵、横向坡度吻合时，将凹形上紧固连接螺帽旋进螺纹支撑套筒外侧螺纹并打紧，随后旋转限位螺帽，通过弹簧垫圈进行紧固限位，最后旋转凹形下紧固连接螺帽，通过间隔挡块使u形支杆与半球端螺纹支撑连杆紧固。
43、步骤（7）：采用防水封胶填充封堵上防护罩与下防护罩之间的缝隙，盖上井盖；使用填缝料填充井圈与路面顶面之间的微小缝隙。
44、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
45、本发明是一种窨井井圈与井盖可升、降的能够与井圈周围路面结构层顶面平整度进行毫米级衔接精确定位的装置，在路面顶面或窨井井圈井盖沉降时，能够及时对窨井井圈与井盖进行升或降，实时保持道路顶面与窨井井圈井盖的有效衔接和道路顶面与窨井井圈井盖之间的平整度、坡度的一致性，保持道路的正常运行功能，避免由于因路面顶面或窨井井圈井盖沉降时产生跳车现象和对路面的拉裂、破坏，防止降低车辆通行速度，保证城镇运行效率，大幅减少和降低路面顶面窨井井圈井盖出现沉降差的维修费用，杜绝由此产生的环境污染和道路阻塞问题。本发明在道路提升改造中需要对原有道路的标高进行提高或降底时，不需要对窨井井盖进行卸除和对井身的结构标高进行施工加高或凿除，只要对窨井井圈井盖进行升、降即可，也无须对窨井装置进行更换，节省了相应的材料，达到节能效果，同时有效缩短了道路提升改造施工工期，对尽快恢复道路交通运行提供了条件，也减少和降低了投资。本发明的装置是永久性的，能够适应道路标高、纵横坡度的任何变化，而且结构简单，方法便捷。本发明的施工方法采用了埋入法施工，确保窨井周边路面结构层的压实度和铺筑质量，有效减缓和抑制了窨井周边路面的工后沉降，保持道路与窨井复合路面的质量和衔接。
46、本发明以现有技术的不足和行业技术对装置顶面定位的精度、性能要求，从以下几个方面解决上述问题：首先：为保证窨井结构能够承受道路车辆活载和保证窨井周边结构工程的质量及稳定，本发明的装置为刚性，并安装在水泥混凝土、水泥钢筋混凝土或钢制井身一定标高上的顶面，设置有上防护罩和下防护罩；其次：由于装置的顶面一般情况下不是平面，且上部会有一定的倾斜度，每个支撑装罩顶面的支杆调整高度不同，采用三个间隔120度进行支杆布置，同时在u型支杆上部设置为上大、下小的开口，开口底部为半球形，能够与半球端螺纹支撑连杆的下部半球体吻合安装，上防护罩和下防护罩之间设置一定间距；其三：装置的升、降通过半球端螺纹支撑连杆和螺纹支撑套筒的组合件实施，旋转半球端螺纹支撑连杆上的扭块，可实现螺纹支撑套筒连接的井圈标高升、降和倾斜度调整；其四：通过埋入式施工，可以保证路面各结构层的质量和压实度，避免窨井周围结构物的工后沉降出现，也使窨井与路面结构层顶面的标高、平整度、纵坡、横坡连接符合规定；其五：为防盗和保持装置的整体性，通过下凹形下紧固连接螺帽与u形支杆连接并压紧，防止车辆活载振动。
47、考虑到本发明装置的总体数量大，分布广，人工巡检或定期观测不能及时发现路面或窨井的沉降，结合智慧城市的建设和智能化对全部窨井进行效管理，可以考虑在窨井井身混凝土施工及窨井边接触的路面结构中埋入位移传感器，通过物联网与计算机联系，自动实时采集窨井或周边路面顶的沉降数值，当窨井和周边路面顶的沉降差超过一定数值时，通过app小程序向有权人员发送窨井的编号、位置、沉降差值，维修管理人员及时对窨井进行标高的升降处理。
48、本发明的装置同时考虑了技术的创造可行性与经济性，以利在市政行业中推广使用。
1.一种节能环保型升降窨井装置，其特征在于：包括u形支杆（1）、半球端螺纹支撑连杆（2）、螺纹支撑套筒（4）、井圈（3）、上防护罩（8）、下防护罩（9）、上支杆（10）、下支杆（11）及折叠式防落平台网（16）；
2.根据权利要求1所述的一种节能环保型升降窨井装置，其特征在于：通过由u形支杆（1）、半球端螺纹支撑连杆（2）、螺纹支撑套筒（4）连接组成后的高度调整支撑结构件，三个互成120度角进行布置，u形支杆（1）的底座（14）与水泥钢筋混凝土窨井井身顶部井圈上设置的法栏盘连接，螺纹支撑套筒（4）与井圈（3）连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种节能环保型升降窨井装置，其特征在于：u形支杆（1）的底座（14）为方形或圆形，底座（14）留有不少于4个螺栓孔，外侧连接有下防护罩（9），下防护罩（9）的下部在非底座处布置法栏盘与水泥钢筋混凝土窨井井身顶部井圈上设置的法栏盘连接，u形支杆（1）上部为上大、下小的圆形开口，开口底部为半球形，上部外侧有螺纹；u形支杆（1）与下防护罩（9）之间设置有下支杆（11）；
4.根据权利要求1或2所述的一种节能环保型升降窨井装置，其特征在于：半球端螺纹支撑连杆（2）的下部为半球体，在u形支杆（1）顶面平齐处设置间隔挡块（15），距间隔挡块（15）之上一段距离设置正多边形扭块（7），正多边形扭块（7）之上的支撑连杆上制作螺纹；
5.根据权利要求1或2所述的一种节能环保型升降窨井装置，其特征在于：螺纹支撑套筒（4）为内部空心圆孔，圆孔内设置螺纹，下口端外侧制作有螺纹，另一端与井圈（3）连接，螺纹支撑套筒（4）与井圈（3）连接处外侧开始至下口段外侧螺纹处，设置有刻度尺；
6.根据权利要求1或2所述的一种节能环保型升降窨井装置，其特征在于：上防护罩（8）在外，下防护罩（9）在内，上、下防护罩之间设置一定的间距，采用防水封胶（17）填充封缝。
7.一种节能环保型升降窨井装置的施工方法，其特征在于：适用于权利要求1-2任一项所述的装置，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种节能环保型窨井装置标高升降的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
9.根据权利要求7所述的一种节能环保型窨井装置标高升降的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
