一种海绵城市雨水收集系统用卧式调蓄罐及其施工方法与流程

本发明涉及一种海绵城市雨水收集系统用卧式调蓄罐及其施工方法。

背景技术：

近年来，城市雨水泛滥问题日趋严峻。这种雨水久积不散的现象一方面是由城市防洪设施的不完善所致，城市防洪大多采用管道、沟渠等硬质方式排洪，这就要求市政管网具有很强的防洪排涝能力，排洪容量不够容易造成雨水无处排放就会溢流，从而产生城市雨水泛滥问题；另一方面，城市大量硬质铺装的出现，隔绝了地表降水对地下水的补给，使土地丧失了透水功能，导致雨水无法下渗，从而增加了雨水地表径流量，这也增大了对市政管网的排洪压力，造成城市雨水泛滥。

另外，城市的不透水地面也造成了很多问题。城市各类不透水硬质地面对太阳光的折射和反射，促使了城市温度的升高，不透水化城市使土地丧失了吸热作用，难以调节气候，从而形成都市热岛效应，为了避免高温辐射，城市中开始大量使用空调等人工调节温度装置，不断向大气排放二氧化碳，这便造成温度加速升高的恶性循环。

现有技术中的雨水收集系统一般采用水箱或大型水坑，虽然可以暂时起到收集雨水的作用，但是对于不同季节的雨水量处理效果较差，调节能力较低，容易造成溢流，而且工程造价高，容易污染环境。

技术实现要素：

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种海绵城市雨水收集系统用卧式调蓄罐及其施工方法的技术方案，不仅可以提高了雨水收集系统的储水量，而且可以其中的储水罐工作出现异常时，其余的储水罐仍可以继续工作，提高了雨水收集系统的稳定性和可靠性，该施工方法不仅可以满足不同雨水量大小城区的雨水收集利用，而且有效提高了整个雨水收集系统的稳定性和可靠性，安装方便快捷，维护简单，降低了施工难度，经济效益高。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种海绵城市雨水收集系统用卧式调蓄罐，其特征在于：卧式调蓄罐包括储水罐、控制井、溢流井和旋流过滤器，储水罐水平呈一字状排列，溢流井通过溢流管连接储水罐，溢流井的侧面通过衔接管连接所述旋流过滤器，旋流过滤器通过过滤器接管连接储水罐，控制井通过回水管连接储水罐，回水管位于溢流管的下方；通过储水罐的设计，不仅可以提高了雨水收集系统的储水量，而且可以其中的储水罐工作出现异常时，其余的储水罐仍可以继续工作，提高了雨水收集系统的稳定性和可靠性，溢流井是为了控制雨水的流入不超过雨水收集系统的处理负荷，起到保护作用，延长了雨水收集系统的使用寿命，控制井则可以单独控制各个储水罐，使各个储水罐内的水处于安全水位，提高了卧式调蓄罐处理雨水的灵活性。

进一步，储水罐包括罐体，罐体的上方对称设置有人孔管，罐体的两侧均设置有侧封板，侧封板的内侧面上设置有加强筋，位于一端的侧封板上设置有第一预留接口和第二预留接口，第二预留接口位于第一预留接口的下方，第一预留接口与溢流管相匹配，第二预留接口与回水管相匹配，罐体内设置有加热装置，人孔管的设计便于人工对罐体内部进行维修，防止造成泄漏而影响雨水收集系统的工作效率，加强筋提高了侧封板的强度，能承受较大的水压力，第一预留接口和第二预留接口用于实现雨水的流入与流出。

进一步，罐体的外侧面上均匀设置有承压圈，承压圈的设计不仅提高了储水罐整体的强度和刚度，而且便于施工或安装，防止在施工过程中因受外力影响而造成罐体变形。

进一步，加热装置包括加热体和电源接线盒，电源接线盒位于侧封板上，加热体包括两个平行排列的定位板，两个定位板之间均匀分布有加热管，定位板通过连接杆连接在侧封板上，电源接线盒通过导线连接加热管，加热装置的设计可以使雨水收集系统内的雨水保持一定的温度，防止在冬季因温度较低而冻裂管路，影响雨水收集系统的正常工作。

进一步，旋流过滤器包括管体，管体的内部设置有过滤杯，过滤杯用于过滤雨水中树叶等杂质，防止对管路造成堵塞。

进一步，控制井内设置有液面测量管，液面测量管连通所述储水罐，液面测量管可以控制储水罐内水位的高低。

如上述的一种海绵城市雨水收集系统用卧式调蓄罐的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

1)基坑开挖

a、首先统计当地位置年均雨水量的分布情况，再根据雨水量确定雨水收集系统的大小和存储量，并选择施工安装的位置，将施工机具运至施工场地进行检查和试运行，并做好施工前的技术交底工作；

b、待施工安装位置确定后，根据雨水收集系统的大小用白色石灰粉划设施工区域，施工区域呈矩形状，并对施工区域内进行清理，做好安装防护标记；

c、然后用挖掘机对施工区域进行开挖，使挖掘机沿着白色石灰粉的边缘由外向内挖掘，分7次开挖，且每次挖掘的深度为0.5～0.8m，最后一次的挖掘深度为0.3～0.5m，直至整个基坑挖掘完毕；

d、接着用夯实机将基坑的底面进行夯实，用铲子将基坑的侧壁压平；

e、最后在基坑的底面上均匀挖设弧形凹槽，使弧形凹槽与储水罐相匹配，弧形凹槽的深度为0.2～0.4m，各个弧形凹槽呈水平一字排列，相邻两个弧形凹槽之间的间距大于2.8m，待所有的弧形凹槽施工完成后，用混凝土对基坑的侧壁和底面进行浇筑，同时将弧形凹槽的位置用木板覆盖，防止混凝土渗入，2天后拆除木板；

2)储水罐制作

a、首先根据图纸的设计要求制作罐体，用砂纸对罐体的内壁进行打磨，打磨后涂刷防腐蚀层，并用手提式烘干机对防腐蚀层进行烘干；

b、然后在罐体的外侧面上用笔画两个圆，使两个圆对称分布在罐体上，再用打孔机沿着圆开设通孔，在通孔上安装人孔管，并将人孔管与罐体的缝隙处进行焊接；

c、接着在罐体的一端用无孔侧封板焊接密封，使无孔侧封板与罐体保持垂直，并在无孔侧封板的内侧面上焊接加强筋，选取相同直径的侧封板，用打孔机在侧封板上对称开设第一预留接口和第二预留接口，使第一预留接口和第二预留接口距离侧封板边缘的距离大于0.4m，然后在侧封板的外侧面中心位置安装电源接线盒，在侧封板的内侧面上焊接加强筋，同时安装加热装置并进行固定，最后将侧封板上带有加热装置的一侧伸入罐体内，用焊机进行焊接；

d、最后在罐体的外侧面上焊接承压圈，使承压圈呈螺旋状均匀分布；

3)雨水收集系统安装

a、首先通过吊装机将制作好的储水罐吊运至基坑的上方，再以1m/min的速度下放至基坑的上边缘，通过人工扶持定位，将储水罐下放至相应的弧形凹槽中，在下放的过程中始终保持人孔管竖直朝上，使无孔侧封板的一侧与基坑的侧壁贴合，带有第一预留接口和第二预留接口的侧封板距离基坑的侧壁大于0.5m，人工扶持定位即通过人工，将绳子穿过储水罐的底部，操作人员站在储水罐的两侧，在吊装机下放储水罐的同时操作人员拉动手中的绳子，使储水罐平稳放入弧形凹槽内，防止与基坑的侧壁发生碰撞，储水罐入坑后，取出绳子，通过人工在弧形凹槽内装填粘土；

b、然后通过上述吊装方法将剩余的储水罐按顺序安装至相应的弧形凹槽内，直至最后一个储水罐下放前，先在弧形凹槽内铺设粘土，然后采用上述吊装方法将储水罐放入基坑内，最后将各个储水罐上的人孔管用密封盖进行密封；

c、接着在基坑与储水罐之间用混凝土浇筑两个高度为1.5～2m的立柱，在左侧的立柱上安装控制井，并将控制井通过回水管分别与各个储水罐上的第一预留接口进行连接，对连接位置进行密封处理，然后在控制井内安装液面测量管，液面测量管的另一端连接靠近控制井的储水罐，在右侧的立柱上安装溢流井，并将溢流井通过溢流管分别与各个储水罐上的第二预留接口进行连接，对连接位置进行密封处理；

d、最后在靠近溢流井的位置安装旋流过滤器，将旋流过滤器的进水端与外部下水管连接，出水端分别通过过滤器接管与储水罐和溢流井连接，并将各个储水罐上的电源接线盒与总电源连接，总电源位于基坑的边缘，并用防护网进行隔离；

e、在基坑的顶面上打设钢筋笼架，并在钢筋笼架上铺设面板，将面板的缝隙处进行密封处理，同时靠近总电源的位置开设入井孔；

4)雨水收集系统调试

将下水管与水源进行连接，引入水后观察控制井、溢流井和各个储水罐的工作情况。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、通过储水罐的设计，不仅可以提高了雨水收集系统的储水量，而且可以其中的储水罐工作出现异常时，其余的储水罐仍可以继续工作，提高了雨水收集系统的稳定性和可靠性；

2、承压圈的设计不仅提高了储水罐整体的强度和刚度，而且便于施工或安装，防止在施工过程中因受外力影响而造成罐体变形；

3、加热装置的设计可以使雨水收集系统内的雨水保持一定的温度，防止在冬季因温度较低而冻裂管路，影响雨水收集系统的正常工作；

4、本发明的施工方法步骤简单，实用性强，不仅可以满足不同雨水量大小城区的雨水收集利用，而且有效提高了整个雨水收集系统的稳定性和可靠性，安装方便快捷，维护简单，降低了施工难度，经济效益高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种海绵城市雨水收集系统用卧式调蓄罐及其施工方法中卧式调蓄罐的结构示意图；

图2为图1中的俯视图；

图3为图2中A-A方向的结构示意图；

图4为图2中B-B方向的结构示意图；

图5为图1中Ⅰ处的局部放大图；

图6为本发明中储水罐的结构示意图；

图7为本发明中加热体的结构示意图。

图中：1-储水罐；2-人孔管；3-控制井；4-溢流井；5-溢流管；6-回水管；7-液面测量管；8-旋流过滤器；9-过滤器接管；10-衔接管；11-管体；12-过滤杯；13-承压圈；14-电源接线盒；15-定位板；16-加热管；17-连接杆；18-第一预留接口；19-第二预留接口；20-罐体；21-侧封板。

具体实施方式

如图1至图7所示，为本发明一种海绵城市雨水收集系统用卧式调蓄罐，卧式调蓄罐包括储水罐1、控制井3、溢流井4和旋流过滤器8，储水罐1水平呈一字状排列，储水罐1包括罐体20，罐体20的上方对称设置有人孔管2，罐体20的两侧均设置有侧封板21，侧封板21的内侧面上设置有加强筋，位于一端的侧封板21上设置有第一预留接口18和第二预留接口19，第二预留接口19位于第一预留接口18的下方，第一预留接口18与溢流管5相匹配，第二预留接口19与回水管6相匹配，罐体20内设置有加热装置，人孔管2的设计便于人工对罐体20内部进行维修，防止造成泄漏而影响雨水收集系统的工作效率，加强筋提高了侧封板21的强度，能承受较大的水压力，第一预留接口18和第二预留接口19用于实现雨水的流入与流出，罐体20的外侧面上均匀设置有承压圈13，承压圈13的设计不仅提高了储水罐1整体的强度和刚度，而且便于施工或安装，防止在施工过程中因受外力影响而造成罐体20变形，通过储水罐1的设计，不仅可以提高了雨水收集系统的储水量，而且可以其中的储水罐1工作出现异常时，其余的储水罐1仍可以继续工作，提高了雨水收集系统的稳定性和可靠性。

加热装置包括加热体和电源接线盒14，电源接线盒14位于侧封板21上，加热体包括两个平行排列的定位板15，两个定位板15之间均匀分布有加热管16，定位板15通过连接杆17连接在侧封板21上，电源接线盒14通过导线连接加热管16，加热装置的设计可以使雨水收集系统内的雨水保持一定的温度，防止在冬季因温度较低而冻裂管路，影响雨水收集系统的正常工作。

溢流井4通过溢流管5连接储水罐1，溢流井4的侧面通过衔接管10连接所述旋流过滤器8，旋流过滤器8包括管体11，管体11的内部设置有过滤杯12，过滤杯12用于过滤雨水中树叶等杂质，防止对管路造成堵塞，旋流过滤器8通过过滤器接管9连接储水罐1，溢流井4是为了控制雨水的流入不超过雨水收集系统的处理负荷，起到保护作用，延长了雨水收集系统的使用寿命。

控制井3通过回水管6连接储水罐1，回水管6位于溢流管5的下方，控制井3内设置有液面测量管7，液面测量管7连通所述储水罐1，液面测量管7可以控制储水罐1内水位的高低，控制井3则可以单独控制各个储水罐1，使各个储水罐1内的水处于安全水位，提高了卧式调蓄罐处理雨水的灵活性。

如上述的一种海绵城市雨水收集系统用卧式调蓄罐的施工方法，包括如下步骤：

1)基坑开挖

a、首先统计当地位置年均雨水量的分布情况，再根据雨水量确定雨水收集系统的大小和存储量，并选择施工安装的位置，将施工机具运至施工场地进行检查和试运行，并做好施工前的技术交底工作；可收集雨水量按如下公式计算：

V＝φHAα(1-β)

式中：V——收集雨水量，m³；

φ——径流系数；

H——降雨量，m；

A——径流面积，m²；

α——季节折减系数，取0.85；

β——初期雨水弃流系数，取0.15；

b、待施工安装位置确定后，根据雨水收集系统的大小用白色石灰粉划设施工区域，施工区域呈矩形状，并对施工区域内进行清理，做好安装防护标记；

c、然后用挖掘机对施工区域进行开挖，使挖掘机沿着白色石灰粉的边缘由外向内挖掘，分7次开挖，且每次挖掘的深度为0.5～0.8m，最后一次的挖掘深度为0.3～0.5m，直至整个基坑挖掘完毕；

d、接着用夯实机将基坑的底面进行夯实，用铲子将基坑的侧壁压平；

e、最后在基坑的底面上均匀挖设弧形凹槽，使弧形凹槽与储水罐1相匹配，弧形凹槽的深度为0.2～0.4m，各个弧形凹槽呈水平一字排列，相邻两个弧形凹槽之间的间距大于2.8m，待所有的弧形凹槽施工完成后，用混凝土对基坑的侧壁和底面进行浇筑，同时将弧形凹槽的位置用木板覆盖，防止混凝土渗入，2天后拆除木板；

2)储水罐制作

a、首先根据图纸的设计要求制作罐体20，用砂纸对罐体20的内壁进行打磨，打磨后涂刷防腐蚀层，并用手提式烘干机对防腐蚀层进行烘干；

b、然后在罐体20的外侧面上用笔画两个圆，使两个圆对称分布在罐体20上，再用打孔机沿着圆开设通孔，在通孔上安装人孔管2，并将人孔管2与罐体20的缝隙处进行焊接；

c、接着在罐体20的一端用无孔侧封板21焊接密封，使无孔侧封板21与罐体20保持垂直，并在无孔侧封板21的内侧面上焊接加强筋，选取相同直径的侧封板21，用打孔机在侧封板21上对称开设第一预留接口18和第二预留接口19，使第一预留接口18和第二预留接口19距离侧封板21边缘的距离大于0.4m，然后在侧封板21的外侧面中心位置安装电源接线盒14，在侧封板21的内侧面上焊接加强筋，同时安装加热装置并进行固定，最后将侧封板21上带有加热装置的一侧伸入罐体20内，用焊机进行焊接；

d、最后在罐体20的外侧面上焊接承压圈13，使承压圈13呈螺旋状均匀分布；

3)雨水收集系统安装

a、首先通过吊装机将制作好的储水罐1吊运至基坑的上方，再以1m/min的速度下放至基坑的上边缘，通过人工扶持定位，将储水罐1下放至相应的弧形凹槽中，在下放的过程中始终保持人孔管2竖直朝上，使无孔侧封板21的一侧与基坑的侧壁贴合，带有第一预留接口18和第二预留接口19的侧封板21距离基坑的侧壁大于0.5m，人工扶持定位即通过人工，将绳子穿过储水罐1的底部，操作人员站在储水罐1的两侧，在吊装机下放储水罐1的同时操作人员拉动手中的绳子，使储水罐1平稳放入弧形凹槽内，防止与基坑的侧壁发生碰撞，储水罐1入坑后，取出绳子，通过人工在弧形凹槽内装填粘土；

b、然后通过上述吊装方法将剩余的储水罐1按顺序安装至相应的弧形凹槽内，直至最后一个储水罐1下放前，先在弧形凹槽内铺设粘土，然后采用上述吊装方法将储水罐1放入基坑内，最后将各个储水罐1上的人孔管2用密封盖进行密封；

c、接着在基坑与储水罐1之间用混凝土浇筑两个高度为1.5～2m的立柱，在左侧的立柱上安装控制井3，并将控制井3通过回水管6分别与各个储水罐1上的第一预留接口18进行连接，对连接位置进行密封处理，然后在控制井3内安装液面测量管7，液面测量管7的另一端连接靠近控制井3的储水罐1，在右侧的立柱上安装溢流井4，并将溢流井4通过溢流管5分别与各个储水罐1上的第二预留接口19进行连接，对连接位置进行密封处理；

d、最后在靠近溢流井4的位置安装旋流过滤器8，将旋流过滤器8的进水端与外部下水管连接，出水端分别通过过滤器接管9与储水罐1和溢流井4连接，并将各个储水罐1上的电源接线盒14与总电源连接，总电源位于基坑的边缘，并用防护网进行隔离；

采用旋流分离器具有以下优点：(1)分离效率高，可同时将液体中的气体和固体杂质分离出来；(2)结构简单、成本低廉，易于安装与操作，几乎不需要维护和附属设备，在处理量相同时只相当于其他分离设备的几分之一；(3)体积小，单位面积处理量大，与处理量相同的其他装置比较，旋流分离的体积只是其他装置的十几分之一，可节约现场空间；(4)存在较高的剪切力，可破坏颗粒间的凝聚，有利于固相颗粒分级与洗涤。

e、在基坑的顶面上打设钢筋笼架，并在钢筋笼架上铺设面板，将面板的缝隙处进行密封处理，同时靠近总电源的位置开设入井孔；

4)雨水收集系统调试

将下水管与水源进行连接，引入水后观察控制井3、溢流井4和各个储水罐1的工作情况。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。