一种城市道路雨水渗透系统及其施工方法与流程

本发明涉及一种城市道路雨水渗透系统及其施工方法。

背景技术：

随着城市发展，大量的道路、房屋等不透水面积的增加，使城市的降水入渗量大大减少，雨洪峰值增加，汇流时间缩短，城区排水管线不堪重负，导致城市雨洪危害加剧，水涝灾害频发，造成财产损失和危害生命安全；与此同时还导致雨水资源的大量流失、雨水径流污染加重、地下水位下降、地面下沉和城市绝对湿度下降、生态环境恶化等多种环境危害。

现有技术中的道路雨水渗透系统在施工结束后容易造成路面沉降，而且施工时间较长，排水效果不好，容易造成管道堵塞，施工成本高。

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城市道路雨水渗透系统及其施工方法的技术方案，不仅可以实现对路面积水的排泄，提高雨水的渗透效果，而且可以将雨水流动的动能转化成电能用于路面加热装置工作，其施工方法步骤简单，能满足不同长度、宽度大小的路面施工，雨水渗透系统的排水效果好，经济效益显著，缩短了施工时间，降低了施工成本，提高了施工时的安全性。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种城市道路雨水渗透系统，其特征在于：包括第一储水箱、第二储水箱、下水管通道、路面加热装置和水流发电装置，下水管通道分别位于中央护栏槽和路面砖的下方，路面砖上设置有阴井盖，阴井盖和中央护栏槽均通过第二路面下水管连接下水管通道，路面两侧均通过第一路面下水管连接下水管通道，第一路面下水管上设置有分离器，第一储水箱和第二储水箱均位于下水管通道的下方，下水管通道均通过第二渗水管分别连接第一储水箱和第二储水箱，第一储水箱位于两个第二储水箱之间，第二储水箱通过导通管连接第一储水箱，导通管上设置有第一电磁阀，第一储水箱和第二储水箱均通过第一渗水管连接地下水层，第一渗水管上设置有第二电磁阀，路面加热装置位于路面的下方，路面加热装置的下方设置有蓄电池，蓄电池通过导线分别连接路面加热装置和水流发电装置，水流发电装置固定连接在第二渗水管上；通过下水管通道的设计，可以快速地将路面上的雨水进行收集，并通过分离器进行过滤后统一流入下水管通道，防止路面发生内涝而造成交通瘫痪，经收集后的雨水通过第二渗水管进入第一储水箱和第二储水箱中进行存储，同时可以经第一渗水管流入地下水层，或者经导通管进行相邻储水箱之间的流通，保持雨水渗透系统总体水位的平衡，雨水流经第二渗水管时，带动水流发电装置转动，实现动能与电能的转换，并通过蓄电池进行存储，用于路面加热装置实现加热。

进一步，分离器包括集水斗和定位块，定位块螺纹连接在集水斗上，集水斗的底部设置有出水接口，定位块上设置有进水接口，定位块的内部从上往下依次设置有第一过滤杯、第二过滤杯和第三过滤杯，第一过滤杯、第二过滤杯和第三过滤杯均通过扣环连接在定位块上，通过三个过滤杯的设计，有效提高了分离器的过滤效率，防止路面上的颗粒杂质与雨水一起进入管道而造成堵塞，影响雨水渗透系统的正常排水效率，扣环便于过滤杯的安装与拆卸，方便清理，同时定位块与集水斗之间螺纹连接，方便分离器的安装拆卸。

进一步，第一过滤杯的孔径大于第二过滤杯的孔径，第二过滤杯的孔径大于第三过滤杯的孔径，可以分别过滤不同直径大小的颗粒杂质。

进一步，中央护栏槽上设置有显示屏，通过采用led显示屏可以将整个雨水渗透系统的运行状况进行显示，便于维修人员进行维修，同时降低了人工检索的难度。

进一步，下水管通道内水平设置有过滤网，过滤网的上下两侧分别设置有混流层和出水层，通过过滤网的设计，可以将污水与杂质进行分离，减少管道堵塞现象的发生。

进一步，第一储水箱和第二储水箱均包括内胆层和套筒，内胆层和套筒之间设置有圆柱空心管，第一储水箱和第二储水箱的上下左右侧面上均设置有通孔，位于左右两侧的侧面上安装有密封塞，通过圆柱空心管的设计，不仅有效提高了第一储水箱和第二储水箱整体的强度和刚度，而且可以有效防止因受到外力撞击而发生变形。

进一步，路面加热装置由加热单体组成，加热单体包括框板，框板上均匀设置有加热板，框板的左右两侧分别设置有卡槽和凸块，卡槽与凸块相匹配，卡槽和凸块上均设置有金属片，框板的上下两侧对称设置有安装架，加热单体便于连接安装，当加热板出现问题时，只需要更换相应的加热板即可，降低了维修成本，路面加热装置可以在冬天对路面进行加热，防止路面因结冰发生打滑，减少了交通事故的发生。

如上述的一种城市道路雨水渗透系统的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

1)基坑开挖

a、首先通过测量仪将路面与地下水层之间的垂直距离进行测量，并根据整个雨水渗透系统的安装深度和作用范围确定基坑的开挖深度，结合现有的下水管的分布情况确定施工方案，做好技术交底工作；

b、然后在施工区域用铁丝网搭建防护栏，并在防护栏上安装除尘板；

c、接着将挖掘机开进施工区域，按从左往右的顺序沿着施工区域的边缘开挖，分6次开挖，每次开挖的深度为垂直距离总长度的1/6，并保证每次开挖后同一水平面上的粘度高度差小于0.5m，在开挖的同时将粘土堆放在距离施工区域10～15m的位置，直至整个基坑挖掘完毕；

2)储水箱安装

a、待基坑挖掘结束后，用手持式夯实机和自动夯实机分别对基坑的侧面和底面进行夯实处理，使同一平面上的高度差小于0.3m，再用钢结构支架进行左右支撑；

b、然后在基坑底面上的设定位置钻取导通孔，并在导通孔位置安装第一渗水管，使第一渗水管的顶端距离基坑底面高出0.5m，并对第一渗水管的端口处进行密封处理，同时在第一渗水管上安装第二电磁阀，直至所有的第一渗水管安装完毕；

c、接着在基坑底面上浇筑混凝土，混凝土的厚度为0.3～0.4m，使第一渗水管的端口裸露在混凝土的上方，待混凝土达到设定强度后，通过吊装机将第一储水箱吊装至基坑的上方，然后将第一储水箱下放至距离基坑底面1m的高度位置，通过人工用软管将第一渗水管与第一储水箱进行连接，并在连接处做好密封处理，最后将第一储水箱下放至基坑的底面上进行固定，再通过吊装机将第二储水箱吊装至基坑的上方，然后将第二储水箱下放至距离基坑底面1m的高度位置，通过人工用软管将第一渗水管与第二储水箱进行连接，并在连接处做好密封处理，最后将第二储水箱下放至基坑的底面上进行固定，并在第一储水箱和第二储水箱的顶面上安装第二渗水管，待储水箱安装结束后，在相邻的储水箱之间通过导通管进行连接，同时在导通管上安装第一电磁阀；

d、待储水箱安装结束后，拆除钢结构支架，再用挖掘机将基坑一侧的粘土回填至基坑内，直至没过储水箱的顶面；

3)路面加热装置施工

a、待储水箱安装结束后，在第二渗水管上安装水流发电装置，然后回填粘土，使粘度的高度高于水流发电装置0.2m，用手持式夯实机夯实后在左右相邻的两个水流发电装置之间安装蓄电池，并对蓄电池进行防水处理，防水处理结束后用导线将蓄电池与水流发电装置进行连接；

b、然后继续回填粘土，直至与设计的路面之间的高度差小于0.6～0.8m，在蓄电池上引出导线与加热单体进行连接，将连接处进行密封处理，接着在蓄电池的上方安装加热单体，并将加热单体平铺在粘土上；

4)下水管通道施工

a、首先将下水管通道通过吊装机吊运至基坑内，并将下水管通道的底面与第二渗水管的顶端开口进行连接，同时在下水管通道的侧面引出带有分离器的第一路面下水管与路面的槽口进行连接；

b、然后在下水管通道的顶端引出第二路面下水管分别与阴井盖和中央护栏槽进行连接，同时在位于两侧的下水管通道的旁边安装检查井；

5)路面沥青铺设

待整个雨水渗透系统施工结束后，在路面加热装置的上方进行沥青铺设，再将中央护栏槽内安装显示屏，并对路面的两侧铺设路面砖。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、通过下水管通道的设计，可以快速地将路面上的雨水进行收集，并通过分离器进行过滤后统一流入下水管通道，防止路面发生内涝而造成交通瘫痪；

2、经收集后的雨水通过第二渗水管进入第一储水箱和第二储水箱中进行存储，同时可以经第一渗水管流入地下水层，防止发生底面沉降，或者经导通管进行相邻储水箱之间的流通，保持雨水渗透系统总体水位的平衡；

3、雨水流经第二渗水管时，带动水流发电装置转动，实现动能与电能的转换，并通过蓄电池进行存储，用于路面加热装置实现加热，防止路面因结冰发生打滑，减少了交通事故的发生；

4、通过采用led显示屏可以将整个雨水渗透系统的运行状况进行显示，便于维修人员进行维修，同时降低了人工检索的难度；

5、通过圆柱空心管的设计，不仅有效提高了第一储水箱和第二储水箱整体的强度和刚度，而且可以有效防止因受到外力撞击而发生变形；

6、本发明的施工方法步骤简单，能满足不同长度、宽度大小的路面施工，雨水渗透系统的排水效果好，经济效益显著，缩短了施工时间，降低了施工成本，提高了施工时的安全性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种城市道路雨水渗透系统及其施工方法中雨水渗透系统的结构示意图；

图2为本发明中分离器的结构示意图；

图3为本发明中下水管通道的结构示意图；

图4为本发明中加热单体的结构示意图；

图5为本发明中第一储水箱和第二储水箱的结构示意图。

图中：1-第一储水箱；2-第二储水箱；3-下水管通道；4-导通管；5-第一电磁阀；6-第一渗水管；7-第二电磁阀；8-地下水层；9-第二渗水管；10-水流发电装置；11-蓄电池；12-路面加热装置；13-第一路面下水管；14-分离器；15-阴井盖；16-第二路面下水管；17-检查井；18-中央护栏槽；19-显示屏；20-集水斗；21-定位块；22-扣环；23-第一过滤杯；24-第二过滤杯；25-第三过滤杯；26-进水接口；27-出水接口；28-混流层；29-过滤网；30-出水层；31-框板；32-加热板；33-卡槽；34-凸块；35-安装架；36-内胆层；37-套筒；38-圆柱空心管；39-密封塞。

具体实施方式

如图1至图5所示，为本发明一种城市道路雨水渗透系统，包括第一储水箱1、第二储水箱2、下水管通道3、路面加热装置12和水流发电装置10，下水管通道3分别位于中央护栏槽18和路面砖的下方，路面砖上设置有阴井盖15，阴井盖15和中央护栏槽18均通过第二路面下水管16连接下水管通道3，中央护栏槽18上设置有显示屏19，通过采用led显示屏19可以将整个雨水渗透系统的运行状况进行显示，便于维修人员进行维修，同时降低了人工检索的难度，下水管通道3内水平设置有过滤网29，过滤网29的上下两侧分别设置有混流层28和出水层30，通过过滤网29的设计，可以将污水与杂质进行分离，减少管道堵塞现象的发生。

路面两侧均通过第一路面下水管13连接下水管通道3，第一路面下水管13上设置有分离器14，分离器14包括集水斗20和定位块21，定位块21螺纹连接在集水斗20上，集水斗20的底部设置有出水接口27，定位块21上设置有进水接口26，定位块21的内部从上往下依次设置有第一过滤杯23、第二过滤杯24和第三过滤杯25，第一过滤杯23、第二过滤杯24和第三过滤杯25均通过扣环22连接在定位块21上，通过三个过滤杯的设计，有效提高了分离器14的过滤效率，防止路面上的颗粒杂质与雨水一起进入管道而造成堵塞，影响雨水渗透系统的正常排水效率，扣环22便于过滤杯的安装与拆卸，方便清理，同时定位块21与集水斗20之间螺纹连接，方便分离器14的安装拆卸，第一过滤杯23的孔径大于第二过滤杯24的孔径，第二过滤杯24的孔径大于第三过滤杯25的孔径，可以分别过滤不同直径大小的颗粒杂质。

第一储水箱1和第二储水箱2均位于下水管通道3的下方，下水管通道3均通过第二渗水管9分别连接第一储水箱1和第二储水箱2，第一储水箱1位于两个第二储水箱2之间，第二储水箱2通过导通管4连接第一储水箱1，导通管4上设置有第一电磁阀5，第一储水箱1和第二储水箱2均通过第一渗水管6连接地下水层8，第一渗水管6上设置有第二电磁阀7，第一储水箱1和第二储水箱2均包括内胆层36和套筒37，内胆层36和套筒37之间设置有圆柱空心管38，第一储水箱1和第二储水箱2的上下左右侧面上均设置有通孔，位于左右两侧的侧面上安装有密封塞39，通过圆柱空心管38的设计，不仅有效提高了第一储水箱1和第二储水箱2整体的强度和刚度，而且可以有效防止因受到外力撞击而发生变形。

路面加热装置12位于路面的下方，路面加热装置12的下方设置有蓄电池11，蓄电池11通过导线分别连接路面加热装置12和水流发电装置10，水流发电装置10固定连接在第二渗水管9上，路面加热装置12由加热单体组成，加热单体包括框板31，框板31上均匀设置有加热板32，框板31的左右两侧分别设置有卡槽33和凸块34，卡槽33与凸块34相匹配，卡槽33和凸块34上均设置有金属片，框板31的上下两侧对称设置有安装架35，加热单体便于连接安装，当加热板32出现问题时，只需要更换相应的加热板32即可，降低了维修成本，路面加热装置12可以在冬天对路面进行加热，防止路面因结冰发生打滑，减少了交通事故的发生；通过下水管通道3的设计，可以快速地将路面上的雨水进行收集，并通过分离器14进行过滤后统一流入下水管通道3，防止路面发生内涝而造成交通瘫痪，经收集后的雨水通过第二渗水管9进入第一储水箱1和第二储水箱2中进行存储，同时可以经第一渗水管6流入地下水层8，或者经导通管4进行相邻储水箱之间的流通，保持雨水渗透系统总体水位的平衡，雨水流经第二渗水管9时，带动水流发电装置10转动，实现动能与电能的转换，并通过蓄电池11进行存储，用于路面加热装置12实现加热。

雨水渗透系统的设计进水量v为：

式中：v——设计重现期一定，降雨历时为t的降雨总径流量，m³；

t——降雨总历时，h；

t——降雨历时，h；

q——设计重现期一定，降雨历时为t的暴雨强度，l/(s·hm²)；

a——设施服务面积，hm²；

a0——设施直接承受降雨的面积，hm²；

——平均径流系数。

如上述的一种城市道路雨水渗透系统的施工方法，包括如下步骤：

1)基坑开挖

a、首先通过测量仪将路面与地下水层8之间的垂直距离进行测量，并根据整个雨水渗透系统的安装深度和作用范围确定基坑的开挖深度，结合现有的下水管的分布情况确定施工方案，做好技术交底工作；

b、然后在施工区域用铁丝网搭建防护栏，并在防护栏上安装除尘板；

c、接着将挖掘机开进施工区域，按从左往右的顺序沿着施工区域的边缘开挖，分6次开挖，每次开挖的深度为垂直距离总长度的1/6，并保证每次开挖后同一水平面上的粘度高度差小于0.5m，在开挖的同时将粘土堆放在距离施工区域10～15m的位置，直至整个基坑挖掘完毕；

2)储水箱安装

a、待基坑挖掘结束后，用手持式夯实机和自动夯实机分别对基坑的侧面和底面进行夯实处理，使同一平面上的高度差小于0.3m，再用钢结构支架进行左右支撑；

b、然后在基坑底面上的设定位置钻取导通孔，并在导通孔位置安装第一渗水管6，使第一渗水管6的顶端距离基坑底面高出0.5m，并对第一渗水管6的端口处进行密封处理，同时在第一渗水管6上安装第二电磁阀7，直至所有的第一渗水管6安装完毕；

c、接着在基坑底面上浇筑混凝土，混凝土的厚度为0.3～0.4m，使第一渗水管6的端口裸露在混凝土的上方，待混凝土达到设定强度后，通过吊装机将第一储水箱1吊装至基坑的上方，然后将第一储水箱1下放至距离基坑底面1m的高度位置，通过人工用软管将第一渗水管6与第一储水箱1进行连接，并在连接处做好密封处理，最后将第一储水箱1下放至基坑的底面上进行固定，再通过吊装机将第二储水箱2吊装至基坑的上方，然后将第二储水箱2下放至距离基坑底面1m的高度位置，通过人工用软管将第一渗水管6与第二储水箱2进行连接，并在连接处做好密封处理，最后将第二储水箱2下放至基坑的底面上进行固定，并在第一储水箱1和第二储水箱2的顶面上安装第二渗水管9，待储水箱安装结束后，在相邻的储水箱之间通过导通管4进行连接，同时在导通管4上安装第一电磁阀5；

d、待储水箱安装结束后，拆除钢结构支架，再用挖掘机将基坑一侧的粘土回填至基坑内，直至没过储水箱的顶面；

3)路面加热装置施工

a、待储水箱安装结束后，在第二渗水管9上安装水流发电装置10，然后回填粘土，使粘度的高度高于水流发电装置0.2m，用手持式夯实机夯实后在左右相邻的两个水流发电装置10之间安装蓄电池11，并对蓄电池11进行防水处理，防水处理结束后用导线将蓄电池11与水流发电装置10进行连接；

b、然后继续回填粘土，直至与设计的路面之间的高度差小于0.6～0.8m，在蓄电池11上引出导线与加热单体进行连接，将连接处进行密封处理，接着在蓄电池11的上方安装加热单体，并将加热单体平铺在粘土上；

4)下水管通道施工

a、首先将下水管通道3通过吊装机吊运至基坑内，并将下水管通道3的底面与第二渗水管9的顶端开口进行连接，同时在下水管通道3的侧面引出带有分离器14的第一路面下水管13与路面的槽口进行连接；

b、然后在下水管通道3的顶端引出第二路面下水管16分别与阴井盖15和中央护栏槽18进行连接，同时在位于两侧的下水管通道3的旁边安装检查井17；

5)路面沥青铺设

待整个雨水渗透系统施工结束后，在路面加热装置12的上方进行沥青铺设，再将中央护栏槽18内安装显示屏19，并对路面的两侧铺设路面砖。

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。