一种海绵城市建设地下水回灌井及快速成井方法
【专利摘要】一种海绵城市建设地下水回灌井，涉及排水设施技术领域，包括一穿透弱透水层及含水砂层的钻孔，在所述钻孔内安装有一硬质海绵，所述硬质海绵与钻孔底部之间设置有砂砾层反滤层，在硬质海绵外层包覆有一层土工布，在硬质海绵顶部至地面1的距离为20?30cm处放置有一层砂层反滤层至与路面齐平，本发明还提供了该回灌井快速成井方法，使用钻机打孔，在钻孔底部铺设砂砾石反滤层；在砂砾石反滤层上放置有硬质海绵，所述硬质海绵外侧包覆有土工布；再将砂层反滤层铺设在土工布上，与地面齐平，形成地下水回灌井。本发明能够解决现有海绵城市建设中地下水入渗设施中存在的施工复杂、成本高、时间长等问题。
【专利说明】
一种海绵城市建设地下水回灌井及快速成井方法
技术领域
[0001]本发明涉及排水设施技术领域，具体地说是一种海绵城市建设地下水回灌井及快速成井方法。
【背景技术】
[0002]目前，海绵城市建设过程中通常通过透水路面、渗透塘、渗井、湿塘、雨水湿地等设施使一部分雨水经汇流、净化后下渗，但除渗井外其它设施因未切穿上覆弱透水层因而入渗效果不好，渗井通常采用大口径机钻井及机挖井回填砂砾石反滤层，施工复杂、成本高、施工占地多、时间相对较长。
【发明内容】
[0003]针对于现有海绵城市建设中地下水入渗设施中存在的施工复杂、成本高、时间长等问题，本发明提供一种海绵城市建设地下水回灌井，可以避免上述问题的发生。
[0004]本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:
[0005]—种海绵城市建设地下水回灌井，包括一穿透弱透水层及含水砂层的钻孔，在所述钻孔内安装有一硬质海绵，所述硬质海绵与钻孔底部之间设置有砂砾层反滤层，在硬质海绵外层包覆有一层土工布，在硬质海绵顶部至地面I的距离为20-30cm处放置有一层砂层反滤层至与路面齐平。
[0006]进一步地，所述硬质海绵的直径大于钻孔孔径，且所述硬质海绵分为若干段并依次安装在所述钻孔内。
[0007]进一步地，所述钻孔口部设置为倒锥形，且路面坡度为3%~5%,路面斜向钻孔处。
[0008]进一步地，还包括一井口连接装置，所述井口连接装置包括回灌井接头、透水回灌井盖、海绵条及连接通道，在所述硬质海绵顶部设置有一回灌井接头，在所述回灌井接头上螺旋安装有透水回灌井盖，在硬质海绵周边设有连接通道，在所述连接通道内放置有海绵条，所述海绵条与连接通道的形状相匹配。
[0009]进一步地，所述连接通道为U形槽、弧形槽或其他具有连通能力的槽体。
[0010]进一步地，在连接通道外侧包覆有一钢丝网，所述钢丝网内侧设置有海绵层。
[0011]进一步地，所述硬质海绵上方设置有一路侧石，在所述路侧石内设置有用于雨水导流的L形通道。
[0012]进一步地，所述钻孔中部填充的硬质海绵中部设置有一纵向通道，所述纵向通道为十字形割口、圆形孔或者其他形状孔。
[0013]进一步地，所述纵向通道中设置有一导线，所述导线上连接有用以监测地下水位水质、水温的传感器。
[0014]进一步地，所述钻孔中部填充的硬质海绵中部设置有一外管，所述外管上设置有若干冲水孔，在所述外管中嵌套有用于抽水的水管或者安装有传感器的导线。
[0015]本发明还提供了一种海绵城市建设地下水回灌井快速成井方法，包括下列步骤:
[0016](a)使用钻机打孔，钻孔直径根据实际情况选择；
[0017](b)在钻孔底部铺设砂砾石反滤层；
[0018](C)在砂烁石反滤层上放置有硬质海绵，所述硬质海绵外侧包覆有土工布或者将裹上土工布的硬质海绵装入透水的金属软管或硬质塑料软管后再下到钻孔中；
[0019](d)在硬质海绵的顶部放置有一层土工布，再将砂层反滤层铺设在土工布上，与地面齐平，形成地下水回灌井。在路面或屋顶污染较严重的地区，可适当增加上部反滤砂层的厚度或用高出地面的透水井盖避免初期污染雨水的渗入。
[0020]本发明的有益效果是:
[0021]本发明能够解决现有海绵城市建设中地下水入渗设施中存在的施工复杂、成本高、时间长等问题。而直接采用钻机打孔的成井方法，用高密度海绵填充，加工方便，回填方便，而避免了普通渗井需要购买多种回填材料，费时费力的缺点。
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的部分优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为第一实施例的结构不意图；
[0024]图2为路面倾斜及一侧有草坪时的第一实施例的结构示意图；
[0025]图3为第二实施例的结构示意图；
[0026]图4为纵向及横向连接的第二实施例的结构示意图；
[0027]图5为第三实施例的结构示意图；
[0028]图6为第四实施例的结构示意图；
[0029]图7为第五实施例的结构示意图。
[0030]图中:I路面，2钻孔，3砂层反滤层，4硬质海绵，5弱透水层，6含水砂层，7砂砾石反滤层，8草坪，9透水回灌井盖，10回灌井接头，11硬质海绵条，12连接通道，13路侧石，14L形通道，15纵向通道，16水管，17外管，18冲水孔。
【具体实施方式】
[0031]下面将结合具体实施例及附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分优选实施例，而不是全部的实施例。本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似变形，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0032]第一实施例
[0033]如图1和图2所示，该海绵城市建设地下水回灌井包括一钻孔2，所述钻孔2可设置在路边、草坪、停车场、透水路面下方、小区或单位院内等场所，也可在渗透塘、渗井、湿塘、雨水湿地等内部使用。
[0034]如图2所述，该钻孔2设置在路面I靠近草坪8处或草坪8中。所述路面I可为城市建设中常见的横坡为1.5%_2%的路面，也可进一步优化为坡度3%_5%的路面1，不改变原有道路结构，当有降水发生时，雨(或融雪)水将沿微斜路面I快速流动到进入钻孔2中。
[0035]钻孔2切穿弱透水层5至含水砂层6成井后，先在钻孔2底部铺设20-30cm砂砾石反滤层7，然后将硬质海绵4装在底部的砂砾石反滤层7上。
[0036]一种更优的设计，所述硬质海绵4的外层包覆有一层土工布。
[0037]—种更优的设计，所述硬质海绵4的直径大于钻孔孔径。这样安装时海绵与井壁之间不存在空隙。
[0038]所述硬质海绵4可按钻孔深度大小做成一段或几段(一般可做成5-10米一段)，硬质海绵4顶部至地面I的距离为20-30cm，在其上再放置一层比孔口面积大的土工布，然后再铺装砂层反滤层3至与路面I齐平或略低(略低时可再在上面铺装普通土层)，形成地下水回灌井。
[0039]这种回灌井，第一直接采用钻机打孔，用高密度海绵填充，加工方便，回填方便，而避免了普通渗井需要购买多种回填材料，费时费力的缺点。
[0040]虽然也有类似渗井不需要进行回填作业，但是需要采用井壁管支撑，这种井在雨水回灌过程中容易引起堵塞，如果井口为开敞式则存在危险，夜晚或者其他偶然情况容易掉入其中，造成人员伤亡。而本申请中的回灌井，采用硬质海绵，首先硬质海绵起到支撑作用，不会引起钻孔坍塌或地面下陷，即使会发生钻孔局部变形情况，也会因为海绵的缓冲作用，不影响雨水入渗，更不会对人员造成伤亡。
[0041]与普通渗井相比，因水是浸润液体，而海绵具有吸附、透水和过滤作用，在海绵的吸附作用下能够迅速的进行水流的渗透，增强入渗效果，同时能过滤掉雨水中的杂质。同时该钻孔的改造工程更加方便，如需改做他用，不必二次打孔，省时省力。
[0042]第二实施例
[0043]如图3和图4所示，与第一实施例的不同之处在于添加有井口连接装置，所述井口连接装置包括一回灌井接头10、透水回灌井盖9、海绵条11及连接通道12。在所述硬质海绵4的顶部设置有一回灌井接头10，在所述回灌井接头10上螺旋安装有透水回灌井盖9，井盖略高于地面，这种设计可避免初期雨水污染问题，后期洁净雨水可通过有渗透作用的透水回灌井盖9渗入。
[0044]在硬质海绵4一侧设置有连接通道12，如图4所述，在硬质海绵周边设有若干连接通道12，所述连接通道12可为U形槽、弧形槽、或其他具有连通能力的槽体，在所述连接通道12内放置有海绵条11，所述海绵条11与连接通道12的形状相匹配。设置纵向或横向的连接通道12，能够在不同回灌井间互通，可将来不及入渗的雨水导向其他回灌井。
[0045]—种更优的设计，在连接通道外侧包覆有一钢丝网，所述钢丝网内侧设置有海绵层，这种设计钢丝网提供了一定支撑力，而海绵层能够迅速的进行水分的入渗至连接通道中，利于雨水的导流。
[0046]第三实施例
[0047]如图5所示，与第一实施例的不同之处在于在硬质海绵4的上方设置有一路侧石13，在所述路侧石内设置有用于雨水导流的L形通道。
[0048]—种更优的设计，在硬质海绵与路侧石之间设置有砂层反滤层。
[0049]这种设计能够在不破坏现有道路的基础上，进行改造，成本低，又能很好的进行雨水的渗透。
[0050]第四实施例
[0051]与上述前三种实施例的不同之处在于，在钻孔2中部填充的硬质海绵中部设置有一纵向通道，这纵向通道为十字形割口、圆形孔，或者其他形状孔。
[0052]这种设计，能够在需要水分时，借助与该纵向通道深入水管或其他汲水装置来进行取水使用或检测、化验。
[0053]这种设计，还可将该回灌井转化为一检测井或监测井，在所述纵向通道中设置有一导线，所述导线上连接有传感器，用以检测或监测地下水位、水质、水温或其他参数。所述传感器为水位传感器、水质传感器或温度传感器。
[0054]第五实施例如图7所示。
[0055]与上述实施例不同之处在于，在钻孔2中部填充的硬质海绵4中部设置有一外管17，所述外管17上设置有若干冲水孔18，当雨水等经过多次回灌之后，会在硬质海绵4的外侧残留有灰尘杂质或其他物品，通过冲水孔18对硬质海绵4冲水能够将这些杂质冲离硬质海绵4外侧，有利于更好更快的进行回灌工作。
[0056]在所述外管17中还嵌套有用于抽水或取水样的水管16，或者安装有传感器的导线。
[0057]本发明还公开了一种海绵城市建设地下水回灌井快速成井方法，包括以下步骤:
[0058](a)使用钻机打孔，钻孔直径根据实际情况选择；
[0059 ] (b)在钻孔底部铺设砂砾石反滤层；
[0060](C)在砂烁石反滤层上放置有硬质海绵，所述硬质海绵外侧包覆有土工布或者将裹上土工布的硬质海绵装入透水的金属软管或硬质塑料软管后再下到钻孔中；
[0061](d)在硬质海绵的顶部放置有一层土工布，再将砂层反滤层铺设在土工布上，与地面齐平，形成地下水回灌井。在路面或屋顶污染较严重的地区，可适当增加上部反滤砂层的厚度或用高出地面的透水井盖避免初期污染雨水的渗入。
[0062]除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
【主权项】
1.一种海绵城市建设地下水回灌井，其特征是，包括一穿透弱透水层及含水砂层的钻孔，在所述钻孔内安装有一硬质海绵，所述硬质海绵与钻孔底部之间设置有砂砾层反滤层，在硬质海绵外层包覆有一层土工布，在硬质海绵顶部至地面I的距离为20-30cm处放置有一层砂层反滤层至与路面齐平。2.根据权利要求1所述的一种海绵城市建设地下水回灌井，其特征是，所述硬质海绵的直径大于钻孔孔径，且所述硬质海绵分为若干段并依次安装在所述钻孔内。3.根据权利要求1所述的一种海绵城市建设地下水回灌井，其特征是，所述钻孔口部设置为倒锥形，且路面坡度为3 %~5%,路面斜向钻孔处。4.根据权利要求1所述的一种海绵城市建设地下水回灌井，其特征是，还包括一井口连接装置，所述井口连接装置包括回灌井接头、透水回灌井盖、海绵条及连接通道，在所述硬质海绵顶部设置有一回灌井接头，在所述回灌井接头上螺旋安装有透水回灌井盖，在硬质海绵周边设有连接通道，在所述连接通道内放置有海绵条，所述海绵条与连接通道的形状相匹配。5.根据权利要求4所述的一种海绵城市建设地下水回灌井，其特征是，所述连接通道为U形槽、弧形槽或其他具有连通能力的槽体，在连接通道外侧包覆有一钢丝网，所述钢丝网内侧设置有海绵层。6.根据权利要求1所述的一种海绵城市建设地下水回灌井，其特征是，所述硬质海绵上方设置有一路侧石，在所述路侧石内设置有用于雨水导流的L形通道。7.根据权利要求1所述的一种海绵城市建设地下水回灌井，其特征是，所述钻孔中部填充的硬质海绵中部设置有一纵向通道，所述纵向通道为十字形割口、圆形孔或者其他形状孔。8.根据权利要求7所述的一种海绵城市建设地下水回灌井，其特征是，所述纵向通道中设置有一导线，所述导线上连接有用以监测地下水位水质、水温的传感器。9.根据权利要求1所述的一种海绵城市建设地下水回灌井，其特征是，所述钻孔中部填充的硬质海绵中部设置有一外管，所述外管上设置有若干冲水孔，在所述外管中嵌套有用于抽水的水管或者安装有传感器的导线。10.—种海绵城市建设地下水回灌井快速成井方法，包括下列步骤: (a)使用钻机打孔，钻孔直径根据实际情况选择； (b)在钻孔底部铺设砂砾石反滤层； (C)在砂砾石反滤层上放置有硬质海绵，所述硬质海绵外侧包覆有土工布或者将裹上土工布的硬质海绵装入透水的金属软管或硬质塑料软管后再下到钻孔中； (d)在硬质海绵的顶部放置有一层土工布，再将砂层反滤层铺设在土工布上，与地面齐平，形成地下水回灌井。在路面或屋顶污染较严重的地区，可适当增加上部反滤砂层的厚度或用高出地面的透水井盖避免初期污染雨水的渗入。
【文档编号】E03F1/00GK105863023SQ201610370063
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】张保祥, 张鹏云, 徐运海, 张超, 黄继文
【申请人】山东省水利科学研究院