渗蓄排雨水管廊及施工方法与流程

文档序号：14244224阅读：658来源：国知局

本发明涉及一种渗蓄排雨水管廊及施工方法，属于排水工程领域，特别涉及雨水错峰调蓄和利用雨水下渗补充地下水的构筑物及施工方法。

背景技术：

城市排水大多是采用暗管排放，支管收集雨水汇集至干管，最终汇至总管排入水体。我国许多城市旧城区雨水管道修建标准较低，近几年，随着极端天气现象的加剧，都不同程度的出现了内涝现象，造成了严重的损失，城市排水系统关系到城市的安全，城市内涝灾害问题日益受到有关部门的重视。传统城市建设模式，处处是硬化路面，每逢大雨，主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水，以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念，往往造成逢雨必涝，旱涝急转。根据《海绵城市建设技术指南》，今后城市建设将强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地、蓄水池等“绿色”措施来组织排水，以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念。海绵城市就是比喻城市像海绵一样，遇到有降雨时能够就地或者就近吸收、存蓄、渗透、净化雨水，补充地下水、调节水循环；在干旱缺水时有条件将蓄存的水释放出来，并加以利用，从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”。

排水管道设计时一个重要指标就是暴雨重现期，重现期选择大，内涝的发生的几率减小，但建设成本增加，应根据建设成本及排水管道所处的地段合理选择重现期。一般城市道路下的排水管道设计重现期选择2～3年，低洼地段可选择5年。当出现超过设计重现期的暴雨时，排水管道排泄不急机会造成雨水外溢至地面形成内涝。在雨水管道上合理设置调蓄池，利用雨水调蓄可以错开暴雨的峰值时段，延缓出流时间，减轻下游管段的负担，从而减少内涝现象的发生。现有技术的雨水调蓄池一般都是采用钢筋混凝土构造，建造在道路之外，或者在雨水管道沿线上隔一定距离设置，这样设置的调蓄池体积较小，调蓄错峰能力低。钢筋混凝土调蓄池造价高、施工难度较大。

水是生命之源，节约用水已经成为人类刻不容缓的焦点问题。由于大量开采地下水，一些城市地下水储水量急剧减少，地下水位逐年降低，另外城市地面硬地化破坏了自然水循环的通道，雨水降落在建筑区或硬化地面而不能再以自然方式进行水循环，从而导致土壤的含水率发生变化，使自然循环形成的地下水量大大减少。对一般城市而言，除了雨季外，大多数降雨均为中雨和小雨，而此时正值地下水位较低的季节，雨水都是通过管道排放掉了，不能有效地渗入到地下补给地下水，是一种水资源的浪费。目前，地下水回灌越来越受到人们的重视。雨水下渗不但可以起到缓解排水压力、解决城市内涝具有重要作用，同时可以起到回补地下水，涵养生机的作用。

技术实现要素：

本发明的目的是：提供一种渗蓄排雨水管廊及施工方法，渗蓄排雨水管廊是将排水管、雨水调蓄池融为一体，调蓄池具有渗水和蓄水双重功能，排水管位于渗蓄水廊的上部，渗蓄水廊是沿排水管走向铺设的长条廊状蓄水空间。有益效果是：排水管和渗蓄水廊上下重叠设置组成渗蓄排雨水管廊，不额外占用地下空间，调蓄容积的大，渗水点沿排水管分散布置，渗水回灌效果好。渗蓄水廊采用塑料蓄水模块构建，造价低，施工方便。

本发明是通过以下技术实现的：渗蓄排雨水管廊，主要包括排水管1、渗蓄水廊2、检查井3。排水管1位于渗蓄水廊2的上部，渗蓄水廊2是沿排水管1走向铺设的长条廊状蓄水空间，排水管1和渗蓄水廊2上下重叠设置组成渗蓄排雨水管廊。检查井3将排水管1串联连接，检查井3的底部与渗蓄水廊2连通，通过雨水口和用户支管进入排水管1的雨水，先通过检查井3流入渗蓄水廊2，雨水通过渗蓄水廊2渗入土壤，土壤饱和后雨水在渗蓄水廊2内存蓄，渗蓄水廊2蓄积满后再通过排水管1排入下游。渗蓄水廊2是由蓄水模块20拼装而成的地下蓄水空间，蓄水模块20外侧包裹透水土工布4，与两侧沟槽的缝隙填充砂石透水层5，透水土工布4的作用是避免透水层5散落至渗蓄水廊2内，而渗蓄水廊2内的水可以通过透水土工布4、砂石透水层5渗入地下。

渗蓄水廊2上部设置褥垫层6，褥垫层6采用土工格栅7包裹，土工格栅7采用塑料双向土工格栅，排水管1的管道基础8置于褥垫层6上。

检查井3两端连接排水管1，检查井3下部设置检查井基础9，检查井3内对应管口位置的两侧为工作台10，工作台10中间为流槽11，检查井基础9在流槽11的位置为漏空状，是雨水从检查井3进入渗蓄水廊2的通道，通道内放置过滤器12，过滤器12为塑料筐内设置尼龙网，可以从通道内取出清理。

蓄水模块20为网格框架状空心长方体，由m行n列k排个单元的正方体组成，每个正方体的相邻角点a之间为框架21，正方体一个面的相对角点a之间为斜架22，斜架22相交于正方体的面中点b，正方体内部两个对角的角点a之间为斜撑23，斜撑23相交与于正方体中心点o，正方体两个相对的面中点b之间为横撑24，也相交于正方体中心点o；框架21、斜架22、斜撑23、横撑24是塑料注塑的杆状构件，正方体的边长a为20～40厘米，组成蓄水模块20高度方向的正方体单元数量m为1～4行，宽度方向的正方体单元数量n为1～4列，长度方向的正方体单元数量k为2～8排，k为m和n的1.5～2倍，组成一个蓄水模块20的各个正方体单元连接成一个整体。蓄水模块20之间拼装采用卯榫连接，蓄水模块20的正面、左侧面、底面为卯孔，背面、右侧面、顶面为凸榫，拼装时凸榫插入卯孔内。

本发明提供一种渗蓄排雨水管廊的施工方法，施工步骤如下。

a.开挖沟槽至渗蓄水廊2底，沟槽的底宽为蓄水模块20宽的整数倍；

b.铺透水土工布4，透水土工布4的幅宽沿渗蓄水廊2长度方向铺设，搭接部分重叠不小于10厘米，透水土工布4的长度围绕渗蓄水廊2横断面一周，顶部搭接不小于10厘米；

c.按照渗蓄水廊2的宽度从底部逐层组合拼装蓄水模块20，采用丁顺交叉的方式错缝拼装，错缝宽度最小为a，将蓄水模块20的凸榫插入卯孔内锁紧；

d.将透水土工布4从拼装好的渗蓄水廊2两侧翻至顶部，搭接处采用塑料扎丝绑扎；

e.在渗蓄水廊2上部铺土工格栅7，土工格栅7的幅宽沿渗蓄水廊2长度方向铺设，搭接部分重叠不小于10厘米，土工格栅7的长度围绕褥垫层6横断面一周，顶部搭接不小于10厘米；

f.在土工格栅7上采用碎石铺褥垫层6，夯实铺褥垫层6，将土工格栅7翻至顶部，搭接处采用塑料扎丝绑扎；

g.在褥垫层6上施工管道基础8，铺设排水管1；

h.在检查井3的位置渗蓄水廊2上浇筑检查井基础9，中间留出放置过滤器12的位置；

i.在检查井基础9上砌筑井体，对应管口的两侧砌筑工作台10，工作台10中间形成流槽11，上部井体设置爬梯13，井筒收口或设置盖板，安装井盖；

j.沟槽内分层压实回填土14至地面。

渗蓄排雨水管廊的错峰调蓄工况如下：降雨初期，地面雨水由雨水口收集，通过支管流入排水管1，进入排水管1的雨水，先通过检查井3流入渗蓄水廊2，雨水通过渗蓄水廊2渗入土壤。土壤饱和后雨水在渗蓄水廊2内存蓄，渗蓄水廊2蓄积满后再通过排水管1排入下游，起到了错峰调蓄的作用。降雨减小后，可以采用水泵将渗蓄水廊2的存水抽出排入下游管道，清空渗蓄水廊2的存水，以利于再次调蓄。降雨结束后，渗蓄水廊2的存水可慢慢下渗回补地下水，也可以设置雨水利于系统，为洒水车加水浇洒道路，或者通过管道灌溉系统抽取蓄水灌溉道路绿化带。

附图说明

图1为渗蓄排雨水管廊纵断面图；

图2为渗蓄排雨水管廊管段位置横断面图；

图3为渗蓄排雨水管廊检查井位置横断面图；

图4为蓄水模块立体图；

图5为组成蓄水模块的一个正方体单元立体图；

图6为组成蓄水模块的一个正方体单元内部杆件立体图。

图中：1-排水管，2-渗蓄水廊，3-检查井，4-透水土工布，5-砂石透水层，6-褥垫层，7-土工格栅，8-管道基础，9-检查井基础，10-工作台，11-流槽，12-过滤器，13-爬梯，14-回填土，20-蓄水模块，21框架，22-斜架，23-斜撑，24-横撑。

具体实施方式

本发明是一种用于雨水错峰调蓄和利用雨水下渗补充地下水的构筑物，其构造见图1、图2、图3。渗蓄排雨水管廊，主要包括排水管1、渗蓄水廊2、检查井3。排水管1位于渗蓄水廊2的上部，渗蓄水廊2是沿排水管1走向铺设的长条廊状蓄水空间，排水管1和渗蓄水廊2上下重叠设置组成渗蓄排雨水管廊。检查井3将排水管1串联连接，检查井3的底部与渗蓄水廊2连通，渗蓄排雨水管廊的纵断面见图1。通过雨水口和用户支管进入排水管1的雨水，先通过检查井3流入渗蓄水廊2，雨水通过渗蓄水廊2渗入土壤，土壤饱和后雨水在渗蓄水廊2内存蓄，渗蓄水廊2蓄积满后再通过排水管1排入下游。渗蓄水廊2由蓄水模块20拼装而成的地下蓄水空间，蓄水模块20外侧包裹透水土工布4，与两侧沟槽的缝隙填充砂石透水层5，渗蓄排雨水管廊管段位置横断面图见图2。透水土工布4的作用是避免填充透水层5时散落至渗蓄水廊2内，而渗蓄水廊2内的水可以通过透水土工布4、砂石透水层5渗入地下。

渗蓄水廊2上部设置褥垫层6，褥垫层6为碎石层，厚度20～40cm，褥垫层6采用土工格栅7包裹，土工格栅7采用塑料双向土工格栅，土工格栅7围绕褥垫层6横断面一周，在褥垫层6顶部中间搭接，搭接重叠不小于10厘米。褥垫层6包裹土工格栅7后，用塑料扎丝绑扎，形成一个受约束的整体，排水管1的管道基础8置于褥垫层6上，可以使得地面传递到排水管1的力，通过管道基础8力扩散均匀传递至渗蓄水廊2的顶部，渗蓄水廊2顶部的受到的单位面积的作用力减小。

检查井3两端连接排水管1，检查井3下部设置检查井基础9，检查井3内对应管口位置的两侧为工作台10，工作台10中间为流槽11，检查井基础9在流槽11的位置为漏空状，是雨水从检查井3进入渗蓄水廊2的通道，通道内放置过滤器12，过滤器12为塑料筐内设置尼龙网，可以从通道内取出清理。渗蓄排雨水管廊检查井位置横断面见图3。

蓄水模块20采用塑料注塑成型，为网格框架状空心长方体，立体图见图4。蓄水模块20由m行n列k排个单元的正方体组成，一个正方体单元立体图见图5，正方体的边长为a。每个正方体的相邻角点a之间为框架21（图5中的粗实线），正方体一个面的相对角点a之间为斜架22（图5中的细实线），斜架22相交于正方体的面中点b。一个正方体单元内部杆件立体图见6，正方体内部两个对角的角点a之间为斜撑23（图6中的粗实线），斜撑23相交与于正方体中心点o，正方体两个相对的面中点b之间为横撑24（图6中的粗虚线），横撑24也相交于正方体中心点o。框架21、斜架22、斜撑23、横撑24是塑料注塑的杆状构件，构成一个超静定结构的整体。组成蓄水模块20的正方体单元的边长a为20～40厘米，组成蓄水模块20高度方向的正方体单元数量m为1～4行，宽度方向的正方体单元数量n为1～4列，长度方向的正方体单元数量k为2～8排，k为m和n的1.5～2倍，组成一个蓄水模块20的各个正方体单元连接成一个整体。蓄水模块20之间拼装采用卯榫连接，蓄水模块20的正面、左侧面、底面为卯孔，背面、右侧面、顶面为凸榫，拼装时凸榫插入卯孔内。

由超静定结构的正方体组合构成长方体的蓄水模块，在受到地面荷载作用时，通过垂直及向下一定扩散角传递，蓄水模块20的正方体单元之间的节点a和节点b是重合的，蓄水模块20拼装时，由卯榫准确定位，相接的模块之间节点a和节点b是对应的，荷载通过这些节点、杆件扩散向下传递，力量分解使得杆件的受力减小，从而可以有效地减小杆件的断面尺寸，节约塑料材料的用量，同时蓄水模块内部的空间增大，有利于更多的蓄水。

渗蓄排雨水管廊的错峰调蓄工况如下：降雨初期，地面雨水由雨水口收集，通过支管流入排水管1，进入排水管1的雨水，先通过检查井3流入渗蓄水廊2，雨水通过渗蓄水廊2渗入土壤，土壤饱和后雨水在渗蓄水廊2内存蓄，渗蓄水廊2蓄积满后再通过排水管1排入下游，起到了错峰调蓄的作用。降雨减小后，可以采用水泵将渗蓄水廊2的存水抽出排入下游管道，清空渗蓄水廊2的存水，以利于再次调蓄。降雨结束后，渗蓄水廊2的存水可慢慢下渗回补地下水，也可以设置雨水利于系统，为洒水车加水浇洒道路，或者通过管道灌溉系统抽取蓄水灌溉道路绿化带。水泵可设置在检查井3内，检查井3下部的蓄水模块20拼装时留出安装水泵的位置，水泵的出水管根据抽排、加水、灌溉的实际情况设置。

地下水较丰富的地区，如果没有下渗回灌的要求，透水土工布4可改为防水土工膜，防水土工膜采用厚度为1～2mm的hdpe塑料土工膜，搭接部分采用热熔焊接，渗蓄水廊2成为只蓄不渗的蓄水廊。

渗蓄排雨水管廊的施工方法及步骤如下：

a.开挖沟槽至渗蓄水廊2底，沟槽的底宽为蓄水模块20宽n的整数倍；