一种装配式生物滞留设施及其成型方法与流程

1.本发明涉及生物滞留设施的技术领域，具体涉及一种装配式生物滞留设施及其成型方法。


背景技术：

2.近年来，全国各地大力推行海绵城市基础设施建设，海绵城市基础设施就是在城市小区里布置若干地块，用吸水材料建设，作为海绵体，平时是市民的休闲公园，暴雨的时候就作为蓄水的地方。无论是泥地、草地还是树林、湖泊，都能吸收大量雨水。这样，可以把水消化在本地，避免汇集到一起形成洪水。当大量的雨水都被海绵体吸收之后，城市积水自然减少甚至消失。那些被海绵体充分吸收的雨水还可以再次利用，如浇花、洗车等，在一定程度上可以缓解水资源紧张局面。
3.生物滞留设施是在海绵城市建设中应用最为广泛的低影响开发设施之一。但现有的生物滞留设施建设中，一方面无法实现渗透速率的有效控制，导致生物滞留设施排空时间和净化效果的不可控；另一方面生物滞留设施也存在进水冲击引起的二次污染排出问题；此外传统生物滞留设施功能层的水平和标高控制点较多，精确建设难度较大；同时传统生物滞留设施的施工过程中消耗的人力、机械和自然资源多，建设、拆除和处置过程的碳排放量较高。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中存在的缺陷与不足，本发明提供了一种装配式生物滞留设施。
5.本发明提供的具体方案为：
6.一种装配式生物滞留设施，其特征在于：所述装配式生物滞留设施包括蓄水空间，在所述蓄水空间的一侧设置有进水模块和位于进水模块底部的消能模块，在所述蓄水空间的内部设置有溢流控渗模块和蓄排水模块，蓄排水模块设置于溢流控渗模块的外周且与溢流控渗模块内部连通，所述溢流控渗模块的另一侧连接有通向蓄水空间外部的排水管。
7.作为本发明的进一步优选实施方式，所述进水模块包括进水框架，在所述进水框架的两侧固定连接有进水底座，在所述进水框架的内部设置有立篦。
8.作为本发明的进一步优选实施方式，所述进水模块和消能模块上还分别设置有水平标定装置，所述进水模块上还设置有竖直标定装置。
9.作为本发明的进一步优选实施方式，所述消能模块包括若干层从高至低相互连接的若干层台阶，在台阶的内部形成有填充腔，在填充腔的内部填充有消能材料，在每层台阶的顶部开设有与填充腔连通的顶孔，在台阶的侧壁上开设有与填充腔连通的侧孔，在每层台阶的前端还伸出设置有凹凸定位部。
10.作为本发明的进一步优选实施方式，所述溢流控渗模块包括壳体，在所述壳体的一侧设置有与蓄排水模块连通的蓄排水接口，所述壳体的另一侧设置有与排水管连通的排
水管接口，在所述壳体内部缓释腔中设置有缓释排水单元，所述缓释排水单元通过一侧入口与蓄排水接口连通，所述缓释排水单元通过底部出口与排水管接口连通。
11.作为本发明的进一步优选实施方式，所述溢流控渗模块的顶部还设置有与壳体固定连接的盖体，所述盖体的内部设置有雨篦。
12.作为本发明的进一步优选实施方式，所述溢流控渗模块的壳体上还设置有水平标定装置。
13.作为本发明的进一步优选实施方式，所述壳体上不同于蓄排水接口及排水管接口的另一侧还设置有备用接口。
14.作为本发明的进一步优选实施方式，所述蓄排水模块包括蓄排水框架，在所述蓄排水框架的内部包括底部支撑层和顶部填料层，在所述支撑层的内部设置有若干支撑立柱，所述填料层包括外部盖板框架，在所述盖板框架的内腔中填充有立体微孔填料；所述蓄排水框架和所述盖板框架的表面均开设有透水孔。
15.进一步地，本发明还提供一种所述装配式生物滞留设施的成型方法，其特征在于：包括以下步骤：
16.1)确定蓄水空间位置及汇水范围，并确认场地竖向标高；
17.2)在蓄水空间一侧安装进水模块，并对安装完成的进水模块进行水平校准；
18.3)在进水模块的底部安装消能模块，并对安装完成的进水模块进行水平校准；
19.4)在蓄水空间位置开挖基坑，并核实开挖完成的基坑竖向标高是否在预设阈值范围内；
20.5)在基坑内部安装溢流控渗模块；并对安装完成的溢流控渗模块进行水平校准，并核实安装完成的溢流控渗模块的竖向标高是否在预设阈值范围内；
21.6)在溢流控渗模块的底部铺设防渗膜，并核实安装铺设完防渗膜的溢流控渗模块的竖向标高是否在预设阈值范围内；
22.7)在溢流控渗模块的外周安装蓄排水模块层，并核实安装完成的蓄排水模块层的竖向标高是否在预设阈值范围内；
23.8)改性种植土层铺设：按照预设配比掺和形成改性种植土层填料，在填料内部分层铺设改性种植土层介质，并核实铺设完成的改性种植土层的竖向标高是否在预设阈值范围内；
24.9)在改性种植土层顶部栽植植物；
25.10)在改性种植土层顶部铺设覆盖层，并核实铺设完成的覆盖层的竖向标高是否在预设阈值范围内；
26.11)场地整理保洁。
27.相较于现有技术，本发明能够实现的技术效果包括：
28.1)本发明提供一种装配式生物滞留设施及其成型方法，在小雨等蓄水空间内水位未超出溢流控渗模块顶部盖体时，部分雨水经由进水模块和消能模块进入蓄水空间内部，部分雨水直接下落于蓄水空间内部，进入蓄水空间内部的雨水在灌溉完改性种植土层顶部的植物后，向下流过改性种植土层经由蓄排水模块后进入溢流控渗模块中，经过溢流控渗模块实现雨水的缓释均流匀速排放，并最终从排水管排出；而当大雨天气时，蓄水空间内水位超出溢流控渗模块顶部盖体时，进入蓄水空间内部的雨水经由溢流控渗模块的顶部直接
进入溢流控渗模块内部，并直接从溢流控渗模块一侧的排水管直接排出，从而在实现海绵工程基础设施对水资源的循环利用的同时，在低水位时实现蓄水空间内雨水的匀速均匀排放，而在高水位时实现蓄水空间内雨水的直接排放，有效避免城市内部洪涝灾害的发生。
29.2)本发明提供一种装配式生物滞留设施及其成型方法，通过将装配式生物滞留设施在工厂内提前预制，再在现场安装，不需要施工机械等辅助设施，减少人力和物力消耗，减少工期，避免现场实施时对周围环境及人群构成的安全隐患。
30.3)本发明提供一种装配式生物滞留设施及其成型方法，通过消能模块的台阶式结构和填充材料消减径流雨水进入生物滞留设施时的势能和动能，减少对土壤的冲击和扰动破坏，避免二次污染析出。
31.4)本发明提供一种装配式生物滞留设施及其成型方法，通过溢流控渗模块控制入渗雨水的排出流量，进而控制入渗雨水的渗透速率，达到控制设施的排空时间，提升净化效果的作用。
32.5)本发明提供一种装配式生物滞留设施及其成型方法，通过进水模块、消能模块上和溢流控渗模块上的水平和竖直标定装置实现施工标高的精确和连续控制，减轻施工难度，提升工程质量。
附图说明
33.图1为本发明提供的一种装配式生物滞留设施的结构示意图。
34.图2为本发明提供的一种装配式生物滞留设施的结构剖视图。
35.图3为本发明提供的进水模块的结构示意图。
36.图4为本发明提供的消能模块的结构示意图。
37.图5为本发明提供的溢流控渗模块的结构示意图。
38.图6为本发明提供的溢流控渗模块的结构剖视图。
39.图7为本发明提供的蓄排水模块的结构示意图。
40.图8为本发明提供的蓄排水模块的结构剖视图。
41.图9为本发明提供的一种装配式生物滞留设施的成型方法的步骤流程图。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
44.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一
体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.[第一实施例]
[0046]
如图1-8所示为本发明提供的第一实施例，其具体方案为：
[0047]
如图1-2所示，本发明提供一种装配式生物滞留设施，装配式生物滞留设施包括蓄水空间g，在蓄水空间g的一侧设置有进水模块1和位于进水模块1底部的消能模块2，在蓄水空间g的内部设置有溢流控渗模块3和蓄排水模块4，蓄排水模块4设置于溢流控渗模块3的外周且与溢流控渗模块3内部连通，溢流控渗模块3的另一侧连接有通向蓄水空间g外部的排水管out；部分雨水经由蓄水空间g的一侧支撑墙体w上设置的进水模块1进入再经由消能模块2消能后进入蓄水空间g内部，另一部分雨水直接下落于蓄水空间内部，进入蓄水空间g内部的雨水在灌溉完改性种植土层顶部的植物后，向下流过改性种植土层经由蓄排水模块后进入溢流控渗模块中，经过溢流控渗模块实现雨水的缓释均流匀速排放，并最终从溢流控渗模块的另一侧排水管排出；而当大雨天气时，蓄水空间内水位超出溢流控渗模块顶部盖体时，进入蓄水空间内部的雨水经由溢流控渗模块的顶部直接进入溢流控渗模块内部，并直接从溢流控渗模块一侧的排水管直接排出，从而在实现海绵工程基础设施对水资源的循环利用的同时，在低水位时实现蓄水空间内雨水的匀速均匀排放，而在高水位时实现蓄水空间内雨水的直接排放，有效避免城市内部洪涝灾害的发生；通过溢流控渗模块控制入渗雨水的排出流量，进而控制入渗雨水的渗透速率，达到控制设施的排空时间，提升净化效果的作用。
[0048]
如图3所示，在本实施例中，进水模块1包括进水框架1-1，在进水框架1-1的两侧固定连接有进水底座1-2，在进水框架1-1的内部设置有立篦1-3，通过进水底座1-2将进水框架1-1固定于蓄水空间g的一侧，进水框架1-1的内部立篦1-3可以有效避免外部大颗粒污染物进入蓄水空间g；作为本实施例的优选，进水模块1和消能模块2上设置有水平标定装置，进水模块1上还设置有竖直标定装置，通过水平标定装置可以实现安装完成后的进水模块1的水平位置标定，保证进水模块1安装位置准确的同时，也可以为其他模块的安装提供位置参照，通过竖直标定装置可以实现进水模块1、消能模块2、溢流控渗模块3以及蓄排水模块4等其他模块的竖直位置标定；作为优选，在本实施例中，竖直标定装置可以选用红外标定装置以提高标定准确性。
[0049]
如图4所示，在本实施例中，消能模块2包括若干层从高至低相互连接的若干层台阶2-1，设置为多层台阶状的目的是为了在雨水随台阶下落的同时实现逐层消能，减少对内部填充材料的冲击，保持过滤性能的同时，减少对内部植物的冲击损坏，在台阶2-1的内部形成有填充腔2-2，在填充腔2-2的内部填充有消能材料，例如栽培土壤等，在消能材料中种植绿植，在消能雨水在经过消能材料后消能后部分用于灌溉绿植，部分从消能材料中下落，在每层台阶2-1的顶部开设有与填充腔2-2连通的顶孔2-3，通过顶孔2-3雨水可以以大流量进入若干层台阶2-1的内部，同时通过顶孔2-3也可以实现内部消能材料的取放及内部绿植种植，因此顶孔2-3孔径可以设置相对较大，在台阶2-1的侧壁上开设有与填充腔2-2连通的侧孔2-4，雨水在经过消能材料后消能后从消能材料的空隙中下落并最终通过侧孔2-4从台阶内腔流出，在每层台阶2-1的前端还伸出设置有凹凸定位部2-5，凹凸定位部可以增大与
土体的接触面积和接触力，从而进一步提高消能模块2安装固定稳定性，在本实施例中，凹凸定位部设置为前凸后凹的圆弧状，在增大接触面积和接触力的同时，圆弧状也能降低装卸时可能导致的非预期损坏的可能。
[0050]
如图5-6所示，在本实施例中，溢流控渗模块3包括壳体3-1，在壳体3-1的一侧设置有与蓄排水模块4连通的蓄排水接口3-3，蓄水空间g内的雨水经过蓄排水模块4后从蓄排水接口3-3进入溢流控渗模块内部，壳体3-1的另一侧设置有与排水管out连通的排水管接口3-4，溢流控渗模块内部的雨水经由排水管接口3-4从排水管排出，在壳体3-1内部缓释腔3-5中设置有缓释排水单元3-6，缓释排水单元3-6通过一侧入口3-61与蓄排水接口3-3连通，缓释排水单元3-6通过底部出口3-62与排水管接口3-4连通；蓄水空间内水位未超出溢流控渗模块顶部盖体时，进入蓄水空间内部的雨水在灌溉完改性种植土层顶部的植物后，向下流过改性种植土层经由蓄排水模块后进入溢流控渗模块中，经过缓释排水单元3-6实现雨水的缓释均流匀速排放，并最终从排水管排出；而当蓄水空间g内水位超出溢流控渗模块顶部盖体时，进入蓄水空间内部的雨水经由溢流控渗模块的顶部直接进入溢流控渗模块内部，并不经过缓释排水单元3-6而直接从溢流控渗模块一侧的排水管直接排出。
[0051]
作为优选，如图5所示，溢流控渗模块3的顶部还设置有与壳体3-1固定连接的盖体3-2，盖体3-2的内部设置有雨篦，蓄水空间g内水位高于盖体时雨水直接从溢流控渗模块3的顶部进入时，通过雨篦可以有效防止雨水中的大颗粒污染物进入；溢流控渗模块3的壳体3-1上还设置有水平标定装置，通过水平标定装置可以实现安装完成后的溢流控渗模块3的水平位置标定，保证溢流控渗模块3自身安装位置以及与其他模块相对安装位置的准确的同时，也可以为其他模块的安装提供位置参照。
[0052]
作为本实施例的进一步优选，壳体3-1上不同于蓄排水接口3-3及排水管接口3-4的另一侧还设置有备用接口3-7，备用接口的作用一方面在于溢流控渗模块3成对使用时，可以使用两两相对的备用接口3-7实现两个溢流控渗模块3的对接；另一方面的作用在于当需要用于转角位置时，可以选用与蓄排水接口3-3呈90度排布的备用接口3-7以实现换向功能，而在不使用时需要为备用接口3-7设置有对应的盖罩以实现备用接口的封闭。
[0053]
如图7-8所示，在本实施例中，蓄排水模块4包括蓄排水框架4-1，在蓄排水框架4-1的内部包括底部支撑层4-a和顶部填料层4-b，底部支撑层用于支撑顶部填料层，顶部填料层用于对蓄水空间g内部进入溢流控渗模块3的雨水进行过滤，在支撑层4-a的内部设置有若干支撑立柱4-2，在本实施例中，作为优选，支撑立柱均设置为上大下小且通过圆弧线连接的结构，在提供有效支撑的同时，圆弧状连接外轮廓也有助于缓解内部应力集中状况，填料层4-b包括外部盖板框架4-3，在盖板框架4-3的内腔中填充有立体微孔填料，蓄排水框架4-1和盖板框架4-3的表面均开设有透水孔，雨水可以经由透水孔穿过蓄排水模块，而大颗粒杂质则被阻拦在外无法进入蓄排水模块，同时内部立体微孔填料也能够阻挡部分小颗粒杂质，从而实现对雨水的二次过滤效果，在本实施例中，如图1-2所示，通过多块蓄排水模块4铺设成蓄排水模块层。
[0054]
[第二实施例]
[0055]
如图9所示为本发明提供的第二实施例，其具体方案为提供一种装配式生物滞留设施的成型方法，包括以下步骤：
[0056]
1)确定蓄水空间位置及汇水范围，从而方便确定后续基坑开挖尺寸，并确认场地
竖向标高，以为后续各模块提供竖向标高基准；
[0057]
2)在蓄水空间一侧安装进水模块，并对安装完成的进水模块进行水平校准；
[0058]
3)在进水模块的底部安装消能模块，并对安装完成的进水模块进行水平校准，对进水模块和消能模块的水平校准不仅可以确定自身安装水平位置是否准确，同时也可以帮助确定溢流控渗模块和蓄排水模块的相对安装位置；
[0059]
4)在蓄水空间位置开挖基坑，先采用机械开挖，然后在开挖出的基坑内壁削切出护坡，最后在基坑表面通过素土夯实，并核实开挖完成的基坑竖向标高是否在预设阈值范围内；
[0060]
5)在基坑内部安装溢流控渗模块；并对安装完成的溢流控渗模块进行水平校准，并核实安装完成的溢流控渗模块的竖向标高是否在预设阈值范围内；
[0061]
6)在溢流控渗模块的底部铺设防渗膜以避免溢流控渗模块接口位置的雨水泄漏从而下漏至溢流控渗模块的底部，并核实安装铺设完防渗膜的溢流控渗模块的竖向标高是否在预设阈值范围内；
[0062]
7)在溢流控渗模块的外周安装蓄排水模块层，并核实安装完成的蓄排水模块层的竖向标高是否在预设阈值范围内；
[0063]
8)改性种植土层铺设：按照预设配比掺和形成过改性种植土层填料，在填料内部分层铺设改性种植土层介质，并通过人工分层夯实，将改性种植土层铺设高于蓄排水模块直至设计厚度后，将改性种植土层采用水夯法沉降多遍，最后在改性种植土层顶部通过铺设改性种植土层介质实现补平，并核实铺设完成的改性种植土层的竖向标高是否在预设阈值范围内；
[0064]
9)在改性种植土层顶部栽植植物；
[0065]
10)在改性种植土层顶部铺设覆盖层，并核实铺设完成的覆盖层的竖向标高是否在预设阈值范围内；
[0066]
11)场地整理保洁。
[0067]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。