CN104452941A - 一种防止地面沉降变形的雨水收集渗透系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止地面沉降变形的雨水收集渗透系统，包括初雨弃流池、过滤净化池、雨水收集池及干式污泥清理井，在雨水收集池下间隔垂直连接有若干渗透过滤管道，雨水收集池由聚丙烯塑料模块构筑形成并在外包覆有防水土工膜，渗透过滤管道可将雨水引导跨过地基持力层直达下面含砂层，避免因雨水长期滤透到地基持力层的土体内甚至水浸泡，产生危害，从而有效防止地基变形沉降。本发明采用渗透过滤管道与聚丙烯塑料模块相结合形成原位渗透系统，满足了地面沉降的要求及雨水渗透利用需求，解决了地面沉降与原位渗透不能同一的矛盾，广泛应用于硬质铺装园林场地、广场、停车场等地下建造雨水收集渗透系统。
Description
技术领域
本发明涉及雨水收集处理设施技术领域，特别涉及一种雨水收集渗透系统。
背景技术
由于水资源日益紧缺，世界各国家都非常重视城市雨水利用的开发和应用，雨水入渗系统设施是常用的雨水利用技术之一，雨水入渗系统是采用天然或人工的条件使雨水渗透到地下，这样既减少了雨水的排放，同时也能够涵养地下水。聚丙烯塑料模块是一种最近几年新出现的可以蓄水、排水的雨水设施，聚丙烯塑料模块是由聚丙烯塑料制成，单体呈长方体形，内部为镂空形状，各单元模块可拼装组合，根据工程需要可外包裹防渗土工布或透水土工布，形成贮水池、渗透池、调节池不同类型，内部具有95%的贮水空间。
聚丙烯塑料模块可以作为地下入渗系统设施，即利用聚丙烯塑料模块作蓄水池就地原位下渗，但聚丙烯塑料模块作为地下入渗系统设施均是建于绿地下，难以建造于硬质铺装园林场地、广场、停车场等场地，这是由于该种场地上面硬质铺装及有动荷载，对下面地基承载能力有较高的要求，由于雨水在原位置渗透，雨水直接下渗到地基持力层至下卧层，持力层受到雨水的长期浸泡，土体变软，承载能力必然降低，以致上部结构变形破坏；此外，为了提高地基的承载力，模块下垫面土体是经过辗压，经过辗压后的土壤渗透系数大大降低，比黏土的渗透系数还低，达不到渗透回灌的目的。因此，如果将聚丙烯塑料模块建造于硬质铺装地面下作为就地原位下渗系统设施，通常会出现路面或上方铺装面变形沉降，达不到质量要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可有效防止地面沉降变形的雨水收集渗透系统。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种防止地面沉降变形的雨水收集渗透系统，包括埋设于硬质铺装路面下方依次通过管道依次相连的初雨弃流池、过滤净化池、雨水收集池及干式污泥清理井，所述初雨弃流池将污染的初期雨水弃流排出并将洁净的后期雨水排至过滤净化池中，所述过滤净化池对后期雨水进行过滤并将过滤后雨水排至雨水收集池中，所述雨水收集池由聚丙烯塑料模块构筑形成并在外包覆有防水土工膜，所述雨水收集池下间隔垂直连接有若干跨过地基持力层的渗透过滤管道，所述雨水收集池将雨水汇集并通过渗透过滤管道引导雨水跨过地基持力层直达下方含砂层。
进一步，各所述聚丙烯塑料模块中部留用供渗透过滤管道伸入连接的圆孔。
进一步，所述初雨弃流池包括具有进水口、弃流口及出水口的池体和设置在池体内用以控制雨水流向的翻转阀门，所述翻转阀门包括阀口、翻转阀板、转轴、配重块、钢桶、拉杆、拉绳，所述阀口水平设置，所述阀口上方与进水口、弃流口都相通，所述阀口下方与出水口相通，所述翻转阀板设置在阀口内并与转轴固定连接，所述翻转阀板翻转呈水平状态时对阀口进行封闭，所述配重块和拉杆均固定联接在转轴一端，所述钢桶通过拉绳与拉杆端部相连接，所述钢桶底部设有出水孔，在所述钢桶上方分别设有弃流口雨水取水管和出水口雨水取水管，所述转轴在配重块重力作用下转动使翻转阀板呈水平状态以封闭阀口，所述转轴在拉绳拉动作用下转动使翻转阀板呈竖直状态以打开阀口。
进一步，所述过滤净化池包括第一过滤室和第二过滤室，在所述第一过滤室内由下至上依次设有过流通道层、陶粒层、石英砂层及过流通道层，在所述第二过滤室内由上至下依次设有过流通道层、陶粒层、石英砂层、活性炭层及过流通道层，位于所述第一过滤室顶部的过流通道层与位于所述第二过滤室顶部的过流通道层相连通，所述第一过滤室底部的过流通道层与初雨弃流池的出水口相连通，所述过流通道层由聚丙烯塑料模块构筑形成。
进一步，各所述渗透过滤管道包括导管、底部一段套装于导管内的长管，及填充于导管和长管内的滤料，长管顶部一段外围四周设有多个进水孔并套装有过滤套筒，长管顶部一段伸进雨水收集池内，导管底部连接有出水滤筒。
进一步，所述干式污泥清理井包括井体和设于井体下的渗透过滤管道，所述雨水收集池的池底高于干式污泥清理井的井底，在所述井体内还设有排污管道和控制阀门。
有益效果：此雨水收集渗透系统中通过在雨水收集池下方布置垂直式的渗透过滤管道，渗透过滤管道可将雨水引导跨过地基持力层直达下面含砂层，避免因雨水长期滤透到地基持力层的土体内甚至水浸泡，产生危害，从而有效防止地基变形沉降。本发明采用渗透过滤管道与聚丙烯塑料模块相结合形成原位渗透系统，满足了地面沉降的要求及雨水渗透利用需求，解决了地面沉降与原位渗透不能同一的矛盾，广泛应用于硬质铺装园林场地、广场、停车场等地下建造雨水收集渗透系统。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；
图1为本发明实施例的局部系统剖视图；
图2为本发明实施例中初雨弃流池的局部结构示意图；
图3为本发明实施例中初雨弃流池的平面示意图；
图4为本发明实施例中过滤净化池的剖视图；
图5为本发明实施例中干式污泥清理井的剖视图；
图6为本发明实施例中渗透过滤管道的剖视图。
具体实施方式
参照图1至图6，一种防止地面沉降变形的雨水收集渗透系统，包括埋设于硬质铺装路面下方依次通过管道依次相连的初雨弃流池10、过滤净化池20、雨水收集池30及干式污泥清理井40，初雨弃流池10将污染的初期雨水弃流排出并将洁净的后期雨水排至过滤净化池20中，过滤净化池20对后期雨水进行过滤并将过滤后雨水排至雨水收集池30中，雨水收集池30由聚丙烯塑料模块31构筑形成并在外包覆有防水土工膜，雨水收集池30下间隔垂直连接有若干跨过地基持力层的渗透过滤管道50，雨水收集池30将雨水汇集并通过渗透过滤管道50引导雨水跨过地基持力层直达下方含砂层。
初雨弃流池10主要将初期污染程度高的雨水弃流排出，以保证水质，该初雨弃流池10主要通过采用机械式的流量控制方式排去污染浓度高的初期雨水，具体地，该初雨弃流池10包括具有进水口111、弃流口112及出水口113的池体11和设置在池体11内用以控制雨水流向的翻转阀门12，池体11是上下两层构造，进水口111和弃流口112都处于上层，出水口113处于下层，在两层之间通过设置翻转阀门12来控制雨水流向，当翻转阀门12关闭时，雨水经进水口111进入后直接从弃流口112流出；当翻转阀门12打开时，雨水经进水口111进入后，经翻转阀门12跌落至下方，再从下方的出水口113流出。其中，翻转阀门12包括阀口121、翻转阀板122、转轴123、配重块124、钢桶125、拉杆126、拉绳127，阀口121水平设置，阀口121上方与进水口111、弃流口112都相通，阀口121下方与出水口113相通，翻转阀板122设置在阀口121内并与转轴123固定连接，当转轴123转动时可控制翻转阀板122打开或关闭阀口121，当翻转阀板122翻转呈水平状态时对阀口121进行封闭，配重块124和拉杆126均固定联接在转轴123一端，配重块124和拉杆126两者交错呈90度布置，钢桶125通过拉绳127与拉杆126端部相连接，配重块124在重力作用下可控制转轴123转动，而转轴123在拉绳127拉动作用下也可以控制转轴123转动，拉绳127拉动动作主要通过钢桶125入水实现，钢桶125底部设有出水孔，在钢桶125上方分别设有与弃流口112相通的弃流口雨水取水管128和与出水口113相通的出水口雨水取水管129，转轴123在配重块124重力作用下转动使翻转阀板122呈水平状态以封闭阀口121，转轴123在拉绳127拉动作用下转动使翻转阀板122呈竖直状态以打开阀口121。
下面结合对该初雨弃流池10的工作原理进行阐述：当无雨水进入时，钢桶125内无水量，钢桶125通过拉绳127下拉对转轴的作用力比配重块124对转轴123的作用力小很多，翻转阀门12便处于关闭状态；当钢桶125内的水量达到60~70%时，钢桶125通过拉绳127的作用力的大于配重块124的作用力，转轴123转动带动翻转阀板122翻转打开阀口121；当钢桶125内水量排干后，翻转阀门12又复到原关闭状态。
当降雨开始后，初期雨水由进水口111进入，由于翻转阀门12处于关闭状态，初期雨水直接从弃流口112流出，此时，弃流口雨水取水管128在弃流口112处取得雨水注入钢桶125内，经过设定时间后，钢桶125内的水达到设定量后，钢桶125通过拉绳127下拉的作用力的大于配重块124的作用力，便使翻转阀门12打开，进水口111进入的水便全部经阀口121跌落至下方再从出水口113流出。正常收集雨水后，弃流口112处不再有水流过，弃流口雨水取水管128无水再流入钢桶125内，钢桶125内水将排干，翻转阀门12便会关闭，此时，由于出水口雨水取水管129会接着向钢桶125内不断补充水，使钢桶125内水量保持充盈状态，翻转阀门12又保持打开状态。
作为优选，过滤净化池20包括第一过滤室21和第二过滤室22，在第一过滤室21内由下至上依次设有过流通道层23、陶粒层24、石英砂层25及过流通道层23，在第二过滤室22内由上至下依次设有过流通道层23、陶粒层24、石英砂层25、活性炭层26及过流通道层23，位于第一过滤室21顶部的过流通道层23与位于第二过滤室22顶部的过流通道层23相连通，第一过滤室21底部的过流通道层23与初雨弃流池10的出水口相连通，过流通道层23由聚丙烯塑料模块31构筑形成。
过滤净化池20采用钢筋混凝土筑成，具有两个分隔开的滤室，分别为第一过滤室21和第二过滤室22，每个滤室内上下层均采用中空的聚丙烯塑料模块31作为过流通道层23，起支承和过流作用，中间夹住滤料，使过流量及效果取最佳。水流首先从第一过滤室21底部的过流通道层23进入并向上溢流进入第二过滤室22内，水流经过两个滤室的多道滤料层的过滤后流出再进入雨水收集池30，水流从第一过滤室21底部进入有效地使水分中的不溶解物沉淀于池底，而又不会阻塞滤网。该过滤净化池20由上下两层聚丙烯塑料模块31间夹入多道滤料层组成的过滤池，可对水质进行多道处理，同时形成较宽的过流面，满足雨水大流量的通过。
作为优选，干式污泥清理井40包括井体41和设于井体41下的渗透过滤管道50，雨水收集池30的池底高于干式污泥清理井40的井底，在井体41内还设有排污管道42和控制阀门。
干式污泥清理井40主要用于收集清理雨水收集池30池内沉淀的淤泥，由于雨水收集池30是由聚丙烯塑料模块31构筑形成，人工无法进入池内，很难进行清理，如果雨水中带的泥浆很多，月积年积，越积越厚，使蓄水空间逐渐减少，并且阻断雨水通过渗透过滤管道50向下渗透的通道，便造成功能丧失。故在雨水收集池30作为下游的一侧设置干式污泥清理井40，干式污泥清理井40的入水口与雨水收集池30的池底相平，且开口很长，这样能使池底的水能顺利进入，收集到池底的淤泥，当下一次雨水到来，进入雨水收集池30后，首先早期的水量穿过池底，就会先把上次沉淀下来的淤泥冲到干式污泥清理井40内，将池底来一次清洁，这样就可减少污泥的日积月累越积越多。另外，井体41内还设有排污管道42和控制阀门，打开控制阀门后便可通过排污管道42直接泄水，对干式污泥清理井40直接清洗。
渗透过滤管道50用于将雨水引导跨过地基持力层，直接渗透到地下渗透系数大的地下含沙层上，从而达到地基稳定不受到影响的目的。渗透过滤管道50包括导管51、底部一段套装于导管51内的长管52，及填充于导管51和长管52内的滤料53，长管52顶部一段外围四周设有多个进水孔并套装有过滤套筒54，导管51底部连接有出水滤筒55。位于雨水收集池30内的雨水通过长管52的进水孔进入，再经过导管51向下跨过地基持力层渗透至地下渗透系数大的地下含沙层，避免水分因长期滤透到地基持力层的土体内甚至水浸泡，产生危害。
其中，长管52顶部一段伸进雨水收集池30内，可防止长管52顶部管口被淤泥覆盖；同时还可增大进水口的面积，保证渗透过滤管道50流量达到最大，缩短雨水排空时间，过滤套筒54和出水滤筒55都采用土工布缝制，能过滤大部分浮游颗粒。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (6)
1.一种防止地面沉降变形的雨水收集渗透系统，其特征在于：包括埋设于硬质铺装路面下方依次通过管道依次相连的初雨弃流池、过滤净化池、雨水收集池及干式污泥清理井，所述初雨弃流池将污染的初期雨水弃流排出并将洁净的后期雨水排至过滤净化池中，所述过滤净化池对后期雨水进行过滤并将过滤后雨水排至雨水收集池中，所述雨水收集池由聚丙烯塑料模块构筑形成并在外包覆有防水土工膜，所述雨水收集池下间隔垂直连接有若干跨过地基持力层的渗透过滤管道，所述雨水收集池将雨水汇集并通过渗透过滤管道引导雨水跨过地基持力层直达下方含砂层。
2.根据权利要求1所述的防止地面沉降变形的雨水收集渗透系统，其特征在于：各所述聚丙烯塑料模块中部留用供渗透过滤管道伸入连接的圆孔。
3.根据权利要求1或2所述的防止地面沉降变形的雨水收集渗透系统，其特征在于：所述初雨弃流池包括具有进水口、弃流口及出水口的池体和设置在池体内用以控制雨水流向的翻转阀门，所述翻转阀门包括阀口、翻转阀板、转轴、配重块、钢桶、拉杆、拉绳，所述阀口水平设置，所述阀口上方与进水口、弃流口都相通，所述阀口下方与出水口相通，所述翻转阀板设置在阀口内并与转轴固定连接，所述翻转阀板翻转呈水平状态时对阀口进行封闭，所述配重块和拉杆均固定联接在转轴一端，所述钢桶通过拉绳与拉杆端部相连接，所述钢桶底部设有出水孔，在所述钢桶上方分别设有弃流口雨水取水管和出水口雨水取水管，所述转轴在配重块重力作用下转动使翻转阀板呈水平状态以封闭阀口，所述转轴在拉绳拉动作用下转动使翻转阀板呈竖直状态以打开阀口。
4.根据权利要求3所述的防止地面沉降变形的雨水收集渗透系统，其特征在于：所述过滤净化池包括第一过滤室和第二过滤室，在所述第一过滤室内由下至上依次设有过流通道层、陶粒层、石英砂层及过流通道层，在所述第二过滤室内由上至下依次设有过流通道层、陶粒层、石英砂层、活性炭层及过流通道层，位于所述第一过滤室顶部的过流通道层与位于所述第二过滤室顶部的过流通道层相连通，所述第一过滤室底部的过流通道层与初雨弃流池的出水口相连通，所述过流通道层由聚丙烯塑料模块构筑形成。
5.根据权利要求4所述的防止地面沉降变形的雨水收集渗透系统，其特征在于：各所述渗透过滤管道包括导管、底部一段套装于导管内的长管，及填充于导管和长管内的滤料，长管顶部一段外围四周设有多个进水孔并套装有过滤套筒，长管顶部一段伸进雨水收集池内，导管底部连接有出水滤筒。
6.根据权利要求5所述的防止地面沉降变形的雨水收集渗透系统，其特征在于：所述干式污泥清理井包括井体和设于井体下的渗透过滤管道，所述雨水收集池的池底高于干式污泥清理井的井底，在所述井体内还设有排污管道和控制阀门。
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