CN106193245A - 一种用于海绵城市的水田地下隐形水库及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于海绵城市的水田地下隐形水库及其施工方法，该地下隐形水库包括地基层和透气防渗层，透气防渗层的四周设置有过滤墙体，过滤墙体之间形成有储水空间，储水空间内设有蜂巢结构，蜂巢结构由硅砂砖块砌筑而成，储水空间地势高的一侧设有分配水井，储水空间地势低的一侧设有渗水井，蜂巢结构、分配水井和渗水井的表面设有混凝土盖板，混凝土盖板上设有水田回泥层。该施工方法包括施工准备→基坑开挖→铺设地基层→铺设透气防渗层→铺设蜂巢结构→修建分配水井和渗水井→覆土回填。该水田地下隐形水库下雨时可以吸水、蓄水、渗水、净水，需要用水时可以将蓄存的水“释放”并加以利用，促进雨水资源化利用和生态环境保护。

Description

一种用于海绵城市的水田地下隐形水库及其施工方法

技术领域

本发明涉及海绵城市建设领域，具体涉及一种用于海绵城市的水田地下隐形水库及其施工方法。

背景技术

近些年来，逢雨必涝逐渐成为很多城市的痼疾。“目前许多城市都采用快排模式，雨水落到硬化地面只能从管道里集中快排，这种模式让城市里70％的雨水白白流失了，“如果将大部分雨水留下而不是排走，可以最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。也就是说，‘海绵城市’有望将原来大量排至管渠末端的水提前通过吸收、存蓄、渗透等环节消化掉，成为破解‘逢雨必涝’的有效途径，而不是靠修大的排水管。”

雨水怎么留？在海绵城市建设过程中，形成大量的“海绵体”，使城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。海绵城市在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。如河、湖、池塘等水系，及绿地、花园、可渗透路面等城市配套设施。雨水通过这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用，最后剩余部分通过管网、泵站外排，从而有效提高城市排水系统标准，缓减城市内涝压力。具体而言，就是在城市建筑与小区、道路、绿地等场地源头，通过大规模推行雨水花园、下沉式绿地、植草沟、透水铺装等生态设施，对雨水进行下渗、调蓄。

但是传统的城市建设模式，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，雨水主要通过排水设施排走，无法渗透到地下，往往造成逢雨必涝， 旱涝急转，不符合海绵城市建设的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于海绵城市的水田地下隐形水库及其施工方法，该水田地下隐形水库下雨时可以吸水、蓄水、渗水、净水，需要用水时可以将蓄存的水“释放”并加以利用，促进雨水资源化利用和生态环境保护，不但可以修复城市水生态、涵养城市水资源、改善城市水环境、提高城市水安全，而且可以通过水田地下隐形水库的“渗、蓄、滞、净、用、排”六大措施来重新调整城市水资源的分配布局。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种用于海绵城市的水田地下隐形水库，包括地基层和透气防渗层，透气防渗层设置于地基层上，透气防渗层的四周设置有过滤墙体，过滤墙体之间形成有储水空间，储水空间内设有蜂巢结构，蜂巢结构设置于透气防渗层上，蜂巢结构由硅砂砖块砌筑而成，储水空间地势高的一侧设有分配水井，储蜂巢结构和分配水井之间设有进水管件，储水空间地势低的一侧设有渗水井，蜂巢结构和渗水井之间设有出水管件，蜂巢结构、分配水井和渗水井的表面设有混凝土盖板，混凝土盖板上设有水田回泥层。该水田地下隐形水库通过设置蜂巢结构，分配水井和水田回泥层的雨水经过硅砂砖块的作用，可有效地储存地下水资源，而多余的水还可以通过出水管件和渗水井排出，具有抗浮、分散独立单体承载力强，集净化、储存、保鲜一体化完成雨水回用，使用寿命长、后期维护方便等优点。

进一步，储水空间内设有硅砂吸水棒，硅砂吸水棒的上端连接水田回泥层，硅砂吸水棒的下端连通到蜂巢结构内。通过硅砂吸水棒可以将水田回泥层内多余的水吸收到蜂巢结构内，提高海绵城市的水下渗作用，涵养地下水，补充地下水的不足，还能通过土壤净化水质，改善城市微气候。

进一步，硅砂砖块上设有连通孔。通过设置连通孔(图中未画出)，可以使蜂巢结构之间相互连通，提高储水空间的吸水和排水性能。

进一步，透气防渗层包括透气防渗砖和透气防渗砂，透气防渗砂的上端连接透气防渗砖，透气防渗砂的下端连接地基层。通过透气防渗砖和透气防渗砂，可以有效地防止储存于储水空间内的水下渗流失，有效缓解城市地下水位下降的问题，提高城市的地下水位。

进一步，进水管件内设有过滤网。通过设置过滤网，从地势高的分配水井的水先经过过滤网的作用，去除水中的杂质，防止进水管件被堵塞。

一种用于海绵城市的水田地下隐形水库施工方法，包括以下施工步骤：

a)施工准备：先根据原水田的结构设计施工图纸，并做好技术交底工作，然后根据设计文件和设计图纸、施工合同及现场情况编写施工组织设计，准备好施工机具设备，并检查设备运转情况，对施工机具进行及时检测，最后将施工机具放置在施工场地。

b)基坑开挖：按照施工设计要求确定施工区域，先在施工区域的四周建立安全隔板，四周留大于500mm宽安装操作空间，并撒好灰线；然后挖机配合人工开挖基坑至设计标深。

c)铺设地基层：先进行基坑底部处理，通过振捣器压平捣实，并夯实原土；然后在基坑的底部和基坑的四周均铺设一层防渗土工布，防渗土工布连接处的搭接重叠宽度设置为100-150mm；接着在基坑底部的防渗土工布上铺设一层级配碎石，控制级配碎石的厚度为100-200mm；最后在级配碎石上浇铺设一层地基防渗底板，完成地基层的铺设。

d)铺设透气防渗层：在铺设前，地基层的表面先用细沙找平，保持地基层表面的潮湿度；然后铺设一层透气防渗砂，透气防渗砂的厚度为50-100mm；最后在透气防渗砂的基础上铺设透气防渗砖，完成透气防渗层的铺设。

e)铺设蜂巢结构：

1)弹线放样：先根据硅砂砖块的幅面规格和蜂巢结构的铺设拼接要求，在透气防渗层表面的铺设区域弹线放样。

2)设定砌筑标高：先利用标高粘贴浆将标高设定板粘合制成预定厚度的标高垫块，选择铺设区域弹线放样的一个边角位置粘贴标高垫块，然后在另外三 个边角位置粘贴标高垫块，接着在铺设区域弹线放样的交叉位置也粘贴标高垫块，最后通过水平测量仪，将各相邻标高垫块的顶面调整在同一水平面上，粘贴牢固。

3)铺设第一层硅砂砖块：在需要铺设硅砂砖块的区域，先批一层水泥浆料，然后根据设定的标高和蜂巢结构的铺设拼接要求，完成第一层硅砂砖块的铺设；在完成第一层硅砂砖块的铺设后，按照上述的方式完成硅砂砖块的铺设，最后对硅砂砖块与硅砂砖块的连接处进行补料，由此完成蜂巢结构的铺设。

f)修建分配水井和渗水井：先在蜂巢结构地势高的一侧修建一个分配水井，与此同时在蜂巢结构地势低的一侧修建一个渗水井；然后在蜂巢结构和分配水井之间铺设进水管件，并在蜂巢结构和渗水井之间铺设进水管件；最后在蜂巢结构的四周铺设过滤墙体，过滤墙体的内侧紧贴蜂巢结构，过滤墙体的外侧紧贴防渗土工布。

g)覆土回填：先在蜂巢结构、分配水井和分配水井的表面先铺设一层混凝土盖板，盖住整个水田地下隐形水库的空间，然后进行用挖机将水田泥土进行回填，最后对回填的水田泥土进行找平。

进一步，在步骤(c)中，夯实原土的密度大于90％。

进一步，在步骤(c)中，级配碎石的大小为20mm～30mm。

进一步，在步骤(e)中，铺设蜂巢结构浇筑完成后，每天进行浇水养护，持续时间为3-5天。

进一步，在步骤(e)中，标高垫块的贴置过程中，将标高垫块的顶平面与铺设好的蜂巢结构的高度差控制在15mm内。

由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明为一种用于海绵城市的水田地下隐形水库及其施工方法，该水田地下隐形水库下雨时可以吸水、蓄水、渗水、净水，需要用水时可以将蓄存的水“释放”并加以利用，促进雨水资源化利用和生态环境保护，不但可以修复城市水生态、涵养城市水资源、改善城市水环境、提高城市水安全，而且可以通过水田地下隐形水库的“渗、蓄、滞、净、用、排”六大措施来重新调整城市 水资源的分配布局。除此之外，该水田地下隐形水库模拟地下储水结构，采用蜂窝式多重滤水结构(即蜂巢结构)，底部铺设透透气防渗砖和透气防渗砂增加水溶解氧含量，营造微生物生长环境等技术手段，使之具有水质净化、长期保鲜的功能，水质达到三级以上标准，且水温和地下水温相同，解决了面源污染雨水进入河道发黑、发臭及产生蓝藻等问题。

该水田地下隐形水库通过设置蜂巢结构，分配水井和水田回泥层的雨水经过硅砂砖块的作用，可有效地储存地下水资源，而多余的水还可以通过出水管件和渗水井排出，具有抗浮、分散独立单体承载力强，集净化、储存、保鲜一体化完成雨水回用，使用寿命长、后期维护方便等优点。

通过硅砂吸水棒可以将水田回泥层内多余的水吸收到蜂巢结构内，提高海绵城市的水下渗作用，涵养地下水，补充地下水的不足，还能通过土壤净化水质，改善城市微气候。

通过设置连通孔(图中未画出)，可以使蜂巢结构之间相互连通，提高储水空间的吸水和排水性能。

通过透气防渗砖和透气防渗砂，可以有效地防止储存于储水空间内的水下渗流失，有效缓解城市地下水位下降的问题，提高城市的地下水位。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中一种用于海绵城市的水田地下隐形水库施工方法的施工流程图；

图2为本发明中一种用于海绵城市的水田地下隐形水库的结构示意图；

图3为本发明中图2中A向的的结构示意图；

图4为本发明中蜂巢结构的结构示意图。

图中：1-地基层；2-过滤墙体；3-储水空间；4-蜂巢结构；5-分配水井；6-进水管件；7-渗水井；8-出水管件；9-混凝土盖板；10-水田回泥层；11-硅砂吸水棒；12-透气防渗砂；13-透气防渗砖；14-防渗土工布；15-硅砂砖块。

具体实施方式

如图1至图4所示，一种用于海绵城市的水田地下隐形水库，包括地基层1和透气防渗层，透气防渗层设置于地基层1上。透气防渗层的四周设置有过滤墙体2，过滤墙体2之间形成有储水空间3，储水空间3内设有蜂巢结构4，蜂巢结构4设置于透气防渗层上，蜂巢结构4由硅砂砖块15砌筑而成。储水空间3地势高的一侧设有分配水井5，储蜂巢结构4和分配水井5之间设有进水管件6，储水空间3地势低的一侧设有渗水井7，蜂巢结构4和渗水井7之间设有出水管件8，蜂巢结构4、分配水井5和渗水井7的表面设有混凝土盖板9，混凝土盖板9上设有水田回泥层10。该水田地下隐形水库通过设置蜂巢结构4，分配水井5和水田回泥层10的雨水经过硅砂砖块15的作用，可有效地储存地下水资源，而多余的水还可以通过出水管件8和渗水井7排出，具有抗浮、分散独立单体承载力强，集净化、储存、保鲜一体化完成雨水回用，使用寿命长、后期维护方便等优点。

储水空间3内设有硅砂吸水棒11，硅砂吸水棒11的上端连接水田回泥层10，硅砂吸水棒11的下端连通到蜂巢结构4内。通过硅砂吸水棒11可以将水田回泥层10内多余的水吸收到蜂巢结构4内，提高海绵城市的水下渗作用，涵养地下水，补充地下水的不足，还能通过土壤净化水质，改善城市微气候。

硅砂砖块15上设有连通孔。通过设置连通孔(图中未画出)，可以使蜂巢结构4之间相互连通，提高储水空间3的吸水和排水性能。

透气防渗层包括透气防渗砖13和透气防渗砂12，透气防渗砂12的上端连接透气防渗砖13，透气防渗砂12的下端连接地基层1。通过透气防渗砖13和透气防渗砂12，可以有效地防止储存于储水空间3内的水下渗流失，有效缓解城市地下水位下降的问题，提高城市的地下水位。

进水管件6内设有过滤网。通过设置过滤网，从地势高的分配水井5的水先经过过滤网的作用，去除水中的杂质，防止进水管件6被堵塞。

一种用于海绵城市的水田地下隐形水库施工方法，包括以下施工步骤：

a)施工准备：

先根据原水田的结构设计施工图纸，并做好技术交底工作，然后根据设计文件和设计图纸、施工合同及现场情况编写施工组织设计，准备好施工机具设备，并检查设备运转情况，对施工机具进行及时检测，最后将施工机具放置在施工场地。现场主要机具设备如表1所示：

表 1

电气名称	数量	功率/W	总功率/W
				电焊机	2台	6000W/台	12000W
冲击钻	4台	900W/台	3600W
				切割机	3台	2000W/台	6000W
手提切割机	3台	1000W/台	3000W
				焊接机	2台	10000W/台	20000W

b)基坑开挖：按照施工设计要求确定施工区域，先在施工区域的四周建立安全隔板，四周留大于500mm宽安装操作空间，并撒好灰线；然后挖机配合人工开挖基坑至设计标深。

c)铺设地基层1：先进行基坑底部处理，通过振捣器压平捣实，并夯实原土，夯实原土的密度大于90％。然后在基坑的底部和基坑的四周均铺设一层防渗土工布14，防渗土工布14连接处的搭接重叠宽度设置为100-150mm；接着在基坑底部的防渗土工布14上铺设一层级配碎石，控制级配碎石的厚度为100-200mm，级配碎石的大小为20mm～30mm。最后在级配碎石上浇铺设一层地基防渗底板，完成地基层1的铺设。

d)铺设透气防渗层：在铺设前，地基层1的表面先用细沙找平，保持地基层1表面的潮湿度；然后铺设一层透气防渗砂12，透气防渗砂12的厚度为50-100mm；最后在透气防渗砂12的基础上铺设透气防渗砖13，完成透气防渗层的铺设；

e)铺设蜂巢结构4：

1)弹线放样：先根据硅砂砖块15的幅面规格和蜂巢结构4的铺设拼接要 求，在透气防渗层表面的铺设区域弹线放样。

2)设定砌筑标高：先利用标高粘贴浆将标高设定板粘合制成预定厚度的标高垫块，选择铺设区域弹线放样的一个边角位置粘贴标高垫块，然后在另外三个边角位置粘贴标高垫块，接着在铺设区域弹线放样的交叉位置也粘贴标高垫块，最后通过水平测量仪，将各相邻标高垫块的顶面调整在同一水平面上，粘贴牢固。标高垫块的贴置过程中，将标高垫块的顶平面与铺设好的蜂巢结构4的高度差控制在15mm内。

3)铺设第一层硅砂砖块15：在需要铺设硅砂砖块15的区域，先批一层水泥浆料，然后根据设定的标高和蜂巢结构4的铺设拼接要求，完成第一层硅砂砖块15的铺设，硅砂砖块15长宽高的规格为439mm*120mm*150mm。在完成第一层硅砂砖块15的铺设后，按照上述的方式完成硅砂砖块15的铺设，最后对硅砂砖块15与硅砂砖块15的连接处进行补料，由此完成蜂巢结构4的铺设。铺设蜂巢结构4浇筑完成后，每天进行浇水养护，持续时间为3-5天。

f)修建分配水井5和渗水井7：先在蜂巢结构4地势高的一侧修建一个分配水井5，与此同时在蜂巢结构4地势低的一侧修建一个渗水井7；修建分配水井5和渗水井7采用防渗砖块铺设，减少水体流失。然后在蜂巢结构4和分配水井5之间铺设进水管件6，并在蜂巢结构4和渗水井7之间铺设进水管件6；最后在蜂巢结构4的四周铺设过滤墙体2，过滤墙体2的内侧紧贴蜂巢结构4，过滤墙体2的外侧紧贴防渗土工布14。

g)覆土回填：先在蜂巢结构4、分配水井5和分配水井5的表面先铺设一层混凝土盖板9，盖住整个水田地下隐形水库的空间，然后进行用挖机将水田泥土进行回填，最后对回填的水田泥土进行找平。在回填泥土上可以修建绿化草地、种植植物，形成生态雨水湿地。除此之外，也可以直接修建广场、停车场，节约土地资源，提高土地的综合利用，经济、社会、生态效益显著。

该水田地下隐形水库下雨时可以吸水、蓄水、渗水、净水，需要用水时可以将蓄存的水“释放”并加以利用，促进雨水资源化利用和生态环境保护，不但可以修复城市水生态、涵养城市水资源、改善城市水环境、提高城市水安全， 而且可以通过水田地下隐形水库的“渗、蓄、滞、净、用、排”六大措施来重新调整城市水资源的分配布局。除此之外，该水田地下隐形水库模拟地下储水结构，采用蜂窝式多重滤水结构(即蜂巢结构4)，底部铺设透透气防渗砖13和透气防渗砂12增加水溶解氧含量，营造微生物生长环境等技术手段，使之具有水质净化、长期保鲜的功能，水质达到三级以上标准，且水温和地下水温相同，解决了面源污染雨水进入河道发黑、发臭及产生蓝藻等问题。

当雨峰值过大的时候，水田地下隐形水库可以储存一部分雨水，配合分配水井5和渗水井7，帮助排放地表水，避免内涝等灾害。经过水田地下隐形水库蓄起来的雨水一部分用于绿化灌溉、日常生活，一部分经过渗透补给地下水，多余的部分就经市政管网排进河流。不仅降低了雨水峰值过高时出现积水的几率，也减少了第一时间对水源的直接污染，实现海绵城市工程与河湖水系的生态循环。

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，为解决基本相同的技术问题，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。

Claims (10)

1.一种用于海绵城市的水田地下隐形水库，包括地基层和透气防渗层，其特征在于：所述透气防渗层设置于所述地基层上，所述透气防渗层的四周设置有过滤墙体，所述过滤墙体之间形成有储水空间，所述储水空间内设有蜂巢结构，所述蜂巢结构设置于所述透气防渗层上，所述蜂巢结构由硅砂砖块砌筑而成，所述储水空间地势高的一侧设有分配水井，所述储蜂巢结构和所述分配水井之间设有进水管件，所述储水空间地势低的一侧设有渗水井，所述蜂巢结构和所述渗水井之间设有出水管件，所述蜂巢结构、所述分配水井和所述渗水井的表面设有混凝土盖板，所述混凝土盖板上设有水田回泥层。

2.根据权利要求1所述一种用于海绵城市的水田地下隐形水库，其特征在于：所述储水空间内设有硅砂吸水棒，所述硅砂吸水棒的上端连接所述水田回泥层，所述硅砂吸水棒的下端连通到所述蜂巢结构内。

3.根据权利要求1所述一种用于海绵城市的水田地下隐形水库，其特征在于：所述硅砂砖块上设有连通孔。

4.根据权利要求1所述一种用于海绵城市的水田地下隐形水库，其特征在于：所述透气防渗层包括透气防渗砖和透气防渗砂，所述透气防渗砂的上端连接所述透气防渗砖，所述透气防渗砂的下端连接所述地基层。

5.根据权利要求1所述一种用于海绵城市的水田地下隐形水库，其特征在于：所述进水管件内设有过滤网。

6.一种如权利要求1所述用于海绵城市的水田地下隐形水库施工方法，其特征在于包括以下施工步骤：

a)施工准备：先根据原水田的结构设计施工图纸，并做好技术交底工作，然后根据设计文件和设计图纸、施工合同及现场情况编写施工组织设计，准备好施工机具设备，并检查设备运转情况，对施工机具进行及时检测，最后将施工机具放置在施工场地；

b)基坑开挖：按照施工设计要求确定施工区域，先在施工区域的四周建立安全隔板，四周留大于500mm宽安装操作空间，并撒好灰线；然后挖机配合人工开挖基坑至设计标深；

c)铺设地基层：先进行基坑底部处理，通过振捣器压平捣实，并夯实原土；然后在基坑的底部和基坑的四周均铺设一层防渗土工布，防渗土工布连接处的搭接重叠宽度设置为100-150mm；接着在基坑底部的防渗土工布上铺设一层级配碎石，控制级配碎石的厚度为100-200mm；最后在级配碎石上浇铺设一层地基防渗底板，完成地基层的铺设；

d)铺设透气防渗层：在铺设前，地基层的表面先用细沙找平，保持地基层表面的潮湿度；然后铺设一层透气防渗砂，透气防渗砂的厚度为50-100mm；最后在透气防渗砂的基础上铺设透气防渗砖，完成透气防渗层的铺设；

e)铺设蜂巢结构：

1)弹线放样：先根据硅砂砖块的幅面规格和蜂巢结构的铺设拼接要求，在透气防渗层表面的铺设区域弹线放样；

2)设定砌筑标高：先利用标高粘贴浆将标高设定板粘合制成预定厚度的标高垫块，选择铺设区域弹线放样的一个边角位置粘贴标高垫块，然后在另外三个边角位置粘贴标高垫块，接着在所述铺设区域弹线放样的交叉位置也粘贴标高垫块，最后通过水平测量仪，将各相邻标高垫块的顶面调整在同一水平面上，粘贴牢固；

3)铺设第一层硅砂砖块：在需要铺设硅砂砖块的区域，先批一层水泥浆料，然后根据设定的标高和蜂巢结构的铺设拼接要求，完成第一层硅砂砖块的铺设；在完成第一层硅砂砖块的铺设后，按照上述的方式完成硅砂砖块的铺设，最后对硅砂砖块与硅砂砖块的连接处进行补料，由此完成蜂巢结构的铺设；

f)修建分配水井和渗水井：先在蜂巢结构地势高的一侧修建一个分配水井，与此同时在蜂巢结构地势低的一侧修建一个渗水井；然后在蜂巢结构和分配水井之间铺设进水管件，并在蜂巢结构和渗水井之间铺设进水管件；最后在蜂巢结构的四周铺设过滤墙体，过滤墙体的内侧紧贴蜂巢结构，过滤墙体的外侧紧贴防渗土工布；

g)覆土回填：先在所述蜂巢结构、所述分配水井和所述分配水井的表面先铺设一层混凝土盖板，盖住整个水田地下隐形水库的空间，然后进行用挖机将水田泥土进行回填，最后对回填的水田泥土进行找平。

7.根据权利要求6所述一种用于海绵城市的水田地下隐形水库施工方法，其特征在于：在所述步骤(c)中，夯实原土的密度大于90％。

8.根据权利要求6所述一种用于海绵城市的水田地下隐形水库施工方法，其特征在于：在所述步骤(c)中，所述级配碎石的大小为20mm～30mm。

9.根据权利要求6所述一种用于海绵城市的水田地下隐形水库施工方法，其特征在于：在所述步骤(e)中，铺设蜂巢结构浇筑完成后，每天进行浇水养护，持续时间为3-5天。

10.根据权利要求6所述一种用于海绵城市的水田地下隐形水库施工方法，其特征在于：在步骤(e)中，标高垫块的贴置过程中，将标高垫块的顶平面与铺设好的蜂巢结构的高度差控制在15mm内。