CN110016953B - 用于黄土地区的雨水导向性下渗结构、系统及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于黄土地区的雨水导向性下渗结构、系统及施工方法，下渗结构包括下凹绿地，在下凹绿地下部一侧连通有多个相互平行的横向的上导水砾石通道；在下凹绿地下端设有竖向的圆柱形的砾石含水层，在砾石含水层的下部一侧连通有多个相互平行的横向的下导水砾石通道；该结构还包括多个竖向的导气砾石通道，导气砾石通道垂直连通上导水砾石通道和下导水砾石通道且向上连通至地表；在相邻导气砾石通道之间连通有多个混合管。本发明可将雨水导向无建筑物基础一侧，起到规则化导水的作用。导气通道改变了下凹绿地一侧土壤气体阻力，在雨水横向下渗时能导出土壤中气体，使下凹绿地一侧土壤田间持水率加大，土壤下渗率加大。
Description
技术领域
本发明属于雨水渗流技术领域，具体涉及一种用于黄土地区的雨水导向性下渗结构、系统及施工方法。
背景技术
西北黄土地区土质多为湿陷性黄土，自然状态下其强度高、压缩性小，而在受水浸湿后，土壤结构受损在一定压力下会发生剪切性形变、强度下降、土层塌陷。普通绿化区域绿地多高于或平于路面，降雨时无积水，土壤入渗雨水量较少；而基于“海绵城市”理念的新型绿地多采用下凹绿地，降雨时有地表径流汇入形成积水，多数地区通过下凹绿地区域雨水下渗补给地下水实现雨水回归利用，使城市容纳更多降雨。目前，在黄土土质个件下建设下凹绿地通常选择绿地结构断面全部铺设土工布，以防止雨水进入黄土；或在结构断面需要保护一侧设置混凝土结构或土工布结构防止雨水进入建筑物一侧的土壤，上述方式中或无可下渗雨水或因为加装了阻渗措施使雨水下渗缓慢，且无法渗入下层土壤，需要大量的土工布或混凝土基础，不经济；并且在下凹绿地改造时拆除困难，且对环境不友好，也无法真正实现使雨水快速下渗的目的，由于阻渗措施的增加无法实现加大雨水下渗量的目的。
发明内容
针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种用于黄土地区的雨水导向性下渗结构、系统及施工方法，克服现有黄土土质个件下，无法真正实现使雨水快速下渗的目的，也无法实现加大雨水下渗量的目的的缺陷。
为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：
一种用于黄土地区的雨水导向性下渗结构，包括下凹绿地，在所述下凹绿地下部一侧连通有多个相互平行的横向的上导水砾石通道，在上导水砾石通道内设有横向的上导水花管；
在下凹绿地下端设有竖向的圆柱形的砾石含水层，在砾石含水层的下部一侧连通有多个相互平行的横向的下导水砾石通道，在下导水砾石通道内设有横向的下导水花管；且上导水砾石通道与下导水砾石通道一一对应，每个上导水砾石通道平行位于一个下导水砾石通道正上方；
该下渗结构还包括多个竖向的导气砾石通道，导气砾石通道垂直连通上导水砾石通道和下导水砾石通道且向上连通至地表，在导气砾石通道内同轴设有穿孔导气管；在相邻导气砾石通道之间连通有多个沿竖向排列且平行于上导水砾石通道的混合管，且混合管向靠近下凹绿地方向延伸。
本发明还包括如下技术特征：
可选地，所述下凹绿地的下部从上到下依次为混合土层、粗砂层和砾石层；
所述上导水砾石通道的通道上壁沿远离下凹绿地的方向向下倾斜，且上导水砾石通道的通道上壁的坡度为5％～7％；上导水砾石通道连通所述粗砂层和砾石层，且在上导水砾石通道内填满砾石；
所述上导水花管的一端靠近所述砾石层，且在靠近砾石层的上导水花管的端部设有网状过滤头；
所述砾石含水层内填满砾石；
所述下导水砾石通道的通道上壁沿远离下凹绿地的方向向下倾斜，且下导水砾石通道的通道上壁的坡度为5％～7％；所述下导水砾石通道内填满砾石。
可选地，所述导气砾石通道内在靠近下凹绿地的一侧填充聚氨酯颗粒与炉渣，在远离下凹绿地的一侧填充砾石；
所述混合管包括相互连通且交替排布的微孔纤维管和穿孔管，所述微孔纤维管内填充有蜂窝状高密度吸水纤维网；所述微孔纤维管位于非导气砾石通道处，所述穿孔管位于导气砾石通道内。
可选地，所述导气砾石通道伸至地表的端面设有圆柱形的导气帽，且导气帽的外径大于导气砾石通道的直径；
在导气帽的上部侧壁设有侧边导气孔，沿导气帽的中心轴线设有用于使穿孔导气管穿过的通孔，该通孔的直径等于穿孔导气管的外径，所述穿孔导气管伸出导气帽的部分为180°弯头结构，该弯头结构的下端口距离地面的距离大于30cm；
导气帽顶部距离地面20cm。
可选地，所述上导水砾石通道和下导水砾石通道各有三个，且一一对应分布；且上导水砾石通道之间等间距布设；
位于中间位置的上导水砾石通道和下导水砾石通道之间设有两个所述导气砾石通道；
位于两侧位置的两组上导水砾石通道和下导水砾石通道之间均设有三个所述导气砾石通道；且导气砾石通道之间等间距布设；
所述导气砾石通道之间的间距为40cm～60cm。
可选地，每个所述混合管连通一组沿横向排列的导气砾石通道，每组导气砾石通道之间连通有三个沿竖向排列的横向的混合管，且三个混合管之间等间距布设。
本发明还提供一种用于黄土地区的雨水导向性下渗系统，包括所述的下渗结构，该下渗结构设置在建筑物基础旁，且在建筑物基础和所述下渗结构之间为原状土层。
可选地，在下渗结构远离所述建筑物基础的一侧依次为中心景观分隔带和道路，在道路的侧边再设置一个所述的下渗结构，在道路侧边的下渗结构和道路之间为道路侧边雨水导流区。
本发明还提供了一种用于黄土地区的雨水导向性下渗系统的施工方法，该施工方法包括以下步骤：
步骤一，构建下凹绿地：将原状土层的上部土层压实，形成建筑基础压实土层，压实后，确定下凹绿地在建筑基础压实土层中的两侧边界，在一侧边界处以1：1的边坡度下挖至建筑基础压实土层底面，并铲除边界之外的土壤，建筑基础压实土层内形成纵截面为等边梯形的下凹绿地；
步骤二，构建砾石含水层：在下凹绿地底部以圆形边界竖直向下挖掘，形成圆柱形砾石含水层；
步骤三，构建下导水砾石通道：在圆柱形砾石含水层底部开挖下导水砾石通道，下导水砾石通道建设好以后铺设一半设计厚度的砾石，做压实处理，压实处理后在中心位置铺设下导水花管，再铺设砾石至设计厚度，并预留设计坡度；
步骤四，在下导水砾石通道构建好后回填原状土至上导水砾石通道底部高度并且在砾石含水层内填充砾石，两者都做压实处理；
步骤五，在压实处理后的土层开挖导气砾石通道，直至开挖至与下导水砾石通道接触，导气砾石通道开挖好后在中心位置设置竖直穿孔导气管并填充砾石至上导水砾石通道底部高度；
步骤六，同时进行下凹绿地底部砾石层以及上导水砾石通道的砾石铺设，再在上导水砾石通道中心位置铺设上导水花管，铺设完成后再铺设剩余砾石达到设计高度与坡度，铺设下凹绿地内的粗砂层和混合土层，全部铺设完成后进行压实处理；
步骤七，回填原状土至开挖好边界高度，把下凹绿地边界修理为圆形，在压实处理后的土层设计距离处开挖设计大小的导气砾石通道，直至开挖至与上导水砾石通道接触，导气砾石通道开挖好后在中心位置设置竖直穿孔导气管并填充砾石至地表；
步骤八，在地表砾石上加盖导气帽，并且在穿孔导气管顶部加装180°弯头结构；
步骤九，在种植土层内种植适应当地气候且耐涝的植物。
本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：
(Ⅰ)本发明将下凹绿地应用于湿陷性黄土地区建筑物周围，同时保护道路下方湿陷性黄土土质，相较于完全不施加保护的下凹绿地更为安全稳定，不会因雨水的下渗引起道路结构的塌陷破坏；利用下凹绿地及土壤自身的蓄水、下渗和净化能力，将降雨直接补偿城市地下水系统，提高了雨水利用率，同时保证了下渗雨水的水质和水量。
(Ⅱ)本发明仅在下凹绿地的远离建筑物基础的一侧设置导水层与导气通道，可将雨水导向无建筑物基础一侧，能够阻止由下凹绿地下渗的雨水进入建筑物基础一侧下方的原状土层内，起到规则化导水的作用。相比铺设土工布或建设混凝土基础侧向防渗方式，本发明不设置任何阻渗措施，在保护了建筑物基础的同时加大下渗量，并且可以使更多的雨水下渗回归地下。
(Ⅲ)本发明创新性的设置了快速导气通道，改变了下凹绿地一侧土壤气体阻力，在雨水横向下渗时能导出土壤中气体，使下凹绿地一侧土壤田间持水率加大，土壤下渗率加大。
(Ⅳ)本发明不同于传统的下凹绿地全断面防护或一侧布置土工布、混凝土基础防护。本发明在远离建筑物一侧布置竖直砾石层以及导气砾石通道，砾石层可以排出土壤浅层气体，穿孔导气管可以利用土壤深处气压与大气气压不同，形成抽吸作用导出土壤深层气体，减小气体阻力起到加大一侧的雨水下渗率，从而达到减小气阻的作用，是真正意义上的导向性下渗，可任意在下凹绿地需要方向需要角度设置，将雨水引导至设定方向。
(Ⅴ)本发明在导气砾石通道上设置高密度微孔纤维管，该纤维管外侧由PVC制成，在纤维管位于砾石结构外部分为外表经过毛细级别打孔处理并在其中填充蜂窝状高密度吸水纤维网的微孔纤维管，在位于砾石结构内为穿孔管其中不填充高密度吸水纤维网。
当处于小降雨量情形下可以通过高密度微孔纤维管表面的毛细孔以及高密度吸水纤维网产生的毛细作用形成毛细锋面，将水分吸入纤维管中并在达到砾石结构后毛细作用终止将水排除在砾石结构中，避免形成悬浮水阻止气体排出。同时保持对土壤中水分以及气体的抽吸，在小降雨以及降雨后续条件下也能保持土壤水分向设计侧导渗。
(Ⅵ)本发明在导气砾石通道中穿孔导气管设置高密度微孔纤维管连接，在土壤中水侵入导气砾石通道中，使之丧失功能时，能通过高密度微孔纤维管产生的毛细作用将水快速引入相邻导气砾石通道中，减少第一个导气砾石通道负荷，使之保持排气能力。
(Ⅶ)本发明在导气砾石通道靠近下凹绿地一侧设置聚氨酯与炉渣的复合铺装垫层，在湿润锋没有到达导气砾石通道时，炉渣与聚氨酯颗粒都能起到导气作用，在湿润锋到达导气通道后，聚氨酯颗粒吸水膨胀带动炉渣使这一侧空隙变大使气体以及土壤水分更快速的通过。
(Ⅷ)本发明的防护系统施工简单，经济成本较低，较普通铺设土工布或建设混凝土基础侧向防渗方式更节约经济，对湿陷性黄土地区提供了一种安全高效的下凹绿地雨水的规则化下渗系统。并且在下凹绿地改造时拆除方便不会对环境造成污染，更是一种环境友好型设施。
附图说明
图1为本发明的下渗结构的整体结构示意图；
图2为本发明的导气帽轴侧示意图；
图3为本发明的高密度微孔纤维管安装示意图及聚氨酯颗粒与炉渣铺装大样图；
图4为本发明的高密度微孔纤维管大样示意图；
图5为本发明的内水流流向示意图(箭头密度越大含水量越大)；
图6为本发明的内气流走向示意图(箭头密度越大气体含量越大)；
图7为本发明降雨后模拟效果图；
图8为10min降雨量分布及累计降雨量变化图；
图9为图7中观测点1、2、3、4的含水量变化曲线；
图10为导气通道20cm、40cm、60cm时观测点1含水量曲线对比图；
图11为下渗系统整体结构示意图；
图12为图11的俯视图；
图13为图12的平面汇流示意图。
图中各标号表示为:1-下凹绿地，2-上导水砾石通道，3-砾石含水层，4-下导水砾石通道，5-导气砾石通道，6-混合管，7-导气帽，8-弯头结构；
11-混合土层，12-粗砂层，13-砾石层；
21-上导水花管，22-网状过滤头；
41-下导水花管，51-穿孔导气管，61-微孔纤维管，62-穿孔管，71-侧边导气孔，72-通孔；
100-下渗结构，200-建筑物基础，300-原状土层，400-中心景观分隔带，500-道路，600-道路侧边雨水导流区。
以下结合说明书附图和具体实施方式对本发明做具体说明。
具体实施方式
遵从上述技术方案，以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1：
如图1至图4所示，本实施例给出一种用于黄土地区的雨水导向性下渗结构，包括下凹绿地1，在下凹绿地1下部一侧连通有多个相互平行的横向的上导水砾石通道2，在上导水砾石通道2内设有横向的上导水花管21；在下凹绿地1下端设有竖向的圆柱形的砾石含水层3，在砾石含水层3的下部一侧连通有多个相互平行的横向的下导水砾石通道4，在下导水砾石通道4内设有横向的下导水花管41；且上导水砾石通道2与下导水砾石通道4一一对应，每个上导水砾石通道2平行位于一个下导水砾石通道4正上方；该结构还包括多个竖向的导气砾石通道5，导气砾石通道5垂直连通上导水砾石通道2和下导水砾石通道4且向上连通至地表，在导气砾石通道5内同轴设有穿孔导气管51；在相邻导气砾石通道5之间连通有多个沿竖向排列且平行于上导水砾石通道2的混合管6，且混合管6向靠近下凹绿地1方向延伸。通过上述技术方案，本发明将下凹绿地应用于湿陷性黄土地区建筑物周围，同时保护道路下方湿陷性黄土土质，相较于完全不施加保护的下凹绿地更为安全稳定，不会因雨水的下渗引起道路结构的塌陷破坏；利用下凹绿地及土壤自身的蓄水、下渗和净化能力，将降雨直接补偿城市地下水系统，提高了雨水利用率，同时保证了下渗雨水的水质和水量。本发明仅在下凹绿地的远离建筑物基础的一侧设置导水层与导气通道，可将雨水导向无建筑物基础一侧，能够阻止由下凹绿地下渗的雨水进入建筑物基础一侧下方的原状土层内，起到规则化导水的作用；导气通道改变了下凹绿地一侧土壤气体阻力，在雨水横向下渗时能导出土壤中气体，使下凹绿地一侧土壤田间持水率加大，土壤下渗率加大；在大水量情况下上导水砾石通道无法消纳雨水情况下可向下导水砾石通道渗透，增加了雨水下渗率。
具体的，下凹绿地1的下部从上到下依次为混合土层11、粗砂层12和砾石层13；上导水砾石通道2的通道上壁沿远离下凹绿地1的方向向下倾斜，且上导水砾石通道2的通道上壁的坡度为5％～7％；上导水砾石通道2连通粗砂层12和砾石层13，且在上导水砾石通道2内填满砾石；上导水花管21的一端靠近砾石层13，且在靠近砾石层13的上导水花管21的端部设有网状过滤头22；砾石含水层3内填满砾石；下导水砾石通道4的通道上壁沿远离下凹绿地1的方向向下倾斜，且下导水砾石通道4的通道上壁的坡度为5％～7％；下导水砾石通道4内填满砾石。
导气砾石通道5内在靠近下凹绿地1的一侧填充聚氨酯颗粒与炉渣，在远离下凹绿地1的一侧填充砾石；在湿润锋没有到达导气砾石通道时，炉渣与聚氨酯颗粒都能起到导气作用，在湿润锋到达导气通道后，聚氨酯颗粒吸水膨胀带动炉渣使这一侧空隙变大使气体以及土壤水分更快速的通过。
混合管6包括相互连通且交替排布的微孔纤维管61和穿孔管62，微孔纤维管61内填充有蜂窝状高密度吸水纤维网；微孔纤维管61位于非导气砾石通道处，穿孔管62位于导气砾石通道5内。该微孔纤维管61外侧由PVC制成，在微孔纤维管61位于砾石结构外部分为外表经过毛细级别打孔处理并在其中填充蜂窝状高密度吸水纤维网的微孔纤维管，在位于砾石结构内为穿孔管其中不填充高密度吸水纤维网。当处于小降雨量情形下可以通过高密度微孔纤维管表面的毛细孔以及高密度吸水纤维网产生的毛细作用形成毛细锋面，将水分吸入纤维管中并在达到砾石结构后毛细作用终止将水排除在砾石结构中，避免形成悬浮水阻止气体排出。同时保持对土壤中水分以及气体的抽吸，在小降雨以及降雨后续条件下也能保持土壤水分向设计侧导渗。在导气砾石通道中穿孔导气管设置高密度微孔纤维管连接，在土壤中水侵入导气砾石通道中，使之丧失功能时，能通过高密度微孔纤维管产生的毛细作用将水快速引入相邻导气砾石通道中，减少第一个导气砾石通道负荷，使之保持排气能力。
导气砾石通道5伸至地表的端面设有圆柱形的导气帽7，且导气帽7的外径大于导气砾石通道5的直径；在导气帽7的上部侧壁设有侧边导气孔71，沿导气帽7的中心轴线设有用于使穿孔导气管51穿过的通孔72，该通孔72的直径等于穿孔导气管51的外径，穿孔导气管51伸出导气帽7的部分为180°弯头结构8，该弯头结构8的下端口距离地面的距离大于30cm；导气帽7顶部距离地面20cm。
在本实施例中，上导水砾石通道2和下导水砾石通道4各有三个，且一一对应分布；且上导水砾石通道2之间等间距布设；位于中间位置的上导水砾石通道2和下导水砾石通道4之间设有两个导气砾石通道5；位于两侧位置的两组上导水砾石通道2和下导水砾石通道4之间均设有三个导气砾石通道5；且导气砾石通道5之间等间距布设；导气砾石通道5之间的间距为40cm～60cm。
每个混合管6连通一组沿横向排列的导气砾石通道5，每组导气砾石通道5之间连通有三个沿竖向排列的横向的混合管6，且三个混合管6之间等间距布设。
图5为本下渗结构的内水流流向示意图，图中箭头方向代表水流流动方向，箭头密度越大表示含水量越大；图6为本下渗结构的内气流走向示意图图中箭头方向代表气流流动方向，箭头密度越大气体含量越大。
实施例2：
本实施例给出一种用于黄土地区的雨水导向性下渗结构，本实施例在实施例1的基础上，更具体的给出了：下凹绿地距离建筑物基础2.6m，下凹绿地顶部直径2.4m，底部直径1.2m，深1.4m；砾石含水层直径0.8m，深0.6m；导气砾石通道距离下凹绿地一侧0.4m，导气砾石通道直径0.2m，深度1.4m；在距离下凹绿地一侧1.4m处在设置相同导气砾石通道；下导水砾石通道长度2m，厚度0.2m；上导水砾石通道距离下导水砾石通道0.2m处，上导水砾石通道长度2m，厚度0.2m。
实施例3：
本实施例与实施例2不同的是导气砾石通道直径为40cm。
实施例4：
本实施例与实施例2不同的是导气砾石通道直径为60cm。
对比例1：
本对比例只设置了下凹绿地结构，且下凹绿地结构尺寸与实施例2相同。
性能测试模拟实验：
1、导向性下渗性能试验
选择美国岩土工程实验室HYDRUS-2D软件模拟，选择最不利条件的长历时降雨情景，依据西安市1961-2014年降雨资料，其中，图8是西安市实际降雨资料，且具体为10min降雨量分布及累计降雨量变化图，选择降雨强度i＝0.9cm/h、降雨历时为12h的长历时降雨，下凹绿地黄土渗透系数为Ks＝0.53cm/h，采用实施例2中的下渗结构参数：下凹绿地距离建筑物基础2.6m，下凹绿地顶部直径2.4m底部直径1.2m深1.4m；在下凹绿地底部设置直径0.8m，深0.6m的圆柱形储水结构；在下凹绿地一侧0.4m处设置竖直导气通道导气通道直径0.2m，深度1.4m；在距离1.4m处在设置相同导气通道；在底部设置长度2m厚度0.2m的下导水砾石通道；在上面0.2m处再设置长度2m厚度0.2m的上导水砾石通道。确定总汇水面积785m2，绿地面积135m2，绿地率17.2％。图7为利用HYDRUS软件按照图8的降雨资料条件设置后得到的本实施例下渗结构降雨后模拟效果图，参考图7下凹绿地在设定长历时降雨情景下在下凹绿地两侧设置1、2、3、4四个观测点；图9为四个观测点在设计降雨量情况下的含水量。
从图中可以看出加装调整湿陷性黄土地区土壤气阻的雨水导向性下渗系统一侧，含水量大，尤其是下方横向导水层。经计算实施例2中添加导渗结构一侧含水量比对比例1中未添加一侧大36.8％。
2、最佳导气通道直径试验
通过相同的观测点1进行实施例2、实施例3和实施例4中含水量大小的对比，保持降雨条件以及其他条件相同。通过图10可以看出实施例2中直径为20cm的导气通道导渗量最大。可以将更多的雨水导向设计侧；而导气通道直径过大会使导气通道失去抽吸作用减小导气性能；在实际应用中选择20cm左右最佳。
实施例5：
如图11至图13，其中，图13为图12的平面汇流示意图，为实际应用中地面径流汇流流向图。本实施例给出一种用于黄土地区的雨水导向性下渗系统，包括实施例1中的下渗结构，该下渗结构设置在建筑物基础旁，且在建筑物基础和下渗结构之间为原状土层。在靠近雨水花园调整湿陷性黄土地区土壤气阻的雨水导向性下渗结构的下凹绿地雨水汇流区种植低矮的灌木，在原状土层表面、中心景观分隔带、道路侧边雨水导流区，种植高大乔木，防止整湿陷性黄土地区土壤气阻的雨水导向性下渗系统影响树木生长。
雨水导向性下渗结构也可设置在道路一侧，把道路产生的径流以及地面汇流收集起来，导向远离道路基础一侧，保护道路基础。在下渗结构远离建筑物基础的一侧依次为中心景观分隔带和道路，在道路的侧边再设置一个的下渗结构，在道路侧边的下渗结构和道路之间为道路侧边雨水导流区。
实施例6：
本实施例给出了一种基于上述实施例的用于黄土地区的雨水导向性下渗系统的施工方法，该施工方法包括以下步骤：
步骤一，构建下凹绿地：将原状土层的上部土层压实，形成建筑基础压实土层，压实后，确定下凹绿地在建筑基础压实土层中的两侧边界，在一侧边界处以1：1的边坡度下挖至建筑基础压实土层底面，并铲除边界之外的土壤，建筑基础压实土层内形成纵截面为等边梯形的下凹绿地；
步骤二，构建砾石含水层：在下凹绿地底部以圆形边界竖直向下挖掘，形成圆柱形砾石含水层；
步骤三，构建下导水砾石通道：在圆柱形砾石含水层底部开挖下导水砾石通道，下导水砾石通道建设好以后铺设一半设计厚度的砾石，做压实处理，压实处理后在中心位置铺设下导水花管，再铺设砾石至设计厚度，并预留设计坡度；
步骤四，在下导水砾石通道构建好后回填原状土至上导水砾石通道底部高度并且在砾石含水层内填充砾石，两者都做压实处理；
步骤五，在压实处理后的土层开挖导气砾石通道，直至开挖至与下导水砾石通道接触，导气砾石通道开挖好后在中心位置设置竖直穿孔导气管并填充砾石至上导水砾石通道底部高度；
步骤六，同时进行下凹绿地底部砾石层以及上导水砾石通道的砾石铺设，再在上导水砾石通道中心位置铺设上导水花管，铺设完成后再铺设剩余砾石达到设计高度与坡度，铺设下凹绿地内的粗砂层和混合土层，全部铺设完成后进行压实处理；
步骤七，回填原状土至开挖好边界高度，把下凹绿地边界修理为圆形，在压实处理后的土层设计距离处开挖设计大小的导气砾石通道，直至开挖至与上导水砾石通道接触，导气砾石通道开挖好后在中心位置设置竖直穿孔导气管并填充砾石至地表；
步骤八，在地表砾石上加盖导气帽，并且在穿孔导气管顶部加装180°弯头结构；
步骤九，在种植土层内种植适应当地气候且耐涝的植物。
Claims (9)
1.一种用于黄土地区的雨水导向性下渗结构，包括下凹绿地(1)，其特征在于，在所述下凹绿地(1)下部一侧连通有多个相互平行的横向的上导水砾石通道(2)，在上导水砾石通道(2)内设有横向的上导水花管(21)；
在下凹绿地(1)下端设有竖向的圆柱形的砾石含水层(3)，在砾石含水层(3)的下部一侧连通有多个相互平行的横向的下导水砾石通道(4)，在下导水砾石通道(4)内设有横向的下导水花管(41)；且上导水砾石通道(2)与下导水砾石通道(4)一一对应，每个上导水砾石通道(2)平行位于一个下导水砾石通道(4)正上方；
该下渗结构还包括多个竖向的导气砾石通道(5)，导气砾石通道(5)垂直连通上导水砾石通道(2)和下导水砾石通道(4)且向上连通至地表，在导气砾石通道(5)内同轴设有穿孔导气管(51)；在相邻导气砾石通道(5)之间连通有多个沿竖向排列且平行于上导水砾石通道(2)的混合管(6)，且混合管(6)向靠近下凹绿地(1)方向延伸；
所述混合管(6)包括相互连通且交替排布的微孔纤维管(61)和穿孔管(62)，所述微孔纤维管(61)内填充有蜂窝状高密度吸水纤维网；所述微孔纤维管(61)位于非导气砾石通道处，所述穿孔管(62)位于导气砾石通道(5)内。
2.如权利要求1所述的用于黄土地区的雨水导向性下渗结构，其特征在于，所述下凹绿地(1)的下部从上到下依次为混合土层(11)、粗砂层(12)和砾石层(13)；
所述上导水砾石通道(2)的通道上壁沿远离下凹绿地(1)的方向向下倾斜，且上导水砾石通道(2)的通道上壁的坡度为5％～7％；上导水砾石通道(2)连通所述粗砂层(12)和砾石层(13)，且在上导水砾石通道(2)内填满砾石；
所述上导水花管(21)的一端靠近所述砾石层(13)，且在靠近砾石层(13)的上导水花管(21)的端部设有网状过滤头(22)；
所述砾石含水层(3)内填满砾石；
所述下导水砾石通道(4)的通道上壁沿远离下凹绿地(1)的方向向下倾斜，且下导水砾石通道(4)的通道上壁的坡度为5％～7％；所述下导水砾石通道(4)内填满砾石。
3.如权利要求1所述的用于黄土地区的雨水导向性下渗结构，其特征在于，所述导气砾石通道(5)内在靠近下凹绿地(1)的一侧填充聚氨酯颗粒与炉渣，在远离下凹绿地(1)的一侧填充砾石。
4.如权利要求1所述的用于黄土地区的雨水导向性下渗结构，其特征在于，所述导气砾石通道(5)伸至地表的端面设有圆柱形的导气帽(7)，且导气帽(7)的外径大于导气砾石通道(5)的直径；
在导气帽(7)的上部侧壁设有侧边导气孔(71)，沿导气帽(7)的中心轴线设有用于使穿孔导气管(51)穿过的通孔(72)，该通孔(72)的直径等于穿孔导气管(51)的外径，所述穿孔导气管(51)伸出导气帽(7)的部分为180°弯头结构(8)，该弯头结构(8)的下端口距离地面的距离大于30cm；
导气帽(7)顶部距离地面20cm。
5.如权利要求1所述的用于黄土地区的雨水导向性下渗结构，其特征在于，所述上导水砾石通道(2)和下导水砾石通道(4)各有三个，且一一对应分布；且上导水砾石通道(2)之间等间距布设；
位于中间位置的上导水砾石通道(2)和下导水砾石通道(4)之间设有两个所述导气砾石通道(5)；
位于两侧位置的两组上导水砾石通道(2)和下导水砾石通道(4)之间均设有三个所述导气砾石通道(5)；且导气砾石通道(5)之间等间距布设；
所述导气砾石通道(5)之间的间距为40cm～60cm。
6.如权利要求1所述的用于黄土地区的雨水导向性下渗结构，其特征在于，每个所述混合管(6)连通一组沿横向排列的导气砾石通道(5)，每组导气砾石通道(5)之间连通有三个沿竖向排列的横向的混合管(6)，且三个混合管(6)之间等间距布设。
7.一种用于黄土地区的雨水导向性下渗系统，其特征在于，包括权利要求1至6任一权利要求所述的下渗结构(100)，该下渗结构(100)设置在建筑物基础(200)旁，且在建筑物基础(200)和所述下渗结构(100)之间为原状土层(300)。
8.如权利要求7所述的用于黄土地区的雨水导向性下渗系统，其特征在于，在下渗结构(100)远离所述建筑物基础(200)的一侧依次为中心景观分隔带(400)和道路(500)，在道路(500)的侧边再设置一个所述的下渗结构(100)，在道路(500)侧边的下渗结构(100)和道路(500)之间为道路侧边雨水导流区(600)。
9.权利要求7所述的用于黄土地区的雨水导向性下渗系统的施工方法，其特征在于，该施工方法包括以下步骤：
步骤一，构建下凹绿地：将原状土层的上部土层压实，形成建筑基础压实土层，压实后，确定下凹绿地在建筑基础压实土层中的两侧边界，在一侧边界处以1：1的边坡度下挖至建筑基础压实土层底面，并铲除边界之外的土壤，建筑基础压实土层内形成纵截面为等边梯形的下凹绿地；
步骤二，构建砾石含水层：在下凹绿地底部以圆形边界竖直向下挖掘，形成圆柱形砾石含水层；
步骤三，构建下导水砾石通道：在圆柱形砾石含水层底部开挖下导水砾石通道，下导水砾石通道建设好以后铺设一半设计厚度的砾石，做压实处理，压实处理后在中心位置铺设下导水花管，再铺设砾石至设计厚度，并预留设计坡度；
步骤四，在下导水砾石通道构建好后回填原状土至上导水砾石通道底部高度并且在砾石含水层内填充砾石，两者都做压实处理；
步骤五，在压实处理后的土层开挖导气砾石通道，直至开挖至与下导水砾石通道接触，导气砾石通道开挖好后在中心位置设置竖直穿孔导气管并填充砾石至上导水砾石通道底部高度；
步骤六，同时进行下凹绿地底部砾石层以及上导水砾石通道的砾石铺设，再在上导水砾石通道中心位置铺设上导水花管，铺设完成后再铺设剩余砾石达到设计高度与坡度，铺设下凹绿地内的粗砂层和混合土层，全部铺设完成后进行压实处理；
步骤七，回填原状土至开挖好边界高度，把下凹绿地边界修理为圆形，在压实处理后的土层设计距离处开挖设计大小的导气砾石通道，直至开挖至与上导水砾石通道接触，导气砾石通道开挖好后在中心位置设置竖直穿孔导气管并填充砾石至地表；
步骤八，在地表砾石上加盖导气帽，并且在穿孔导气管顶部加装180°弯头结构。
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201010984Y (zh) * | 2006-12-20 | 2008-01-23 | 中国矿业大学 | 垃圾填埋场生物气与渗滤液一体化抽排装置 |
| KR20100105029A (ko) * | 2009-03-20 | 2010-09-29 | 한라산업개발 주식회사 | 하상여과공법을 이용한 집수시스템 |
| JP2011174317A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Sekisui Plastics Co Ltd | 雨水流出抑制施設 |
| CN106698813A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-24 | 中冶华天工程技术有限公司 | 一种适用于海绵社区的功能型雨水花园 |
| CN206512819U (zh) * | 2016-12-06 | 2017-09-22 | 孙威 | 一种海绵城市道路排水蓄水结构 |
| CN107354988B (zh) * | 2017-05-25 | 2019-09-03 | 西安建筑科技大学 | 营造景观背景下增补雨水下渗的下凹绿地构造 |
| CN208178067U (zh) * | 2018-01-04 | 2018-12-04 | 南京万德斯环保科技股份有限公司 | 一种垃圾填埋场渗滤液导排及填埋气收集井 |
| CN109487901A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-03-19 | 中力禾生态建设股份有限公司 | 一种海绵城市的生态排水沟系统及施工方法 |
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