CN111395495A - 一种地下排水渗管结构、渗透性能评价方法及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地下排水渗管结构、渗透性能评价方法及施工方法，排水渗管结构包括排水管和吸排水网芯，排水管上设有多个排水孔，吸排水网芯为多孔介质，吸排水网芯覆盖在排水孔外侧。吸排水网芯能够主动吸收地下水，并将吸收到的地下水通过排水孔引导至排水管中，达到排水的目的，提高了排水效率，通过改善排水管的排水能力从而改善整个排地下水技术，结构方便，可以在现场快速安装，施工方便快捷。
Description
技术领域
本发明涉及交通行业排除地下排水技术领域，特别是一种地下排水渗管结构、渗透性能评价方法及施工方法。
背景技术
我国地下水发育的地区分布广发，在修建铁路、公路时，会经常遇见地下水发育的情况，如何有效减小地下水发育而诱发的路基基底变形或不均匀沉降问题，从而降低路基基底的地下水位，保证路基的稳定性能够满足运营要求，是一个困扰工程技术人员的问题。
目前，国内关于盲沟预制及安装工艺主要在传统盲沟、塑料盲沟、采用钢波纹管和老式碎石盲沟、盲沟管、盲沟与边沟装配一体化系统等结构中做了有益尝试，但在排除地下水的排水管方面还没有突破。
为了减少传统盲沟的施工工序、降低施工难度、节约施工成本、提高施工效率，需要一种兼具多种性能，并实现工厂化预制、现场快速安装的渗管反滤结构。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的在排除地下水的排水管方面还没有突破的问题，提供一种地下排水渗管结构、渗透性能评价方法及施工方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种地下排水渗管结构，包括排水管和吸排水网芯；
排水管上设有多个排水孔；
吸排水网芯为多孔介质，吸排水网芯覆盖在排水孔外侧。
通过上述结构，吸排水网芯能够主动吸收地下水，并将吸收到的地下水通过排水孔引导至排水管中，达到排水的目的，提高了排水效率，通过改善排水管的排水能力从而改善整个排地下水技术，结构方便，可以在现场快速安装，施工方便快捷，适用于地下水丰富地段。
本发明中的吸排水网芯为多孔介质是指吸排水网芯内部具有大量的微小空隙，使吸排水网芯具有主动吸水的性能。
作为本发明的优选方案，排水孔沿排水管周向方向间隔设置，排水孔沿排水管长度方向成排设置。通过上述结构，确保地下水能够全部排出，同时提高排水效率。
作为本发明的优选方案，排水孔在排水管的圆周方向上分布的范围不大于三分之二圆周。通过上述结构，能够在避免排水管漏水的前提下尽可能提高排水效率。
作为本发明的优选方案，还包括反滤层，反滤层覆盖在吸排水网芯的外侧，反滤层包括聚丙烯长丝无纺土工布。通过上述结构，聚丙烯具有较好的硬度、韧性和耐腐蚀性，耐久性好，具有保证细土颗粒不流失和防淤堵的功能，反滤层能够确保在过水的同时，土颗粒不流失，具有保土性和防淤堵性。
作为本发明的优选方案，还包括至少四个支撑框架，支撑框架沿排水管周向方向间隔设置在排水管与反滤层之间，支撑框架沿排水管长度方向间隔设置，吸排水网芯设置在相邻两个支撑框架之间。通过上述结构，支撑框架用于起到支撑的作用，确保排水结构的稳定性。
作为本发明的优选方案，还包括保护层，保护层覆盖在反滤层的外侧，保护层为双向PVC格栅保护层。通过上述结构，PVC具有较好的硬度、韧性和耐腐蚀性，耐久性好，具有抵抗碎石土挤压的功能，在盲沟埋入地下的过程中，防止上部回填的碎石对土工布等柔软材料造成破坏。
作为本发明的优选方案，排水管为HDPE双壁波纹花管，吸排水网芯采用聚丙烯。通过上述结构，双壁波纹管的强度高且抗震性能强，确保了排水的稳定性，聚丙烯具有较好的硬度、韧性和耐腐蚀性，耐久性好，具有主动吸水的功能。
一种地下排水渗管结构渗透性能评价方法，综合渗透系数表达排水管的综合渗透性能；
其中，综合渗透系数与以下参数有关：排水管的综合过水面积、反滤层的渗透系数、反滤层的厚度、反滤层所围圆周的半径、保护层的渗透系数、保护层的圆周半径、保护层的径向长度、排水管的渗透系数、排水管的壁厚、排水孔的半径和排水管单位长度上排水孔数目。
上述地下排水渗管结构渗透性能评价方法能够计算出排水管的综合渗透系数，从而确定排水管的直径以及排水孔的间距，合理设置排水管和排水孔的尺寸与位置，确保排水效果的有效实现以及节约成本。
作为本发明的优选方案，综合渗透系数的表达公式为：
式中：K为综合渗透系数；A为排水管的综合过水面积；k3为反滤层的渗透系数；L3为反滤层的厚度；r3为反滤层所围圆周的半径；k1为保护层的渗透系数；r1为保护层的圆周半径；L1为保护层的径向长度；k2为排水管的渗透系数；L2为排水管的壁厚；r2为排水孔的半径；n为排水管单位长度上排水孔数目。
一种地下排水渗管结构施工方法，包括以下步骤：
将支撑框架安装在排水管上；
在支撑框架之间安装吸排水网芯；
在吸排水网芯外侧黏贴反滤层；
在反滤层外侧黏贴保护层。
上述施工方法能够有效实现上述排水渗管结构的功能，能够在现场快速安装，有利于提高工效，确保质量，降低投资。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.吸排水网芯能够主动吸收地下水，并将吸收到的地下水通过排水孔引导至排水管中，达到排水的目的，提高了排水效率，通过改善排水管的排水能力从而改善整个排地下水技术，结构方便，可以在现场快速安装，施工方便快捷，适用于地下水丰富地段。
2.上述地下排水渗管结构渗透性能评价方法能够计算出排水管的综合渗透系数，从而确定排水管的直径以及排水孔的间距，合理设置排水管和排水孔的尺寸与位置，确保排水效果的有效实现以及节约成本。
3.上述施工方法能够有效实现上述排水渗管结构的功能，能够在现场快速安装，有利于提高工效，确保质量，降低投资。
附图说明
图1是本发明所述的一种地下排水渗管结构的横断面示意图。
图2是图1中右侧的局部示意图。
图3是图1中A区域的局部放大图。
图4是本发明所述的一种地下排水渗管结构的结构示意图。
图标：1-排水管；2-反滤层；3-保护层；4-吸排水网芯；5-支撑框架；6-排水孔。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
如图1-4所示，本实施例提供了一种地下排水渗管结构，包括排水管1、吸排水网芯4、反滤层2、支撑框架5和保护层3；
排水管1设置在交通工程的地下，排水管1上设有多个排水孔6，多个排水孔6沿排水管1周向方向间隔设置，且沿排水管1长度方向成排设置，具体的，排水管1为HDPE双壁波纹花管，采用高密度聚乙烯材料，双壁波纹管的强度高且抗震性能强，确保了排水的稳定性，多个排水管6位于排水管1上部三分之二位置，排水孔6的直径为10mm，排水孔6纵向和环向孔距为30-100mm。
吸排水网芯4覆盖在排水孔6外侧，具体的，吸排水网芯4为多孔介质，吸排水网芯4呈“萨琪玛”状，吸排水网芯4采用聚丙烯材料，厚度大于等于7.5mm，单位面积质量大于等于680g/m3，平面通水量大于等于42L/(m·min)；聚丙烯具有较好的硬度、韧性和耐腐蚀性，耐久性好，具有主动吸水的功能。
反滤层2为土工布透水反滤层，采用聚丙烯长丝无纺土工布，反滤层2覆盖在吸排水网芯4的外侧，具体的，CBR顶破强力大于等于1.1KN，垂直渗透系数大于等于0.1(cm/s)；反滤层2能够确保在过水的同时，土颗粒不流失，具有保土性和防淤堵性，聚丙烯具有较好的硬度、韧性和耐腐蚀性，耐久性好，具有保证细土颗粒不流失和防淤堵的功能。
支撑框架5位于排水管1和反滤层2之间，支撑框架5的数量为至少两个，至少两个支撑框架5沿排水管1周向方向间隔设置，吸排水网芯4位于至少两个支撑框架5之间，支撑框架5用于起到支撑的作用，确保排水结构的稳定性。
保护层3覆盖在反滤层2的外侧，保护层3为双向PVC格栅保护层，具体的，保护层3厚6mm；在盲沟埋入地下的过程中，防止上部回填的碎石对土工布等柔软材料造成破坏，PVC具有较好的硬度、韧性和耐腐蚀性，耐久性好，具有抵抗碎石土挤压的功能。
吸排水网芯4能够主动吸收地下水，并将吸收到的地下水通过排水孔6引导至排水管1中，达到排水的目的，提高了排水效率，通过改善排水管1的排水能力从而改善整个排地下水技术，结构方便，可以在现场快速安装，施工方便快捷，适用于地下水丰富地段。
本实施例还提供了一种地下排水渗管结构渗透性能评价方法，排水管1具有综合渗透系数，综合渗透系数表达排水管1的综合渗透性能。
综合渗透系数的表达公式为：
式中：K为综合渗透系数；A为排水管1的综合过水面积；k3为反滤层2的渗透系数；L3为反滤层2的厚度；r3为反滤层2所围圆周的半径；k1为保护层3的渗透系数；r1为保护层3的圆周半径；L1为保护层3的径向长度；k2为排水管1的渗透系数；L2为排水管1的壁厚；r2为排水孔6的半径；n为排水管1单位长度上排水孔6数目。
其中，透水材料主要为保护层3、反滤层2和排水管1，因此影响装配式渗排水盲沟渗透特性的部件主要为保护层3、反滤层2和排水管1。根据渗流连续性原理可知，流经保护层3的流量与流经反滤层2和排水管1的流量是一致的。取盲沟单位长度进行分析，流经保护层3的流量Q1可表示为：
式中，k1为保护层3的渗透系数，r1为保护层3的圆周半径，Δh1为经过保护层3后的水头损失，L1为保护层3的径向长度；
流经排水管1的流量Q2：
式中,k2为排水管1的渗透系数，Δh2为流经排水管1后的水头损失，L2为排水管1的壁厚，r2为排水管1上排水孔6的半径，n为排水孔6的数目；
流经反滤层2的流量Q3：
式中，k3为反滤层2的渗透系数，Δh3为流经反滤层2后的水头损失，L3为反滤层2的厚度，r3为反滤层2所围圆周的半径；
流经整个盲沟的流量Q可表示为：
根据连续性原理，Q＝Q1＝Q2＝Q3，则有：
流经装配式渗排水盲沟本体的总水头差Δh等于流经保护层3的水头差Δh1、流经排水管1的水头差Δh2和流经反滤层2后的水头差Δh3之和，即：
Δh＝Δh1+Δh2+Δh3
联立流经整个盲沟的流量Q的公式与流经装配式渗排水盲沟本体的总水头差Δh的公式，可得到流经装配式渗排水盲沟本体的综合渗透系数k。
该地下排水渗管结构渗透性能评价方法能够计算出排水管1的综合渗透系数，从而确定排水管1的直径以及排水孔6的间距，合理设置排水管1和排水孔6的尺寸与位置，确保排水效果的有效实现以及节约成本。
本实施例还提供了一种地下排水渗管结构施工方法，包括以下步骤：
S1：将支撑框5安装在排水管1上；
具体的，安装之前，根据现场地下水量和排水渗管的综合渗透性能的计算方法，确定排水花管1的直径，排水孔6的间距；
S2：在支撑框架5之间安装吸排水网芯4；
S3：在吸排水网芯4外侧黏贴反滤层2；
S4：在反滤层2外侧黏贴保护层3。
施工方法能够有效实现上述排水渗管结构的功能，能够在现场快速安装，有利于提高工效，确保质量，降低投资。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种地下排水渗管结构，其特征在于，包括排水管(1)和吸排水网芯(4)；
所述排水管(1)上设有多个排水孔(6)；
所述吸排水网芯(4)为多孔介质，所述吸排水网芯(4)覆盖在所述排水孔(6)外侧。
2.根据权利要求1所述的一种地下排水渗管结构，其特征在于，所述排水孔(6)沿所述排水管(1)周向方向间隔设置，且所述排水孔(6)沿所述排水管(1)长度方向成排设置。
3.根据权利要求2所述的一种地下排水渗管结构，其特征在于，所述排水孔(6)在所述排水管(1)的圆周方向上分布的范围不大于三分之二圆周。
4.根据权利要求1所述的一种地下排水渗管结构，其特征在于，还包括反滤层(2)，所述反滤层(2)覆盖在所述吸排水网芯(4)的外侧，所述反滤层(2)包括聚丙烯长丝无纺土工布。
5.根据权利要求4所述的一种地下排水渗管结构，其特征在于，还包括至少四个支撑框架(5)，所述支撑框架(5)沿所述排水管(1)周向方向间隔设置在所述排水管(1)与所述反滤层(2)之间，所述支撑框架(5)沿所述排水管(1)长度方向间隔设置，所述吸排水网芯(4)设置在相邻两个所述支撑框架(5)之间。
6.根据权利要求4所述的一种地下排水渗管结构，其特征在于，还包括保护层(3)，所述保护层(3)覆盖在所述反滤层(2)的外侧，所述保护层(3)为双向PVC格栅保护层。
7.根据权利要求1所述的一种地下排水渗管结构，其特征在于，所述排水管(1)为HDPE双壁波纹花管，所述吸排水网芯(4)采用聚丙烯。
8.一种地下排水渗管结构渗透性能评价方法，其特征在于，采用综合渗透系数表达排水管(1)的综合渗透性能；
其中，所述综合渗透系数与以下参数有关：排水管(1)的综合过水面积、反滤层(2)的渗透系数、反滤层(2)的厚度、反滤层(2)所围圆周的半径、保护层(3)的渗透系数、保护层(3)的圆周半径、保护层(3)的径向长度、排水管(1)的渗透系数、排水管(1)的壁厚、排水孔(6)的半径和排水管(1)单位长度上排水孔(6)数目。
9.根据权利要求8所述的一种地下排水渗管结构渗透性能评价方法，其特征在于，所述综合渗透系数的表达公式为：
式中：K为所述综合渗透系数；A为排水管(1)的综合过水面积；k3为反滤层(2)的渗透系数；L3为反滤层(2)的厚度；r3为反滤层(2)所围圆周的半径；k1为保护层(3)的渗透系数；r1为保护层(3)的圆周半径；L1为保护层(3)的径向长度；k2为排水管(1)的渗透系数；L2为排水管(1)的壁厚；r2为排水孔(6)的半径；n为排水管(1)单位长度上排水孔(6)数目。
10.一种地下排水渗管结构施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
将支撑框架(5)安装在排水管(1)上；
在支撑框架(5)之间安装吸排水网芯(4)；
在吸排水网芯(4)外侧黏贴反滤层(2)；
在反滤层(2)外侧黏贴保护层(3)。
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| CN112459164A (zh) * | 2020-10-24 | 2021-03-09 | 浙江恒昌建设有限公司 | 一种地埋式市政广场雨水收集系统 |
| CN112413241A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-02-26 | 四川建筑职业技术学院 | 一种土质滑坡排水管及其设计方法、应用 |
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