CN111677082A - 一种用于消减城市内涝的自动渗灌系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了城市排水技术领域的一种用于消减城市内涝的自动渗灌系统，包括砂卵石反滤层、隔水层、连接杆、管道、滤料、渗水井管、止水料、橡胶浮锥和过滤罩，管道和渗水井管呈同轴设置，管道处于弱透水地层中，渗水井管处于强透水地层中，且管道的底端与渗水井管的顶端连通，管道的外侧与土壤之间填充有止水料，渗水井管的外侧与土壤之间填充有滤料，管道内侧的上部固定连接有连接杆，连接杆的中部固定安装有弹簧，弹簧的顶端固定安装有橡胶浮锥，该自动渗灌系统在运营之后，不需要人工干预既自动排渣，并且后期维护方便，能很大程度提高水资源的循环利用，有效的缓解城市内涝，减少人民财产损失，构建人与自然和谐。
Description
技术领域
本发明涉及城市排水技术领域，具体为一种用于消减城市内涝的自动渗灌系统。
背景技术
水系统是现代化城市的重要基础设施，如何技术经济地优化设计和改扩建城市的排水系统是一个重要的研究课题。在市政建设和环境治理工程建设中，排水系统常占有较大的投资比例。如何在满足规定的各种技术条件下合理设计城市排水系统，是规划设计中的一个重要课题，因此我国出台了城市排水许可管理办法，旨在解决此类问题的发生，雨水是城市排水系统的重要处理对象，在我国许多城市，城市内涝问题极其严重。
因为传统的市政排水管网以及泵站排水已经无法从根本上解决城市内涝问题，为了科学合理地利用城市生态系统，并使水资源形成良好的水循环，有效解决城市的内涝问题以及水资源短缺问题，基于此，本发明设计了具体为一种用于消减城市内涝的自动渗灌系统，该渗灌系统的设计、安装施工、以及后期维护都非常巧妙的解决了城市的内涝问题以及水资源短缺问题，安装方便、成本较低，对城市的原有地貌、形态破坏较少，可以普遍的应用于我国的所有城市。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于消减城市内涝的自动渗灌系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于消减城市内涝的自动渗灌系统，包括砂卵石反滤层、隔水层、连接杆、管道、滤料、渗水井管、止水料、橡胶浮锥和过滤罩，所述管道和渗水井管呈同轴设置，所述管道处于弱透水地层中，所述渗水井管处于强透水地层中，且所述管道的底端与渗水井管的顶端连通，所述管道的外侧与土壤之间填充有止水料，所述渗水井管的外侧与土壤之间填充有滤料，所述管道内侧的上部固定连接有连接杆，所述连接杆的中部固定安装有弹簧，所述弹簧的顶端固定安装有橡胶浮锥，所述管道顶端处的地面设置有隔水层，所述管道的顶端罩设安装有位于橡胶浮锥外侧的过滤罩，所述过滤罩的周边和上部铺设有砂卵石反滤层。
本发明如上所述的用于消减城市内涝的自动渗灌系统，进一步的，所述渗水井管的直径为100-150mm。
本发明如上所述的用于消减城市内涝的自动渗灌系统，进一步的，所述渗水井管为波纹渗水管，其环状槽的间隔隙为0.5-1.0mm。
本发明如上所述的用于消减城市内涝的自动渗灌系统，进一步的，所述过滤罩上的渗水孔呈等边三角形布置，相邻两个渗水孔的孔中心间距为3mm，渗水孔的直径1.5mm。
本发明如上所述的用于消减城市内涝的自动渗灌系统，进一步的，所述过滤罩呈正方体，其边长比所述橡胶浮锥的顶部直径长10cm。
本发明如上所述的用于消减城市内涝的自动渗灌系统，进一步的，所述滤料采用粒径为3-5mm的天然砾石。
本发明如上所述的用于消减城市内涝的自动渗灌系统，进一步的，所述止水料采用粒径为10-20mm的半干黏土球。
本发明如上所述的用于消减城市内涝的自动渗灌系统，进一步的，所述橡胶浮锥的锥角为60°。
本发明还提供了一种用于消减城市内涝的自动渗灌系统的埋设方法，包括以下步骤：
一：在拟建场地，开挖至基底标高处，利用现有设备、技术，将管道井挖至目标深度，然后对管道井清洗；
二：在管道井内自上而下安装渗水井管；
三：在管道井内安装管道，管道直径与渗水井管直径相同，管道底端与渗水井管的顶端固定连接；
四：渗水井管和管道安装到预定深度后，在井壁与渗水井管、管道之间的环状孔隙内自孔口填放滤料至管道下部后，再自孔口填放止水料至孔口；
五：将连接杆固定在管道内侧的上部，在连接杆中部连接弹簧；
六：安装橡胶浮锥，将其下部连接在弹簧的上端；
七：在橡胶浮锥上部安装过滤罩，在过滤罩周边和上部铺设砂卵石反滤层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在结构上设计合理，该自动渗灌系统在运营之后，不需要人工干预既自动排渣，并且后期维护方便，能很大程度提高水资源的循环利用，有效的缓解城市内涝，减少人民财产损失，构建人与自然和谐。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构的主视剖面示意图；
图2为本发明过滤罩的立体示意图；
图3为本发明管道处的俯视剖面示意图；
图4为本发明连接杆、橡胶浮锥和弹簧的连接示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-砂卵石反滤层，2-隔水层，3-连接杆，4-管道，5-滤料，6-渗水井管，7-止水料，8-橡胶浮锥，9-过滤罩，10-基底标高，11-地坪标高，12-弹簧，13-渗水孔。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。
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”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。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。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种用于消减城市内涝的自动渗灌系统，包括砂卵石反滤层1、隔水层2、连接杆3、管道4、滤料5、渗水井管6、止水料7、橡胶浮锥8和过滤罩9，管道4和渗水井管6呈同轴设置，且管道4的底端与渗水井管6的顶端连通，管道4处于弱透水地层中，渗水井管6处于强透水地层中，渗水井管6为波纹渗水管，其环状槽的间隔隙为0.5-1.0mm，且渗水井管6的直径为100-150mm，管道4的外侧与土壤之间填充有止水料7，止水料7采用粒径为10-20mm的半干黏土球，渗水井管6的外侧与土壤之间填充有滤料5，滤料5采用粒径为3-5mm的天然砾石，其含泥量不大于5％，管道4内侧的上部固定连接有连接杆3，连接杆3的中部固定安装有弹簧12，弹簧12的顶端固定安装有橡胶浮锥8，橡胶浮锥8的锥角为60°，其在弹簧12拉力和雨水浮力作用下上升最高距离为62.25mm，管道4顶端处的地面设置有隔水层2，管道4的顶端罩设安装有位于橡胶浮锥8外侧的过滤罩9，过滤罩9呈正方体，其边长比橡胶浮锥8的顶部直径长10cm，且过滤罩9上的渗水孔13呈等边三角形布置，相邻两个渗水孔13的孔中心间距为3mm，渗水孔13的直径1.5mm，过滤罩9的周边和上部铺设有砂卵石反滤层1。
上述用于消减城市内涝的自动渗灌系统的埋设方法，包括以下步骤：
一：在拟建场地，开挖至基底标高10处，利用现有设备、技术，将管道井挖至目标深度，然后对管道井清洗；
二：在管道井内自上而下安装渗水井管6；
三：在管道井内安装管道4，管道4直径与渗水井管6直径相同，管道4底端与渗水井管6的顶端固定连接；
四：渗水井管6和管道4安装到预定深度后，在井壁与渗水井管6、管道4之间的环状孔隙内自孔口填放滤料5至管道4下部后，再自孔口填放止水料7至孔口；
五：将连接杆3固定在管道4内侧的上部，在连接杆3中部连接弹簧12；
六：安装橡胶浮锥8，将其下部连接在弹簧12的上端；
七：在橡胶浮锥8上部安装过滤罩9，在过滤罩9周边和上部铺设砂卵石反滤层1至地坪标高11处。
其中，钻探施工技术要求：
钻机型号和钻探工艺可根据当地地层情况确定。鉴于场地上部普遍有厚度不等的卵(漂)石层，上部地层宜采用冲击钻进法，下部可采用回转钻进法。
钻进施工应严防塌孔，孔口应安装护壁管，长度不宜小于3m。钻进过程中应采用泥浆护壁，泥浆比重不宜小于1.2，且孔内泥浆面不应低于孔口0.5m。
钻进过程中，应有专人对地层进行记录、描述，详细记录地层变化深度、地层岩性等，尤其是详细记录砂层、卵石层等含水层层面和层底深度。钻进过程中每3-5m采取土样一件，且每层不应少于1件土样，厚度大于1m的地层应采取土样。钻孔终孔后根据钻探记录划分地层，确定含水层及止水部位。
井管安装完成后，用铁锹沿井管四周均匀填料，不得大量倾倒，以免孔壁滤料形成堵塞，造成填料不实、井内涌砂现象。
滤料的填料过程中应用测绳跟踪测量滤料高度，当滤料填料至管道4底部以下5m时，停止填料，并不停测量滤料顶面高度，待上部悬浮填料下沉稳定至管道4下部时，开始投放止水料7至井口，止水料7应沿四周用铁锹均匀投放，不得倾倒，以免形成堵塞。
需要说明的是：上述弱透水地层包括：黄土、黏土、粉质黏土粉；强透水地层包括：粉砂、细砂、中砂、粗砂、卵砾石。
当雨(雪)水降至地面并沿一定的路径汇流至此系统的砂卵石反滤层1中，砂卵石反滤层1将过滤雨水当中所含的杂物，如树叶、黏土块、砾石等大颗粒物。砂卵石反滤层1与弱透水层之间有隔水层2(混凝土护面)，当水流汇集水位上升至一定的高度时，由于水的浮力作用，将使得橡胶浮锥8在过滤罩9内侧浮起，橡胶浮锥8与管道4的顶端之间存有一定的间隙，使得水体流入管道4。其中，橡胶浮锥8采用橡胶制作，锥体上不为空腔，目的是使锥体在自重作用下处于稳定。在雨水的浮力作用下，弹簧12将对橡胶浮锥8施加拉力，防止其在雨水作用下旋转。
管道4与弱透水地层之间放有黏土球，该黏土球的作用是使得管体竖直稳定，不偏斜。弱透水地层以下为强透水地层，强透水地层中埋设渗水井管6，渗水井管6外侧有滤料，其作用是透水过滤。
该自动渗灌系统运营之后，后期维护方便，很大程度上提高水资源的再次循环利用，有效的缓解城市内涝，减少人民财产损失，有效构建人与自然和谐。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.一种用于消减城市内涝的自动渗灌系统，其特征在于：包括砂卵石反滤层(1)、隔水层(2)、连接杆(3)、管道(4)、滤料(5)、渗水井管(6)、止水料(7)、橡胶浮锥(8)和过滤罩(9)，所述管道(4)和渗水井管(6)呈同轴设置，且所述管道(4)的底端与渗水井管(6)的顶端连通，所述管道(4)的外侧与土壤之间填充有止水料(7)，所述渗水井管(6)的外侧与土壤之间填充有滤料(5)，所述管道(4)内侧的上部固定连接有连接杆(3)，所述连接杆(3)的中部固定安装有弹簧(12)，所述弹簧(12)的顶端固定安装有橡胶浮锥(8)，所述管道(4)顶端处的地面设置有隔水层(2)，所述管道(4)的顶端罩设安装有位于橡胶浮锥(8)外侧的过滤罩(9)，所述过滤罩(9)的周边和上部铺设有砂卵石反滤层(1)。
2.根据权利要求1所述的一种用于消减城市内涝的自动渗灌系统，其特征在于：所述渗水井管(6)的直径为100-150mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于消减城市内涝的自动渗灌系统，其特征在于：所述渗水井管(6)为波纹渗水管，其环状槽的间隔隙为0.5-1.0mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于消减城市内涝的自动渗灌系统，其特征在于：所述过滤罩(9)上的渗水孔(13)呈等边三角形布置，相邻两个渗水孔(13)的孔中心间距为3mm，渗水孔(13)的直径1.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于消减城市内涝的自动渗灌系统，其特征在于：所述过滤罩(9)呈正方体，其边长比所述橡胶浮锥(8)的顶部直径长10cm。
6.根据权利要求1所述的一种用于消减城市内涝的自动渗灌系统，其特征在于：所述滤料(5)采用粒径为3-5mm的天然砾石。
7.根据权利要求1所述的一种用于消减城市内涝的自动渗灌系统，其特征在于：所述止水料(7)采用粒径为10-20mm的半干黏土球。
8.根据权利要求1所述的一种用于消减城市内涝的自动渗灌系统，其特征在于：所述橡胶浮锥(8)的锥角为60°。
9.根据权利要求1-8任一项所述的用于消减城市内涝的自动渗灌系统的埋设方法，其特征在于，包括以下步骤：
一：在拟建场地，开挖至基底标高(10)处，利用现有设备、技术，将管道井挖至目标深度，然后对管道井清洗；
二：在管道井内自上而下安装渗水井管(6)；
三：在管道井内安装管道(4)，管道(4)直径与渗水井管(6)直径相同，管道(4)底端与渗水井管(6)的顶端固定连接；
四：渗水井管(6)和管道(4)安装到预定深度后，在井壁与渗水井管(6)、管道(4)之间的环状孔隙内自孔口填放滤料(5)至管道(4)下部后，再自孔口填放止水料(7)至孔口；
五：将连接杆(3)固定在管道(4)内侧的上部，在连接杆(3)中部连接弹簧(12)；
六：安装橡胶浮锥(8)，将其下部连接在弹簧(12)的上端；
七：在橡胶浮锥(8)上部安装过滤罩(9)，在过滤罩(9)周边和上部铺设砂卵石反滤层(1)。
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