CN112160398A - 一种多功能装配式雨水口及其施工方法 - Google Patents

一种多功能装配式雨水口及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多功能装配式雨水口及其施工方法，多功能装配式雨水口包括雨水篦子、导流板、过滤装置、雨水井和渗透井；所述雨水井为上端开口的筒状结构，在雨水井的底端设置浮块，在雨水井的侧壁上设置高度不同的出水口、第一排水口和第二排水口，出水口通过出水管连接市政管网；所述渗透井采用砾石砌筑，雨水井及浮块整体放置在渗透井内；所述过滤装置安装在雨水井内，雨水篦子覆罩在渗透井的井口，导流板的一端与雨水篦子的底部边缘铰接，导流板的另一端伸入雨水井内并导向至过滤装置的进水口。本案的雨水口构造简单，施工快捷简便，可设置于下凹绿地、生物滞留池等海绵设施中，也可设置于市政道路，调控道路雨水。

Description

一种多功能装配式雨水口及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种多功能装配式雨水口及其施工方法，属于海绵城市建设技术。
背景技术
我国是一个水资源严重缺乏的国家，全国668座城市中有400多座缺水，其中比较严重的缺水城市达110个。然而同时，雨水资源遭到及其严重浪费，雨水集中通过排水管网外排，又给市政雨水管道带来很大压力，城市内涝时有发生。很多城市面临着逢雨必涝，同时又面临着水资源短缺的矛盾。
雨水口是管道排水系统收集地表水的设施，传统的雨水口无法对水中的污染物进行截留，且随着城市生态环境的变化，一些蚊虫生活环境也发生了明显变化，这种环境的变化也很容易导致雨水口泛臭味，苍蝇、蚊子等飞虫、爬虫从雨水口出来，有的地方更是鼠患不断，这些严重影响了城市生活环境。雨水口在按传统施工工艺施工时，存在受空间影响的缺点，整个过程质量不容易控制；且传统雨水口不可以提前预制，还会影响施工周期。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种多功能装配式雨水口及其施工方法，该雨水口构造简单、可批量生产、施工快捷简便、可自由调节过滤装置尺寸大小、能够高效过滤净化雨水、能够自动调节海绵设施蓄水位、能够隔绝来自市政雨水管道的臭味；该雨水口可设置于下凹绿地、生物滞留池等海绵设施中，用于调控屋顶、道路、广场等不透水铺装下垫层的雨水；该雨水口还可设置于市政道路中，用于调控道路雨水。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种多功能装配式雨水口，包括雨水篦子、导流板、过滤装置、雨水井和渗透井；
所述雨水井为上端开口的筒状结构，在雨水井的底端设置浮块，在雨水井的侧壁上设置高度不同的出水口、第一排水口和第二排水口，其中出水口高度最低，第一排水口高度居中，第二排水口高度最高，出水口与出水管(塑料软管)的一端连接，出水管的另一端连接市政管网；雨水井和浮块可采用轻质高分子材料制作，以便在渗透井内雨水积聚达到一定量时，雨水井及浮块能够浮起；
所述渗透井采用砾石砌筑，雨水井及浮块整体放置在渗透井内；所述过滤装置安装在雨水井内，雨水篦子覆罩在渗透井的井口，导流板的一端与雨水篦子的底部边缘铰接，导流板可以相对雨水篦子在一定范围内自由转动，导流板的另一端伸入雨水井内并导向至过滤装置的进水口。
具体的，所述渗透井砌筑在下凹式绿地或生物滞留池等海绵设施内，也可砌筑在市政道路中。
具体的，所述过滤装置包括悬挂架、滤网围和一组抽拉式过滤盒；所述悬挂架包括挂钩、底板、背板和正对设置的一对侧板，背板的两竖侧边分别与两侧板的一竖侧边连接，背板的底侧边与底板的后侧边连接，底板的两横侧边分别与两侧板的底侧边连接，底板的前侧边前向凸出两侧板(比如凸出底板前后宽度的1/3)，在底板上设置有网孔，在侧板上设置有平行滑轨，两侧板上的平行滑轨位置对应，挂钩、底板、背板、侧板和平行滑轨均可采用不锈钢材料制作，提高过滤装置的强度；所述抽拉式过滤盒包括折叠式伸缩底板、平底板、正对设置的一对侧挡板和带把手的前挡板，折叠式伸缩底板、平底板、侧挡板和前挡板均可采用有机高分子材料制作，拥有一定硬度的同时拥有一定的柔软度，且成本低、质量轻，折叠式伸缩底板的后端与背板连接，折叠式伸缩底板的前端与平底板的后侧边连接，平底板的两横侧边分别与两侧挡板的底边连接，平底板的前侧边与前挡板的底侧边连接，前挡板的两竖侧边分别与两侧挡板的一竖侧边连接，平底板、侧挡板和前挡板组成一个类似长方体簸箕的形状，在折叠式伸缩底板和平底板上设置有网孔，侧挡板插入平行滑轨内，侧挡板与平行滑轨构成滑动连接；正常条件下，抽拉式过滤盒完全推入悬挂架内，折叠式伸缩底板折叠收纳在平行滑轨构内；向外拉伸抽拉式过滤盒，折叠式伸缩底板逐渐展平，可以逐渐增加抽拉式过滤盒的容积，放置更多的过滤材料，也形成更大的过滤空间；抽拉式过滤盒竖向叠置在底板的上方，滤网围设置在最上层抽拉式过滤盒的上方，形成滤装置的进水口。
具体的，最上层抽拉式过滤盒的两侧挡板为无孔板，将该抽拉式过滤盒称为抽拉式挡板盒；在其他层抽拉式过滤盒的两侧挡板上设置有网孔，在该其他层抽拉式过滤盒放置净水材料，比如砾石过滤材料、沸石过滤材料、铝污泥过滤材料等。
在降雨初期，雨量较小，抽拉式挡板盒将所有雨水限制在过滤装置内流动，雨水可以得到充分的过滤净化；随着雨量渐大，进水流速大于过滤装置滤速，雨水淹没抽拉式挡板盒，从滤网围流出，滤网围的作用是拦截较大漂浮物和颗粒物，同时防止降雨初期沉降在抽拉式挡板盒底部的杂物被水流携带进入雨水井内部。
具体的，所述过滤装置的底端高于第二排水口，第一排水口距离雨水井底端的高度小于雨水井高度的一半，第二排水口距离雨水井底端的高度大于雨水井高度的一半。
具体的，所述雨水篦子为方形底座、半球壳状外罩结构，篦孔间隔2～4mm。
具体的，所述出水管的中部设置有U型或S型水封结构。
具体的，所述渗透井的内壁上安装有限位棒，限位棒在水平面上的投影与浮块相干涉，但是限位棒在水平面上的投影与雨水井应当是不干涉的，也就是限位棒不应当影响雨水井随水位的升降移动，雨水井的竖向移动范围由限位棒对浮块的干涉产生；限位棒的存在有两个主要作用：①保证雨水井能够竖直上下移动，防止倾倒；②限制雨水井上升的高度，防止下沉式绿地积水过多。一般设计在雨水井在渗透井内居中位置时，限位棒的端部与雨水井的间距在2～4cm范围内。
本案工作过程为：降雨初期，下沉式绿地汇集的雨水通过导流板进入过滤装置，经过净化后流入雨水井，最终流入市政雨水管网；随着雨量的逐渐加大，超过市政雨水管网的承受能力，雨水井水位上升，待水位上升至第一排水口时，部分雨水流出，进入渗透井，雨水被消纳；待雨量继续增加，水位上升至第二排水口时，雨水量超过渗透井的消纳能力，此时雨水开始在渗透井中累积，直到浮块承受的浮力大于其自身重力及其所承载的重量之和，雨水井上浮，进水口标高提高，从而增大了下沉式绿地蓄水量，以延缓市政雨水管网压力。
本案的雨水口构造简单，可批量生产，施工快捷简便；本案的过滤装置尺寸可调节，能够高效过滤雨水并自动调节海绵设施蓄水位，隔绝来自市政雨水管道的臭味；本案可设置于下凹绿地、生物滞留池等海绵设施中，调控屋顶、道路、广场等不透水铺装下垫层的雨水；本案也可设置于市政道路，调控道路雨水。
一种上述多功能装配式雨水口的施工方法，包括如下步骤：
步骤一：在待施工区域的雨水汇集处使用砾石砌筑渗透井，渗透井的承载力应符合设计或规范要求，在渗透井的底部铺设3～5mm的砂垫层，在渗透井的四周还土夯实；
步骤二：将浮块安装到雨水井的底部，先将雨水井和浮块整体放置在渗透井内，然后在渗透井的内壁上安装限位棒；
步骤三：使用出水管连接雨水井的出水口和市政管网，并在出水管的中部做出水封结构；
步骤四：在雨水井的井口挂上过滤装置；
步骤五：将雨水篦子覆罩在渗透井的井口，导流板的一端与雨水篦子的底部边缘铰接，导流板的另一端伸入雨水井内并导向至过滤装置的进水口。
一种上述多功能装配式雨水口的雨水收集方法，包括如下步骤：
步骤一：在待施工区域的雨水汇集处使用砾石砌筑渗透井，渗透井的承载力应符合设计或规范要求，在渗透井的底部铺设3～5mm的砂垫层，在渗透井的四周还土夯实；
步骤二：将浮块安装到雨水井的底部，先将雨水井和浮块整体放置在渗透井内，然后在渗透井的内壁上安装限位棒；
步骤三：使用出水管连接雨水井的出水口和市政管网，并在出水管的中部做出水封结构；
步骤四：在雨水井的井口挂上过滤装置；
步骤五：将雨水篦子覆罩在渗透井的井口，导流板的一端与雨水篦子的底部边缘铰接，导流板的另一端伸入雨水井内并导向至过滤装置的进水口；
步骤六：雨量初期，屋顶、道路以及广场硬质铺装下垫层内的雨水汇流并通过导流板进入过滤装置过滤净化，然后进入雨水井，最后通过出水管流入市政管网；
步骤七：随着雨量的逐渐加大，雨水量超过市政管网的承受能力后，雨水井内的水位上升，待雨水井内的水位上升至第一排水口时，部分雨水通过第一排水口从雨水井流入渗透井，通过渗透井消纳雨水；
步骤八：随着雨量的继续增加，待雨水井内的水位上升至第二排水口时，雨水量超过渗透井的消纳能力后，雨水开始在渗透井内累积，直到浮块承受的浮力大于其自身重力及其所承载的重量之和，雨水井上浮，进水口标高提高，增大下沉式绿地蓄水量，延缓市政雨水管网压力。
有益效果：本发明提供的多功能装配式雨水口及其施工方法，相对于现有技术，具有如下优势：1、本发明提供的装配式雨水口，可批量生产，将雨水口设置于下凹绿地、生物滞留池等海绵设施中，可以调控屋顶、道路、广场等不透水铺装下垫层的雨水；也可设置于市政道路，调控道路雨水；2、本发明提供的装配式雨水口，构造简单、施工快捷简便，可自由调节过滤装置尺寸大小，能够高效过滤并净化雨水，能够自动调节海绵设施蓄水位、削减径流峰值、减轻市政雨水管道的压力，具有建设费用低、环境友好等优点；3、本发明中设计的水封装置能够在无降雨期间，通过管道内存留的雨水隔绝来自市政雨水管道的臭味，保证良好环境。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为装配式雨水井、过滤装置及出水管的总装结构示意图；
图3为过滤装置的结构示意图；
图4为悬挂架的结构示意图；
图5为抽拉式过滤盒的结构示意图；
图中包括：1-过滤装置；11-滤网围；12-抽拉式挡板盒；13-抽拉式过滤盒；131-平底板；132-折叠式伸缩底板；133-侧挡板；134-前挡板；14-悬挂架；141-侧板；142-挂钩；143-平行滑轨；144-背板；145-底板；2-雨水井；21-第一排水口；22-第二排水口；23-浮块；3-出水管；4-渗透井；41-限位棒；5-导流板；6-雨水篦子。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种多功能装配式雨水口，可用于下凹式绿地、生物滞留池等海绵设施中，包括雨水篦子6、导流板5、过滤装置1、雨水井2和渗透井4。本案的多功能装配式雨水口也可用于市政道路，如图2所示，仅包括过滤装置1、雨水井2和出水管3，将雨水井2直接挂在雨水口中即可使用。
所述雨水井2由PE材质制作，为上端开口的筒状结构，在雨水井2的底端设置PVC材质制作的浮块23，在雨水井2的侧壁上设置高度不同的出水口、第一排水口21和第二排水口22，其中出水口高度最低，第一排水口21距离雨水井2底端的高度为2/5井高，第二排水口22距离雨水井2底端的高度为3/5井高；出水口与出水管3的一端连接，出水管3的另一端连接市政管网；出水管3采用PE软管，其中部设置为U型水封结构。
所述渗透井4采用砾石砌筑，雨水井2及浮块23整体放置在渗透井4内；所述过滤装置1安装在雨水井2内，过滤装置1的底端高于第二排水口22，雨水篦子6覆罩在渗透井4的井口，导流板5的一端与雨水篦子6的底部边缘铰接，导流板5的另一端伸入雨水井2内并导向至过滤装置1的进水口。所述雨水篦子6为方形底座、半球壳状外罩结构，篦孔间隔2～4mm。
如图3所示，所述过滤装置1包括悬挂架14、滤网围11和一组抽拉式过滤盒13。
如图4所示，所述悬挂架14包括挂钩142、底板145、背板144和正对设置的一对侧板141，挂钩142、底板145、背板144和侧板141均为不锈钢材质制作。背板144的两竖侧边分别与两侧板141的一竖侧边连接，背板144的底侧边与底板145的后侧边连接，底板145的两横侧边分别与两侧板141的底侧边连接，底板145的前侧边前向凸出两侧板141，凸出的宽度约为底板145前后向宽度的1/3。在底板145上设置有网孔，在侧板141上设置有平行滑轨143，两侧板141上的平行滑轨143位置对应。悬挂架14通过挂钩142钩挂在雨水井2的井口边缘。
如图5所示，所述抽拉式过滤盒13包括折叠式伸缩底板132、平底板131、正对设置的一对侧挡板133和带把手的前挡板134，折叠式伸缩底板132、平底板131、侧挡板133和前挡板134均由HDPE材质制作，拥有一定硬度的同时拥有一定的柔软度。折叠式伸缩底板132的后端与背板144连接，折叠式伸缩底板132的前端与平底板131的后侧边连接，平底板131的两横侧边分别与两侧挡板133的底边连接，平底板131的前侧边与前挡板134的底侧边连接，前挡板134的两竖侧边分别与两侧挡板133的一竖侧边连接，在折叠式伸缩底板132和平底板131上设置有网孔。
所述抽拉式过滤盒13的侧挡板133插入平行滑轨143内，侧挡板133与平行滑轨143构成滑动连接。抽拉式过滤盒13竖向叠置在底板145的上方，最上层抽拉式过滤盒13的两侧挡板133为无孔板，将该抽拉式过滤盒13称为抽拉式挡板盒12；在其他层抽拉式过滤盒13的两侧挡板133上设置有网孔，在该其他层抽拉式过滤盒13放置净水材料，比如砾石过滤材料、沸石过滤材料、铝污泥过滤材料等。本案中的抽拉式过滤盒13有四层：顶层为抽拉式挡板盒12，不放置过滤材料；次顶层抽拉式过滤盒13内填充粒径10～20mm的砾石过滤层，次底层抽拉式过滤盒13内填充粒径5～10mm的沸石过滤层，底层抽拉式过滤盒13内填充粒径1～5mm的铝污泥过滤层。滤网围11设置在抽拉式挡板盒12的上方，形成滤装置1的进水口。
降雨初期，雨量较小，抽拉式挡板盒12将所有雨水限制在过滤装置1内流动，雨水可以得到充分的过滤净化；随着雨量渐大，进水流速大于过滤装置1滤速，雨水淹没抽拉式挡板盒12并从滤网围11流出，滤网围11的作用是拦截较大漂浮物和颗粒物，同时防止降雨初期沉降在抽拉式挡板盒12底部的杂物被水流携带进入雨水井2内部。
上述多功能装配式雨水口的施工及雨水收集方法，包括如下步骤：
步骤一：在待施工区域的雨水汇集处使用砾石砌筑渗透井4，渗透井4的承载力应符合设计或规范要求，在渗透井4的底部铺设3～5mm的砂垫层，在渗透井4的四周还土夯实；
步骤二：将浮块23安装到雨水井2的底部，先将雨水井2和浮块23整体放置在渗透井4内，然后在渗透井4的内壁上安装水平的限位棒41，限位棒41在水平面上的投影与浮块23相干涉、与雨水井2不相干涉；在雨水井2居中位置时，限位棒41顶端距离雨水井2的外壁大约3cm；
步骤三：使用出水管3连接雨水井2的出水口和市政管网，并在出水管3的中部做出U字型的水封结构；
步骤四：在雨水井2的井口挂上过滤装置1，并根据实际的井口尺寸调整过滤装置1的尺寸；
步骤五：将雨水篦子6覆罩在渗透井4的井口，导流板5的一端与雨水篦子6的底部边缘铰接，导流板5的另一端伸入雨水井2内并导向至过滤装置1的进水口；
步骤六：雨量初期，屋顶、道路以及广场硬质铺装下垫层内的雨水汇流并通过导流板5进入过滤装置1过滤净化，然后进入雨水井2，最后通过出水管3流入市政管网；
步骤七：随着雨量的逐渐加大，雨水量超过市政管网的承受能力后，雨水井2内的水位上升，待雨水井2内的水位上升至第一排水口21时，部分雨水通过第一排水口21从雨水井2流入渗透井4，通过渗透井4消纳雨水；
步骤八：随着雨量的继续增加，待雨水井2内的水位上升至第二排水口22时，雨水量超过渗透井4的消纳能力后，雨水开始在渗透井4内累积，直到浮块23承受的浮力大于其自身重力及其所承载的重量之和，雨水井2上浮，进水口标高提高，增大下沉式绿地蓄水量，延缓市政雨水管网压力。
下面结合具体实施例，对本发明做出进一步的说明。
基于上述设计，设计雨水井2为长方体结构，尺寸规格为：长×宽×深＝670×370×1000mm。抽拉式过滤盒13无需拉伸，保持原始尺寸。雨水井2长边安装的过滤装置1尺寸为：长×宽×深＝650×100×150mm(不包括挂钩142)。雨水井2短边安装的过滤装置1尺寸为：长×宽×深＝260×100×150mm(不包括挂钩142)。抽拉式过滤盒13的尺寸均为：长×宽×深＝650×75×30mm。
以某城市居住区道路进行应用测试(以SS、CODCr、NH3-N、TP为评价指标)。
根据文献记载，现有技术的雨水口只有转输用途，对地面径流雨水基本没有处理效果，采用实施例1本案的装置和方法，进行雨水处理：经处理后，雨水中的SS、CODCr、NH3-N、TP含量为33.72mg/L、19.84mg/L、0.64mg/L、0.08mg/L，本案提供的多功能装配式雨水口对SS的去除率为79.54％，对CODCr的去除率为67.08％，对氨氮的去除率达到34.75％，对总磷的去除率达到72.41％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多功能装配式雨水口，其特征在于：包括雨水篦子(6)、导流板(5)、过滤装置(1)、雨水井(2)和渗透井(4)；
所述雨水井(2)为上端开口的筒状结构，在雨水井(2)的底端设置浮块(23)，在雨水井(2)的侧壁上设置高度不同的出水口、第一排水口(21)和第二排水口(22)，其中出水口高度最低，第一排水口(21)高度居中，第二排水口(22)高度最高，出水口与出水管(3)连接；
所述渗透井(4)采用砾石砌筑，雨水井(2)及浮块(23)整体放置在渗透井(4)内；所述过滤装置(1)安装在雨水井(2)内，雨水篦子(6)覆罩在渗透井(4)的井口，导流板(5)的一端与雨水篦子(6)的底部边缘铰接，导流板(5)的另一端伸入雨水井(2)内并导向至过滤装置(1)的进水口。
2.根据权利要求1所述的多功能装配式雨水口，其特征在于：所述渗透井(4)砌筑在下凹式绿地或生物滞留池内。
3.根据权利要求1所述的多功能装配式雨水口，其特征在于：所述过滤装置(1)包括悬挂架(14)、滤网围(11)和一组抽拉式过滤盒(13)；所述悬挂架(14)包括挂钩(142)、底板(145)、背板(144)和正对设置的一对侧板(141)，背板(144)的两竖侧边分别与两侧板(141)的一竖侧边连接，背板(144)的底侧边与底板(145)的后侧边连接，底板(145)的两横侧边分别与两侧板(141)的底侧边连接，底板(145)的前侧边前向凸出两侧板(141)，在底板(145)上设置有网孔，在侧板(141)上设置有平行滑轨(143)，两侧板(141)上的平行滑轨(143)位置对应；所述抽拉式过滤盒(13)包括折叠式伸缩底板(132)、平底板(131)、正对设置的一对侧挡板(133)和带把手的前挡板(134)，折叠式伸缩底板(132)的后端与背板(144)连接，折叠式伸缩底板(132)的前端与平底板(131)的后侧边连接，平底板(131)的两横侧边分别与两侧挡板(133)的底边连接，平底板(131)的前侧边与前挡板(134)的底侧边连接，前挡板(134)的两竖侧边分别与两侧挡板(133)的一竖侧边连接，在折叠式伸缩底板(132)和平底板(131)上设置有网孔，侧挡板(133)插入平行滑轨(143)内，侧挡板(133)与平行滑轨(143)构成滑动连接；抽拉式过滤盒(13)竖向叠置在底板(145)的上方，滤网围(11)设置在最上层抽拉式过滤盒(13)的上方，形成滤装置(1)的进水口。
4.根据权利要求3所述的多功能装配式雨水口，其特征在于：最上层抽拉式过滤盒(13)的两侧挡板(133)为无孔板，将该抽拉式过滤盒(13)称为抽拉式挡板盒(12)；在其他层抽拉式过滤盒(13)的两侧挡板(133)上设置有网孔，在该其他层抽拉式过滤盒(13)放置净水材料。
5.根据权利要求1所述的多功能装配式雨水口，其特征在于：所述过滤装置(1)的底端高于第二排水口(22)，第一排水口(21)距离雨水井(2)底端的高度小于雨水井(2)高度的一半，第二排水口(22)距离雨水井(2)底端的高度大于雨水井(2)高度的一半。
6.根据权利要求1所述的多功能装配式雨水口，其特征在于：所述雨水篦子(6)为方形底座、半球壳状外罩结构，篦孔间隔2～4mm。
7.根据权利要求1所述的多功能装配式雨水口，其特征在于：所述出水管(3)的中部设置有U型或S型水封结构。
8.根据权利要求1所述的多功能装配式雨水口，其特征在于：所述渗透井(4)的内壁上安装有限位棒(41)，限位棒(41)在水平面上的投影与浮块(23)相干涉。
9.一种权1～8所述的任意一种多功能装配式雨水口的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：在待施工区域的雨水汇集处使用砾石砌筑渗透井(4)，在渗透井(4)的底部铺设砂垫层，在渗透井(4)的四周还土夯实；
步骤二：将浮块(23)安装到雨水井(2)的底部，先将雨水井(2)和浮块(23)整体放置在渗透井(4)内，然后在渗透井(4)的内壁上安装限位棒(41)；
步骤三：使用出水管(3)连接雨水井(2)的出水口和市政管网，并在出水管(3)的中部做出水封结构；
步骤四：在雨水井(2)的井口挂上过滤装置(1)；
步骤五：将雨水篦子(6)覆罩在渗透井(4)的井口，导流板(5)的一端与雨水篦子(6)的底部边缘铰接，导流板(5)的另一端伸入雨水井(2)内并导向至过滤装置(1)的进水口。
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