CN116201217B - 一种绿色海绵生物滞留结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于海绵城市领域，具体涉及一种绿色海绵生物滞留结构及其施工方法，包括基坑，基坑内设置多个并排分布的滞留组件，滞留组件包括下层壳体和上层壳体，下层壳体设置开口朝上的下层凹槽，上层壳体设置开口朝上的上层凹槽，上层壳体底部设置有连通下层凹槽的第一滤水部件，下层凹槽内设置有排水部件，多个滞留组件的排水部件依次首尾连通，上层凹槽内设置有种植土层，种植土层上种植植被层，下层凹槽内设置有粗砂层，可以重复使用种植土层、粗砂层和植被层，可以重复利用的同时，避免道路改建引起的水土流失，更加绿色环保，符合绿色海绵城市的理念，基坑施工的同时，可以同步进行埋入各个层级结构的步骤，从而可以缩短整体的施工周期。

Description

一种绿色海绵生物滞留结构及其施工方法

技术领域

本发明属于海绵城市领域，具体涉及一种绿色海绵生物滞留结构及其施工方法。

背景技术

城市化进程不断加快，导致不透水路面不断增大，城市水循环过程发生改变，城市热岛/雨岛效应日益突出，加之气候变化引起的极端天气频发，城市水环境污染和暴雨内涝灾害等城市疾病尤为突出，为有效解决此类水问题，建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”，目的是以城市水循环及其伴生过程的自然规律为基础，形成整套“城市暴雨内涝灾害防治关键技术”，以减少城市内涝和水污染，增大雨水资源利用，提升城市抵御暴雨内涝灾害和水生态自我修复的能力，目前的生物滞留结构在现场施工时，通常要先挖出基坑，然后铺设上防水土工布，之后按顺序埋入粗砂层、种植土层等，最后在种植土层上种植植被，然而这样按顺序的施工方式较为缓慢，如果能够在基坑施工的同时，将上述粗砂层、种植土层预先装入到某个容器内，并在该容器内种植植被，待基坑施工完成后，将该容器直接吊装到基坑内，这样分别同时进行的施工方式能够大大缩减整体的施工周期，并且在城市后期道路改建时，能够直接吊出该容器，不会导致水土流失，符合绿色海绵城市的环保理念。

发明内容

本发明的目的是提供一种绿色海绵生物滞留结构及其施工方法，以解决现有技术中的问题，本发明所采用的技术方案是：

一种绿色海绵生物滞留结构，包括基坑，所述基坑内设置多个并排分布的滞留组件，所述滞留组件包括下层壳体和上层壳体，所述下层壳体设置开口朝上的下层凹槽，所述上层壳体设置开口朝上的上层凹槽，所述上层壳体底部设置有连通所述下层凹槽的第一滤水部件，所述下层凹槽内设置有排水部件，多个所述滞留组件的排水部件依次首尾连通，所述上层凹槽内设置有种植土层，所述种植土层上种植植被层，所述下层凹槽内设置有粗砂层。

进一步的，所述排水部件包括第二滤水部件，所述第二滤水部件水平设置，其上方支撑所述粗砂层，其下方与所述下层凹槽底部内壁之间形成排水腔，多个所述滞留组件的排水腔依次首尾连通。

进一步的，所述第二滤水部件底部固定连接多个支撑柱，所述支撑柱固定连接所述下层凹槽的底部内壁，所述第二滤水部件周面固定连接所述下层凹槽壁面；

所述第一滤水部件和所述第二滤水部件均为过滤板或格栅过滤网。

进一步的，所述上层壳体两端固定连接上挡板，所述上挡板底部固定连接所述上层壳体底部内壁，所述上挡板、所述第一滤水部件和所述上层壳体内壁共同形成所述上层凹槽，所述下层壳体两端固定连接下挡板，所述下挡板底部固定连接所述第二滤水部件顶部，所述下挡板、所述第二滤水部件和所述下层壳体内壁共同形成所述下层凹槽。

进一步的，还包括溢流管，所述溢流管可调高度的插接在套管内，所述套管底部插接在导管内，所述套管穿过且固定连接所述第一滤水部件，所述导管穿过且固定连接所述第二滤水部件，所述导管顶部抵接所述第一滤水部件底部，所述导管底部连通所述排水腔，所述溢流管底部延伸出所述种植土层。

进一步的，所述下层壳体的横向宽度小于所述上层壳体的横向宽度，所述下层壳体和所述上层壳体的纵向长度相等，且纵向的两端齐平。

进一步的，所述下层壳体和所述上层壳体横向两侧与所述基坑内壁之间均设置有间隙，其间隙内分别设置第二密封填充层和第一密封填充层。

进一步的，所述上层壳体两侧的上端均设置有多个第一吊装孔，所述下层壳体两侧的上端均设置有第二吊装孔。

进一步的，所述基坑两侧设置有挡墙，所述滞留组件位于两个所述挡墙之间，所述挡墙上端设置有径流进水口，用于导流路面的径流，所述上层壳体两侧顶部与所述挡墙顶部之间形成排水渠，所述第一吊装孔和所述径流进水口均连通所述排水渠。

一种绿色海绵生物滞留结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

在土基上，两个挡墙之间挖出基坑，在基坑施工的同时，将种植土层埋入上层壳体上，并在种植土层上种植上植被层，将粗砂层埋入下层壳体内；

基坑施工完成后，依次吊装下层壳体、上层壳体到基坑内，并使上层壳体位于下层壳体的正上方，在纵向上保持对齐，二者共同形成滞留组件；

在基坑纵向上依次吊装多个滞留组件，以形成完整的生物滞留结构。

本发明具有以下有益效果：可以直接先吊装下层壳体到基坑内，然后吊装上层壳体到基坑内，使上层壳体堆叠在下层壳体的上方，从而形成滞留组件的整体结构，之后在沿着基坑的纵向，即长度方向上依次吊装多个滞留组件，最终形成生物滞留结构，后续道路改建过程中，可以直接吊起上、下层壳体，从而可以重复使用种植土层、粗砂层和植被层，可以重复利用的同时，避免道路改建引起的水土流失，更加绿色环保，符合绿色海绵城市的理念，而且在整体施工工艺上，基坑施工的同时，上、下层壳体内可以同步进行埋入各个层级结构的步骤，从而可以缩短整体的施工周期。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为侧视示意图；

图3为多个滞留组件分布关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的图1-图3，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

需要说明的是，以下所说的纵向是指基坑长度方向上，即图2、图3中的左右方向，而横向是指基坑宽度方向，即图1中的左右方向。

如图1，一种绿色海绵生物滞留结构，包括基坑，所述基坑内设置多个并排分布的滞留组件，所述滞留组件包括下层壳体4和上层壳体5，所述下层壳体4设置开口朝上的下层凹槽，所述上层壳体5设置开口朝上的上层凹槽，所述上层壳体5底部设置有连通所述下层凹槽的第一滤水部件501，所述下层凹槽内设置有排水部件，多个所述滞留组件的排水部件依次首尾连通，所述上层凹槽内设置有种植土层8，所述种植土层8上种植植被层7，所述下层凹槽内设置有粗砂层10。

下层壳体4和上层壳体5均为“凵”字形结构，种植土层8、植被层7和粗砂层10为现有技术，本发明的植被层7优先选用花草类，在种植土层8的下方还可以设置细砂层9，种植土层8的作用是保水，提供植物生长需求，细砂层9的作用是过滤杂质和支撑，粗砂层10的作用是支撑细砂层9和二次过滤，种植土层8上方的积水从上到下依次穿过植被层7、种植土层8、细砂层9、第一滤水部件501和粗砂层10，并经过排水部件排出净水。

基坑为现有技术，在土基2上预先挖出，由于上层壳体5和下层壳体4分别将种植土层8和植被层7容纳，也就是说，上、下层壳体形成容器的结构，容纳生物滞留结构的各个层级结构，在具体实施过程中，可以直接先吊装下层壳体4到基坑内，然后吊装上层壳体5到基坑内，使上层壳体5堆叠在下层壳体4的上方，从而形成滞留组件的整体结构，之后在沿着基坑的纵向，即长度方向上依次吊装多个滞留组件，最终形成生物滞留结构，后续道路改建过程中，可以直接吊起上、下层壳体，从而可以重复使用种植土层8、粗砂层10和植被层7，可以重复利用的同时，避免道路改建引起的水土流失，更加绿色环保，符合绿色海绵城市的理念，而且在整体施工工艺上，基坑施工的同时，上、下层壳体内可以同步进行埋入各个层级结构的步骤，从而可以缩短整体的施工周期。

此外，上、下层壳体可以为混凝土结构，也可以为金属材质，根据道路的走向、基坑的尺寸预先定制成型。

如图1-图3，下面说明排水部件的具体结构。

进一步的，所述排水部件包括第二滤水部件401，所述第二滤水部件401水平设置，其上方支撑所述粗砂层10，其下方与所述下层凹槽底部内壁之间形成排水腔，多个所述滞留组件的排水腔依次首尾连通。

进一步的，所述第二滤水部件401底部固定连接多个支撑柱402，所述支撑柱402固定连接所述下层凹槽的底部内壁，所述第二滤水部件401周面固定连接所述下层凹槽壁面。

具体地，第二滤水部件401下方与下层凹槽底部内壁之间间隔设置，此间隔形成排水腔，排水腔为中空结构，两端开口位于纵向，从而在基坑纵向上，多个滞留组件的排水腔依次首尾连通，支撑柱402的作用是提高支撑强度。

此外，如图3，多个滞留组件两端分别设置有蓄水箱11，蓄水箱11底部连通排水管12，排水管12接入到地下水系统中，蓄水箱11呈“L”形结构，贴合在位于端部的下层壳体4的底部一端，蓄水箱11的内侧设置有进水口，进水口呈“L”形结构，从而将排水腔包裹，以收集排水腔输出的水，施工时，基坑挖出蓄水箱11所需的空间，然后回填土基2以覆盖蓄水箱11。

进一步的，所述第一滤水部件501和所述第二滤水部件401均为过滤板或格栅过滤网。

第一滤水部件501、第二滤水部件401的作用是连通上下层级结构，使积水能够从上至下进入到排水腔中，同时二者均有支撑的功能，维持结构强度，二者优选为过滤板，过滤板上设置多个滤孔。

如图1-图3，下面说明上、下层壳体的具体结构。

进一步的，所述上层壳体5两端固定连接上挡板504，所述上挡板504底部固定连接所述上层壳体5底部内壁，所述上挡板504、所述第一滤水部件501和所述上层壳体5内壁共同形成所述上层凹槽，所述下层壳体4两端固定连接下挡板408，所述下挡板408底部固定连接所述第二滤水部件401顶部，所述下挡板408、所述第二滤水部件401和所述下层壳体4内壁共同形成所述下层凹槽。

具体地，上、下层壳体的“凵”字形结构在纵向上的两端设置有开口，二者的开口分别对应的固定连接上挡板504、下挡板408，上层壳体5相对的两个内侧面、两个上挡板504相对的一侧、第一滤水部件501顶部共同形成上层凹槽，下层壳体4相对的两个内侧面、两个下挡板408相对的一侧、第二滤水部件401顶部共同形成下层凹槽，下层凹槽的顶部开口贴合上层壳体5、第一滤水部件501的底部。

在纵向上，相邻两个上层壳体5上的上挡板504相对的一侧相互贴合，相邻两个下层壳体4上的下挡板408相对的一侧相互贴合，也就是说，上、下层壳体首尾贴合，从而使排水腔开口贴合，以形成连续均匀的排水腔室结构，在上、下层壳体贴合的部分可以设置对应的密封涂层、部件等。

如图1-图2，下面说明溢流管6的具体结构。

进一步的，还包括溢流管6，所述溢流管6可调高度的插接在套管601内，所述套管601底部插接在导管602内，所述套管601穿过且固定连接所述第一滤水部件501，所述导管602穿过且固定连接所述第二滤水部件401，所述导管602顶部抵接所述第一滤水部件501底部，所述导管602底部连通所述排水腔，所述溢流管6底部延伸出所述种植土层8。

当种植土层8上方积水过多时，也就是暴雨等天气时，容易有洪涝危险，因此此时积水液面高度较高，可以通过溢流管6顶部直接流入到排水腔中，以提高排水速度，降低积水量。

具体地，溢流管6竖直设置，套管601的目的是提供溢流管6的上下滑动结构，使其可以调节高度，溢流管6与套管601之间可以为间隙配合或螺纹连接，均可以调节高度，导管602的目的是直接将溢流管6连通排水腔，套管601顶部与植土层8齐平或略高于植土层8，导管602顶部抵接第一滤水部件501，导管602底部朝下穿过第二滤水部件401，导管602与套管601之间为间隙配合的方式。

在纵向上，溢流管6、套管601、导管602对应的设置多组，通过溢流管6和排水腔的设计，相比现有技术中的透水管，可以大大增加泄洪能力。

此外，多个套管601插接在导管602内的结构，还实现了定位的功能，使上、下层壳体对齐。

如图1-图3，下面说明上、下层壳体的密封结构。

进一步的，所述下层壳体4的横向宽度小于所述上层壳体5的横向宽度，所述下层壳体4和所述上层壳体5的纵向长度相等，且纵向的两端齐平。

第一滤水部件501的宽度小于下层凹槽的宽度，从而下层凹槽将第一滤水部件501覆盖，以避免渗透水外溢，并且上、下层壳体在横向上形成“T”字形分布，进一步提高密封性能。

在横向上，即基坑宽度方向上，第一滤水部件501的宽度可以与上层壳体5两端齐平，也可以使上层壳体5两侧为对称的“L”形结构，从而使第一滤水部件501宽度小于上层壳体5宽度。

此外，纵向上，下层壳体4一端固定连接延伸板406，另一端设置有与延伸板406适配的缺口部407，多个下层壳体4的延伸板406插入到相邻另外一个下层壳体4的缺口部407，从而实现对排水腔的密封作用，缺口部407内还可以设置对应的密封填料，而下层壳体4底部与土基2之间还可以设置防火土工布403。

由于缺口部407和延伸板406的配合关系，在施工时，在纵向上多个滞留组件应当按顺序依次吊装。

进一步的，所述下层壳体4和所述上层壳体5横向两侧与所述基坑内壁之间均设置有间隙，间隙的功能是可以降低装配精度需求，更利于现场施工，其间隙内分别设置第二密封填充层404和第一密封填充层502，密封填充层404为现有技术，可以为密封填料等，其目的是避免积水进入到土基2内。

第一密封填充层502位于上层壳体5与基坑内壁之间，第二密封填充层404位于下层壳体4与基坑内壁之间。

如图1-图2，下面说明上、下层壳体的吊装结构。

进一步的，所述上层壳体5两侧的上端均设置有多个第一吊装孔503，所述下层壳体4两侧的上端均设置有第二吊装孔405。

第一吊装孔503、第二吊装孔405的目的是安装吊钩等吊具，通过吊装设备来吊上上、下层壳体。

进一步的，所述基坑两侧设置有挡墙3，所述滞留组件位于两个所述挡墙3之间，所述挡墙3上端设置有径流进水口301，用于导流路面1的径流，所述上层壳体5两侧顶部与所述挡墙3顶部之间形成排水渠，所述第一吊装孔503和所述径流进水口301均连通所述排水渠。

具体地，挡墙3、路面1为现有技术，路面1上的积水通过径流进水口301进入到排水渠内，在排水渠的末端可以设置管类部件，以引入到地下水道中，第一密封填充层502的顶部、挡墙3的顶部内侧、上层壳体5的顶部外侧共同形成排水渠的“凵”字形结构。

此外，第一吊装孔503还具有拦污的能力，可以避免排水渠内的垃圾进入到种植土层8上，例如垃圾袋、瓶子等，因此第一吊装孔503在纵向上可以均匀分布多个。

一种绿色海绵生物滞留结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，在土基2上，两个挡墙3之间挖出基坑，在基坑施工的同时，将种植土层8埋入上层壳体5上，并在种植土层8上种植上植被层7，将粗砂层10埋入下层壳体4内；

步骤二，基坑施工完成后，依次吊装下层壳体4、上层壳体5到基坑内，并使上层壳体5位于下层壳体4的正上方，在纵向上保持对齐，二者共同形成滞留组件；

步骤三，在基坑纵向上依次吊装多个滞留组件，以形成完整的生物滞留结构。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形、变型、修改、替换，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种绿色海绵生物滞留结构，包括基坑，其特征在于：所述基坑内设置多个并排分布的滞留组件，所述滞留组件包括下层壳体（4）和上层壳体（5），所述下层壳体（4）设置开口朝上的下层凹槽，所述上层壳体（5）设置开口朝上的上层凹槽，所述上层壳体（5）底部设置有连通所述下层凹槽的第一滤水部件（501），所述下层凹槽内设置有排水部件，多个所述滞留组件的排水部件依次首尾连通；

所述上层凹槽内设置有种植土层（8），所述种植土层（8）上种植植被层（7），所述下层凹槽内设置有粗砂层（10）；

所述排水部件包括第二滤水部件（401），所述第二滤水部件（401）水平设置，其上方支撑所述粗砂层（10），其下方与所述下层凹槽底部内壁之间形成排水腔，多个所述滞留组件的排水腔依次首尾连通；

所述上层壳体（5）两端固定连接上挡板（504），所述上挡板（504）底部固定连接所述上层壳体（5）底部内壁，所述上挡板（504）、所述第一滤水部件（501）和所述上层壳体（5）内壁共同形成所述上层凹槽，所述下层壳体（4）两端固定连接下挡板（408），所述下挡板（408）底部固定连接所述第二滤水部件（401）顶部，所述下挡板（408）、所述第二滤水部件（401）和所述下层壳体（4）内壁共同形成所述下层凹槽；

所述上层壳体（5）两侧的上端均设置有多个第一吊装孔（503），所述下层壳体（4）两侧的上端均设置有第二吊装孔（405）。

2.根据权利要求1所述的一种绿色海绵生物滞留结构，其特征在于：所述第二滤水部件（401）底部固定连接多个支撑柱（402），所述支撑柱（402）固定连接所述下层凹槽的底部内壁，所述第二滤水部件（401）周面固定连接所述下层凹槽壁面。

3.根据权利要求1所述的一种绿色海绵生物滞留结构，其特征在于：所述第一滤水部件（501）和所述第二滤水部件（401）均为过滤板或格栅过滤网。

4.根据权利要求1所述的一种绿色海绵生物滞留结构，其特征在于：还包括溢流管（6），所述溢流管（6）可调高度的插接在套管（601）内，所述套管（601）底部插接在导管（602）内，所述套管（601）穿过且固定连接所述第一滤水部件（501），所述导管（602）穿过且固定连接所述第二滤水部件（401），所述导管（602）顶部抵接所述第一滤水部件（501）底部，所述导管（602）底部连通所述排水腔，所述溢流管（6）底部延伸出所述种植土层（8）。

5.根据权利要求1所述的一种绿色海绵生物滞留结构，其特征在于：所述下层壳体（4）的横向宽度小于所述上层壳体（5）的横向宽度，所述下层壳体（4）和所述上层壳体（5）的纵向长度相等，且纵向的两端齐平。

6.根据权利要求1所述的一种绿色海绵生物滞留结构，其特征在于：所述下层壳体（4）和所述上层壳体（5）横向两侧与所述基坑内壁之间均设置有间隙，其间隙内分别设置第二密封填充层（404）和第一密封填充层（502）。

7.根据权利要求6所述的一种绿色海绵生物滞留结构，其特征在于：所述基坑两侧设置有挡墙（3），所述滞留组件位于两个所述挡墙（3）之间，所述挡墙（3）上端设置有径流进水口（301），用于导流路面（1）的径流，所述上层壳体（5）两侧顶部与所述挡墙（3）顶部之间形成排水渠，所述第一吊装孔（503）和所述径流进水口（301）均连通所述排水渠。

8.一种绿色海绵生物滞留结构的施工方法，应用于如权利要求1-7任意一项所述的生物滞留结构，其特征在于，包括以下步骤：

在土基（2）上，两个挡墙（3）之间挖出基坑，在基坑施工的同时，将种植土层（8）埋入上层壳体（5）上，并在种植土层（8）上种植上植被层（7），将粗砂层（10）埋入下层壳体（4）内；

基坑施工完成后，依次吊装下层壳体（4）、上层壳体（5）到基坑内，并使上层壳体（5）位于下层壳体（4）的正上方，在纵向上保持对齐，二者共同形成滞留组件；

在基坑纵向上依次吊装多个滞留组件，以形成完整的生物滞留结构。