CN201874083U - 基于节地节能的下挖通道调蓄式泵站排水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于节地节能的下挖通道调蓄式泵站排水装置，蓄水池基础、蓄水池封底混凝土、隔水墙体及下挖通道底板相连成蓄水池，防水砂浆面层涂抹在隔水墙体内外侧，隔水墙体内外侧与下挖通道底板底面构成防水层，柔性防水卷材分别设置在涂有防水砂浆面层的隔水墙体外侧；路表雨水净化设施、集水井、蓄水池顺次连接，路表雨水净化设施、集水井、蓄水池顺次连接，分隔式压重墙上下端设有过水口与单向自重式阀门，阀门滑坡位于单向自重式阀门下端，阀门滑坡与蓄水池封底混凝土相连；横向排水管横穿检查井，横向排水管一端装在第二隔水墙体上。构造简单，节地节能，大大减小排水泵的型号及泵站规模，减少了设施永久占地面积与能耗量。

Description

基于节地节能的下挖通道调蓄式泵站排水装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于地下水位高、降雨量大地区下挖通道排水设计的技术领域，更具体涉及一种基于节地节能的下挖通道调蓄式泵站排水装置，可实现快速自流排除下挖通道内汇集的大量积水，通过净化、存储与调节作用，有效减小泵站规模与水泵装机容量，从而实现节地节能的下挖通道排水技术。

背景技术

下挖通道是能有效降低公路路堤高度，节约占地面积，便于居民通行的横向跨越构造物。由于地势低洼，通道地表积水多，排水困难，尤其在地下水位高的多雨地区，如何解决下挖通道防排水问题已成为能否实现低路堤建设方案的关键技术。

南方地区地下水位高，洪汛期和梅雨季节台风暴雨多，降水量大，该地区公路低洼地段及下挖通道排水系统终端多采用泵站抽排积水。往往为了满足洪汛季节通道排水需求，按重现期内径流量设计的泵站设计规模与装机容量均较大，该设计不仅永久占地面积多，泵站能耗高，而且大量雨水被强行排入城镇排水管道，大大增加污水处理系统压力，还导致淡水、雨水资源的白白浪费。其次，旱季，雨水匮乏，水泵利用率低，泵站养管费用高；雨天，水泵需连续高功率运转，故障发生率高，雨天维修困难，但若维修不及时，雨水将肆意漫流，淹没道路，阻断交通，淤堵排水设施，严重时还会影响其它道路及水泵站的正常运行，导致整个道路排水系统瘫痪，迫使周围居民遭受暴雨、洪涝灾害。

发明内容

为了克服泵站排水设施在低洼地段及公路下挖通道排水难、能耗高、土地及淡水资源浪费严重等问题。本实用新型的目的是在于提供了一种基于节地节能的下挖通道调蓄式泵站排水装置，构造简单，节地节能，该设施不仅能快速有效排除公路低洼地段及下挖通道路表积水，大大减小排水泵的型号及泵站规模，减少了设施永久占地面积与能耗量，而且能根据地区降雨条件、用水需求进行雨水储 蓄与调控。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于节地节能的下挖通道调蓄式泵站排水装置，它由蓄水池基础、隔水墙、蓄水池封底混凝土、柔性防水卷材、蓄水池、防水砂浆面层、路表雨水净化设施(沉淀池、隔油池)、集水池、横向排水管、检查井、泵站集水井、水泵、泵房、分隔式压重墙、单向自重式阀门、过水口、阀门滑坡组成。其连接关系是：蓄水池基础、蓄水池封底混凝土、第一隔水墙、第二隔水墙及下挖通道底板相连成第一蓄水池，防水砂浆面层涂抹在第一隔水墙内外侧、第二隔水墙内外侧与下挖通道底板底面形成完整防水层，第一柔性防水卷材、第二柔性防水卷材分别设置在涂有防水砂浆面层的第一隔水墙、第二隔水墙外侧；分隔式压重墙把第一蓄水池分隔为第二蓄水池和第三蓄水池，第一路表雨水净化设施(沉淀池、隔油池)、第一集水池、第二蓄水池顺次相接连，第二路表雨水净化设施(沉淀池、隔油池)、第二集水池、第三蓄水池顺次相连接，分隔式压重墙上下端设有过水口与单向自重式阀门，阀门滑坡位于单向自重式阀门下端，与蓄水池封底混凝土相连；横向排水管横穿检查井，一端装在第二隔水墙上，另一端与泵站集水井相连，泵站集水井底面设置集水井封底混凝土，井底标高低于蓄水池底面，水泵置于泵房内。

针对南方地下水位高，雨季暴雨频发、降雨量大的特点，提出在通道下方修建与通道同长等宽的地下蓄水池，再配以小型泵站排水的调蓄式排水系统，该实用新型改变了传统公路排水泵站集蓄水、排水于一体的排水模式，实现了通道快速自流排水的目的，增加了通道排水效果，提高了泵站利用率，减小了泵站占地面积，降低了能耗，解决了洪汛期公路低洼地段及通道排水难的问题。首先，在通道下修建地下蓄水池，能效地减少了排水系统永久占地面积，节约土地资源。第二，在强降雨及高地下水位条件下，通道下方设置地下蓄水池，能在暴雨季节迅速排走通道路表积水，并存储于地下蓄水池中，有助于消减洪峰，避免泵站处于超负荷工作状态，待天晴或雨小时，再进行抽排，以达到减少泵站装机容量、节约能耗、降低泵站及排水的工程造价的目的。第三，具有整体防水隔水措施的地下蓄水池能消除地下毛细静水及动水压力对下挖通道基础及路面的影响。第四，带单向自重式阀门的分隔式压重墙，可增加结构抗浮性，提高下挖通道排水设施的安全性、和可靠性，进一步降低泵站能耗。第五，地下蓄水池还对汇集水有二次沉淀的作用，可减小泵站故障发生率，提高排出水的水质。

该实用新型为了防止地下蓄水池在使用过程中不受地下水影响，保证蓄水池和通道基础的安全、稳定、耐久，设置了地下水隔离措施(隔水墙、封底混凝土)，防止地下水渗透。其中，蓄水池与通道同长等宽，其深度由当地最大月降雨量与通道汇流面积确定，并考虑30cm安全高度，以防蓄水池中的水倒灌入通道。计算表明3.5m深蓄水池可满足最大月降雨量为1000mm地区不设雨棚的公路下挖通道排水需求，完全可以满足我国多雨地区公路下挖通道的排水需求。泵站根据当地雨水调蓄及排放需求设计，水泵一用一备，即可。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型构造简单，节地节能，地下蓄水池的设计不仅能快速消减洪峰，很好地实现下挖通道快速自流排水的目的，而且能有效降低地泵站规模与装机容量，降低了排水能耗，节约了排水系统永久占地面积与淡水资源；带单向自重式阀门的分隔式压重墙的设计增加了大型通道的抗浮性，提高了下挖通道排水设施的安全性、和可靠性；路表水净化设施与蓄水池的再次沉淀作用进一步提高了排出水的水质；蓄水池整体防水隔水措施能有效地隔离地下水的渗透作用，减小了总排水量。本实用新型地下蓄水池实现了通道内自流排水，快速排除积水，消减洪峰，减小泵站装机容量，提高水泵利用率，降低泵站能耗与故障发生率，节约排水系统永久占地面积和淡水资源。

附图说明

图1为一种基于节地节能的调蓄式泵站排水装置示意图

图2为一种调蓄式泵站排水设施纵断面布置图

图3为一种通道调蓄式泵站排水设施平面布置图

图4为一种无压重墙的调蓄式泵站排水设施布置图。

图5为一种无压重式蓄水池及泵站结构纵断面布置图

图6为一种无压重式蓄水池及泵站结构平面布置图

其中：1-蓄水池基础；2A-第一隔水墙；2B-第二隔水墙；3-蓄水池封底混凝土；4A-第一柔性防水卷材；4B-第二柔性防水卷材；5-第一蓄水池；5A-第二蓄水池；5B-第三蓄水池；6-下挖通道底板；7-防水砂浆面层；8A-第一路表雨水净化设施(沉淀池、隔油池)；8B-第二路表雨水净化设施(沉淀池、隔油池)；9A-第一集水池；9B-第二集水池；10-横向排水管；11-检查井；12-泵站集水井；13-水泵；14-泵房；15-集水井封底混凝土；16-分隔式压重墙；17-单向自重式 阀门；18-过水口；19-阀门滑坡。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：

根据图1、图2、图3、图4、图5、图6可知，一种基于节地节能的下挖通道调蓄式泵站排水装置，它由蓄水池基础1、第一隔水墙2A、第二隔水墙2B、蓄水池封底混凝土3、第一柔性防水卷材4A、第二柔性防水卷材4B、第一蓄水池5、第二蓄水池5A、第三蓄水池5B、下挖通道底板6、防水砂浆面层7、第一路表雨水净化设施(沉淀池、隔油池)8A、第二路表雨水净化设施(沉淀池、隔油池)8B、第一集水池9A、第二集水池9B、横向排水管10、检查井11、泵站集水井12、水泵13、泵房14、集水井封底混凝土15、分隔式压重墙16、单向自重式阀门17、过水口18、阀门滑坡19组成。其连接关系是：蓄水池基础1、蓄水池封底混凝土3、第一隔水墙2A、第二隔水墙2B及下挖通道底板6相连成第一蓄水池5，防水砂浆面层7涂抹在第一隔水墙2A内外侧，第二隔水墙2B内外侧与下挖通道底板6底面构成完整防水层，第一柔性防水卷材4A、第二柔性防水卷材4B分别设置在涂有防水砂浆面层7的第一隔水墙2A、第二隔水墙2B外侧；分隔式压重墙16把第一蓄水池5分隔为第二蓄水池5A和第三蓄水池5B，第一路表雨水净化设施8A(沉淀池、隔油池)、第一集水池9A、第二蓄水池5A顺次相连接，第二路表雨水净化设施8B(沉淀池、隔油池)、第二集水池9B、第三蓄水池5B顺次相连接，分隔式压重墙16上下端设有过水口18与单向自重式阀门17，阀门滑坡19位于单向自重式阀门17下端，阀门滑坡19与蓄水池封底混凝土3相连；横向排水管10横穿检查井11，横向排水管10一端装在第二隔水墙2B上，横向排水管10另一端与泵站集水井12相连，泵站集水井12底面设置集水井封底混凝土15，井底标高低于蓄水池底面，水泵13置于泵房14内。

第一蓄水池5设计长宽与通道相同。图1、图4中，蓄水池防水措施实施方式为：首先，在蓄水池基础1上用防水砂浆找平，满涂聚合物砂浆形成一个完整的防水隔潮层，用现浇防水混凝土砌筑第一隔水墙2A、第二隔水墙2B和蓄水池封底混凝土3，防水墙墙顶面高出地下水位线之上30-50cm；其次，第一蓄水池5的内墙、外墙及池顶面、池底面均设置防水砂浆面层7，即采用1∶2防水水泥砂浆抹面，以防止地下水或池内积水渗入墙体及基础形成透水通道，同时在第一隔水墙2A、第二隔水墙2B的外墙迎水面一侧分别增加一道第一柔性防水卷材4A、第二柔 性防水卷材4B，在通道外墙及地下第一蓄水池5墙体与蓄水池基础1构成防水整体。

当通道净宽大于等于6m时，地下蓄水池需进行结构抗浮性验算，若地下蓄水池结构抗浮性不满足要求时，可采用图1、图2所示，在第一蓄水池5中央增设一道分隔式压重墙，以提高结构抗浮性：首先，图1为了增加通道及地下蓄水池抗浮性能，在第一蓄水池5中央设置了分隔式压重墙16，它将地下第一蓄水池5分成左右两个蓄水池：即第二蓄水池5A和第三蓄水池5B(第三蓄水池5B离泵站较近)，在分隔式压重墙16底端设置单向自重式阀门17和阀门滑坡19，顶端设置过水口18；其次，利用通道地表横坡在通道洞口设置了高、低两套第一路表雨水净化设施(沉淀池、隔油池)8A、第二路表雨水净化设施(沉淀池、隔油池)8B与第一集水池9A、第二集水池9B，较低一侧第一路表雨水净化设施(沉淀池、隔油池)8A与第一集水池9A与第二蓄水池5A连接，较高一侧第二路表雨水净化设施(沉淀池、隔油池)8B与第二集水池9B与第三蓄水池5B连接。

在少雨季节及非洪汛期，路表水较浅，仅第一蓄水池5和较低一侧第二路表雨水净化设施(沉淀池、隔油池)8B与第二集水池9B处于工作状态，设计目的是提高蓄水池及泵站集水井水位，便于泵站抽排，并降低能耗。此时，通道内汇集的路表水经第二路表雨水净化设施(沉淀池、隔油池)8B，经格栅、沉淀、隔油处理后进入第二集水池9B，通过排水管道进入第三蓄水池5B，经沉淀后通过横向排水管10途径检查井11进入泵站集水井12，再通过水泵13提升至出水口水位排出。

在雨季或洪汛季节，路表水汇水量大，积水漫过较高一侧沉淀池，高、低两套第一路表雨水净化设施(沉淀池、隔油池)8A、第二路表雨水净化设施(沉淀池、隔油池)8B与第一集水池9A、第二集水池9B同时处于工作状态，加速通道排水效率。此时通道路表水通过第一路表雨水净化设施(沉淀池、隔油池)8A、第二路表雨水净化设施(沉淀池、隔油池)8B、第一集水池9A、第二集水池9B分别排入第二蓄水池5A、第三蓄水池5B中，待天晴或雨小时，泵站开始工作，第三蓄水池5B内水位随泵站工作时间的增长而降低，第二蓄水池5A与第三蓄水池5B出现水位差，单向自重式阀门17在第二蓄水池5A水压作用下沿阀门滑坡19滑动，向第三蓄水池5B方向自动开启，第二蓄水池5A中的水流入第三蓄水池5B，经泵站排放。分隔式压重墙16顶端的过水口18是用于平衡蓄水池内气压和高水位差。

图4、图5、图6的地下蓄水池防水措施的实施方式与图1相同，不再赘述。其下挖通道路表水排水流程为：经引道、横向截水沟、雨水口等汇集的路表积水，排入第一路表雨水净化设施(沉淀池、隔油池)8A进行沉淀、隔油、净化处理后，进入第一集水池9A，流入第一蓄水池5经调蓄与再沉淀作用，将需要排除的水沿横向排水管10，途径检查井11，排入泵站集水井12，经水泵13提升至出水口水位排出。

Claims (4)

1.一种基于节地节能的下挖通道调蓄式泵站排水装置，它由蓄水池基础(1)、第一隔水墙(2A)、蓄水池封底混凝土(3)、第一柔性防水卷材(4A)、第一蓄水池(5)、下挖通道底板(6)、第一路表雨水净化设施(8A)、第一集水池(9A)、泵房(14)、单向自重式阀门(17)组成，其特征在于：蓄水池基础(1)、蓄水池封底混凝土(3)、第一隔水墙(2A)、第二隔水墙(2B)及下挖通道底板(6)相连成第一蓄水池(5)，防水砂浆面层(7)涂抹在第一隔水墙(2A)内外侧，第二隔水墙(2B)内外侧与下挖通道底板(6)底面构成完整防水层，第一柔性防水卷材(4A)、第二柔性防水卷材(4B)分别设置在涂有防水砂浆面层(7)的第一隔水墙(2A)、第二隔水墙(2B)外侧；分隔式压重墙(16)把第一蓄水池(5)分隔为第二蓄水池(5A)和第三蓄水池(5B)，第一路表雨水净化设施(8A)、第一集水池(9A)、第二蓄水池(5A)顺次连接，第二路表雨水净化设施(8B)、第二集水池(9B)、第三蓄水池(5B)顺次连接，分隔式压重墙(16)上下端设有过水口(18)与单向自重式阀门(17)，阀门滑坡(19)位于单向自重式阀门(17)下端，阀门滑坡(19)与蓄水池封底混凝土(3)相连；横向排水管(10)横穿检查井(11)，横向排水管(10)一端装在第二隔水墙(2B)上，横向排水管(10)另一端与泵站集水井(12)相连，泵站集水井(12)底面设置集水井封底混凝土(15)，水泵(13)置于泵房(14)内。

2.根据权利要求1所述的一种基于节地节能的下挖通道调蓄式泵站排水装置，其特征在于：所述的第一蓄水池(5)的内墙、外墙及池顶面、池底面均设置防水砂浆面层(7)。

3.根据权利要求1所述的一种基于节地节能的下挖通道调蓄式泵站排水装置，其特征在于：所述的第一蓄水池(5)中央设置了分隔式压重墙(16)。

4.根据权利要求1所述的一种基于节地节能的下挖通道调蓄式泵站排水装置，其特征在于：所述的分隔式压重墙(16)底端设置单向自重式阀门(17)和阀门滑坡(19)，顶端设置过水口(18)。 

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