CN201099920Y

CN201099920Y - 保温集水井

Info

Publication number: CN201099920Y
Application number: CNU2007200329989U
Authority: CN
Inventors: 喻文兵; 赖远明; 郭明
Original assignee: Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute of CAS
Current assignee: Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute of CAS
Priority date: 2007-09-30
Filing date: 2007-09-30
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2017-09-30

Abstract

本实用新型涉及一种保温集水井，由草皮覆盖层、填土层、保温层、块石层、透水土工布、出水口构成。在井壁底部、井口出水端面或井壁一侧面设有保温层，井壁两侧或一侧面设有透水土工布，井内堆放块石层，井的顶部为填土层，填土层上有草皮覆盖层，出水口与地下排水管相联接。本实用新型用透水土工布代替传统措施的碎石、块石组成的反滤层，极大的提高了施工速度；用XPS保温板取代了传统的粘土层，起到了隔水、保温的双重效果，集水井内水的热量损失很少。本实用新型结构简单，易施工快、保温效果理想，利于排水，减少了冬季因排水不畅引起的工程冻害，可广泛地应用于寒冷地区公路、铁路等工程地下集水、排水系统。

Description

保温集水井

技术领域

本实用新型涉及一种寒区地下水收集结构。适合寒冷地区地下集水、排水系统使用。

背景技术

我国有大部分国土面积处于寒冷地区。寒区的道路工程、矿井工程都涉及到地下水的收集和排泄。传统收集地下水的方式采用集水渗井、集水渗池收集地下水，然后通过暗管、盲沟排水。由于寒冷地区冬季气候寒冷，集水结构、暗管、盲沟很容易被冻结、堵塞，导致整个集水排水系统失效，给工程造成损害；其集水结构主要靠增加土层厚度来达到保温，这种方法施工慢，效果差且不利于环保。最常见的就是寒区的公路、铁路涎流冰病害的发生，给交通运输安全带来严重隐患，同时也造成了巨大的经济损失。涎流冰的产生是由于排水管路堵塞，水从路基上方某些地方出露、在地表冻结、蔓延至路基、拥堵涵洞，春季冰雪融化，由于排水通道被冰堵塞，造成融水冲刷道路，这些给道路及附属构筑物的稳定与交通安全带来极大威胁。另外，我国东北、西北不少边防公路常年遭受涎流冰引起的危害，部队所需物质的输送受到很大影响。

提高集水井内的水温，可以有效防止排水管路冻结，俄罗斯的铁路涎流冰防治中采用电加热的方式，这种方法应用受到诸多条件限制，不适合我国广大寒区使用。我国使用的传统渗井、渗池结构复杂，采用粘土做隔水层、粗砂、碎石做反滤层，施工难度大，另一重要原因就是保温效果不理想，在集水处水温有较大幅度降低，不利于排水。因此，研发一种新型有效的保温集水井对解决上述问题具有重要意义。

发明内容

为克服寒区传统地下集水结构保温效果不理想、结构复杂、施工难度大的缺陷，本实用新型提供了一种保温集水井。该集水井采用新型保温材料XPS板进行保温处理，用透水土工布作为反滤层，井内堆放块石，同时在集水井顶部进行草皮覆盖，增强保温效果。由此可以大大提高施工速度和提高集水井内水温，降低排水管路冻结的可能性，减少寒区工程因排水问题而带为的损失。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种保温集水井，由草皮覆盖层、填土层、保温层、块石层、透水土工布、出水口构成。在井壁底部、井口出水端面或井壁一侧面设有保温层，井壁两侧或一侧面设有透水土工布，井内堆放块石层，井的顶部为填土层，填土层上有草皮覆盖层，出水口与地下排水管相联接。

上述的保温层采用XPS板，XPS保温板为聚乙烯、聚氨酯保温板，厚度范围为5～20cm，导热系数0.028W/m·K；抗压强度大于0.3Mpa，体积吸水率小于1％。

上述的透水土工布渗透系数不小于2cm/s。

上述的块石层粒径范围为10～25cm。

上述的回填土厚度为20～50cm。

保温集水井的工作原理是：含水层内的地下水通过透水土工布进入集水井内，然后通过排水出口排走，排水口与地下排水管相接。集水井底部，侧面及顶部都有保温效果很好的挤塑泡沫保温材料XPS板，这大大减少了集水井内水热量的损失。

本实用新型的优点和产生的有益效果是：

1、本实用新型采用XPS板取代了传统的粘土层，起到了隔水、保温的双重效果；其次XPS板极大的降低了顶部土层厚度(见公式4)，20cm厚度XPS板的保温效果相当于当地2～5m厚度土层的保温效果，同时顶部设有草皮覆盖层，维持了原有的地貌景观，利于环保。

2、用透水土工布代替传统措施的碎石、块石组成的反滤层，极大的提高了施工速度；

3、由于新型材料的使用和结构的改进提高了集水井内的水温，降低了地下排水管路冻结的可能性，减少寒区工程因排水问题引起的破坏。

保温材料减少填土最大厚度值可按下式计算：

式中：H为可减少土层的最大厚度；λ_填土表示填土的导热系数；λ_保温材料为保温材料导热系数；h_保温材料为保温材料厚度。

附图说明

图1保温集水井纵剖面图。

图2为图1的A-A’断面图。

具体实施方式

为更好地理解本实用新型，可通过以下实施例予以进一步说明，但并非对本实用新型的限定。

如图1所示，一种保温集水井，由草皮覆盖层1、填土层2、保温层3、块石层4、透水土工布5、出水口7构成。在井壁底部、井口出水端面或井壁一侧面设有保温层3，井壁两侧或一侧面设有透水土工布5，井内堆放块石层4，井的顶部为填土层2，填土层2上有草皮覆盖层1，出水口7与地下排水管相联接。

以大兴安岭拉莫公路K81+300处采用的保温集水井为例。地理坐标：N50°47.759′，E120°03.758′。海拔高度774m，属于高纬度寒冷地区。

施工过程是：先揭开集水位置地表草皮覆盖层1，以备完工后恢复地表景观；在集水位置挖一深205cm，长200cm，宽200cm长方体的井，在井底部、井口出水端面及一个侧面铺设15cm厚度的聚乙烯保温板，板间用粘结剂粘接，形成保温层3；在出水端面上距离底部10cm高度位置设置一个直径20cm的孔7与地下排水管连接，孔的水平位置位于长度方向(与排水管垂直的断面方向为长度方向)的中间部位；然后在紧靠聚乙烯保温板位置堆放平均粒径为20cm的块石层4，进一步固定保温层3，然后在来水面铺设透水土工布5作为反滤层，之后继续堆放块石，达到150cm高度时形成块石层4，停止块石堆放，再铺盖20cm厚的聚乙烯保温板；填土40cm形成填土层2适当碾压之后，将原揭开的草皮覆盖在集水井的顶部。地下水6通过透水土工布5渗入井中，从排水管排出。

聚乙烯保温板导热系数0.028W/m·K，强度400kPa，体积吸水率小于1％(水蒸汽透湿系数小于2ng(Pa.m.s)，耐腐蚀，保温性能稳定。顶部20cm厚度的XPS板相当于当地3m厚度的土层。土工布垂直渗透系数3cm/s，其单位面积质量450g/m²，抗拉强度10kN/m。

本实施例于2004年秋施工完成，经过3个冬季的实践验证，效果理想。本集水结构由于四周新型保温材料的应用及顶部植被生态恢复的保温作用，集水井内冬季水温得到较大提高，提高水温约4～5℃。

Claims

1、一种保温集水井，由草皮覆盖层(1)、填土层(2)、保温层(3)、块石层(4)、透水土工布(5)、出水口(7)构成，其特征是：在井壁底部、井口出水端面或井壁一侧面设有保温层(3)，井壁两侧或一侧面设有透水土工布(5)，井内堆放块石层(4)，井的顶部为填土层(2)，填土层(2)上有草皮覆盖层(1)，出水口(7)与地下排水管相联接。

2、根据权利要求1所述的保温集水井，其特征是：保温层(3)采用XPS板，XPS为聚乙烯保温板或聚氨酯保温板；厚度范围为5～20cm，导热系数0.028W/m·K；抗压强度大于0.3Mpa，体积吸水率小于1％。

3、根据权利要求1所述的保温集水井，其特征是：透水土工布(5)渗透系数不小于2cm/s。

4、根据权利要求1所述的保温集水井，其特征是：块石层(4)粒径为10～25cm。

5、根据权利要求1所述的保温集水井，其特征是：填土层(2)厚度为20～50cm。