專利名稱：保溫集水井的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種寒區(qū)地下水收集結構。適合寒冷地區(qū)地下集水、排水 系統(tǒng)使用。
背景技術：
我國有大部分國土面積處于寒冷地區(qū)。寒區(qū)的道路工程、礦井工程都涉 及到地下水的收集和排泄。傳統(tǒng)收集地下水的方式采用集水滲井、集水滲池 收集地下水，然后通過暗管、盲溝排水。由于寒冷地區(qū)冬季氣候寒冷，集水 結構、暗管、盲溝很容易被凍結、堵塞，導致整個集水排水系統(tǒng)失效，給工程造成損害；其集水結構主要靠增加土層厚度來達到保溫，這種方法施工慢， 效果差且不利于環(huán)保。最常見的就是寒區(qū)的公路、鐵路涎流冰病害的發(fā)生， 給交通運輸安全帶來嚴重隱患，同時也造成了巨大的經(jīng)濟損失。涎流冰的產(chǎn) 生是由于排水管路堵塞，水從路基上方某些地方出露、在地表凍結、蔓延至 路基、擁堵涵洞，春季冰雪融化，由于排水通道被冰堵塞，造成融水沖刷道 路，這些給道路及附屬構筑物的穩(wěn)定與交通安全帶來極大威脅。另外，我國 東北、西北不少邊防公路常年遭受涎流冰引起的危害，部隊所需物質的輸送 受到很大影響。提高集水井內(nèi)的水溫，可以有效防止排水管路凍結，俄羅斯的鐵路涎流 冰防治中采用電加熱的方式，這種方法應用受到諸多條件限制，不適合我國 廣大寒區(qū)使用。我國使用的傳統(tǒng)滲井、滲池結構復雜，采用粘土做隔水層、 粗砂、碎石做反濾層，施工難度大，另一重要原因就是保溫效果不理想，在 集水處水溫有較大幅度降低，不利于排水。因此，研發(fā)一種新型有效的保溫 集水井對解決上述問題具有重要意義。發(fā)明內(nèi)容為克服寒區(qū)傳統(tǒng)地下集水結構保溫效果不理想、結構復雜、施工難度大 的缺陷，本實用新型提供了一種保溫集水井。該集水井采用新型保溫材料XPS 板進行保溫處理，用透水土工布作為反濾層，井內(nèi)堆放塊石，同時在集水井 頂部進行草皮覆蓋，增強保溫效果。由此可以大大提高施工速度和提高集水 井內(nèi)水溫，降低排水管路凍結的可能性，減少寒區(qū)工程因排水問題而帶為的損失。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種保溫集水井，由草皮覆蓋層、填土層、保溫層、塊石層、透水土工 布、出水口構成。在井壁底部、井口出水端面或井壁一側面設有保溫層，井 壁兩側或一側面設有透水土工布，井內(nèi)堆放塊石層，井的頂部為填土層，填 土層上有草皮覆蓋層，出水口與地下排水管相聯(lián)接。上述的保溫層采用XPS板，XPS保溫板為聚乙烯、聚氨酯保溫板，厚度范圍為5 20cm，導熱系數(shù)0.028W/m K;抗壓強度大于0.3Mpa，體積吸水 率小于1%。上述的透水土工布滲透系數(shù)不小于2cm/s。上述的塊石層粒徑范圍為10 25cm。上述的回填土厚度為20 50cm。保溫集水井的工作原理是含水層內(nèi)的地下水通過透水土工布進入集水 井內(nèi)，然后通過排水出口排走，排水口與地下排水管相接。集水井底部，側 面及頂部都有保溫效果很好的擠塑泡沫保溫材料XPS板，這大大減少了集水井 內(nèi)水熱量的損失。本實用新型的優(yōu)點和產(chǎn)生的有益效果是-1、 本實用新型采用XPS板取代了傳統(tǒng)的粘土層，起到了隔水、保溫的雙 重效果；其次XPS板極大的降低了頂部土層厚度(見公式4)， 20cm厚度XPS 板的保溫效果相當于當?shù)? 5m厚度土層的保溫效果，同時頂部設有草皮覆 蓋層，維持了原有的地貌景觀，利于環(huán)保。2、 用透水土工布代替?zhèn)鹘y(tǒng)措施的碎石、塊石組成的反濾層，極大的提高 了施工速度；3、 由于新型材料的使用和結構的改進提高了集水井內(nèi)的水溫，降低了地下排水管路凍結的可能性，減少寒區(qū)工程因排水問題引起的破壞。保溫材料減少填土最大厚度值可按下式計算F =義填土 * A保溫材料 ")式中i/為可減少土層的最大厚ilfl^t表示填土的導熱系數(shù)；/^, 4為 保溫材料導熱系數(shù)；為保溫材料厚度。


圖l保溫集水井縱剖面圖。圖2為圖1的A—A'斷面圖。
具體實施方式
為更好地理解本實用新型，可通過以下實施例予以進一步說明，但并非對 本實用新型的限定。如圖1所示， 一種保溫集水井，由草皮覆蓋層l、填土層2、保溫層3、 塊石層4、透水土工布5、出水口7構成。在井壁底部、井口出水端面或井壁 一側面設有保溫層3，井壁兩側或一側面設有透水土工布5，井內(nèi)堆放塊石層 4，井的頂部為填土層2，填土層2上有草皮覆蓋層1，出水口7與地下排水 管相聯(lián)接。以大興安嶺拉莫公路K81 + 300處采用的保溫集水井為例。地理坐標 N50°47. 759'， E120。03. 758'。海拔高度774m，屬于高諱度寒冷地區(qū)。施工過程是先揭開集水位置地表草皮覆蓋層l，以備完工后恢復地表景觀；在集水位置挖一深205cm，長200cm，寬200cm長方體的井，在井底部、 井口出水端面及一個側面鋪設15cm厚度的聚乙烯保溫板，板間用粘結劑粘 接，形成保溫層3;在出水端面上距離底部10cm高度位置設置一個直徑20cm 的孔7與地下排水管連接，孔的水平位置位于長度方向(與排水管垂直的斷面 方向為長度方向)的中間部位；然后在緊靠聚乙烯保溫板位置堆放平均粒^ 為20cm的塊石層4，進一步固定保溫層3，然后在來水面鋪設透水土工布5作為 反濾層，之后繼續(xù)堆放塊石，達到150cm高度時形成塊石層4，停止塊石堆放， 再鋪蓋20cm厚的聚乙烯保溫板；填土40cm形成填土層2適當碾壓之后，將原揭 開的草皮覆蓋在集水井的頂部。地下水6通過透水土工布5滲入井中，從排水 管排出。聚乙烯保溫板導熱系數(shù)0.028W/m， K，強度400 kPa，體積吸水率小于1% (水蒸汽透濕系數(shù)小于2ng (Pa.m.s)，耐腐蝕，保溫性能穩(wěn)定。頂部20cm厚 度的XPS板相當于當?shù)?m厚度的土層。土工布垂直滲透系數(shù)3cm/s，其單位面 積質量450g/m2，抗拉強度10kN/m。本實施例于2004年秋施工完成，經(jīng)過3個冬季的實踐驗證，效果理想。本 集水結構由于四周新型保溫材料的應用及頂部植被生態(tài)恢復的保溫作用，集 水井內(nèi)冬季水溫得到較大提高，提高水溫約4 5。C。
權利要求1、一種保溫集水井，由草皮覆蓋層(1)、填土層(2)、保溫層(3)、塊石層(4)、透水土工布(5)、出水口(7)構成，其特征是在井壁底部、井口出水端面或井壁一側面設有保溫層(3)，井壁兩側或一側面設有透水土工布(5)，井內(nèi)堆放塊石層(4)，井的頂部為填土層(2)，填土層(2)上有草皮覆蓋層(1)，出水口(7)與地下排水管相聯(lián)接。
2、 根據(jù)權利要求1所述的保溫集水井，其特征是保溫層(3)采用XPS 板，XPS為聚乙烯保溫板或聚氨酯保溫板；厚度范圍為5 20cm，導熱系數(shù) 0.028W/m.K;抗壓強度大于0.3Mpa，體積吸水率小于1%。
3、 根據(jù)權利要求1所述的保溫集水井，其特征是透水土工布(5)滲 透系數(shù)不小、于2cm/s。
4、 根據(jù)權利要求1所述的保溫集水井，其特征是塊石層(4)粒徑為 10 25cm。
5、根據(jù)權利要求l所述的保溫集水井，其特征是填土層(2)厚度為20 50cm。
專利摘要本實用新型涉及一種保溫集水井，由草皮覆蓋層、填土層、保溫層、塊石層、透水土工布、出水口構成。在井壁底部、井口出水端面或井壁一側面設有保溫層，井壁兩側或一側面設有透水土工布，井內(nèi)堆放塊石層，井的頂部為填土層，填土層上有草皮覆蓋層，出水口與地下排水管相聯(lián)接。本實用新型用透水土工布代替?zhèn)鹘y(tǒng)措施的碎石、塊石組成的反濾層，極大的提高了施工速度；用XPS保溫板取代了傳統(tǒng)的粘土層，起到了隔水、保溫的雙重效果，集水井內(nèi)水的熱量損失很少。本實用新型結構簡單，易施工快、保溫效果理想，利于排水，減少了冬季因排水不暢引起的工程凍害，可廣泛地應用于寒冷地區(qū)公路、鐵路等工程地下集水、排水系統(tǒng)。
文檔編號E03F5/10GK201099920SQ200720032998
公開日2008年8月13日 申請日期2007年9月30日 優(yōu)先權日2007年9月30日
發(fā)明者喻文兵, 賴遠明, 明 郭 申請人:中國科學院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所