本技術(shù)屬于城市排水，具體涉及一種依靠自重進(jìn)行排水的雨水排泄裝置。

背景技術(shù)：

0、技術(shù)背景

1、隨著城市化進(jìn)程加快，土地硬化率的不斷提高，暴雨帶來的城市內(nèi)澇始終是困擾城市建設(shè)的一大難題。如何改善排水問題，人類進(jìn)行了多種方式的嘗試。首先想到的就是建設(shè)大量雨水管道，到目前為止，該方法仍是排水的主要手段，但是工程（建設(shè)、維護(hù)）費(fèi)用巨大，施工期間社會(huì)影響大，且雨水管道一般排至現(xiàn)有河道，當(dāng)暴雨時(shí)，河道排水能力有限，水面上升，超過管道排出口標(biāo)高，常會(huì)出現(xiàn)雨水無法排至河道甚至倒灌現(xiàn)象。近些年，各地也系統(tǒng)化推進(jìn)海綿城市建設(shè)，主要是雨水通過濕地、湖泊及人工調(diào)蓄設(shè)施，將雨水在地面進(jìn)行收集，下滲至地面并存儲(chǔ)，主要分為兩種方式，一種是通過地面濕地、湖泊等收集雨水，通過地面土層下滲，由于地面淺層均為黏土層，滲透系數(shù)一般為1.0x10-5~?10-7cm/s，滲透性很差，無法及時(shí)將地面水下滲至地下，同時(shí)該方式占地面積大；另外一種方式就是考慮地表5~10m以下一般存在粉土、砂土或者礫石層等強(qiáng)透水層，滲透系數(shù)一般為1.0x10-3~?10-1cm/s，滲透性比淺層黏土高幾百至幾萬倍，通過回灌井，加壓壓入地下，這種方式一般需要潛水泵等設(shè)備，需要人操作運(yùn)行并定期養(yǎng)護(hù)，同時(shí)在運(yùn)行期間，晴朗天氣下，地下水位高于回灌井內(nèi)水位時(shí)，地下水將向回灌井內(nèi)回滲，在滲流力的帶動(dòng)下，地表淺層黏土細(xì)粒會(huì)被帶至回灌井內(nèi)，產(chǎn)生淤積堵塞，導(dǎo)致回灌速度大幅度下降，甚至導(dǎo)致回灌井喪失能力被廢棄；同時(shí)在回灌井接近地面處，采用黏土回填，但由于施工空間受限，回填黏土壓實(shí)度無法保證，井內(nèi)水及氣體容易通過此回填部分進(jìn)行地面上下溝通，即使回填處進(jìn)行壓漿，由于回填材料與原土層必然存在縫隙，也不能達(dá)到預(yù)期效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型目的在于提供一種能耗低、成本低的依靠自重進(jìn)行排水的雨水排泄裝置，其不依靠機(jī)械動(dòng)力，通過強(qiáng)透水土層，迅速向周圍地層排泄雨水，在使用過程中，隔絕外部微粒，避免淤積堵塞。

2、本實(shí)用新型所提供的依靠自重進(jìn)行排水的雨水排泄裝置，包括外管、封閉鋼板、半球過濾罩和浮動(dòng)蓋；其中：

3、所述外管為長(zhǎng)直筒管，能垂直壓設(shè)置于地下；外管分為上、下兩個(gè)區(qū)段，上區(qū)段設(shè)置于地面之上，下區(qū)段設(shè)置于地面之下；

4、所述上區(qū)段側(cè)壁上設(shè)有若干側(cè)壁進(jìn)水孔，下區(qū)段側(cè)壁上設(shè)有若干滲水微孔；其中，若干滲水微孔形成一個(gè)微孔陣列，共有若干的微孔陣列，從上到下、且環(huán)繞側(cè)壁間隔排布（豎向僅在強(qiáng)透水土層高度范圍內(nèi)設(shè)置）；

5、對(duì)于垂直方向排列的每一列微孔陣列，在該列微孔陣列兩側(cè)設(shè)有引導(dǎo)槽；所述封閉鋼板寬度和一列微孔陣列的引導(dǎo)槽相匹配，能沿著引導(dǎo)槽緊貼固定在外管內(nèi)側(cè)壁，并封住該列微孔陣列上的所有滲水微孔；且封閉鋼板能沿著引導(dǎo)槽被向上抽出外管；

6、所述外管的上區(qū)段和下區(qū)段的分界線位置，設(shè)有一圈凸起的限位筋；

7、所述半球過濾罩為直徑和外管內(nèi)徑匹配的半球體形狀的蓋子，表面設(shè)有若干透水孔，從外管頂端開口處放入，并被限位筋限制位于外管的上區(qū)段中；所述半球過濾罩位于側(cè)壁進(jìn)水孔下方；

8、所述浮動(dòng)蓋能固定蓋合在外管頂端開口處，封住外管；浮動(dòng)蓋上設(shè)有氣孔，氣孔上設(shè)置有單向泄氣閥門，供外管內(nèi)空氣排出。

9、本實(shí)用新型中，所述半球過濾罩上包設(shè)有透水土工布，透水土工布上設(shè)有壓鐵框，將透水土工布固定在半球過濾罩上。

10、本實(shí)用新型中，所述單向泄氣閥門的主體為圓柱狀，分為上、下兩段區(qū)域，頂端封閉底端開口；上段直徑大于下段直徑，內(nèi)部空心；上段區(qū)域主體上設(shè)有若干用于排氣的氣孔；主體內(nèi)設(shè)有一個(gè)直徑大于下段直徑且小于上段直徑的鋼球，鋼球由于自重能落在上、下兩段交界位置，封住下段；在鋼球接觸封閉的上、下兩段交界位置上設(shè)有密封橡膠墊。

11、所述單向泄氣閥外殼底端外側(cè)設(shè)有配套外螺紋，能將單向泄氣閥直接擰緊在浮動(dòng)蓋上。

12、本實(shí)用新型中，所述滲水微孔直徑為1.5~4cm，滲水微孔之間的間距為2~4cm，微孔陣列共1~5列，在外管上環(huán)繞等間隔排列布置；滲水微孔的位置根據(jù)地質(zhì)勘察資料，設(shè)置在強(qiáng)透水層范圍內(nèi)；

13、優(yōu)選的，所述滲水微孔直徑為2cm，滲水微孔之間的間距為2.5cm，微孔陣列共4列，在外管上環(huán)繞等間隔排列布置，每個(gè)陣列在平面上占據(jù)外管40°弧面范圍。

14、本實(shí)用新型中，所述外管為鋼管。

15、本實(shí)用新型中，通常土地的弱透水層段為滲透系數(shù)≤1.0x10-5cm/s；強(qiáng)透水層段為滲透系數(shù)≥1.0x10-3cm/s。

16、本實(shí)用新型施工方法步驟如下：

17、（1）在地勢(shì)相對(duì)較低的綠地內(nèi)，測(cè)量施工位置的土體下粉土、砂土或者礫石層等強(qiáng)透水層段深度位置，對(duì)應(yīng)深度位置預(yù)設(shè)外管上微孔陣列區(qū)域；

18、（2）用搖管機(jī)將外管的下區(qū)段壓入地下；

19、此時(shí)，外管與外側(cè)土層密貼在一起，兩者之間無空隙；外管的下區(qū)段的微孔陣列區(qū)域，均通過內(nèi)設(shè)的封閉鋼板封住，封閉鋼板面積覆蓋微孔陣列區(qū)域，且與外管緊密貼合，地下水和氣體無法沿外管側(cè)壁進(jìn)入管內(nèi)；

20、（3）將外管內(nèi)土體進(jìn)行挖除清理；由于外管孔陣列被封閉鋼板封住，強(qiáng)透水層段中的黏土細(xì)粒和水分不會(huì)在挖除過程中透過微孔陣列進(jìn)入外管內(nèi)；

21、挖除清理后，回填磨圓度好，粒徑均勻的砂礫；

22、（4）將封閉鋼板沿著引導(dǎo)槽抽出；

23、（5）將已覆蓋好透水土工布的帶孔的半球過濾罩放置在外管內(nèi)的上限位筋上，將壓鐵框放在半球過濾罩上，壓住透水土工布，在外管頂部蓋上帶單向泄氣閥門的浮動(dòng)蓋，固定。

24、本實(shí)用新型使用時(shí)，在下雨期間，雨水會(huì)向低洼處匯集，雨水排泄裝置（井）周圍綠地會(huì)減慢水流速度，沉淀大的物質(zhì)和水量；此時(shí)，積水經(jīng)過外管上方側(cè)壁進(jìn)水孔，流入外管內(nèi)，水流經(jīng)過覆蓋透水土工布的帶孔的半球過濾罩，過濾掉水中懸浮物顆粒，避免細(xì)小顆粒堵塞排水通道，同時(shí)采用半球體結(jié)構(gòu)，相對(duì)于圓形平面，表面積增加一倍，可以更快的將積水排入外管的下區(qū)段空間；

25、隨著雨水的不斷注入，外管內(nèi)的水位不斷上升，內(nèi)部原有氣體逐漸往外排出，隨著地面雨水的集聚，當(dāng)外部水位超過外管上方側(cè)壁進(jìn)水孔后且不斷升高，氣體在浮動(dòng)蓋與外管上區(qū)段內(nèi)的水面之間不斷被壓縮，氣體壓力大于大氣壓力，浮動(dòng)蓋上的單向泄氣閥門的鋼球被頂開，外管內(nèi)氣體被擠出，直至水位超過外管，外管內(nèi)氣體被完全排出，單向泄氣閥門重新恢復(fù)原位關(guān)閉，此時(shí)外管內(nèi)處于無氣壓狀態(tài)，外管內(nèi)雨水經(jīng)過滲水微孔陣列向周邊地層強(qiáng)透水層段排放的流速會(huì)加快，達(dá)到快速排水；

26、同時(shí)為防止半球過濾罩上的透水土工不被沖開，在透水土工布上放置壓鐵框；在使用一段時(shí)間后，可以將半球過濾罩上的透水土工布進(jìn)行更換，保證透水性能。

27、本實(shí)用新型的有益效果是：

28、采用搖管機(jī)將鋼管壓入土層中，將鋼管作為雨水回灌井的外壁，鋼管與原土層緊密貼合，一可以防止水及氣體沿鋼管與原土層之間流動(dòng)；二可以在黏土等弱透水層段，隔離內(nèi)外水土，避免外部黏土細(xì)粒進(jìn)入鋼管，堵塞回灌井；

29、使用期間，當(dāng)雨水達(dá)到一定深度后，井內(nèi)氣體通過單向泄氣閥門被完全排出，井變?yōu)檎婵諣顟B(tài)，在無需動(dòng)力的情況下，能使雨水向周邊地層排泄速度加快；

30、采用帶孔半球體不銹鋼殼過水，增加了過水面積；粉土、砂土或者礫石層等強(qiáng)透水層段，在鋼管壁上開孔，通過鋼管側(cè)壁外及底部的強(qiáng)透水土層向周邊地層快速排水；

31、使用期間，維護(hù)方便，僅需間隔一定時(shí)間，將帶孔半球體不銹鋼殼上的透水土工布進(jìn)行更換即可。