[發明專利]保溫集水井

無效

• 申請號: 200710019056.1
• 申請日: 2007-10-31
• 公開（公告）號: CN101424087A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發明（設計）人: 喻文兵;賴遠明;郭明
• 申請（專利權）人: 中國科學院寒區旱區環境與工程研究所
• 主分類號: E03B3/08
• 分類號: E03B3/08;E03B3/16
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司
• 代理人: 馬正良

技術領域

本發明涉及一種寒區地下水收集結構。適合寒冷地區地下集水、排水系統使用。

背景技術

我國有大部分國土面積處于寒冷地區。寒區的道路工程、礦井工程都涉及到地下水的收集和排泄。傳統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，效果差且不利于環保。最常見的就是寒區的公路、鐵路涎流冰害的發生，給交通運輸安全帶來嚴重隱患，同時也造成了巨大的經濟損失。涎流冰的產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的危害，公路被堵塞，部隊所需物質的輸送受到很大影響。

提高集水井內的水溫，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，這種方法的應用受到諸多條件的限制，不適合我國廣大寒區使用。現有使用的傳統滲井、滲池，采用粘土做隔水層、粗砂、碎石做反濾層，結構復雜，施工難度大，另一最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，研發一種新型有效的保溫集水井對解決寒區的公路、鐵路涎流冰害問題具有重要意義。

發明內容

為克服寒區現有滲井、滲池保溫效果不理想、結構復雜、施工難度大的缺陷，本發明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水溫，降低排水管路凍結的可能性，減少寒區工程因排水問題而帶來的損失。

本發明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，井內堆放塊石層，井的頂部為填土層，填土層上有草皮覆蓋層，井內出水口與地下排水管相聯接。

上述的保溫層采用擠塑聚乙烯板，厚度范圍為5～20cm，導熱系數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：含水層內的地下水通過透水土工布進入集水井內，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水熱量的損失。

由于集水井四周土壤存在凍結和融化的過程。本發明的熱學問題是一個帶相變的溫度場問題，采用數值試驗方法可以進行保溫效果的驗證。熱量平衡控制微分方程為：

在正凍區，