專利名稱：井式保溫出水口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種寒區(qū)地下水排泄結(jié)構(gòu)，適合寒冷地區(qū)道路工程、礦 井工程地下排水系統(tǒng)使用。
背景技術(shù)：
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 到地下水的排泄問題。由于排水線路及出水口在冬季常常被凍結(jié)堵塞，導(dǎo)致整 個排水系統(tǒng)失效，使得地下水四處溢出，形成地面冰體，從而威脅建筑物的安 全。最常見的是威脅道路安全的涎流冰病害。當(dāng)?shù)叵滤潘到y(tǒng)失效時，水從 路基上方溢出、結(jié)冰，從山坡、路基邊坡傾泄而下，蔓延至路面、擁堵地面 排水系統(tǒng)，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(gòu)筑物的穩(wěn)定與交通安全帶來極大威脅。
地下排水系統(tǒng)出水口的合理設(shè)計對整個排水系統(tǒng)的排水效果有重要影響。 傳統(tǒng)的寒區(qū)地下排水系統(tǒng)出水口保溫性能差，很容易被凍結(jié)封死，達不到冬 季排水的目的。在我國東北大興安嶺林區(qū)鐵路路基地下水排泄中，有人曾經(jīng) 研發(fā)了錐體式保溫出水口，其外形為錐狀，采用碎石、塊石作為透水、反濾 層，植被草皮作為保溫層，整個結(jié)構(gòu)位于地表上，屬于地面構(gòu)建物，適合地 形坡度較大的地段使用。由于草皮保溫性能差，且不穩(wěn)定，錐體式保溫出水 口的排泄效果也不理想。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服一般出水口易凍結(jié)和錐體式保溫出水口性能不穩(wěn)定的缺陷，本 實用新型旨在提供一種井式保溫出水口。
實現(xiàn)本實用新型的目的所采用的技術(shù)方案是
一種井式保溫出水口，由土層，干草保溫層，擠塑聚乙烯保溫材料，鋼筋 水泥圓管，進水管，保溫出水管，塊石層構(gòu)成。井壁為預(yù)制鋼筋水泥圓管， 進水管位于鋼筋水泥圓管下部，保溫保溫出水管位于鋼筋水泥圓管上部，鋼 筋水泥圓普周圍有擠塑聚乙烯保溫材料，井內(nèi)堆放塊石，地表部分為干草保 溫層和土層。
上述的保溫出水管靠近井壁端直徑大，出口端直徑小。保溫出水管口有一合頁式單開門。
保溫出水管與進水管可相互平行，其間相對距離為O. 6 2. 5m。 擠塑聚乙烯材料為擠塑聚乙烯板，厚度范圍為5 30cm，導(dǎo)熱系數(shù) 0.028W/m K。
井式保溫出水口的工作原理是
地下水通過井底部的進水口進入鋼筋水泥圓管內(nèi)，當(dāng)水位到達出水口高度 位置時，水從保溫出水管流出，在水流推力作用下，保溫出水管口的單開門 打開，讓水流出。門開啟程度由排水流量及流速決定，當(dāng)水位降低沒有水流 出時，單開門在重力作用下自動關(guān)閉，可阻止冷空氣進入井體內(nèi)，達到保溫 效果。井內(nèi)堆放塊石及保溫出水管采用變徑結(jié)構(gòu)可提高管口流速，水流速度 越大，越不容易凍結(jié)，有利于排水。
本實用新型的優(yōu)點和產(chǎn)生的有益效果是
1、 本實用新型結(jié)構(gòu)2004年開始在東北大興安嶺林區(qū)公路排水系統(tǒng)中得到
應(yīng)用?，F(xiàn)場觀測表明其結(jié)構(gòu)提高出水口內(nèi)溫度，延長排水時間，井式保溫
出水口內(nèi)的水溫與相連接的地下保溫出水管內(nèi)的水溫相差很小，利于冬季排
水、減少凍害發(fā)生。
2、 采用鋼筋水泥圓管做出水口的井體，可以減少表層凍脹力的作用，以
免結(jié)構(gòu)被凍脹破壞，使整個機構(gòu)的使用壽命得以延長。鋼筋水泥圓管頂部采 用擠塑聚乙烯板進行保溫處理，可極大的降低頂部土層厚度，同時采用預(yù)制
鋼筋水泥閥管也提高了施工速度；本實用新型主體結(jié)構(gòu)位于地表以下，可減 少對地表景觀的影響。
3、 在保溫出水管口設(shè)置一單向開啟的門，該門在水流沖力作用下，向外 開啟，無水流動時，門在自重作用下關(guān)閉，可防止冬季冷空氣進入主體井內(nèi)。
4、 保溫出水管采用保溫變徑結(jié)構(gòu)，靠近井壁端直徑大，出口端直徑變小， 增大了出口流速，降低冰點。
5、 井內(nèi)堆放塊石，用以提高水位，井壁四周采用擠塑聚乙烯材料進行保 溫處理，這些措施能提高出口水溫、出口流速，延長冬季棑水時間，減少凍 害發(fā)生。


圖1為井式保溫出水口縱剖面示意圖。 圖2為圖1 A—A'斷面圖。圖3為圖1 B — B'斷面圖。
圖4為圖1 C-C'斷面圖。 圖5為圖1 D-D'斷面圖。
具體實施方式
為更好地理解本實用新型，通過以下實施實例予以進一步說明，但并非 對本實用新型的限定。
以大興安嶺拉莫公路K106 + 146采用的井式保溫出水口為例。地理坐標 N50°55. 734'， E120°01. 563'。海拔高度738m，屬于高諱度島狀多年凍土區(qū)。
施工過程是在出水位置挖一個圓柱狀坑，深約170cm，底部距離多年凍 土上限10cm。如圖l-圖5所示，在預(yù)制的鋼筋水泥圓管4上部及下部各設(shè)置一 個直徑20cm的圓孔，預(yù)接保溫出水管6和進水管5。鋼筋水泥圓管4底部用15cm 厚的擠塑聚乙烯平板封閉，進行底部保溫和隔水，側(cè)面用15cm厚的U形擠塑聚 乙烯板包裹，邊緣用膠封閉；將保溫處理后的鋼筋水泥圓管4放入坑內(nèi)，鋼筋 水泥圓管4下部圓孔與進水管5連接；在井內(nèi)堆放l/2井壁高度的塊石層8;將 保溫出水管6與鋼筋水泥圓管4上部圓孔連接后，用土回填井與土層間的空隙； 之后將水泥圓管4的頂部用30cm厚的擠塑聚乙烯平板封閉，然后將隔水土工膜 包裹的干草做成一個冒頂，覆蓋在整個出水結(jié)構(gòu)的頂部，然后再在冒頂上覆 蓋20cm厚的土層l， 一則防止大風(fēng)將干草保溫層2吹走，二則加強保溫效果。 干草保溫層平均厚度60cm。
保溫出水管6與進水管5傾斜范圍為2-20%，并且保溫出水管6與進水管5相 互平行，其間相對距離為1.3m。
單開門7與保溫出水管6出口為合頁式連接；保溫出水管6前端直徑為 15cm，后端(靠近井壁)直徑為20cm，整個保溫出水管長120cm。塊石平均粒 徑10cm。鋼筋水泥圓管壁厚5cm。
水泥管頂部和底部的保溫層采用擠塑聚乙烯平板，側(cè)面采用擠塑聚乙烯材 料的U形板，連接處采用專用膠水聯(lián)結(jié)，厚度范圍為5 30cm，導(dǎo)熱系數(shù) 0. 028W/m《，抗壓強度大于O. 3Mpa，體積吸水率小于1%，干草保溫層厚度20 80cm;鋼筋水泥管壁厚5 8cm。塊石層8堆放高度為井深度的1/2 3/4。
本實施例于2004年秋施工完成，經(jīng)過3個冬季的實踐驗證，井式保溫出水 口的結(jié)構(gòu)保溫效果理想，提高了排水流速，延長了排水系統(tǒng)的冬季排水時間， 減少了工程病害的發(fā)生。
權(quán)利要求1、一種井式保溫出水口，由土層(1)，干草保溫層(2)，擠塑聚乙烯保溫材料(3)，鋼筋水泥圓管(4)，進水管(5)，保溫出水管(6)，塊石層(8)構(gòu)成，井壁為預(yù)制鋼筋水泥圓管，其特征是進水管(5)位于鋼筋水泥圓管(4)下部，保溫出水管(6)位于鋼筋水泥圓管(4)上部，鋼筋水泥圓管四周圍有擠塑聚乙烯保溫材料(3)，井內(nèi)堆放塊石(8)，地表部分為干草保溫層(2)和土層(1)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的井式保溫出水口，其特征是保溫出水管(6) 靠近井壁端直徑大，出口端直徑小。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的井式保溫出水口，其特征是保溫出水管口有 一合頁式單開門(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的井式保溫出水口，其特征是保溫出水管(6) 與進水管(5)可相互平行，其間相對距離為0.6 2.5m。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的井式保溫出水口，其特征是擠塑聚乙烯材料 (4)為擠塑聚乙烯板，厚度為5 30cm。
專利摘要本實用新型涉及一種井式保溫出水口，包括土層，干草保溫層，擠塑聚乙烯保溫材料，鋼筋水泥圓管，進水管，保溫出水管，塊石層。井壁為預(yù)制鋼筋水泥圓管，進水管位于鋼筋水泥圓管下部，保溫出水管位于鋼筋水泥圓管上部，鋼筋水泥圓管周圍有擠塑聚乙烯保溫材料，井內(nèi)堆放塊石層，地表為干草保溫層和土層。本實用新型結(jié)構(gòu)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，可廣泛應(yīng)用于寒冷地區(qū)道路、礦井等工程地下排水系統(tǒng)。
文檔編號E02D19/06GK201128885SQ20072012648
公開日2008年10月8日 申請日期2007年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者喻文兵, 賴遠明, 明 郭 申請人:中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所