排水系统及防洪方法与流程

1.本发明涉及在防洪中排放大量水。具体地说，本发明提供了一种明渠内的钢筋混凝土导管（rcc）。rcc保留土堤，并支持在正常天气条件下沿河岸行驶的交通。


背景技术：

2.在现有技术中，雨水通常通过明渠或封闭渠道排入海洋。明渠包括小溪、沟渠、海湾、河流、溪流等。封闭的沟渠包括地下隧道和管道。明渠由两岸组成，两岸之间有河床。土堤很可能被快速流动的水侵蚀和崩塌。侵蚀的土壤沉积在水道中，阻碍水流。为防止土堤水土流失，常设置挡土墙。常见的挡土墙由砖、石和钢筋混凝土制成。
3.封闭式渠道通常由钢筋混凝土制成，因为它具有高强度和持久性的特点。钢筋混凝土涵洞通常用于交通主要垂直于水流方向的街道交叉口。它们的功能就像一座桥梁，交通工具可以在短距离（例如100米或以下）穿过水道。为了降低洪水风险，一种常用的方法是在有空间的情况下拓宽河道。另一种控制洪水的方法是利用堤防或堤顶的连续墙来增加河岸的高度。
4.拘留或保留设施也用于储存水。这些设施包括水库、池塘和地下空间，它们在河流的高水位储存水，在河流的低水位释放水回河流。
5.由于水土流失和泥沙淤积，现有排水系统需要维护。在传统的设计中，清除沉积物和其他碎片可能会淹没城市交通。因此，许多储存和排水设施的容量减少。由于空间有限，建设新的排水渠道通常不是发达都市地区的选择。
6.有必要开发一个超级排水系统，不仅能在极端天气条件下处理大量的水，而且还能缓解其他天气条件下的交通堵塞。这种排水系统需要具有成本效益，易于维护和持久性。


技术实现要素：

7.本发明的超级排水系统包括明渠内的钢筋混凝土导管（rcc）。碾压混凝土有一个支撑在河床上的底板、一堵挡水堤的第一堵墙、一块高于预定高度的顶板和一堵第二堵墙。在正常天气条件下，碾压混凝土支撑着河岸顶部下方的一条道路，用于沿河岸行驶的交通。在极端天气条件下，疏散交通，使明渠和碾压混凝土中的整个空间可用于输水。
8.为了增加明渠的深度，可以在第二道墙下方添加向下的墙延伸。为避免对顶板上方河岸的水土流失，可从河岸边墙（即第一道墙）向上延伸一段墙。此外，碾压混凝土板可以横向延伸，以提供宽表面或增加稳定性。
9.在一种布置中，rcc从埋在其相邻地面/河岸的污水管接收污水，并在正常情况下输送污水。在另一种布置中，碾压混凝土内部的水与明渠中的水平衡。
10.在优选实施方案中，铁轨锚定在顶板上，用于河岸顶部以下的客运列车服务。在施工过程中，安装好的轨道可用于运输泥土和碾压混凝土段。在运营期间，这些列车服务可避免交通干扰大都市街道上的正常交通。铁路沿着河岸，任何沉积物或碎片也可以很容易地清除。
11.因此，提供具有足够输送能力的排水系统是本发明的主要目的。
12.本发明的另一个目的是利用超级排水系统的空间，在正常天气条件下用于交通，缓解都市区的交通堵塞。
13.本发明的另一个目的是保护土堤免受侵蚀和坍塌，并尽量减少维护。
14.本发明的另一个目的是提供多条并排的渠道，用于将脏水与暴雨水分离，保护淡水资源。
15.本发明的另一个目的是提供道路/小径、绿地和清洁水，用于都市地区的开放式水道周围的休闲活动。
附图说明
16.本发明的超级排水系统、方法和优点可以通过参考图纸来更好地理解，其中：图1为现有技术中的双岸明渠和河床。
17.图2是本发明的第一个实施例，rcc保持两岸。
18.图3是本发明的第二个实施例，具有保持两岸的碾压混凝土。
19.图4是河床较深的超排水系统的第三个实施例。
20.图5是在宽敞区域内的超级排水系统的第四个实施例。
21.图6是在有限空间内的超级排水系统的第五个实施例。
22.图7是图4中沿7-7线的顶板的详细视图。
23.图8是图7中沿着8-8线的横截面。
24.图9是图8所示顶板的变化。
具体实施方式
25.下面定义了各种术语。如本文和权利要求书中所用，“超级排水系统”是指在极端天气条件下能够处理大量水而不会溢出其河岸的排水系统，以及在正常天气条件下在低水位时提供道路和服务交通。术语“钢筋混凝土导管”缩写为rcc。它是指具有两个墙和两个板的箱形导管。它有一个四边形的横截面，包括梯形、矩形或正方形。碾压混凝土由钢丝或纤维加固的混凝土制成。rcc可由多个rcc段组成。每个rcc段的首选长度为1-5 m。术语“钢筋混凝土导管和延伸”缩写为rcce。它是指钢筋混凝土导管，具有墙延伸段、板延伸段或两者。延伸部分可以与墙或板对齐，也可以与墙或板成一定角度。“交通”一词是指车辆或人员沿未浸入水中的道路行驶。交通包括火车、汽车、公共汽车、自行车、行人等。火车包括客运列车（如轻轨、高速列车和通勤列车）和铁路上运行的货运列车。
26.如本文和权利要求书中所用，术语“预定水位”是指由设计师、经营者或所有者预定的水位。当排水系统中的水达到预定的水平时，疏散系统中的所有交通。一般来说，这一高度是在河岸的中间标高或更低的位置，在正常天气条件下，为上方的交通留出足够的空间。术语“正常天气”是指正常降水。在这些事件中，水保持在预定水平以下。它通常占一年中的大部分时间（例如350天）。“极端天气”一词是指持续数小时以上的大雨，或持续数天的降雨，或由于意想不到的温暖温度而融化的雪产生的过多的水。它们使排水系统中的水上升到预定的水平以上。这是一个发生概率很低的事件（例如，每年几次或更少）。术语“整个空间”是指由两个河岸限制的所有空腔，包括超级排水系统中的任何封闭渠道和明渠，以及
存在时漫滩延伸河岸顶部以下的空间。“枕木”一词是指枕木，横截面为矩形的梁，铺设在铁轨下方。他们把两条铁轨绑在一起，形成一条铁路轨道。它们将荷载从轨道转移到rcc的两个墙壁上。
27.图1是现有技术的图解。明渠13由两个河岸11和一个河床12限制，水位为14。河岸11是土堤，由河岸土10构成。水通过重力沿明渠从高海拔流向低海拔。这些河岸通常具有缓坡（如30度或以下），并受到侵蚀。
28.图2是本发明的第一实施例，从图1中的明渠升级而来。第一个河岸19包括顶部周围的土坡16、中间高程处的土台阶17和底部周围的第一个rcc 18。第一个rcc 18的底板20支撑在河床12的较深部分上，第一个墙21（即河岸边墙）挡土墙10，顶板22位于第一个河岸19的中间高程附近，第二个墙23与明渠13中的水接触。顶板22最好设置在河岸顶部下方2-8 m处，以便有足够的空间供通过下方街道桥的车辆通行。例如，对于火车，街道桥（未显示）和顶板22之间至少需要5 m的间隙。在没有桥或桥高出河岸的位置，顶板22上的交通可以向上延伸到河岸顶部以上。顶板22在大多数天气条件下用作交通道路。
29.作为一种变化，第二个河岸（右侧）由第二个rcc 24（低海拔）和第25块（高海拔）保留。水侧壁中的侧开口26位于较低的高度，以均衡明渠13和封闭渠29中的水位14。顶板的顶部开口27允许空气在水位14变化时自由进出封闭通道29。围栏28防止人们掉入水中。河床12处可采取抛石或混凝土基质等防侵蚀措施。在极端天气条件下，暴雨水将流经封闭渠道和明渠13。与现有技术中图1中的天然河道相比，图2中的超排水系统在不增加明渠宽度和深度的情况下增加了输水能力。
30.或者，第二个银行可以与第一个银行19相同。或者，明渠可以具有如图1所示的第一排19和接地排11。土堤具有常见的侵蚀控制措施，如草/植物、混凝土基质、混凝土衬砌、块体25、挡土墙（如图5中的56）等。或者，明渠可以具有图2至图6中所示的任何一个河岸。
31.图3显示了本发明的第二个实施例，其中每个rcc具有一个垂直壁延伸。第一个rcce 31有一个向上延伸的墙32，一直延伸到第一个河岸（左侧）的顶部。作为一种变化，第二个河岸（右侧）由第二个rcce 33保留，具有向下延伸的墙34。第二个rcce33的顶板22位于地面或街道水平，如果需要，允许正常的地面交通。在底板20下面，污水管35以流体方式连接到明渠13，用于接收来自当地雨水污水系统的水。在本图中，预定水位设置在第二个rcce 33底板20下方约0.3米的水位14处。第一个rcce 31的顶板向明渠倾斜36（例如2%），用于将地表水排至明渠。
32.在这个实施例中，向上和向下的墙延伸部分都与第一墙一起保留河岸。这为输水创造了更多的空间。沿着第一个河岸，交通在第一个rcc 31的顶板上行驶。沿着第二个河岸，第二个rcce33的底板20在封闭通道内行驶。无论是哪种情况，碾压混凝土都支持交通道路，道路最好位于河岸顶部以下2-8米处。该图显示了一个整体碾压混凝土，最好是预制的。或者，下墙延伸段34与钢筋混凝土导管（rcc）分开浇筑。首先安装下墙延伸段34，然后将rcc铺设在墙延伸段顶部，并在这两个延伸段之间设置联锁机构（例如，销和孔，未显示）。
33.图4所示为本发明的第三个实施例，其河床较深，通过加深河流/河口来增加输水量。第一个堤岸由rcce41保留，其顶部有一个草质土坡46。rcce 41既有一个下墙延伸段34，也有一个上墙延伸段45。rcce 41内部有隔墙42，混凝土角部有加腋43。这些加腋43是钢筋混凝土箱涵的标准化设计，可在其他图中添加到rcc中。轨道44固定在顶板上。
34.在这种情况下，封闭的通道29沿其周边密封。两端打开时，rcc将水从其起点上游输送至其终点下游（未显示），类似于现有技术中的典型埋入式rcc。它可用于输送带压快速流动的水，如泵。换言之，如果限制明渠的加深或加宽，也可以通过加速封闭渠（即rcc）内的水流来增加输送能力。或者，可以在rcce41的顶板上安装四条轨道（即两条轨道）。任何先前安装的轨道都可以在施工期间用于运输材料。或者，两条轨道安装在封闭通道29内，由隔墙42隔开。或者，间隔1-3米用柱子代替隔墙42。
35.作为一种变化，第二个河岸由底部rcce 47和顶部rcc 48保留。销可用于将顶部rcc 48的水侧壁和底部rcc 47的河岸侧壁锁在一起。污水管35与底部rcce 47流体连接。顶部rcc 48可以在其顶板上支持地面交通，在其底板上支持地铁。双向闸门49安装在底部rcce 47的水侧壁中，用于流量控制。
36.图5显示了本发明的第四个实施例在宽敞的区域中。为了节省页面空间，只显示系统的一半。河岸的正式部分由rcce 51保留，延伸部分由挡土墙56保留，挡土墙由洪泛平原53分隔。rcce 51有一个向下的墙延伸段34和一个从其底板延伸的水平板延伸段52，用于与河岸土壤整合。在宽敞的洪泛平原53上，有栅栏28、栏杆44和树木57。卫生污水管54以流体方式连接到rcce 51的封闭通道上。单向门58位于顶板下的第二道墙中。生活污水宜采用封闭式渠道，雨水宜采用明渠。明渠中的雨水达到闸门水位时，将单向闸门58推开，多余的雨水将进入封闭的渠道。
37.在正常天气下，人们（未显示）在由rcce 51支撑的55号公路上行走，通勤列车59在挡土墙56附近运行。另外，洪泛平原53也可用于休闲活动。当预测到极端天气条件，水位上升到预定水平时，从超级排水系统疏散59列车和人员，并使整个空间可用于输水。在这种情况下，洪泛平原53类似于图2中的宽台阶17，当水位高于rcce 51时，洪泛平原53上方的空间开始输送水。
38.如图2所示，第一碾压混凝土18和第二碾压混凝土24之间的距离可根据设计承载力进行调整。例如，增加距离（即加宽）可以增加设计能力。相反，将第一个rcc 18和第二个rcc 24合并为一个尽可能窄的宽度。图6显示了本发明的第五个实施例，该实施例包括一个通过有限空间的封闭通道。
39.如图6所示，rcc 61位于明渠中，其底板支撑在河床12上。第一墙62保留第一排65的下部（即台阶17下方），而挡土墙64保留第一排的上部（即台阶17上方）。第二壁63保留第二排66的下部。在17号工作台上方的rcc 61的两个墙壁上设置单向门58，用于接收明渠的水。在正常天气下，水流主要在封闭的河道中流动。或者，顶板上有开口或入口。
40.枕木67嵌入rcc 61的顶板中。四条轨道68锚定在枕木67上。或者，在rcc 61的顶板上安装两条轨道（即一条轨道），从而使明渠的最小宽度（例如5米）。两条轨道锚定在rcc 61的底板上，作为板轨道。或者，司机、骑自行车的人或人们使用rcc 61的顶板作为道路。在这幅图中，极端天气条件下，水位达到最高水位69。
41.如图2至图6所示，超排水系统包括明渠内的碾压混凝土（即封闭式渠道）。rcc包括用于rcc和明渠之间流体通信的通信元件。这些通信元件包括rcc墙或板中的开口26、第二道墙中的双向门49和第二道墙中的单向门58。它们调节超级排水系统中的水位，并确保由rcc支撑的道路不会淹没在水中，并且道路上方的空置排水空间在正常天气条件下安全用于交通。因此，超级排水系统被配置为在极端天气条件下控制洪水，并在正常天气条件下为
交通提供道路。
42.图7所示为图4中7-7号线沿线钢轨锚固的详细情况。轨道73用嵌入螺柱74、夹子75和螺母76固定在枕木72上。在轨道73和枕木72之间有一个橡胶垫77，用于降低噪音和提高灵活性。枕木72嵌入顶板71中。顶板71与第二道墙78一起浇筑。
43.图8显示了图7中8-8号线的横截面图。两块顶板71连接在一起，并用橡胶垫圈81密封在两个相邻rcc段的阳螺纹内螺纹端。螺柱74嵌入枕木72中。或者，可以在顶板中嵌入带内螺纹的定位销，并使用螺钉钉将轨道固定到顶板上。或者，顶板71为空心板。或者，顶板71是倒置放置的t形板。或者，顶板71为实心板。
44.地下钢筋混凝土箱涵广泛用于排水。接头处常用的密封件包括弹性体管/条、橡胶垫圈环等。这些密封件很容易从市场上买到，此处不作简单说明。碾压混凝土或碾压混凝土最好分段预制，每段长度为2-3米，有一个阳端和一个阴端。rcc是通过将rcc段的外端插入相邻rcc段的内端形成的，并沿明渠的河岸连续延伸。
45.图9是图7中细节的变化。与图2至图7中的整体结构相反，每个rcc段可分两部分预制，以便于运输和搬运。例如，rcc段分为u和顶板91。第二道墙92顶部有一个凹槽，顶板91底部有一个键93和水泥浆，可以在现场将顶板91快速安装到u上。板延伸94从顶板91延伸，并与顶板91整体浇铸。
46.或者，可以使用金属销通过预先制作的孔将顶板锁定在u的两个墙壁上。或者，可以将定位销预埋在顶板中并插入u顶部的预制孔中。最好将顶板71和枕木72预铸为一个整体。另外，在施工期间，枕木单独预制并锚定在顶板上。如图6所示，这些枕木将交通荷载转移到第一道墙62和第二道墙63上。
47.一种建立排水系统的方法，其配置用于在极端降水期间控制洪水，并在正常天气条件下为交通提供道路。包括将rcc段的外端反复插入相邻rcc段的内端，并在明渠中形成钢筋混凝土导管（rcc）。碾压混凝土有一个底板支撑在河床上，一个河岸边墙挡土墙土壤，以及一个高于预定高度的顶板。rcc支持在正常天气条件下沿河岸行驶的道路。
48.一种缓解都市区交通拥堵的方法，包括在正常天气条件下为排水系统内道路上的交通提供服务。道路位于碾压混凝土顶板或底板上的河岸顶部下方2-8米处。旅客列车是首选，因为它们是环保的。在极端天气条件下，交通从系统中疏散。碾压混凝土内的封闭式渠道和明渠均可输送大量的水。