一种排水管沟装置及其施工方法与流程

1.本发明属于水土保持技术领域，具体涉及一种排水管沟装置及其施工方法。


背景技术：

2.排水沟是施工现场雨水收集系统的重要组成部分，施工场地都需要设置排水沟，但由于排水沟的使用时间不长，因而排水沟都是临时性的。
3.现有技术中，大多是采用预制混凝土排水沟或是在回填土上砖砌排水沟，这类排水沟施工前期需投入较高的人工费和材料费，施工时间长，且在应用过程中排水沟易产生因回填土不均匀沉降而导致的开裂等问题，需要经常维修，维修成本较高，且不能二次利用，废弃较多，浪费较大；其次在土方搬运时，因排水沟沟口是敞口的，不便于覆盖，因此排水沟往往被泥土堵塞，又增加了清理工作，在清理过程中还会损坏排水沟，又增加了新的维修。
4.排水沟为了保证沉降的均匀性，一般都需要设置砂垫层，施工复杂，施工费用较多。水土保持中的施工场地，在雨水和施工用水情况下，通常很容易产生水土流失，泥水进入排水沟内且部分泥水又排放到下游河道或水体，又造成新的污染。
5.综上所述，目前传统的排水沟所存在的问题较多，如材料浪费、施工复杂、维修困难等，因此，亟需一种新的排水管沟以解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

6.本发明提供一种排水管沟装置及其施工方法，该排水管沟装置的排水管沟节段和承插管均可工厂制作且均可通用，材料利用率高，且排水管沟节段根据需要可长可短，布置方便，相邻排水管沟单元通过承插口拼接，施工方便，且该排水管沟装置可回收再利用，低碳环保，并且后期能分段维修，进而能显著降低维修成本。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
8.一种排水管沟装置，包括排水管沟节段和承插管，所述承插管一端套设并固定于所述排水管沟节段一端，所述承插管另一端向外悬挑形成承插口，所述排水管沟节段外径和所述承插管内径相等，所述排水管沟节段和所述承插管组成排水管沟单元，多个所述排水管沟单元通过相应承插口依次拼接形成排水管沟。
9.进一步地，所述排水管沟节段的顶端开口边缘两边缘分别转动连接第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和第二盖板配合盖合所述排水管沟节段的顶端开口。
10.进一步地，所述第一盖板和第二盖板均为长方形塑料板，所述排水管沟节段和所述承插管均为半圆筒形塑料管，所述第一盖板和第二盖板分别与所述排水管沟节段顶端开口的对应边缘可拆卸连接。
11.进一步地，所述可拆卸连接为简支铰连接，所述简支铰包括固定于所述排水管沟节段顶端开口相应边缘处的多个安装座，所述第一盖板和第二盖板上均固定有多个分别与所述安装座插接配合的转轴，多个所述转轴均沿所述排水管沟节段的轴向设置。
12.进一步地，所述转轴通过支撑杆固定于所述第一盖板边缘，所述支撑杆与所述转轴垂直；所述第一盖板和第二盖板上的转轴均为两个，两个所述转轴分别固定于所述第一盖板边缘的两端。
13.进一步地，所述第一盖板和第二盖板相互靠近的一端相互支撑形成倒v形并配合盖合所述排水管沟节段的顶端开口。
14.进一步地，所述第一盖板与第二盖板相对的一端内侧等间距固定有多块相同且均与所述第一盖板垂直的卡板，所述第二盖板与第一盖板相对的一端支撑在多块所述卡板上，进而盖合所述排水管沟节段的顶端开口。
15.一种排水管沟装置的施工方法，包括以下步骤：
16.s1、工厂制作排水管沟节段：将一根塑料管沿轴线对分剖开，形成两根所述排水管沟节段，重复此操作，形成多根所述排水管沟节段；
17.s2、工厂制作承插管：从塑料管上截取一段，并沿轴线对分剖开，形成两根所述承插管，重复此操作，形成多根所述承插管；
18.s3、组装排水管沟单元：将所述承插管一端套设并固定于所述排水管沟节段一端，所述承插管另一端向外悬挑形成承插口，所述排水管沟节段和所述承插管组装形成排水管沟单元，重复该步骤，形成多个排水管沟单元；
19.s4、现场安装：将多个所述排水管沟单元集中运至现场，在挖好的排水沟槽一端布置单个所述排水管沟单元，按照排水坡度，再以承插接口方式安装后续所述排水管沟单元，所有排水管沟单元安装完成后，将形成的排水管沟两侧填土固定。
20.进一步地，
21.在步骤s3和s4之间还包括以下步骤：按照设计尺寸制作多块第一盖板和第二盖板；
22.在步骤s4中：将多块所述第一盖板和第二盖板集中运至现场，将所述第一盖板和第二盖板分别转动连接于固定好的所述排水管沟节段顶端开口的两侧边缘，重复该步骤，安装其余所述第一盖板和第二盖板，打开所有所述第一盖板和第二盖板，将所有所述第一盖板和第二盖板分别平铺于所述排水管沟两侧的坡面上。
23.进一步地，
24.在步骤s3中：将所述承插管一端套设于所述排水管沟节段一端，且将所述承插管和所述排水管沟节段的结合面打磨干净，然后采用胶水将所述承插管和所述排水管沟节段粘接固定；
25.在步骤s4中：以承插接口方式安装后续所述排水管沟单元，具体是一个排水管沟单元的平口端插接于另一个排水管沟单元的承插口，就位后，接缝处外贴胶带。
26.相对于现有技术，本发明的有益效果为：
27.本发明中，承插管一端套设并固定于排水管沟节段一端，承插管另一端向外悬挑形成承插口，排水管沟节段外径和承插管内径相等，排水管沟节段和承插管组成排水管沟单元，多个排水管沟单元通过相应承插口依次拼接形成排水管沟，该排水管沟节段和承插管均可工厂制作且均可通用，材料利用率高，且排水管沟节段根据需要可长可短，布置方便，相邻排水管沟单元通过承插口拼接，施工方便；
28.本发明中，排水管沟节段的顶端开口两边缘分别转动连接第一盖板和第二盖板，
第一盖板和第二盖板配合盖合排水管沟节段的顶端开口；当第一盖板和第二盖板配合盖合排水管沟节段的顶端开口时，能遮挡排水管沟以防止泥土落入排水管沟内；当第一盖板和第二盖板分别展开后，第一盖板和第二盖板分别铺设到排水管沟两侧的坡面上，这样第一盖板和第二盖板形成护坡板，既保护沟边泥土避免被水流冲刷流进沟内，又承担了部分排水管沟的荷载，为排水管沟提供支撑的平衡力，增加了排水管沟的稳定性，减小排水管沟下沉，可以免除排水管沟底及周边黄沙铺垫的填沙处理，无需做砂垫层基础，减小工程投资；当第一盖板和第二盖板均向排水管沟节段内转动，且第一盖板和第二盖板的相对端分别支撑于排水管沟节段内壁相应位置处，形成u形构件，这样就能方便搬运排水管沟单元；综上，第一盖板和第二盖板既是盖板，也是护坡板和支撑板，一板多用；
29.本发明中，第一盖板和第二盖板分别与排水管沟节段顶端开口的对应边缘可拆卸连接，当不需要第一盖板和第二盖板时，可以卸下，单独使用排水管沟部分，当为了防止散落的泥土进入排水管沟时，将第一盖板和第二盖板安装到排水管沟节段上以作为盖板，因而排水管沟的使用具有多样性和灵活性；
30.传统的预制排水沟因为重量大，如果回收再利用，需要挖出来，增加了再利用的难度；砖砌排水沟同样需要挖出来，再利用砖块，难度更大，因此，传统的排水沟大多都被废弃，浪费较大；本发明中，第一盖板和第二盖板均为长方形塑料板，排水管沟节段和承插管均为半圆筒形塑料管，重量轻便于施工，且管材光滑，阻力系数小，有利于排水，并且由于管道光滑重量轻，无需开挖即可提起，有利于回收再利用，能真正做到环保低碳，由于所用材料价廉且环保，可重复利用，能适用于多种不同场合，例如，土堆排水，路边排水，平地排水等，可用作临时性排水，也可用作永久性排水；
31.本发明的排水管沟节段和承插管均为塑料管，质轻且加工方便，可高效预防因回填土不均匀沉降而造成的排水沟开裂等问题，后期维修方便，只需将各段的承插接头松开，分段维修，可显著降低维修成本，提高维修效率，排水管沟材料可多次周转使用，经济与环境效益显著；
32.与传统砖砌排水沟相比，本发明的排水管沟在应用过程中产生不均匀沉降较小，破坏的程度较低。
附图说明
33.图1为本发明的无盖板形式排水管沟节段的横剖面示意图；
34.图2为单盖板形式排水管沟节段的横剖面示意图；
35.图3为双盖板形式排水管沟节段的横剖面示意图；
36.图4为排水管沟节段的盖板关闭状态的横剖面示意图；
37.图5为排水管沟节段的盖板收拢状态的横剖面示意图；
38.图6为排水管沟节段的盖板打开时的应用状态横剖面示意图；
39.图7为无盖板排水管沟单元的纵剖面示意图；
40.图8为有盖板排水管沟单元的纵剖面示意图；
41.图9为简支铰结构示意图；
42.图10为两个相邻的有盖板排水管沟单元拼接后的纵剖面示意图；
43.图11为三个相邻的有盖板排水管沟单元拼接后的纵剖面示意图。
44.图中附图标记说明：1、排水管沟单元，2、承插管，3、承插口，4、排水管沟节段，5、第一盖板，6、第二盖板，7、安装座，8、转轴，9、支撑杆，10、卡板，11、简支铰，12、胶带，13、道路，14、临时土堆。
具体实施方式
45.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
46.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
48.此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
49.如图1-11所示，一种排水管沟装置，包括排水管沟节段4和承插管2，承插管2一端套设并固定于排水管沟节段4一端，承插管2另一端向外悬挑形成承插口3，排水管沟节段4外径和承插管2内径相等，排水管沟节段4和承插管2组成排水管沟单元1，多个排水管沟单元1通过相应承插口3依次拼接形成排水管沟。该排水管沟节段4和承插管2均可工厂制作且均可通用，材料利用率高，且排水管沟节段4根据需要可长可短，布置方便，相邻排水管沟单元1通过承插口3拼接，施工方便。
50.其中，排水管沟节段4的顶端开口两边缘分别转动连接第一盖板5和第二盖板6，第一盖板5和第二盖板6配合盖合排水管沟节段4的顶端开口；第一盖板5和第二盖板6均为长方形塑料板，排水管沟节段4和承插管2均为半圆筒形pvc塑料管，第一盖板5和第二盖板6分别与排水管沟节段4顶端开口的对应边缘可拆卸连接。这样当不需要第一盖板5和第二盖板6时，可以卸下，单独使用排水管沟部分，当为了防止散落的泥土进入排水管沟时，将第一盖板5和第二盖板6安装到排水管沟节段4上以作为盖板，因而排水管沟的使用具有多样性和灵活性。且pvc塑料是一种质量轻、强度相对较高、能多次周转使用且使用过程中对环境负面影响较小的材料，由于pvc塑料管重量轻，单个构件较长，接头少，便于施工，应用pvc塑料管轻质高强、加工方便和整体性好的特点，可高效预防因回填土不均匀沉降而造成的排水管沟开裂等问题，后期维修方便。
51.其中，可拆卸连接为简支铰11连接，简支铰11包括固定于排水管沟节段4顶端开口相应边缘处的多个安装座7，第一盖板5和第二盖板6上均固定有多个分别与安装座7插接配合的转轴8，多个转轴8均沿排水管沟节段4的轴向设置；转轴8通过支撑杆9固定于第一盖板5边缘，支撑杆9与转轴8垂直；第一盖板5和第二盖板6上的转轴8均为两个，两个转轴8分别
固定于第一盖板5边缘的两端。
52.其中，第一盖板5和第二盖板6相互靠近的一端相互支撑形成倒v形并配合盖合排水管沟节段4的顶端开口，进而能遮挡排水管沟以防止泥土落入排水管沟内；当第一盖板5和第二盖板6分别展开后，第一盖板5和第二盖板6分别铺设到排水管沟两侧的坡面上，这样第一盖板5和第二盖板6形成护坡板，既保护沟边泥土避免被水流冲刷流进沟内，又承担了部分排水管沟的荷载，为排水管沟提供支撑的平衡力，增加了排水管沟的稳定性，减小排水管沟下沉，可以免除排水管沟底及周边黄沙铺垫的填沙处理，无需做砂垫层基础，减小工程投资；当第一盖板5和第二盖板6均向排水管沟节段4内转动，且第一盖板5和第二盖板6的相对端分别支撑于排水管沟节段4内壁相应位置处，形成u形构件，这样就能方便搬运排水管沟单元1。
53.其中，第一盖板5上与第二盖板6相对的一端内侧等间距固定有多块相同且均与第一盖板5垂直的卡板10，第二盖板6与第一盖板5相对的一端支撑在多块卡板10上，进而盖合排水管沟节段4的顶端开口，因而第一盖板5与第二盖板6配合方便。
54.一种排水管沟装置的施工方法，包括以下步骤：
55.s1、工厂制作排水管沟节段：将一根pvc塑料管沿轴线对分剖开，形成两根排水管沟节段4，排水管沟节段4的外径不小于150mm，在排水管沟节段4顶端开口边缘两边缘分别按照设计间距对称设置两个不锈钢安装座7，重复此操作，形成多根排水管沟节段4；
56.s2、工厂制作承插管：从pvc塑料管上截取一段，并沿轴线对分剖开，形成两根承插管2，重复此操作，形成多根承插管2，其中承插管2的长度不小于200mm；
57.s3、组装排水管沟单元：将承插管2一端套设于排水管沟节段4一端，且将承插管2和排水管沟节段4的结合面打磨干净，然后采用胶水将承插管2和排水管沟节段4粘接固定，承插管2另一端向外悬挑形成承插口3，其中一半长度的承插管2向外悬挑，排水管沟节段4和承插管2组装形成排水管沟单元1，重复该步骤，形成多个排水管沟单元1；
58.s4、工厂制作第一盖板和第二盖板：按照设计尺寸制作多块长方形塑料第一盖板5和第二盖板6，其中第一盖板5和第二盖板6的长度均与相应排水管沟单元1的长度相等，第一盖板5和第二盖板6的宽度b＝r/cosα，一般α＝30-40
°
，r为排水管沟节段4的半径，α为第一盖板5与排水管沟节段4顶面之间的夹角，详见图4，其中在第一盖板5和第二盖板6边缘的两端均固定两个分别与安装座7插接配合的不锈钢转轴8；然后在第一盖板5上与第二盖板6相对的一端内侧等间距固定三块相同且均与第一盖板5垂直的卡板10，卡板10的长15mm，宽10mm；
59.s5、现场安装：将多个排水管沟单元1、多块第一盖板5和第二盖板6集中运至现场，在挖好的排水沟槽内，从一端布置单个排水管沟单元1，按照排水坡度，再以承插接口方式安装后续排水管沟单元1，具体是一个排水管沟单元1的平口端插接于另一个排水管沟单元1的承插口3，就位后，接缝处外贴胶带12防渗，胶带12宽宜大于30mm，所有排水管沟单元1安装完成后，将形成的排水管沟填土固定；将第一盖板5和第二盖板6上的转轴8分别插设于排水管沟节段4相应侧边缘的相应安装座7内，形成简支铰11，详见图9，重复该步骤，安装其余第一盖板5和第二盖板6，打开所有第一盖板5和第二盖板6，将所有第一盖板5和第二盖板6分别平铺于排水管沟两侧的坡面上，以减少水土流失。
60.具体地，本发明中pvc排水管沟有三种形式：无盖板形式、单盖板形式和双盖板形
式，详见图1-3。
61.(1)无盖板形式：
62.无盖板形式的pvc排水管沟用于：无清运弃土需要盖盖，两侧排水管沟边也不需要保护。例如，用在道路、草坪中的排水管沟。
63.(2)单盖板形式：
64.单盖板形式的pvc排水管沟用于：无清运弃土需要盖盖，但有一侧排水管沟边土坡需要保护。例如，排水管沟一侧是道路无需盖板保护，一侧是临时堆土需要盖板保护。
65.(3)双盖板形式：
66.在施工场地有临时堆土，需要设置排水管沟，但清运弃土时，清运的弃土经常散落排水管沟内，不便于清除，进而堵塞排水管沟，或者散落到排水管沟内的泥土被排至沉沙池、下游水体；而且排水管沟两侧需要保护，以防止水土流失，此时，也需要设置双盖板形式。
67.具有双盖板的排水管沟有以下三种应用状态：
68.1)工作状态
69.在施工现场的堆土边、临时道路边设置排水管沟，两侧需要防止沟边水土流失，安装好排水管沟后，再展开第一盖板5和第二盖板6，如图6所示。
70.2)封盖状态
71.在需要防止清运弃土掉入排水管沟内时，在工作状态中，依次旋转第一盖板5至中轴线位置，再旋转第二盖板6至中轴线位置，并将第一盖板5和第二盖板6相互靠近的一端相互支撑形成倒v形并配合盖合排水管沟节段4的顶端开口，详见图4。
72.3)收拢状态：
73.当第一盖板5和第二盖板6均向排水管沟节段4内转动，且第一盖板5和第二盖板6的相对端分别支撑于排水管沟节段4内壁相应位置处，形成u形构件，详见图5，此为搬运排水管沟单元1时所采用的状态。
74.本发明中，单个构件加工制作简单，主要是裁剪拼装，无复杂工艺。
75.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。