用于管理水的流动的模块和组件 相关申请的交叉引用
本申请是 2009 年 3 月 5 日提交的美国外观申请 29/333,248， 和 2009 年 9 月 3 日 提交的美国专利申请 12/553,732 的后续申请， 在此引入其全文作为参考。
背景技术 本发明大体上涉及管理流体 ( 比如雨水 ) 的流动， 更具体地涉及流体的保留或滞 留。水保留和滞留系统通过转移或储存水来容纳指定地点处的径流， 防止在地表上形成积 水， 并且消除或者减少下游的泛滥。
当建筑物地点的地面区域无法用于容纳其他类型的系统 ( 诸如开放蓄水池、 水池 或池塘 ) 时， 通常使用地下的水保留或滞留系统。与蓄水池、 水池或池塘相比， 地下系统不 占用有价值的地面区域。地下系统也表现出比其他系统更小的公共危险， 比如避免形成会 引起蚊虫繁殖的敞开死水。地下系统还避免通常和若干其他系统相关联的美观问题， 诸如 藻类和杂草的生长。因此， 用地下系统来有效地管理水是有益的。
当前地下系统的一个缺点是它们必须容纳已有的或者已规划的地下设施， 比如公 用设施和其他埋地导管。同时， 地下水保留或滞留系统在从地表向其他位置转移水方面必 须是有效的。所以， 最好提供一种在形成地下组件的规划区域内具有良好的通用性的模块 化地下组件。
当前地下系统的另一个缺点是在它们常常无法提供贯穿整个系统的相对不受限 的水流。优选提供能允许贯穿系统内部的相对不受约束的流动的系统。
取决于位置和应用场合， 地下系统常常必须能够承受从上面施加的交通和土层负 载， 而不会倾向于发生开裂、 倒塌或者其他结构性失效。实际上， 最好提供除承受围绕给定 系统的土层的重量之外、 还承受几乎所有在地表施加的可预知负载的系统。这种系统还优 选地被构造成在成本、 流体储存空间和所用材料重量方面相对高效， 并且系统的零部件易 于运送、 操作和安装。
模 块 化 地 下 系 统 在 StormTrap LLC 的 美 国 专 利 6,991,402 ； 7,160,058 和 7,344,335(Burkhart 的专利 ) 中公开， 以上专利的全文引入本文作为参考。
本发明涉及模块的配置、 制造和使用方法， 所述模块优选地使用预浇制混凝土制 造， 并且通常以纵向和侧向对准的配置进行安装以形成具有用于管理水的流动、 保留和 / 或滞留水的地下通道的系统。
不同形式的地下水保留和 / 或滞留结构已经被提出或者造出。这些结构通常由混 凝土制造并且试图提供大的跨距， 这需要非常厚的部件。因此， 这些结构非常厚重， 导致在 材料利用方面非常低效， 更难于运送和操作， 并且因此成本高昂。其他地下水输送结构 ( 比 如水管、 箱形涵洞以及桥形涵洞 ) 已由各种材料制成， 并且对于特定的使用已被提出或构 造出。 但是， 这些其他地下结构被设计成用于其他应用场合， 或者不能提供本文中所公开的 模块化系统的必要特征及上述所需的优点。
发明内容 本发明在其若干方面涉及一种用于管理地表以下水的流动的模块以及模块化组 件。所述模块具有允许部件更薄的特定配置。这便于减少材料的消耗、 重量和成本， 同时更 易于运送和操作。
在一个示例中， 公开了一种用于在管理地表以下水的流动的组件中使用的模块。 该模块包括 ： 至少两个支撑件 ； 甲板部， 所述甲板部具有位于至少两个支撑件顶上的主段 和至少一个从主段延伸的次段。所述支撑件彼此间隔开并且和主段一起限定内部通道。支 撑件中的至少一个具有至少一个与甲板部的端部间隔开的腿段。
在另一个示例中， 公开了一种用于管理地表以下水的流动的组件， 所述组件 ： 包括 多个模块， 每个模块具有甲板部， 每个甲板部和另一个模块的至少一个其他甲板部相邻放 置。每个模块还包括至少两个支撑件， 所述至少两个支撑件彼此间隔开并且和甲板部一起 形成内部通道。所述模块中的至少一个的甲板部还包括至少一个延伸超过内部通道的段。
公开了用于管理地表以下水的流动的另一个示范组件， 所述组件包括 ： 至少一个 第一模块， 所述第一模块包括至少两个支撑件， 包括位于所述至少两个支撑件顶上的主段 的甲板部， 所述支撑件彼此间隔开并与主段一起限定内部通道。甲板部还包括延伸超过内 部通道的段， 所述支撑件中的至少一个具有至少两个与甲板部的端部间隔开的腿段。所述 至少两个腿段彼此间隔开， 并限定所述腿段之间的支撑件通道。该示范组件还包括多个侧 模块， 每个侧模块包括甲板部， 以及位于该甲板部下方的至少两个支撑件。 所述支撑件彼此 间隔开并与甲板部一起限定内部通道。在该示范组件内， 第一模块和侧模块的每个甲板部 都与多个侧模块中的其中一个或者至少一个第一模块的至少一个其他甲板部相邻放置。
公开了用于管理地表以下水的流动的另一个示范组件， 所述组件包括至少一个第 一模块， 所述第一模块包括具有主段、 第一悬臂段和第二悬臂段的甲板部， 置于主段下方的 至少两个支撑件， 所述支撑件彼此间隔开并与甲板部一起限定内部通道。所述组件还包括 多个侧模块， 每个侧模块包括甲板部， 置于甲板部下方的至少两个支撑件， 所述支撑件彼此 间隔开并与甲板部一起限定内部通道。 第一模块和侧模块的每个甲板部都与多个侧模块中 的其中一个或者至少一个第一模块的至少一个其他甲板部相邻放置。还有， 所述至少一个 第一模块的第一支撑件和第一悬臂段连同相邻模块的支撑件一起限定外部通道， 所述至少 一个第一模块中的第二支撑件和第二悬臂段连同相邻模块的支撑件一起限定另一个外部 通道， 其中， 所述外部通道和所述至少一个第一模块的内部通道流体连通。
附图说明
图 1 是用于管理地表以下水的流动的组件的第一示范模块的上部立体图。
图 2 是图 1 所示模块的端视图。
图 3 是上部立体图， 其示出在模块轮廓内的加强件的示例， 比如图 8 中的模块， 所 述模块放在基座上。
图 4 是四个图 1 所示示范模块构成的组件的下部立体图。
图 5 是示出形成组件外角的四个模块的示例的下部立体图。
图 6 是与侧模块相邻的内部模块的上部立体图， 所述模块放在底板上。
图 7 是示出组件的角的另一个示例的上部立体图， 所述组件包括被翻转并形成底座的第一组模块和堆叠在第一组模块顶上的第二组模块。
图 8 是另一个示范模块的上部立体图。
图 9 是再一个示范模块的上部立体图。
图 10 是图 9 所示模块的端视图。
图 11 是再一个示范模块的侧分解视图。
图 12 是图 11 所示模块的端分解视图。
图 13 是示范模块的上部立体图， 所述示范模块包括具有整体基座的支撑件， 所述 整体基座还提供用于相邻模块的基座。
图 14 是三个图 13 所示模块构成的组件的上部立体图， 每个整体基座被用于相邻 模块的支撑件。
图 15 是图 14 所示模块构成的组件的侧视图。 具体实施方式
本发明总体上提供一种用于管理水的流动的地下组件的模块。在一个方面， 所公 开的模块在模块化组件的配置中提供良好的通用性。 模块可以沿任何定制的方向被组装以 适合用于特定应用场合所需要的规划面积或者轨迹 (footprint) 以及其侧边界。模块化组 件可被配置成避开已存在的地下障碍物， 比如公用设施、 管道、 存储罐、 井， 以及其他所需的 结构。在管理水的流动的地下组件的特定配置中可用到的若干模块由 Storm Trap LLC of Morris， III. 以 商标出售。
模块被配置为优选地定位在地层中任何所需深度处。例如， 模块组件的最顶端部 分被定位为形成地表或者交通面， 比如停车场、 机场跑道或者停机坪。或者， 模块被定位在 一个或者多个土层下面的地层中。无论哪种情况， 模块都要足以承受土、 车辆和 / 或物体负 载。示范模块适合于很多应用场合， 并且例如但不限于位于草坪、 公园道路、 停车场、 道路、 机场、 铁道， 或建筑物地面区域以下。所以， 优选的模块具有用于几乎任何应用场合的良好 通用性， 同时仍然允许水流管理、 更具体地是水的保留或滞留。
另一方面， 模块允许水在其内部容积内流动， 所述内部容积由将在本文中详细描 述的通道来限定。通道大体上由甲板部和至少两个支撑件限定。优选地， 这些通道占据由 模块所限定的容积的较大比例。模块设计允许大量的内部水流， 同时使地点安装期间所需 的挖掘最小化、 以及使由每个模块所占用的规划面积或轨迹最小化。
转到本发明的附图， 图 1 和 2 示出一种在用于管理地表以下水的流动的组件中使 用的示范模块， 总体上用 10 表示。所示模块 10 包括两个支撑件 12 和位于支撑件 12 顶上 的甲板部 14。支撑件 12 被定位于甲板部 14 下方， 并且和甲板部 14 的纵向侧部 16 间隔开。 支撑件 12 从甲板部 14 延伸并且放在坚固底座或者基座上， 比如图 3 中所示的基座 F。
甲板部 14 可以是任何选定的形状， 但是在优选配置中显示为矩形板。甲板部 14 包括主段 18 和从主段 18 延伸的至少一个其他段 20。优选地， 甲板段整体形成。支撑件 12 还与纵向侧部 16 间隔开， 以使得从主段 18 延伸的段 20 从支撑件 12 悬空或者悬在支撑件 12 的上方。段 20 优选地被形成为在安装时不需要被相邻的结构支撑。支撑件 12 还彼此间 隔开。支撑件 12 还包括腿段 22。在图 1 和 2 所示的例子中， 每个支撑件 12 具有与甲板部 14 的端部 24 间隔开的两个腿段 22。但是， 可以理解的是， 可以给每个支撑件 12 配置更多或者更少的腿段 22。另外， 更多支撑件 12 可以定位在甲板部 14 下方。
为了管理水的流动， 模块 10 限定优选在模块 10 的端部敞开的内部通道 26。内部 通道 26 由支撑件 12 和甲板部 14 的主段 18 限定。如图 1 和 2 所示， 内部通道 26 沿模块 10 的纵向方向延伸以允许水沿着纵向方向流动。模块 10 还可包括沿侧向方向的支撑件通道 28。在所示实施例中， 每个支撑件 12 的腿段 22 间隔开以在它们之间限定支撑件通道 28。 内部通道 26 和支撑件通道 28 彼此流体连通， 从而允许水沿纵向和侧向方向流动。
如所示那样， 在图 1 和 2 中示范模块 10 的每个通道 26， 28 延伸到支撑件 12 的底 面 30， 并且因此延伸到模块 10 所在的基座或底板。 这种配置允许相对不受约束的流体流动 穿过模块 10， 而不必考虑流体的水位。但是， 可以理解的是， 所述通道可以是其他配置。例 如， 内部通道的一个或者两个端部可被密封以防止水沿那个方向流出内部通道。 另外， 支撑 件可以是没有限定侧向通道的坚固壁。或者， 通道不延伸到支撑件 12 的底面 30， 比如是在 支撑件 12 中形成窗口开口， 而不是延伸到地板的开口。
通道 26， 28 优选是非常大， 从而允许相对不受约束的流体从中流过。大通道尺寸 也防止被雨水的流动冲入模块 10 内的地表碎片所造成的堵塞。虽然优选的是通道 26， 28 具有相同的截面尺寸， 但是其他的配置也是可能的。优选的是， 内部通道 26 几乎占据支撑 件 12 之间的所有面积。相似地， 优选的是， 每个支撑件通道 28 几乎占据支撑件 12 的腿段 22 之间的所有面积， 并且每个支撑件 12 可包括一个或者多个支撑件通道 28。如图 1 和 2 所示， 为了分散负载的目的， 支撑件通道 28 的优选形状是向下悬垂的 U 形， 但是也可以使用 其他的形状比如正方形或圆形。 如图 1 所示， 模块 12 的全长 L 通常在 2 英尺到 20 英尺或者更大的范围内， 并且优 选地大约是 14 英尺。如图 2 所示， 每个模块 12 的跨距或者宽度 W 通常是 2 英尺到 10 英尺 或者更大， 优选大约是 8.5 英尺到 9 英尺。甲板部 14 和支撑件 12 的厚度 T 通常在 5 英寸 到 12 英寸或者更大的范围内。举例来说而非限制， 7 英寸的厚度被认为适合宽度高达 9.5 英尺的甲板部 14。模块 12 的高度 H 大约在 2 英尺到 12 英尺的范围内， 优选大约是 5 或 6 英尺。优选的是， 支撑件 12 中的通道 28 具有彼此大致相同的截面尺寸。每个通道开口的 高度大约在 1 英尺到 5 英尺的范围内， 而每个通道开口的宽度在 1 英尺到 8 英尺的范围内， 并且通常大约在 4 英尺和 7 英尺之间， 优选为 5 英尺。从甲板部 14 的主段 18 侧向延伸的 段 20 以悬臂的方式延伸的距离可以在几乎零延伸到超过高达大约 1.5 英尺之间变化。
与这些独特模块构造相关的尺寸明显地节省材料， 并且因此减轻重量。建筑工业 在运输和移动材料时常常受到重量极限的约束， 因此重量减轻允许更高的效率。现有技术 中的模块通常是在甲板的外边缘具有支撑件， 并且由此要求甲板构造具有选定的厚度以实 现给定的侧向跨距。本文所公开的示范模块包括通常以悬臂方式从主段延伸的甲板部的 段， 但是也可以使用附加的角撑板 (gussets)。 使用向内与甲板部的侧部间隔开的至少一个 支撑件导致支撑件之间的甲板部的跨距更短， 这意味着整个甲板部可以更薄来承受相同的 负载。更薄的甲板使用更少的材料， 这减轻了甲板的重量。然后， 更轻的甲板部允许使用更 小的支撑件来承载更薄甲板部的减少的负载。 这也便于使用更小的基座来承载更轻重量的 甲板部和支撑件。更轻的重量还能使大模块结构的操作变得更加容易， 并且可以使用更小 的设备来移动和拖运所述模块。这导致更低的设备和运送成本。
取决于特定的设计， 本文所公开的更薄或更轻重量模块的使用需要对模块的某些
部分做出修改。比如， 举例来说而非限制， 支撑件在厚度上可能是从顶部到底部稍微变细。 这在图 2 所示的示范模块 10 中可明显看出， 其中支撑件的上段比下段厚。类似地， 腿段 22 可趋于在顶部处加宽， 所述腿段在所述顶部处展开成支撑件更长的纵向段。在图 2 中， 还可 以理解的是， 因为悬臂段 20 从主段 18 和支撑件 12 向外延伸， 所以甲板部 14 可在厚度上发 生变化。 因此， 本发明示出在模块设计和构造上精巧独特的示例， 其在重量上并且最终在操 作和材料成本上具有显著的优势。
如上所述， 模块 10 优选地定位在地层中并且常常是在若干土层下方。因此， 模块 10 需要由能够承受土、 车辆和 / 或物体负载的材料来构造。优选地， 每个模块 10 用混凝土 构造， 更具体地是用高强度的预浇制混凝土构造。但是， 可以理解的是， 也可使用任何其他 合适的材料。
如图 3 中所示的另一个示范模块 10’ ， 为了增加强度和结构稳定性， 模块 10’ 优选 地形成为具有嵌入式增强件， 所述嵌入式增强件可以是钢筋棍 32、 预制钢筋网 34 或者其他 类似的加强件。在所示的示范模块 10’ 中， 支撑件 12’ 和甲板部 14’ 优选被形成为一个整 体件。
这些嵌入式加强件的尺寸和位置要求取决于模块 10’ 将要承受的负载。用于特定 模块的专用加强件通常由注册结构工程师设计， 以与混凝土一起提供足够的负载承载强度 来支撑施加在模块上的土和 / 或交通负载。可以使用其他形式的加强件来代替钢筋棍或钢 筋网， 比如预张紧或后张紧的钢绞线， 或者金属或塑料纤维或带子。或者， 模块可包括空心 材料， 所述空心材料是具有加强预应力绞线的预制、 预应力混凝土。 空心材料沿着其长度具 有多个连续空隙并且在工业上已知用于增加其强度。当模块将被定位在交通面 ( 比如， 停 车场、 街道、 高速公路、 其他道路或机场交通面 ) 处或者交通面以下， 模块构造要满足美国 国家运输和公路管理协会 (American Association of StateTransportation and Highway Officials， AASTHO) 的标准。优选地， 该结构要足以承受 HS20 负载 ( 即工业中已知的负载 标准 )， 但是也可以使用其他的负载标准。
支撑件， 更具体地说模块的腿段在安装在组件中时优选地放置在基座、 垫板或底 板上。 例如， 一种特定的组件设计可指定使用基座， 比如图 3 中所示的基座 F， 或者可使用底 板， 比如图 6 中所示的底板 F’ 。 无论哪种情况， 支撑件下面的所加结构都用于将模块的负载 及作用在模块上的垂直负载分散到下面的土地中。
如果使用基座， 那么基座 F 以平行且间隔开的方位定位在腿段下面。基座 F 优选 用混凝土制成， 并且可以是预浇制的或者现场形成的。基座之间的侧向距离优选填充集料 或者过滤织物材料 ( 未示出 ) 以允许全部或部分的水被土壤吸收。集料或织物材料优选地 放置在基座之间， 并且大致延伸到基座的顶面以形成用于通道 26 的底面的平直层。集料可 包括具有合适颗粒尺寸允许水以所需的流率被吸收进组件下方的土层的任何常见材料。 也 可以使用各种过滤织物。或者， 基座 F 之间的区域可填充连续的现场混凝土或者形成底板 的隔膜。底板除组件出口端之外是不透水的。如下文参考其他示例所描述那样， 基座或底 板也可以和支撑件的底面整体形成。
为了制造用于管理地表以下的水的组件， 多个模块被彼此相邻地放置。 在组件中， 模块优选以并行和 / 或首尾衔接的方式放置。模块组件可以以被称为行和列的方式布置。 这是一种用网状配置来组合模块的方式。因此， 一系列模块可以首尾衔接的配置放置在组件内以形成所谓的第一列。第一列沿着组件的纵向方向设置。模块的第二列可靠近并邻接 第一列放置以形成模块的行和列的阵列。行沿着组件的侧向方向设置。这种配置使得纵向 通道彼此对准。 或者， 可将模块以偏置或者交错的方位放置， 比如， 通常用于铺砖的方位， 但 是仍然提供对准的通道。模块的组件的长度或宽度不受限制， 并且模块可以进行放置以形 成具有不规则形状的组件。
图 4 示出图 1 和 2 所示的 4 个模块 10 形成的示范组件 A。四个模块被定位成使得 第一甲板部 14 邻接另一个甲板部 14。在所示的组件 A 中， 甲板部 14A 被定位成在第一列中 和甲板部 14B 首尾衔接， 在第一行中与甲板部 14C 并行。同样地， 甲板部 14C 在第二列中和 甲板部 14D 首尾衔接， 甲板部 14B 在第二行中和甲板部 14D 并行。所得到的组件 A 的配置 通常是矩形的。为了连接组件 A 的模块， 在相邻模块表面之间形成的接合处通常用密封剂 或者密封带 ( 例如， 砂胶带 (bitmastic tape)、 卷绕带、 过滤织物等 ) 密封。 应当理解的是， 组件 A 仅是更大组件的一部分的一个示例， 并且通常被定位在还可包括不同模块的更大的 完整组件的内部， 其中的某些模块将在下面描述。
图 4 中所示的配置导致模块 10A 和 10B 的内部通道 26 与模块 10C 和 10D 的内部 通道 26 纵向地流体连通。另外， 模块 10B 的支撑件 12B 和悬臂部 20B 与模块 10D 的支撑件 12D 和悬臂部 20D 限定外部通道 26’ 。同样地， 模块 10A 的支撑件 12A 和悬臂部 20A( 未示 出 ) 与模块 10C 的支撑件 12C 和悬臂部 20C 限定外部通道 26’ 。 关于侧向流动， 模块 10A 和 10C 的支撑件通道 28 与模块 10B 和 10D 的支撑件通道 28 侧向地流体连通。然后， 在各个腿段 22 和甲板部 14 的各个端部 24 间隔开时， 另一个侧 向通道 28’ 由首尾衔接彼此相邻的两个模块 10 的相互间隔开的腿段 22 形成。可以理解的 是， 组件 A 的这种配置提供了在模块之间沿纵向和侧向方向相对不受约束的水流。
还有组件被用于阻止或者至少部分阻止流体的若干例子。在这些例子中， 组件可 至少部分地封闭， 并且还可包括具有闭合壁部的附加模块。例如， 如图 5 所示， 除了类似于 图 1 所示模块的第一模块 10， 组件还可包括侧模块 10S-1 和 10S-2 以及角模块 10G。侧模 块和角模块在图 5 中被设置第一模块的外围， 并且具有某些相同的部件， 从而相同的数字 被用于标示相同的部件。可以理解的是， 在组件的外围处也可以是模块的其他实施例。还 可以理解的是， 某些例子中具有至少一个闭合壁部的模块可以包括在组件的内部中。在所 示组件中， 四个模块被定位成使得每个甲板部邻接至少一个其他的甲板部。
由于模块化的设计， 规划区域不被限制为简单的矩形形状。 相反地， 模块可以任何 所需的自由度被组合形成在地点限制内可用的规划区域形状。 本领域技术人员能理解这四 种类型模块的各种组合能被用于制造几乎适合任何需求的组件。
侧模块 10S-1 是有点类似于图 1 的第一模块 10 的侧模块的一个示例， 但是它还能 形成模块的组件的端部。侧模块 10S-1 包括甲板部 14S-1 以及支撑件甲板部并与甲板部 14S-1 的侧部间隔开的两个支撑件 12S-1。侧模块 10S-1 还包括端壁 50， 所述端壁 50 是在 甲板部的其中一个端部处从甲板部 14S-1 向下延伸的基本竖直的壁部。因此， 没有任何开 口的示范端壁 50 限定组件的端部边界。可以理解的是， 端壁可以包括和其他水管理部件 ( 比如管道 ) 连通的开口。
示范侧模块 10S-1 的结构导致了模块具有一个闭合的纵向端部。甲板部 14S-1 和 支撑件 12S-1 一起限定内部通道 26。每个支撑件构件 12S-1 的腿段 52 间隔开以限定它们
之间的支撑件通道 28。 在该示例中， 腿段 52 在外端部处与端壁 50 相邻， 并且在相对的内端 部处没有与甲板部 14S-1 的端部间隔开。内部通道 26 和支撑件通道 28 彼此流体连通， 从 而允许水沿着纵向和侧向方向流动。
侧模块 10S-2 是有点类似于图 1 的第一模块 10 的侧模块的另一个示例， 但是还能 形成模块的组件的侧部。侧模块 10S-2 包括甲板部 14S-2 和向内与甲板部 14S-2 的纵向侧 部间隔开的支撑件 12S-2。侧模块 10S-2 还包括从甲板部 14S-2 的外部纵向侧部延伸的支 撑件 54， 而不是与其间隔开。 支撑件 54 是沿着甲板部的一个侧部从甲板部 14S-2 向下延伸 的基本竖直的壁部， 并且由此形成侧壁。因此， 支撑件 54 是限定组件侧边界的没有开口的 竖直壁， 但是可以理解的是， 侧壁还可以包括与其他水管理部件 ( 比如管道 ) 连通的开口。
示范侧模块 10S-2 的结构导致了模块具有一个闭合的侧部。甲板部 14S-2 和支撑 件 12S-2、 54 一起限定了内部通道 26。支撑件 12S-2 还包括彼此间隔开的腿段 72 并且限定 它们之间的支撑件通道 28。内部通道 26 和支撑件通道 28 彼此流体连通， 从而允许水沿着 纵向和侧向方向流动。
侧模块 10S-2 的构造和尺寸优选和所描述的第一模块相同， 但是也可能做其他的 修改。另外， 如上所述， 虽然边界壁部 ( 比如端壁 50 或侧壁 54) 被示出是无孔的， 但是为了 允许水和流体所携带的其他流体和固体的流出和流入， 这些壁还可根据需要包括一个或者 多个出口端口或入口端口。 角模块 10G 合并到有些类似于侧模块 10S-1 的端壁 50 和侧模块 10S-2 的侧壁 54 的一个模块边界壁。 这样， 角模块 10G 具有沿纵向方向的一个闭合端壁 60 和与闭合端壁 60 相交的一个闭合侧壁 64， 以形成模块的组件的一个角。因此， 角模块 10G 的闭合壁部 60， 64 限定组件的外部边界。角模块 10G 优选地放置在组件的角落位置处， 并且角模块的尺寸 类似于与其相邻的模块 ( 比如图 1 中所示的模块 10) 的尺寸。但是， 可以理解的是， 角模块 10G 的实际尺寸可变化， 并且可取决于特定规划地点的要求。
类似于侧模块 10S-1， 角模块 10G 包括甲板部 14G， 支撑件 12G 以及形成侧壁的支 撑件 64。这些部分一起限定内部通道 26。支撑件 12G 还包括彼此间隔开的腿段 62 以限定 它们之间的支撑件通道 28。在该示例中， 第一腿段 62 在外端部处与端壁 60 相邻， 第二腿 段 62 在相对的内端部处没有与甲板部 14G 的端部间隔开。每个角模块优选地限定至少一 个内部通道 26 和至少一个支撑件通道 28( 类似于前面图 1 所描述的那些通道 )， 以在组件 的模块通道之间允许相对不受约束的流体流动。
和图 1 所描述的模块一样， 在角模块或侧模块中， 支撑件 ( 不管是内部的还是形成 外壁的 ) 以及甲板部都优选形成一个整体件， 并且优选用高强度的预浇制混凝土制成。另 外， 模块优选和嵌入式加强件一块形成， 所述嵌入式加强件可能是钢筋棍、 预制钢筋网或其 他类似的加强件。如上所述， 可以理解的是， 侧模块和角模块的其他实施例可以和图 1 所示 的第一模块结合来制造组件。例如， 在 Burkhart 的专利中所述的侧模块和角模块可以用于 形成组件的侧部和端部， 同时在组件的内部区域内使用本文公开的模块 10。 或者， 组件由多 个第一模块构成， 并且随后被本文公开的侧模块形成的外壁所环绕， 或者具有其他构造。 另 外， 组件可以由 Burkhart 的专利所述的多个内部模块构成， 并且被本文所述的侧模块和角 模块环绕。
如上所述， 组件的每个模块都支撑在某种形式的基座或垫板的顶面上， 但是下面
的结构可以采用底板的形式。在一个示例中， 基座 F 被布置， 且模块 10 被放置在基座 F 的 顶面上， 如图 3 所示。或者， 基座和模块整体形成。同样地， 如果组件将要支撑在底板上， 那 么， 如图 6 所示， 底板 F’ 被放置就位， 且模块能被定位在底板 F’ 的顶面上。或者， 底板和模 块整体形成， 从而形成通常的四侧部结构， 或者通过翻转第一模块以接合与第二模块来产 生， 如图 7 所示。如在图 5 中最佳示出， 至少若干支撑件 ( 比如 12S-1、 12S-2 和 12G) 的底 面可以包括偏置表面。 使用这种配置， 当将一组模块堆叠在一组倒置的相同模块顶上时， 对 应的偏置表面彼此接合并且便于实现稳定的堆叠， 如图 7 所示。优选地， 当模块放在底板或 基座上时， 支撑件的底面是平直的， 如和支撑件 12 所示那样。
为了管理水流， 可以理解的是， 模块的组件通常会包括一个或者多个入口端口 ( 未示出 ) 以允许水 ( 例如， 积蓄在地表的水或者来自位于地表或其他海拔的其他蓄水区域 的水 ) 从组件外的区域流入模块。入口端口可位于任何海拔高度以允许和已有的排水沟和 排水导管流体连通， 并且通常流通地 (fluidly) 连接到地表排水沟及相关导管。入口端口 可以根据优选的地点要求来具体定制以允许水直接流入组件。 例如， 如果已知优选的位置， 端口的位置可以在模块形成期间预成型， 或者可以在安装期间使用合适的工具形成。
入口端口可以单独位于组件模块的甲板构件中， 或者和侧入口端口组合地位于组 件模块的甲板构件中。 侧入口端口可以放置在周边壁部上的定制位置或海拔以通过管道从 地点的遥远位置接收雨水。可以设置多个这样的入口端口。并且， 水能储存在组件内， 或者 被允许使用一个或多个通路 ( 通常是以出口端口的形式 ) 流出组件。 管理来自组件的水的流动通常还包括出口端口的使用。因此， 组件出口端口被用 于将水引出组件， 并且优选地引到以下装置外位置中的一个或多个 ： 水路、 水处理厂、 其他 市政处理设施或者其他能接收水的位置。 这些出口端口可以形成在底板上或者组件的周边 壁部上。组件出口端口可以放置在通道周壁上的不同位置和不同高度以排出水。通过示 例的方式而非限制， 出口端口的大小优选地设计成小于入口端口以限制雨水流出组件的流 动。或者， 水可通过由多孔材料构造的底板或者通过其他手段 ( 比如具有开口的不透水底 板 ) 经过水吸收或者浸透过程离开组件。
由于模块的稳健结构， 组件或者组件的若干模块可被配置为包括用在地面线 (grade level) 处的上部交通表面。 这提供了这样一种经济性， 即在雨水保留 / 滞留通道的 区域中不需要额外的路面。为了增强模块甲板的上部交通表面的视觉吸引力， 上部表面可 包括建筑表面装饰 (architectural finishes)， 所述建筑表面装饰可以加在甲板构件的顶 面上， 或者在生产时使用模具或者其他工具压印 (embossed) 在甲板部上。这些压印表面可 包括但不限于各种图案的模拟砖 ( 比如图 9 所示 )， 模拟铺路石以及图例说明。而且， 甲板 部还可以被配置为接收真实的砖或者铺路石或者切割石块， 插入甲板部的顶面内作为另一 种建筑增强。例如， 图 1 中的模块 10 可以设置有上部表面， 组件被安装在允许组件的上部 表面形成比如停车场的交通面的高度处。
转到图 6， 可以理解的是， 组件可以在组件内的不同位置处由可替代模块形成。例 如， 图 6 示出可彼此相邻放置以形成外侧壁和内部通道的两个可替代模块。特别地， 第一模 块 110 被放置在基座 F’ 上， 且示出为具有连接到甲板部 114 并在甲板部 114 下方的一对支 撑件 112。第一模块 110 有些类似于图 1 的模块 10， 主段 18 在支撑件 112 上方且第一和第 二段 120 从主段 118 以悬臂的方式伸出。支撑件 112 彼此间隔开， 并且连同主段 118 的下
侧一起形成沿纵向方向的内部通道 126。 但是， 模块 110 的每个支撑件 112 不包括沿侧向方 向形成腿段之间的支撑件通道的间隔开的腿段。另外， 支撑件 112 不包括与模块 110 的端 部 124 间隔开的腿段。
在图 6 中， 侧模块 110S-2 被放置在基座 F’ 上， 并且与第一模块 110 相邻。侧模块 110S-2 有些类似图 5 所示的侧模块 10S-2， 支撑件 112S-2 在甲板部 114S-2 下方， 且基本竖 直的侧壁 154 从甲板部 114S-2 向下延伸从而放在底板 F’ 上。支撑件 112S-2 与侧壁 154 间隔开， 并且和主段 118S-2 的下侧一起形成沿纵向方向的内部通道 126。支撑件 112S-2 还与甲板部 114S-2 的纵向侧部间隔开， 从而产生从主段 118S-2 延伸的悬臂段 120S-2。从 主段 118S-2 延伸的段 120S-2 邻接从主段 118 延伸的相邻段 120。而且， 支撑件 112S-2 和 112 间隔开， 并且和段 120S-2 以及 120 一起形成沿纵向方向的外部通道 126’ 。 但是， 侧模块 110S-2 的支撑件 112S-2 不包括沿侧向方向形成腿段之间的支撑件通道的间隔开的腿段。 第一模块和侧模块的这种组合可以被用在组件内不是必须要求侧向流动的各种位置处。
模块还能以不同的方式彼此接合以形成其他的示范组件。例如， 图 7 示出组件的 另一示例， 所述示例在本文中其通常为描述为两倍深度或者双层配置。当地点指定高度允 许将深度增加高达 10 英尺或更大时， 组件可以由一个设置在另一个之上的两层模块构成。 图 7 示出一种类似于图 5 的模块布置， 区别在于其包括多个以以下方式放置的下层模块， 所 述方式本质上是将图 5 的组件翻转放置， 同时将图 5 所示的组件直接放置在下层模块的顶 上。
在如图 7 所示的两倍深度配置中， 每个下层模块 10S-1， 10F， 10S-2 和 10G 优选地 具有通常向上悬垂的 U 形， 以使得甲板部 14S-1， 14， 14S-2 和 14G 形成底板。每个上层模块 10S-1， 10F， 10S-2 和 10G 优选地具有通常向下悬垂的 U 形， 并且竖直地堆叠在各自相同的下 层模块上。换句话说， 上层模块和下层模块之一优选是相对于对方翻转接近 180 度。上层 模块的支撑件和下层模块的支撑件竖直对准。
两倍深度配置的放置优选地包括将一个或者几个邻接的下层模块放置在挖掘地 点中， 然后将对应的上层模块放置在下层模块的顶上。优选不断重复这些步骤直到整个组 件完成， 但是其他放置配置和方法也是可以的。 例如， 在将上层模块放置在它们各自的下层 模块顶上之前， 整个网状组件中的一个或多个行或列、 甚至是整个下层模块都被放置在地 点中。
如果需要的话， 上下层模块可以使用任何传统的方法彼此固定或紧固。例如而非 限制， 上下层模块通过包括偏置接合面的互锁结构进行固定。 因此， 为了改进上下层支撑件 的稳定性和对准， 至少一些处于竖直位置的支撑件 ( 如图 5 中所示的支撑件 12S-1， 12S-2 和 12G) 的底面可包括偏置表面。利用这种配置， 当将一组模块堆叠在一组翻转的相同模块 的顶上时， 对应的偏置表面彼此接合并且便于实现稳定的堆叠， 如图 7 所示。由上下层模块 所形成的通道随后形成深度增加的更大通道 26D， 26D’ ， 28D 和 28D’ 的一部分。因此， 两倍 深度配置还增加了组件的内部容积。 在所示的实施例中， 下层模块 10S-1， 10F， 10S-2 和 10G 包括开口 70， 所述开口 70 允许水位升高到通道 28D 和 28D’ 的高度之前流体在通道 26D 和 26D’ 之间流动。这使得即使在组件中水位低的情况下也能允许相对不受约束的流体流动。
图 7 的两倍深度配置具有这样的优点， 即下层模块的甲板构件提供底板， 所述底 板相对于施加给组件的竖直负载有助于在结构上将组件支撑在下方的土壤上。因此， 不需要第二现场或预浇制混凝土基座或底板。 由上下层模块中的每个形成的通道还形成了深度 增加的更大通道的一部分。所以， 可以因此看到， 两倍深度配置还增加了组件的内部容积。 每个上下层模块的整体尺寸的范围也可以和前面所描述的单倍深度模块相似。因此， 组件 的整体高度尺寸是上下层模块的高度之和， 并且提供了更大的蓄水能力。 但是， 可以理解的 是， 上下层模块的高度不必是相同的， 可以相对彼此变化。
转到图 8， 模块的另一个示例总体标示为 210。所示模块 210 包括两个支撑件 212 和位于支撑件 212 顶上的甲板部 214。如图 1 中所示的第一示例， 支撑件 212 定位在甲板部 214 下方， 并且向内与甲板部 214 的纵向侧部 216 间隔开。支撑件 212 还从甲板部 214 向下 延伸， 并且计划放在坚固底座或基座上， 如同图 3 和 6 中所示的在先示例一样。
和在先示例一样， 甲板部 214 可以采用任何选定的形状， 但是在优选配置中示出 为矩形板。甲板部 214 包括主段 218 和从主段 218 延伸的至少一个其他段 220。支撑件 212 向内与纵向侧部 216 间隔开， 从而从主段 218 延伸的段 220 从支撑件 212 悬空或者悬在支 撑件 212 的上方。支撑件 212 也彼此间隔开。支撑件 212 还包括腿段 222。但是， 不同于第 一示例中模块 10 的与甲板部 14 的端部 24 间隔开的腿段 22， 图 8 中示出的示例的腿段 222 不与甲板部 214 的端部间隔开。和第一示例模块 10 一样， 虽然每个支撑件 212 具有两个腿 段 222， 但是可以理解的是， 更多或更少的腿段 222 可被配置成用于每个支撑件 212， 并且更 多的支撑件 212 可被定位在甲板部 214 的下方。
为了管理水的流动， 模块 210 限定优选在模块 210 的端部敞开的内部通道 226。 内 部通道 226 由支撑件 212 和甲板部 214 的主段 218 限定。如图 8 所示， 内部通道 226 沿着 模块 210 的纵向方向延伸以允许水沿着纵向方向流动。模块 210 还可包括沿侧向方向的支 撑件通道 228。在所示示例中， 腿段 222 彼此间隔开以限定它们之间的支撑件通道 228。内 部通道 226 和支撑件通道 228 彼此流体连通， 从而允许水沿着纵向和侧向方向流动。
如所示那样， 图 8 中的示范模块 210 的每个通道 226， 228 延伸到支撑件 212 的底 面 230， 并且因此延伸到模块 210 所在的基座或底板。 这种配置仍然允许相对不受约束的流 体流动穿过模块 210， 不必考虑水位， 但是， 可以理解的是， 这通过模块 210 端部附近的支撑 件 212 产生了更多的直接负载。可以理解的是， 这种类型的配置可以和其他元件 ( 比如端 壁 ) 组合以形成附加模块构造。
另一示范模块 310 在图 9 和 10 中示出。相对于图 1 中所示的示范模块 10， 可替 代的模块构造可包括没有延伸到支撑件底面的支撑件通道。例如， 如图 9 所示， 模块 310 可 包括定位在甲板部 314 下方的支撑件 312， 但是支撑件 312 中的一个或多个包括窗口开口 313。因此， 腿段 322 仍然在它们的几乎整个高度上间隔开， 但是通过下支撑件段 323 连接， 而不是在它们之间形成延伸到支撑件 312 的底面 330 的开口。这种构造导致在支撑件 312 之间形成的内部通道 326， 且通道 328 延伸穿过每个支撑件 312 中的开口 313。在该示例 中， 甲板部 314 包括有图案的上表面， 表现为砖面， 其目的是在安装时有图案的表面将位于 地表处。
如图 10 中最佳看出， 示范模块 310 的甲板部 314 包括定位在支撑件 312 上方的主 段 318 和从主段 318 延伸的段 320。虽然支撑件 312 的腿段 322 与甲板部 314 的端部 324 间隔开， 但是其他结构以角撑板 325 的形式加到支撑件 312 上以有助于支撑从主段 318 延 伸的段 320。可以理解的是， 可以包括各种形式和形状的角撑板以增强对段 320 的支撑。转到为分解图的图 11 和 12， 示出另一个示范模块 410， 其具有非常像图 1 的模块 10 的整体配置， 但是由单独件形成， 和整体浇注为一个单件相反。所以， 模块 410 包括定位 在甲板部 414 下方的支撑件 412。支撑件 412 还包括分开的腿段 422。还可以理解的是， 支 撑件和腿段可以整体形成而甲板部则是一个单件。除了这些单件分开形成、 然后需要在稍 后的时间 ( 比如在将模块 410 安装到组件内时 ) 连接到一起之外， 模块 410 所提供的的基 本形式和水管理都和模块 10 所提供的相似。各种单件之间的连接可以任何合适的方式形 成， 并因此可包括销、 紧固件、 粘结剂等。 单件还具有有助于对准或稳定性的改动结构， 比如 甲板部 414 可包括沿着下侧的纵向键槽切口以接收支撑件 412。
如上所述， 模块的支撑件需要放在基座、 垫板或者底板顶上， 以分散模块的负载和 其他施加给模块的负载。 但是， 如图 13-15 所示， 模块自身可包括至少一个整体基座。 因此， 例如， 模块 510 包括侧壁形式的带有开口的第一支撑件 512， 以及第二支撑件 512A。支撑件 512 和 512A 都定位在甲板部 514 下方。支撑件 512 和 512A 还彼此间隔开， 并且连同甲板部 514 的主段 518 一起限定纵向通道 526。
第一支撑件 512 沿着甲板部 514 的第一纵向侧部 516 并位于第一纵向侧部 516 下 方， 且包括腿段 522。腿段 522 彼此间隔开并限定它们之间的侧向通道 528。第二支撑件 512A 与甲板部 514 的第二纵向侧部 516A 间隔开， 产生从主段 518 延伸的悬臂段 520。支撑 件 512A 的腿段 522A 彼此间隔开并限定它们之间相同的侧向通道 528。但是支撑件 512A 还 包括形成在腿段 522A 底端处的整体基座 F” 。 可以理解的是， 在某些实施例中模块的两个腿 段都可以包括整体基座 ( 未示出 )。 通常， 模块的腿段定位在基座的中心上， 以使得模块在基座上被平衡。但是， 如图 13-15 所示的整体基座 F” 从腿段 522A 伸出。这种布置允许在整体基座上相邻模块的相对 平衡的负载。在使用具有侧壁 ( 比如由支撑件 512 提供 ) 的其他模块时， 模块 510 的整体 基座 F” 合并到组件中。因此， 如图 14 和 15 所示， 一系列模块 510 可彼此相邻地放置， 以使 得一个模块 510 的侧壁支撑件 512 放在互补支撑件 512A 的整体基座 F” 顶上。这样， 虽然 对于在组件端部处的每个模块 510 需要基座， 但是模块 510 会在一系列相似放置的模块 510 的整个长度上提供必要的基座。因此， 施加在一个模块的整体基座上的重量被相邻模块的 重量所平衡。将相邻模块的侧壁支撑件 512 放置在整体基座 F” 上可以消除其他由支撑件 512A 施加在整体基座 F” 上的结构力矩。另外， 当支撑件 512 被放置在整体基座 F” 上时， 支撑件 512 还邻接甲板部 514 的纵向侧部壁 516A。这种布置产生由从主段 518 延伸的段 520、 整体基座 F” 以及支撑件 512 和 512A 限定的另一个纵向通道 526’ 。可以理解的是， 支 撑件可以包括各种形式的整体基座。
根据前面所描述的模块和下方支撑件表面的若干示例， 可以理解的是， 提供了一 种管理地面以下水 ( 比如雨水 ) 的流动和 / 或保留或滞留水的方法和设备。 在各种方面上， 某人可以优选这样来实践该方法 ： 放置多个彼此相邻的模块， 从而连接多个纵向通道并且 连接多个侧向通道。 每一个纵向通道优选由至少一个基本水平的甲板部和甲板部下方的支 撑件来限定。在组件的外边界处， 纵向通道由甲板部和至少一个基本竖直的侧壁限定。每 一个侧向通道优选由相应甲板的一部分和相应支撑件的一部分 ( 比如支撑件间隔开的腿 段之间的开口 ) 来限定。
优选地， 纵向通道和侧向通道具有有些相似的截面， 并沿纵向和侧向对准以形成
连续的纵向和侧向通道， 但是截面的相似性和直接对准对于给定的地点规划不是必须的。 各个纵向和侧向通道还优选彼此相邻并且流体连通， 但是它们也可以根据已有的或者规划 的地下障碍物的需要以其他配置进行设置。 另外， 优选每个支撑件具有底面， 且纵向和侧向 通道从支撑件的底面向上延伸， 以允许沿两个方向的相对不受约束的水流。但是， 如图 9 所 示， 形成穿过模块的侧向通道的开口不必延伸到支撑件的底面。
所述方法还包括通过将具有侧壁的模块沿组件的周边放置来生成纵向和侧向通 道的外边界。如上所述， 周边侧壁的一部分可以包括一个或多个组件进入入口和 / 或出口 端口， 以接收或者排出水。
在一个方面， 所述方法包括连接纵向和侧向通道， 所述纵向和侧向通道由至少一 个具有对应甲板部和至少一个支撑件的内部模块限定。例如， 组件可以包括在挖掘地点内 连接多个内部模块， 如图 1 所示。连接模块的步骤优选包括将相邻模块的端部对准， 以使得 甲板部彼此邻接， 并且每个内部模块的单独纵向通道汇集形成穿过整个组件的连续纵向通 道。优选地， 连接模块的步骤还包括将相邻模块的侧部对准， 以使得所述甲板部彼此邻接， 并且每个内部模块的单独侧向通道汇集形成穿过整个组件的连续侧向通道。 处于纵向端部 配置或者侧向侧部配置的侧模块、 以及角模块都以对准的配置周向地围绕内部模块放置， 以使得它们相应的纵向和侧向通道形成连续通道的附加部分。如上所述， 形成侧模块或角 模块的支撑件的基本竖直壁位于组件的周边处， 并且具有有孔的或者无孔的表面， 同时可 以限定入口和出口端口。 对于组件的安装而言， 在特定的地点被挖掘好以及解决地下障碍物之后， 第一模 块被放入地层中。第一模块可以是内部模块、 侧模块或者角模块中的任何一种。相邻模块 以与第一模块纵向和侧向对准的方式进行放置以形成连续的纵向和侧向通道。但是， 可以 理解的是， 所述模块可以以偏置砖型图案的方式进行设置， 所述偏置砖型图案不会提供侧 向通道的对准。由于内部模块朝向组件的内部进行放置， 而侧模块和角模块被放置在组件 的周边以形成侧壁、 端壁和角， 因此可以看出， 所述模块能以任何顺序放置在地层中。
虽然所示的每个模块以首尾衔接、 并行以及相邻对准的方式进行放置， 但是也能 以间隔开的配置放置模块， 且连接部横跨在两个间隔开的模块之间。 而且， 为了保证入口和 出口端口与已有的地下排水沟和排水导管对准， 组件进入入口和出口端口能位于预定位置 或者在安装期间在侧部部分中形成。或者， 在组件的底板是多孔 ( 例如， 所述底板包括一个 或者多个开口， 或者底板由允许水浸入和吸收到地层中的多孔材料或集料形成 ) 的情况下 不需要出口端口。
组件通常包括被设计为水通过一个或多个入口端口流进组件中， 并且将水储存一 段时间。 然后水被允许通过一个或多个出口端口、 或者通过多孔或开孔的底板， 或者两者的 组合流出组件。在水 ( 比如雨水 ) 的流入和储存期间， 侧向和纵向对准的通道允许水在组 件内相对不受约束地流动。组件还可以是倾斜的， 以使得组件的具有入口端口的部分处于 稍高海拔处， 同时组件的具有出口的部分处于低海拔处。这种配置有助于水流借助重力的 作用流动。
在本发明的另一方面， 所述方法可以包括在地层内某个会暴露至少一个甲板部的 顶面的深度， 或者某个不会暴露所述甲板部的任何一个顶面的深度处安装多个模块的步 骤。另一种安装可以通过以下方式实现 ： 在地层中一个相对较深的深度处以翻转的配置安
装第一多个模块， 由此甲板部形成底板且 U 形向上悬垂， 然后以竖直的配置放置对应的第 二多个模块， U 形向下悬垂且堆叠在翻转模块的顶上。侧向和纵向通道可以对准以确保穿 过组件的相对不中断的流体连通。 或者， 第一组模块以竖直的方式放置从而形成第一层， 然 后第二组模块放置在第一层的顶上， 以形成模块的上部第二层。
根据前文的描述， 可以理解的是， 已经披露了具有或者允许用于地表以下水的管 理的组件的各种应用或配置的各种示例。 虽然本文所披露的地下模块组件构成优选的示例 配置， 但是可以理解的是， 本发明并不限于这些用于形成地下通道的精确示范模块， 可以对 其进行修改。 例如， 限定纵向和侧向通道的开口可以有若干种除所示形状之外的几何形状。 还能意识到的是， 用于模块化组件的很多其他几何配置是可能的。而且， 可以理解的是， 实 施当前声明的权利要求的主体不需要具有本文公开的所有潜在优点。