專利名稱：一種長距離反坡隧道的排水裝置以及排水方法
技術領域：
本發(fā)明涉及隧道施工領域，尤其涉及一種長距離反坡隧道的排水裝置以及排水方法。
背景技術：
隧道建設一般包括公路、鉄路、水利、電カ等的隧道建設工程，當隧道在富水區(qū)域中施工中時，隧道開挖后地下水量大，順坡排水的隧道施工相對難度小，但在需要長距離反坡排水施工的隧道施工場合，施工難度就會大大增加。在ー些隧道的建設中，有的采用設置斜井的方式“長隧短打”，例如秀寧隧道、中天山隧道等就在施工時采用了這種方式，而此種在使用此種方式吋，一旦地下水發(fā)育，隧道施工的排水壓カ十分巨大。在以往的長距離反坡排水施工中，通常采用設置固定接力泵站，逐級抽水，最終排放至洞外的方式，但在實際操作過程中，容易出現(xiàn)很多問題ー是固定泵站內(nèi)雜物積累較多，清理時影響水泵的工作，要對水泵進行移動，操作困難；ニ是固定泵站之間的隧道出水會反坡長距離流到固定泵站內(nèi)，再由固定泵站抽至上一級泵站，導致抽水距離增加，增加投入；三是管路接頭均采用法蘭盤加上密封墊圈和螺栓連接，但由于施工過程中大水量排水采用的水泵功率大，水壓高，水管接頭處經(jīng)常出現(xiàn)墊圈破損，導致漏水，在多條管路疊放的情況下維修的困難較大；四是抽排水的電カ供應一旦出現(xiàn)問題，不能及時進行抽排，對施工進度產(chǎn)生很大影響，也具有相當大的施工風險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的ー種目的是提供一種長距離反坡隧道的排水裝置以及排水方法，以避免上述已有技術中存在的不足之處。本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn)一種長距離反坡隧道的排水裝置，其設于隧道兩側(cè)，所述長距離反坡隧道的排水裝置包括導流槽、沉淀洞室和泵站洞室，所述沉淀洞室和泵站洞室分別設于水流入端和水流出端，沉淀洞室和泵站洞室的洞室底板的水平位置均低于隧道底板，所述導流槽設于隧道底板上，導流槽側(cè)面與沉淀洞室和泵站洞室的內(nèi)邊緣相連接，導流槽外端連接有排水管，所述泵站洞室內(nèi)設有水泵。進ー步的，所述沉淀洞室的洞室底板的水平高度低于泵站洞室的洞室底板的水平高度至少I米。進ー步的，所述導流槽與沉淀洞室相接的水流入口處和水流出口處分別設有沉淀洞室入ロ閥門和沉淀洞室出ロ閥門，沉淀洞室入ロ閥門和沉淀洞室出ロ閥門之間的導流槽上設有沉淀洞室直通閥門。進ー步的，所述排水管與另ー排水管的連接處設有長距離反坡隧道的排水管輔助密封連接裝置，包括由內(nèi)至外依次排列的橡膠墊圈、鋼板和法蘭盤墊圈，長距離反坡隧道的排水管輔助密封連接裝置通過若干連接螺栓與排水管道相連接，所述鋼板頂端設有加固螺栓。進一步的 ，所述泵站洞室與另一長距離反坡隧道的排水裝置的沉淀洞室之間均設有截流泵站洞室，截流泵站洞室與泵站洞室和沉淀洞室通過排水管連接，所述截流泵站洞室內(nèi)設有水泵；進一步的，隧道外設有相連接的發(fā)電機和升壓變壓器，升壓變壓器與設于隧道內(nèi)的降壓變壓器相連接，所述降壓變壓器與泵站洞室以及截流泵站洞室中的水泵相連接。利用上述的長距離反坡隧道的排水裝置的排水方法，包括以下步驟在隧道兩側(cè)間隔設置若干長距離反坡隧道的排水裝置，安裝完畢后，正常抽水時，水通過排水管抽至沉淀洞室，此時沉淀洞室入口閥門和沉淀洞室出口閥門打開，沉淀洞室直通閥門閉合；沉淀洞室存滿水后水自動通過導流槽流入泵站洞室，當泵站洞室水滿后，開啟水泵，將水抽至上一級的沉淀洞室；當沉淀洞室需要除污時，將沉淀洞室入口閥門和沉淀洞室出口閥門閉合，打開沉淀洞室直通閥門，水直接流入泵站洞室；以及當泵站洞室水滿后，開啟水泵，將水抽至上一級的沉淀洞室。本發(fā)明的有益效果為可以達到持續(xù)排水的目的，避免了由于污物堆積導致的管道堵塞，并且有效地解決了長距離反坡排水的水流倒流問題，提高隧道施工效率，同時排水管輔助密封連接裝置使得排水管的密封性能得到了提升，發(fā)電機和變壓器的設置保證了應急時排水系統(tǒng)的電力供應，進一步的滿足了隧道施工的要求。


下面根據(jù)附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖I為本發(fā)明實施例所述的一種長距離反坡隧道的排水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例所述的一種長距離反坡隧道的排水裝置的側(cè)視圖；圖3為本發(fā)明實施例所述的一種長距離反坡隧道的排水裝置的俯視圖；圖4為本發(fā)明實施例所述的一種長距離反坡隧道的排水管輔助密封連接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實施例所述的一種長距離反坡隧道的排水管輔助密封連接裝置的側(cè)視圖；圖6為本發(fā)明實施例所述的一種長距離反坡隧道的排水方法的效果示意圖；圖7為本發(fā)明實施例所述的一種長距離反坡隧道的排水方法的動力傳送裝置的原理框圖。圖中I、導流槽；11、加固螺栓；12、橡膠墊圈；13、鋼板；14、法蘭盤墊圈；15、連接螺栓；
2、沉淀洞室；21、沉淀洞室入口閥門；22、沉淀洞室出口閥門；23、沉淀洞室直通閥門；3、泵站洞室；4、隧道支護；5、隧道底板；6、截流泵站洞室；7、發(fā)電機組；8、升壓變壓器；9、降壓變壓器；10、泵站水泵。
具體實施例方式如圖1-3所示，本發(fā)明所述的長距離反坡隧道的排水裝置設于隧道兩側(cè)并包括導流槽I、沉淀洞室2和泵站洞室3，所述沉淀洞室2和泵站洞室3分別設于水流入端和水流出端，沉淀洞室2和泵站洞室3的洞室底板的水平位置均低于隧道底板5，所述導流槽I設于隧道底板5上，導流槽I側(cè)面與沉淀洞室2和泵站洞室3的內(nèi)邊緣相連接，導流槽I外端連接有排水管，所述泵站洞室3內(nèi)設有水泵10。所述導流槽I與沉淀洞室2相接的水流入ロ處和水流出口處分別設有沉淀洞室入口閥門21和沉淀洞室出ロ閥門22，沉淀洞室入口閥門21和沉淀洞室出ロ閥門22之間的導流槽I上設有沉淀洞室直通閥門23。如圖4-5所示，所述排水管與另ー排水管的連接處設有長距離反坡隧道的排水管輔助密封連接裝置，包括由內(nèi)至外依次排列的橡膠墊圈12、鋼板13和法蘭盤墊圈14，長距離反坡隧道的排水管輔助密封連接裝置通過若干連接螺栓15與排水管道相連接，所述鋼板13頂端設有加固螺栓11。所述排水管輔助密封連接裝置設于排水管兩端的法蘭盤外側(cè)，起到加固密封的作用。所述泵站洞室3與另ー長距離反坡隧道的排水裝置的沉淀洞室2之間均設有截流泵站洞室6，截流泵站洞室6與泵站洞室3和沉淀洞室2通過排水管連接，所述截流泵站洞室6內(nèi)設有水泵10 ；所述沉淀洞室2的洞室底板的水平高度低于泵站洞室3的洞室底板的水平高度至少I米。本實施例中，沉淀洞室2的容量按照200立方米體積設置，泵站洞室3按照300立方米體積設置，沉淀洞室2和泵站洞室3的頂部不得影響觸隧道支護4的結(jié)構(gòu)，并做好洞室的支護施工。如圖6-7所示，隧道外設有相互連接的發(fā)電機7和升壓變壓器8，升壓變壓器8與設于隧道內(nèi)的降壓變壓器9相連接，所述降壓變壓器9與泵站洞室3以及截流泵站洞室6中的水泵10相連接。本發(fā)明實施例所述的ー種長距離反坡隧道的排水方法，包括以下步驟在隧道兩側(cè)間隔設置若干長距離反坡隧道的排水裝置，結(jié)構(gòu)安裝完畢后，正常抽水時，水通過排水管抽至沉淀洞室2，此時沉淀洞室入口閥門21和沉淀洞室出口閥門22打開，沉淀洞室直通閥門23閉合，沉淀洞室2存滿水后水自動通過導流槽I流入泵站洞室3，當泵站洞室3水滿后，開啟水泵10，將水抽至上一級的沉淀洞室2 ;當沉淀洞室2需要除污時，將沉淀洞室入ロ閥門21和沉淀洞室出口閥門22閉合，打開沉淀洞室直通閥門23，水直接流入泵站洞室3，當泵站洞室3水滿后，開啟水泵10，將水抽至上一級的沉淀洞室2。具體使用時，將水通過排水管抽至沉淀洞室2，此時沉淀洞室入口閥門21和沉淀洞室出ロ閥門22打開，沉淀洞室直通閥門23閉合，沉淀洞室2存滿水后水自動通過導流槽I流入泵站洞室3，當泵站洞室3水滿后，開啟水泵10，將水抽至上一級的沉淀洞室2。抽水過程中，截流泵站洞室6能夠有效的減少水流回流現(xiàn)象的發(fā)生，使得排水的效率進ー步提聞。當沉淀洞室2需要除污時，將沉淀洞室入ロ閥門21和沉淀洞室出ロ閥門22閉合，打開沉淀洞室直通閥門23，則可在不影響施工排水的同時，對沉淀洞室2進行清理，保證了隧道施工的工作效率。 洞外設置發(fā)電機7作為備用電源，可在停電或電力不足時保證隧道施工的流暢，發(fā)電機7發(fā)出的電通過升壓變壓器8升壓后通過高壓電纜進入隧道，并在隧道內(nèi)通過降壓變壓器9降壓后供水泵10工作。
雖然以上僅描述了本發(fā)明的具體實施方式
范例，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護范圍由所附權(quán)利要求限定。本領域的技術人員在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更或修改均落入本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種長距離反坡隧道的排水裝置，包括導流槽(I)、沉淀洞室(2)和泵站洞室(3)，所述沉淀洞室(2)和泵站洞室(3)分別設于水流入端和水流出端，其特征在于沉淀洞室(2)和泵站洞室(3)的洞室底板的水平位置均低于隧道底板(5)，所述導流槽(I)設于隧道底板(5)上，導流槽(I)側(cè)面與沉淀洞室(2)和泵站洞室(3)的內(nèi)邊緣相連接，導流槽(I)外端連接有排水管，所述泵站洞室(3)內(nèi)設有水泵(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種長距離反坡隧道的排水裝置，其特征在于所述沉淀洞室(2)的洞室底板的水平高度低于泵站洞室(3)的洞室底板的水平高度至少I米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種長距離反坡隧道的排水裝置，其特征在于所述導流槽(I)與沉淀洞室(2)相接的水流入口處和水流出口處分別設有沉淀洞室入口閥門(21)和沉淀洞室出口閥門(22)，沉淀洞室入口閥門(21)和沉淀洞室出口閥門(22)之間的導流槽(I)上設有沉淀洞室直通閥門(23)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種長距離反坡隧道的排水裝置，其特征在于相鄰排水管的連接處設有長距離反坡隧道的排水管輔助密封連接裝置，包括由內(nèi)至外依次排列的橡膠墊圈(12)、鋼板(13)和法蘭盤墊圈(14)，長距離反坡隧道的排水管輔助密封連接裝置通過若干連接螺栓(15)與排水管道相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種長距離反坡隧道的排水裝置，其特征在于所述泵站洞室(3)與另一長距離反坡隧道的排水裝置的沉淀洞室(2)之間均設有截流泵站洞室(6)，截流泵站洞室(6)與泵站洞室(3)和沉淀洞室(2)通過排水管連接，所述截流泵站洞室(6)內(nèi)設有水泵(10)；
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的一種長距離反坡隧道的排水裝置，其特征在于隧道外設有相互連接的發(fā)電機(7)和升壓變壓器(8)，升壓變壓器(8)與設于隧道內(nèi)的降壓變壓器(9)相連接，所述降壓變壓器(9)與泵站洞室(3)以及截流泵站洞室￠)中的水泵(10)相連接。
7.—種長距離反坡隧道的排水方法，其特征在于，包括以下步驟 在隧道兩側(cè)間隔設置若干長距離反坡隧道的排水裝置，安裝完畢后，正常抽水時，水通過排水管抽至沉淀洞室(2)，此時沉淀洞室入口閥門(21)和沉淀洞室出口閥門(22)打開，沉淀洞室直通閥門(23)閉合；以及 沉淀洞室⑵存滿水后水自動通過導流槽⑴流入泵站洞室⑶，當泵站洞室⑶水滿后，開啟水泵(10)，將水抽至上一級的沉淀洞室(2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種長距離反坡隧道的排水方法，其特征在于，進一步包括以下步驟 當沉淀洞室(2)需要除污時，將沉淀洞室入口閥門(21)和沉淀洞室出口閥門(22)閉合，打開沉淀洞室直通閥門(23)，水直接流入泵站洞室(3);以及 當泵站洞室(3)水滿后，開啟水泵(10)，將水抽至上一級的沉淀洞室(2)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種長距離反坡隧道的排水裝置以及排水方法，所述排水裝置包括導流槽、沉淀洞室和泵站洞室，所述沉淀洞室和泵站洞室分別設于水流入端和水流出端，沉淀洞室和泵站洞室的洞室底板的水平位置均低于隧道底板，所述導流槽設于隧道底板上，導流槽側(cè)面與沉淀洞室和泵站洞室的內(nèi)邊緣相連接，所述泵站洞室內(nèi)設有水泵。本發(fā)明的有益效果為可以達到持續(xù)排水的目的，避免了由于污物堆積導致的管道堵塞，并且有效地解決了長距離反坡排水的水流倒流問題，提高隧道施工效率，同時排水管輔助密封連接裝置使得排水管的密封性能得到了提升，發(fā)電機和變壓器的設置保證了應急時排水系統(tǒng)的電力供應，進一步的滿足了隧道施工的要求。
文檔編號E21F16/02GK102619560SQ20121011231
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者劉海榮, 孫勝臣, 悅中泉, 楊金歌, 焦冬梅, 郭秀琴, 陳麗敏, 馬棟 申請人:中鐵十六局集團有限公司