用于隧洞衬砌的双重止水单向排水器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种用于隧洞衬砌的双重止水单向排水器。所述单向排水器包括外管、内管和橡皮球，内管置于外管内，并通过支架架立在外管的内壁，橡皮球通过其进气口密封套设在内管的其中一端，在外管与内管之间设有中间开有圆孔的圆形挡板和压板，所述圆形挡板的直径与外管的内径相等，其外缘与外管的内壁密封连接，圆形挡板中间的圆孔直径大于内管的外径；所述压板设置在圆形挡板未设置橡皮球的一侧，压板的直径小于外管的内径，其中间圆孔的直径与内管的外径相等，套设在内管上。本实用新型可以双重止水，可有效封闭排水孔，安全有效的阻止隧洞内水外渗；但隧洞放空时，外水压力下又能顺利打开两重止水，保证山体地下水顺畅排出。
【专利说明】
用于隧洞衬砌的双重止水单向排水器
技术领域
[0001]本实用新型涉及排水器，具体是一种用于隧洞衬砌的双重止水单向排水器。
【背景技术】
[0002]水工隧洞一般采用钢筋混凝土衬砌，衬砌的作用主要有保证隧洞稳定安全、减少水头损伤、避免内水外渗等。当隧洞过流时，洞内水压力作用于衬砌上，衬砌向围岩变形，由于围岩的抗力作用，内水压力由衬砌和围岩共同承担，所以，衬砌一般不需要太厚，其配置的钢筋也比较适量。但在隧洞放空检修时，山体中地下水作用于衬砌时，衬砌向洞内变形，外水压力全部有衬砌承担，当外水压力较大时，衬砌的厚度和钢筋用量大大增加，尤其是非圆形断面的隧洞，这个问题更为突出，外水压力控制衬砌的厚度和配筋量。为解决这个问题，可在衬砌上设置排水孔，当隧洞放空时，通过排水孔降低外水压力。但排水孔的设置，又带来一个问题，当隧洞过流时，若内水压力较大，洞内水会通过排水孔渗入围岩，不仅会造成水量损失，甚至会引起围岩渗透破坏而导致洞室失稳。
[0003]如果在排水孔中安装一个单向排水装置，控制水流只能由围岩向洞内方向流动，当隧洞过流时，可有效阻止洞内水流渗入围岩，当隧洞放空时，又能保证围岩地下水顺利排向洞内，降低衬砌所受外水压力，这样就解决了上述问题，但是目前为止，并没有一种可以用于隧洞衬砌内的排水器。
【发明内容】
[0004]本实用新型根据现有技术的不足提供一种双重止水单向排水器，该排水器采用双重止水装置，在隧洞内水压力下，可有效封闭排水孔，在隧洞放空时，外水压力下又能顺利打开两重止水，保证山体地下水顺畅排除。
[0005]本实用新型提供的技术方案:所述一种用于隧洞衬砌的双重止水单向排水器，其特征在于:包括外管、内管和橡皮球，所述内管置于外管内，并通过支架架立在外管的内壁，橡皮球通过其进气口密封套设在内管的其中一端，在外管与内管之间设有中间开有圆孔的圆形挡板和压板，所述圆形挡板的直径与外管的内径相等，其外缘与外管的内壁密封连接，圆形挡板中间的圆孔直径大于内管的外径;所述压板设置在圆形挡板未设置橡皮球的一侧，压板的直径小于外管的内径，其中间圆孔的直径与内管的外径相等，套设并固定在内管上，并可同内管一起左右移动，在压板与圆形挡板之间设有橡胶垫圈，当压板移动至紧贴圆形挡板时，压紧橡胶垫圈将圆形挡板上圆孔与内管外壁之间的间隙完全遮挡。
[0006]本实用新型进一步的技术方案:所述排水器还包括埋设在隧洞衬砌排水孔处的排水管和设置在排水管靠近围岩一端的过滤体;所述外管置于排水管内，其管内的橡皮球与过滤体在同一端;外管通过螺栓与排水管连接，并在外管与排水管之间设有止水环和遇水膨胀止水环。
[0007]本实用新型较优的技术方案:所述支架包括左、右两个圆形支架板，在两个圆形支架板的中央位置开设有用于套设在内管上的圆孔，圆孔直径大于内管外径，圆形支架板边缘分别开设有多个半圆孔，两个圆形支架板分别设置在圆形挡板和压板的两侧，并粘结固定在外管内壁上。
[0008]本实用新型较优的技术方案:在圆形挡板与压板之间设有橡胶垫圈，橡胶垫圈的侧面开U形环槽。
[0009]本实用新型较优的技术方案:所述橡皮球通过管箍与内管连接。
[0010]本实用新型较优的技术方案:所述外管为直径Φ 75mm，管壁厚4.5mm，长60cm的PE管;所述内管为直径Φ 20mm，管壁厚2mm，长20cm的PE管;所述橡皮球的外径为65mm;所述圆形挡板的厚50_，外径66_，中心开设有直径为36mm的圆孔;所述压板的厚20_，外径50_。[0011 ]本实用新型较优的技术方案:所述止水环有两个，一个设置在排水管与过滤体连接处，另一个与遇水膨胀止水环同时设置在排水管未设置过滤体一端的端口。
[0012]本实用新型较优的技术方案:所述止水环为断面为C形的橡胶止水环，外径90mm，内径75_ ；遇水膨胀止水环是由宽30_，厚7mm的遇水膨胀止水条绕外管壁缠绕形成。
[0013]本实用新型的有益效果:
[0014](I)本实用新型可以双重止水，隧洞内水压力越大，止水密闭越紧密，可有效封闭排水孔，安全有效的阻止隧洞内水外渗;但隧洞放空时，外水压力下又能顺利打开两重止水，保证山体地下水顺畅排出。
[0015](2)本实用新型经济耐用，更换方便，采用PE、橡胶材料，不会锈蚀，使用寿命长，成本低，更换时只需松掉螺栓，就可取出排水器更换新的，更换方便。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的结构不意图；
[0017]图2是图1中AA剖面图；
[0018]图3是图1中BB剖面图；
[0019]图4是图1中CC剖面图；
[0020]图5是图1中DD剖面图；
[0021 ]图6是本实用新型阻止洞内水流外渗时的示意图；
[0022]图7是本实用新型排除围岩地下水时的示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。如图1所述的一种用于隧洞衬砌的双重止水单向排水器，包括外管1、内管5和橡皮球2，所述外管I为直径Φ 75mm，管壁厚4.5mm，长60cm的PE管;所述内管5为直径Φ 20mm，管壁厚2mm的PE管;所述橡皮球2的外径为65mm。所述内管5置于外管I内，并通过支架3架立在外管I的内壁，橡皮球2通过其进气口密封套设在内管5的其中一端，并通过管箍11与内管5连接。所述支架3包括左、右两个圆形支架板，两个圆形支架板分别设置在圆形挡板4和压板6的两侧;如图3所示，在两个圆形支架板的中央位置开设有用于套设在内管5上的圆孔，圆孔直径大于内管5的外径，圆形支架板边缘分别开设有多个半圆孔。
[0024]如图1所不，在外管I与内管5之间设有中间开设有圆孔的圆形挡板4和压板6，在圆形挡板4与压板6之间设有橡胶垫圈7，橡胶垫圈7的侧面开U形环槽。圆形挡板4和压板6均采用PE材料制成，如图4所示，所述圆形挡板4的直径与外管I的内径相等，其外缘与外管I的内壁密封连接，可以直接通过PE专用胶粘接在外管I上，圆形挡板4中间的圆孔直径大于内管5的外径，在圆形挡板4与内管5之间有一定的间隙，便于排水。如图5所示，压板6的直径小于外管I的内径，其中间圆孔的直径与内管5的外径相等，套设粘结在内管5上，并可同内管5—起左右移动，如图1所示，所述压板6设置在圆形挡板4未设置橡皮球的一侧，当压板6移动至紧贴圆形挡板4时，将圆形挡板4上圆孔与内管5外壁之间的间隙完全遮挡。
[0025]如图1和图2所示，所述排水器还包括埋设在隧洞排水孔处的排水管12和设置在排水管12靠近围岩一端的过滤体13，过滤体13采用成品塑料过滤体;所述外管I置于排水管12内，其管内的橡皮球2与过滤体13在同一端;外管I通过螺栓10与排水管12连接，并在外管I与排水管12之间设有止水环8和遇水膨胀止水环9。所述止水环8有两个，一个设置在排水管12与过滤体13连接处，另一个与遇水膨胀止水环9同时设置在排水管12未设置过滤体一端的端口。所述止水环8为断面为C形的橡胶止水环，外径90_，内径75_;遇水膨胀止水环9是由宽30_，厚7mm的遇水膨胀止水条绕外管壁缠绕形成。
[0026]本实用新型采用PE、橡胶材料制造，包括长60cm的Φ75X4.5PE外管I;外径65mm的橡皮球2 ；厚度10mm，外径66mm，中心开Φ 22mm圆孔，且边缘均布4个Φ 20mm半圆孔的PE材料支架3 ；厚50mm，外径66mm，中心开Φ 36mm圆孔的PE材料圆形挡板4;长20cm的Φ 20 X 2PE内管5 ；厚20mm，外径50mm，中心开Φ 20mm圆孔的PE材料压板6 ；厚10mm，夕卜径50mm，中心开Φ 20mm圆孔，且侧面开U形环槽的橡胶垫圈7;外径90mm，内径75mm，断面为C形的橡胶止水环8;宽30mm，厚7mm遇水膨胀止水条绕Φ 75PE管外壁而形成遇水膨胀止水环9;标准M6内六角沉头螺栓10;标准镀锌金属管箍11。具体组装时，将压板6通过PE专用胶粘接于Φ 20PE内管5上，然后依次安装上橡胶垫圈7、圆形挡板4、左侧支架、右侧支架，最后用管箍11将橡皮球2固定在Φ 20PE内管5左端，之后将组装后的部件安装于Φ 75PE外管I内，并用专用胶水将支架3、圆形挡板4粘接于Φ 75PE外管I内壁指定位置，最后在Φ 75PE外管I外壁安装上止水环8、遇水膨胀止水环9。
[0027]本实用新型使用时:隧洞衬砌混凝土浇筑时，在需要设置排水孔的位置预埋Φ95排水管12，待衬砌施工完成后，在Φ 95排水管12靠围岩一端，放置塑料过滤体13，塑料过滤体13采用成品材料，放置过滤体的目的是滤掉岩体地下水内泥沙，避免堵塞排水器，然后将上述组装好的排水器装进Φ95预埋排水管12内，并用螺栓10固定;安装好后的橡皮球2与过滤体13在同一侧，内管5开口端朝向隧洞内侧。
[0028]在隧洞过流时，本实用新型阻止洞内水流外渗时，如图6所示，由于洞内水压作用，排水器中Φ20ΡΕ内管5、压板6向围岩侧移动，将橡胶垫圈7紧密压在挡板4上，形成第一道止水密封，同时，洞内水流由Φ 20PE内管5流进橡皮球2内，橡皮球2充水后胀大，球外壁紧压Φ75PE外管I内壁，形成第二道止水密封，两道止水密封阻止洞内水流流出，而且洞内水压越大，橡胶垫圈7压的越紧，橡皮球2越胀大，止水密封越严密。同时，两道止水环8可阻止隧洞内水沿Φ 75PE外管I与Φ 95预埋排水管12之间缝隙流出，遇水膨胀止水环9遇水后体积胀大，将管间缝隙充填密实，增加了密封效果，可靠的防止水流沿管间缝隙流出。
[0029]隧洞放空时，本实用新型排出围岩地下水时，如图7所示，由于洞内没有水压力，在围岩地下水压力下，排水器中Φ20ΡΕ内管5、压板6向洞内侧移动，将橡胶垫圈7带离挡板4，同时，橡皮球2被压瘪，在球外壁与Φ75ΡΕ内管I内壁间产生缝隙，形成排水通道，围岩地下水由排水通道流入隧洞内。
【主权项】
1.一种用于隧洞衬砌的双重止水单向排水器，其特征在于:包括外管(I)、内管(5)和橡皮球(2)，所述内管(5)置于外管(I)内，并通过支架(3)架立在外管(I)的内壁，橡皮球(2)通过其进气口密封套设在内管(5)的其中一端，在外管(I)与内管(5)之间设有中间开有圆孔的圆形挡板(4)和压板(6)，所述圆形挡板(4)的直径与外管(I)的内径相等，其外缘与外管(I)的内壁密封连接，圆形挡板(4)中间的圆孔直径大于内管(5)的外径;所述压板(6)设置在圆形挡板(4)未设置橡皮球的一侧，压板(6)的直径小于外管(I)的内径，其中间圆孔的直径与内管(5)的外径相等，压板(6)套设并粘结固定在内管(5)上，并可与内管(5) —起左右移动，在压板(6)与圆形挡板(4)之间设有橡胶垫圈(7)，当压板(6)移动至紧贴圆形挡板(4)时，压紧橡胶垫圈(7)将圆形挡板(4)上圆孔与内管(5)外壁之间的间隙完全遮挡。2.根据权利要求1所述的一种用于隧洞衬砌的双重止水单向排水器，其特征在于:所述排水器还包括埋设在隧洞排水孔处的排水管(12)和设置在排水管(12)靠近围岩一端的过滤体(13);所述外管(I)置于排水管(12)内，其管内的橡皮球(2)与过滤体(13)在同一端;夕卜管(I)通过螺栓(10)与排水管(12)连接，并在外管(I)与排水管(12)之间设有止水环(8)和遇水膨胀止水环(9)。3.根据权利要求1或2所述的一种用于隧洞衬砌的双重止水单向排水器，其特征在于:所述支架(3)包括左、右两个圆形支架板，在两个圆形支架板的中央位置开设有用于套设在内管(5)上的圆孔，边缘分别开设有多个半圆孔，两个圆形支架板分别设置在圆形挡板(4)和压板(6)的两侧，并粘结固定于外管(I)内壁上。4.根据权利要求1或2所述的一种用于隧洞衬砌的双重止水单向排水器，其特征在于:在橡胶垫圈(7)的侧面开U形环槽。5.根据权利要求1或2所述的一种用于隧洞衬砌的双重止水单向排水器，其特征在于:所述橡皮球(2)通过管箍(11)与内管(5)连接。6.根据权利要求1或2所述的一种用于隧洞衬砌的双重止水单向排水器，其特征在于:所述外管(I)为直径Φ 75mm，管壁厚4.5mm，长60cm的PE管;所述内管(5)为直径Φ 20mm，管壁厚2mm，长20cm的PE管；所述橡皮球(2)的外径为65mm;所述圆形挡板(4)的厚50mm，外径66mm，中心开设有直径为36mm的圆孔;所述压板(6)的外径50mm。7.根据权利要求2所述的一种用于隧洞衬砌的双重止水单向排水器，其特征在于:所述止水环(8)有两个，一个设置在排水管(12)与过滤体(13)连接处，另一个与遇水膨胀止水环(9)同时设置在排水管(12)未设置过滤体一端的端口。8.根据权利要求2所述的一种用于隧洞衬砌的双重止水单向排水器，其特征在于:所述止水环(8)为断面为C形的橡胶止水环，外径90mm，内径75mm;遇水膨胀止水环(9)是由宽30mm，厚7mm的遇水膨胀止水条绕外管壁缠绕形成。
【文档编号】E21D11/38GK205558966SQ201620348658
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】杜尧
【申请人】杜尧