专利名称：一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法
技术领域：
本发明涉及隧道施工领域，尤其涉及一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法。
背景技术：
隧道建设一般包括公路、鉄路、水利、电カ等的隧道建设工程，当隧道在富水区域中施工中时，隧道开挖后地下水量大，顺坡排水的隧道施工相对难度小，但在需要长距离反坡排水施工的隧道施工场合，施工难度就会大大增加。在ー些隧道的建设中，有的采用设置斜井的方式“长隧短打”，例如秀宁隧道、中天山隧道等就在施工时采用了这种方式，而此种在使用此种方式吋，一旦地下水发育，隧道施工的排水压カ十分巨大。在以往的长距离反坡排水施工中，通常采用设置固定接力泵站，逐级抽水，最终排放至洞外的方式，但在实际操作过程中，容易出现很多问题ー是固定泵站内杂物积累较多，清理时影响水泵的工作，要对水泵进行移动，操作困难；ニ是固定泵站之间的隧道出水会反坡长距离流到固定泵站内，再由固定泵站抽至上一级泵站，导致抽水距离增加，增加投入；三是管路接头均采用法兰盘加上密封垫圈和螺栓连接，但由于施工过程中大水量排水采用的水泵功率大，水压高，水管接头处经常出现垫圈破损，导致漏水，在多条管路叠放的情况下维修的困难较大；四是抽排水的电カ供应一旦出现问题，不能及时进行抽排，对施工进度产生很大影响，也具有相当大的施工风险。
发明内容
本发明的ー种目的是提供一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法，以避免上述已有技术中存在的不足之处。本发明的目的通过以下技术方案实现一种长距离反坡隧道的排水装置，其设于隧道两侧，所述长距离反坡隧道的排水装置包括导流槽、沉淀洞室和泵站洞室，所述沉淀洞室和泵站洞室分别设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，所述导流槽设于隧道底板上，导流槽侧面与沉淀洞室和泵站洞室的内边缘相连接，导流槽外端连接有排水管，所述泵站洞室内设有水泵。进ー步的，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。进ー步的，所述导流槽与沉淀洞室相接的水流入口处和水流出口处分别设有沉淀洞室入ロ阀门和沉淀洞室出ロ阀门，沉淀洞室入ロ阀门和沉淀洞室出ロ阀门之间的导流槽上设有沉淀洞室直通阀门。进ー步的，所述排水管与另ー排水管的连接处设有长距离反坡隧道的排水管辅助密封连接装置，包括由内至外依次排列的橡胶垫圈、钢板和法兰盘垫圈，长距离反坡隧道的排水管辅助密封连接装置通过若干连接螺栓与排水管道相连接，所述钢板顶端设有加固螺栓。进一步的 ，所述泵站洞室与另一长距离反坡隧道的排水装置的沉淀洞室之间均设有截流泵站洞室，截流泵站洞室与泵站洞室和沉淀洞室通过排水管连接，所述截流泵站洞室内设有水泵；进一步的，隧道外设有相连接的发电机和升压变压器，升压变压器与设于隧道内的降压变压器相连接，所述降压变压器与泵站洞室以及截流泵站洞室中的水泵相连接。利用上述的长距离反坡隧道的排水装置的排水方法，包括以下步骤在隧道两侧间隔设置若干长距离反坡隧道的排水装置，安装完毕后，正常抽水时，水通过排水管抽至沉淀洞室，此时沉淀洞室入口阀门和沉淀洞室出口阀门打开，沉淀洞室直通阀门闭合；沉淀洞室存满水后水自动通过导流槽流入泵站洞室，当泵站洞室水满后，开启水泵，将水抽至上一级的沉淀洞室；当沉淀洞室需要除污时，将沉淀洞室入口阀门和沉淀洞室出口阀门闭合，打开沉淀洞室直通阀门，水直接流入泵站洞室；以及当泵站洞室水满后，开启水泵，将水抽至上一级的沉淀洞室。本发明的有益效果为可以达到持续排水的目的，避免了由于污物堆积导致的管道堵塞，并且有效地解决了长距离反坡排水的水流倒流问题，提高隧道施工效率，同时排水管辅助密封连接装置使得排水管的密封性能得到了提升，发电机和变压器的设置保证了应急时排水系统的电力供应，进一步的满足了隧道施工的要求。
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。图I为本发明实施例所述的一种长距离反坡隧道的排水装置的结构示意图；图2为本发明实施例所述的一种长距离反坡隧道的排水装置的侧视图；图3为本发明实施例所述的一种长距离反坡隧道的排水装置的俯视图；图4为本发明实施例所述的一种长距离反坡隧道的排水管辅助密封连接装置的结构示意图；图5为本发明实施例所述的一种长距离反坡隧道的排水管辅助密封连接装置的侧视图；图6为本发明实施例所述的一种长距离反坡隧道的排水方法的效果示意图；图7为本发明实施例所述的一种长距离反坡隧道的排水方法的动力传送装置的原理框图。图中I、导流槽；11、加固螺栓；12、橡胶垫圈；13、钢板；14、法兰盘垫圈；15、连接螺栓；
2、沉淀洞室；21、沉淀洞室入口阀门；22、沉淀洞室出口阀门；23、沉淀洞室直通阀门；3、泵站洞室；4、隧道支护；5、隧道底板；6、截流泵站洞室；7、发电机组；8、升压变压器；9、降压变压器；10、泵站水泵。
具体实施例方式如图1-3所示，本发明所述的长距离反坡隧道的排水装置设于隧道两侧并包括导流槽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分别设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，所述导流槽I设于隧道底板5上，导流槽I侧面与沉淀洞室2和泵站洞室3的内边缘相连接，导流槽I外端连接有排水管，所述泵站洞室3内设有水泵10。所述导流槽I与沉淀洞室2相接的水流入ロ处和水流出口处分别设有沉淀洞室入口阀门21和沉淀洞室出ロ阀门22，沉淀洞室入口阀门21和沉淀洞室出ロ阀门22之间的导流槽I上设有沉淀洞室直通阀门23。如图4-5所示，所述排水管与另ー排水管的连接处设有长距离反坡隧道的排水管辅助密封连接装置，包括由内至外依次排列的橡胶垫圈12、钢板13和法兰盘垫圈14，长距离反坡隧道的排水管辅助密封连接装置通过若干连接螺栓15与排水管道相连接，所述钢板13顶端设有加固螺栓11。所述排水管辅助密封连接装置设于排水管两端的法兰盘外側，起到加固密封的作用。所述泵站洞室3与另ー长距离反坡隧道的排水装置的沉淀洞室2之间均设有截流泵站洞室6，截流泵站洞室6与泵站洞室3和沉淀洞室2通过排水管连接，所述截流泵站洞室6内设有水泵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。本实施例中，沉淀洞室2的容量按照200立方米体积设置，泵站洞室3按照300立方米体积设置，沉淀洞室2和泵站洞室3的顶部不得影响触隧道支护4的结构，并做好洞室的支护施工。如图6-7所示，隧道外设有相互连接的发电机7和升压变压器8，升压变压器8与设于隧道内的降压变压器9相连接，所述降压变压器9与泵站洞室3以及截流泵站洞室6中的水泵10相连接。本发明实施例所述的ー种长距离反坡隧道的排水方法，包括以下步骤在隧道两侧间隔设置若干长距离反坡隧道的排水装置，结构安装完毕后，正常抽水时，水通过排水管抽至沉淀洞室2，此时沉淀洞室入口阀门21和沉淀洞室出口阀门22打开，沉淀洞室直通阀门23闭合，沉淀洞室2存满水后水自动通过导流槽I流入泵站洞室3，当泵站洞室3水满后，开启水泵10，将水抽至上一级的沉淀洞室2 ;当沉淀洞室2需要除污时，将沉淀洞室入ロ阀门21和沉淀洞室出口阀门22闭合，打开沉淀洞室直通阀门23，水直接流入泵站洞室3，当泵站洞室3水满后，开启水泵10，将水抽至上一级的沉淀洞室2。具体使用时，将水通过排水管抽至沉淀洞室2，此时沉淀洞室入口阀门21和沉淀洞室出ロ阀门22打开，沉淀洞室直通阀门23闭合，沉淀洞室2存满水后水自动通过导流槽I流入泵站洞室3，当泵站洞室3水满后，开启水泵10，将水抽至上一级的沉淀洞室2。抽水过程中，截流泵站洞室6能够有效的減少水流回流现象的发生，使得排水的效率进ー步提闻。当沉淀洞室2需要除污时，将沉淀洞室入ロ阀门21和沉淀洞室出ロ阀门22闭合，打开沉淀洞室直通阀门23，则可在不影响施工排水的同时，对沉淀洞室2进行清理，保证了隧道施工的工作效率。 洞外设置发电机7作为备用电源，可在停电或电力不足时保证隧道施工的流畅，发电机7发出的电通过升压变压器8升压后通过高压电缆进入隧道，并在隧道内通过降压变压器9降压后供水泵10工作。
虽然以上仅描述了本发明的具体实施方式
范例，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围由所附权利要求限定。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更或修改均落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种长距离反坡隧道的排水装置，包括导流槽(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)分别设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)，所述导流槽(I)设于隧道底板(5)上，导流槽(I)侧面与沉淀洞室(2)和泵站洞室(3)的内边缘相连接，导流槽(I)外端连接有排水管，所述泵站洞室(3)内设有水泵(10)。
2.根据权利要求I所述的一种长距离反坡隧道的排水装置，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.根据权利要求2所述的一种长距离反坡隧道的排水装置，其特征在于所述导流槽(I)与沉淀洞室(2)相接的水流入口处和水流出口处分别设有沉淀洞室入口阀门(21)和沉淀洞室出口阀门(22)，沉淀洞室入口阀门(21)和沉淀洞室出口阀门(22)之间的导流槽(I)上设有沉淀洞室直通阀门(23)。
4.根据权利要求3所述的一种长距离反坡隧道的排水装置，其特征在于相邻排水管的连接处设有长距离反坡隧道的排水管辅助密封连接装置，包括由内至外依次排列的橡胶垫圈(12)、钢板(13)和法兰盘垫圈(14)，长距离反坡隧道的排水管辅助密封连接装置通过若干连接螺栓(15)与排水管道相连接。
5.根据权利要求4所述的一种长距离反坡隧道的排水装置，其特征在于所述泵站洞室(3)与另一长距离反坡隧道的排水装置的沉淀洞室(2)之间均设有截流泵站洞室(6)，截流泵站洞室(6)与泵站洞室(3)和沉淀洞室(2)通过排水管连接，所述截流泵站洞室(6)内设有水泵(10)；
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种长距离反坡隧道的排水装置，其特征在于隧道外设有相互连接的发电机(7)和升压变压器(8)，升压变压器(8)与设于隧道内的降压变压器(9)相连接，所述降压变压器(9)与泵站洞室(3)以及截流泵站洞室￠)中的水泵(10)相连接。
7.—种长距离反坡隧道的排水方法，其特征在于，包括以下步骤 在隧道两侧间隔设置若干长距离反坡隧道的排水装置，安装完毕后，正常抽水时，水通过排水管抽至沉淀洞室(2)，此时沉淀洞室入口阀门(21)和沉淀洞室出口阀门(22)打开，沉淀洞室直通阀门(23)闭合；以及 沉淀洞室⑵存满水后水自动通过导流槽⑴流入泵站洞室⑶，当泵站洞室⑶水满后，开启水泵(10)，将水抽至上一级的沉淀洞室(2)。
8.根据权利要求7所述的一种长距离反坡隧道的排水方法，其特征在于，进一步包括以下步骤 当沉淀洞室(2)需要除污时，将沉淀洞室入口阀门(21)和沉淀洞室出口阀门(22)闭合，打开沉淀洞室直通阀门(23)，水直接流入泵站洞室(3);以及 当泵站洞室(3)水满后，开启水泵(10)，将水抽至上一级的沉淀洞室(2)。
全文摘要
本发明公开了一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法，所述排水装置包括导流槽、沉淀洞室和泵站洞室，所述沉淀洞室和泵站洞室分别设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，所述导流槽设于隧道底板上，导流槽侧面与沉淀洞室和泵站洞室的内边缘相连接，所述泵站洞室内设有水泵。本发明的有益效果为可以达到持续排水的目的，避免了由于污物堆积导致的管道堵塞，并且有效地解决了长距离反坡排水的水流倒流问题，提高隧道施工效率，同时排水管辅助密封连接装置使得排水管的密封性能得到了提升，发电机和变压器的设置保证了应急时排水系统的电力供应，进一步的满足了隧道施工的要求。
文档编号E21F16/02GK102619560SQ20121011231
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月17日 优先权日2012年4月17日
发明者刘海荣, 孙胜臣, 悦中泉, 杨金歌, 焦冬梅, 郭秀琴, 陈丽敏, 马栋 申请人:中铁十六局集团有限公司