一种隧道层间水排水装置的制作方法

本发明涉及隧道排水设备，具体为一种隧道层间水排水装置。

背景技术：

1、在隧道建设过程中，考虑到种种客观环境因素如山体渗水，雨水倒灌，土壤渗水，地下水涌出等等，隧道的排水通畅是隧道安全使用的重要前提，隧道的路面之下存在找平层、仰拱填充，防水层等，在隧道路面找平层和仰拱填充之间的土壤渗水称为层间水，隧道层间水难以排水，如果长时间不排水会造成找平层出现不同程度的上拱、开裂，影响隧道的行车安全，尤其是当找平层上设置有轨道时，还会导致找平层上的轨道道床也出现上浮、开裂和变形，从而对高速列车的行车安全性产生严重的影响，大幅度提高了运营风险性。

2、为了解决隧道层间水的问题，很多情况采用了在隧道路面找平层和仰拱填充之间铺有排水盲管，排水盲管主要是由合成纤维、塑料制成的具有极高表面渗水能力和内部通水能力的纤维聚合管道，通常由排水盲管组装在常规开孔水管上，由排水盲管将土壤渗出的层间水收集导流至水管中，水管连通隧道两侧的排水沟将层间水排出；目前存在的问题是排水盲管安装在找平层与仰拱填充之间，一旦管道发生堵塞损坏，难以进行检测清除工作，频发更换排水盲管不仅操作困难，且可能导致找平层与仰拱填充之间的应力结构被破坏，对隧道的路面造成不可逆转的损伤。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种隧道层间水排水装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种隧道层间水排水装置包括机架、排水管、机动模组、清理模组、流量控制模组、管壁检测模组、伺服电机、抽气泵，机架与机动模组固定连接，机架与清理模组固定连接，机架与流量控制模组固定连接，排水管与流量控制模组固定连接，伺服电机与机架固定连接，流量控制模组与伺服电机传动连接，管壁检测模组与机架固定连接，管壁检测模组与排水管固定连接，管壁检测模组与流量控制模组固定连接，抽气泵与管壁检测模组固定连接。

3、隧道的层间水主要是由路面找平层下的土壤渗水及地下水，这些层间水主要由排水盲管收集排放至路面侧面的排水沟中，本装置用于在排水盲管中进行清理污泥，疏通管道，控制流量，检测管壁等工作，机动模组安装在机架尾部，负责推进整机在水管中移动，在清理管道堵塞时，由机动模组带动整机到指定工位，清理模组清理堵死管道的污泥，伺服电机传动流量控制模组，控制水流流量大小；在检测管壁时，由机动模组带动整机到指定工位，管壁检测模组密封指定工位管道，抽气泵向密封区填入气体，管壁检测模组检测气压变化，判断管壁情况。

4、进一步的，机动模组设有四组，四组机动模组位于机架末端圆周阵列均匀布置。

5、机动模组均匀圆周阵列布置，行驶过程中四组机动模组均与管壁内侧接触，保证行驶过程中整机稳定。

6、进一步的，机动模组包括安装座、铰接座、推动气缸、压缩弹簧、滑移连接座、滑移轨道、铰接弹簧杆、铰接连杆、驱动履带，安装座与机架固定连接，铰接座与安装座一端铰接，推动气缸与铰接座铰接，推动气缸与压缩弹簧固定连接，推动气缸与滑移连接座固定连接，安装座上设有滑移轨道，滑移连接座与滑移轨道滑动连接，铰接弹簧杆一端与滑移连接座铰接，铰接弹簧杆远离滑移连接座的一侧与驱动履带铰接，铰接连杆一端与安装座远离铰接座的一侧铰接，铰接连杆远离安装座的一侧与驱动履带铰接。

7、机动模组负责推动整机行驶至指定工位，驱动履带通过铰接连杆铰接在安装座上，由驱动履带负责驱动，推动气缸推出，滑移连接座沿着滑移轨道移动，滑移连接座与驱动履带之间通过铰接弹簧杆铰接，推动气缸推动滑移连接座可以调整驱动履带与安装座之间的距离，保证驱动履带时刻接触管道内部，压缩弹簧安装在推动气缸上，通过自身形变吸收振动的势能，具有减振的功能，保证机动模组行驶过程的稳定。

8、进一步的，清理模组包括驱动电机、安装架、传动机构、上清理机构、下清理机构，驱动电机与机架固定连接，驱动电机与安装架固定连接，传动机构与安装架固定连接，传动机构与驱动电机传动连接，上清理机构与传动机构传动连接，下清理机构与传动机构传动连接。

9、清理模组安装在机架的前端，在机动模组带动整机行驶至指定工位时，负责清理管道内聚积的污泥，清理模组由独立驱动电机驱动，驱动电机传动上清理机构，驱动电机带动传动机构，传动机构带动下清理机构，下清理机构与上清理机构转动方向相反，通过相反的转动清理聚积的污泥。

10、进一步的，传动机构包括外壳、第一传动杆、第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮、连接轴、第二传动杆、第一传动轮、第二传动轮，第一传动杆与驱动电机传动连接，第一传动杆与外壳转动连接，第一传动杆与第一锥齿轮固定连接，第一锥齿轮与第二锥齿轮传动连接，连接轴与外壳转动连接，第二锥齿轮与连接轴固定连接，第二锥齿轮与第三锥齿轮传动连接，第三锥齿轮与第二传动杆固定连接，第一传动杆与上清理机构的壳体转动连接，第二传动杆与下清理机构的壳体转动连接，第一传动杆与第一传动轮固定连接，第二传动杆与第二传动轮固定连接，第一传动轮与上清理机构的扇叶传动连接，第二传动轮与下清理机构传动连接。

11、驱动电机传动第一传动杆，第一传动杆上固定有第一传动轮，第一传动轮带动上清理机构转动，第一传动杆末端固定有第一锥齿轮，外壳上转动连接有连接轴，连接轴上固定有第二锥齿轮，第一锥齿轮通过第二锥齿轮传动第三锥齿轮，第三锥齿轮转动方向与第一锥齿轮方向相反，第一锥齿轮固定第二传动杆，第二传动杆上固定有第二传动轮，第二传动轮带动下清理机构转动，下清理机构的转动方向与上清理机构相反。

12、进一步的，流量控制模组包括底座、转动旋盖、滑移架、滑移槽、滑移腔、挡板，底座与机架固定连接，底座与排水管固定连接，转动旋盖与伺服电机传动连接，滑移架与底座固定连接，滑移架上设有滑移槽，转动旋盖面向底座的一侧设置有滑移腔，挡板与滑移腔滑动连接，挡板上设有连接柱，挡板的连接柱与滑移槽滑动连接。

13、伺服电机传动转动旋盖，转动旋盖转动带动挡板在滑移腔内滑动，由于滑移架固定在底座上，滑移架上的滑移槽均匀圆周阵列排布，挡板上的连接柱在滑移槽内滑动，滑移槽限定了挡板滑移的自由度，转动旋盖转动可以达到使挡板开合的效果，通过伺服电机控制转动旋盖转动的程度可以控制挡板开合的程度，达到控制水流流量的效果。

14、进一步的，管壁检测模组包括密封环、喷气套环、喷气孔、气压感应器，密封环设有两组，两组密封环分别固定在喷气套环两侧，密封环与排水管固定连接，远离机动模组的密封环与流量控制模组固定连接，喷气套环与排水管固定连接，喷气套环与抽气泵固定连接，喷气套环上设有若干喷气孔，气压感应器与喷气套环固定连接。

15、管壁检测模组通过两侧密封环密封指定管道区域，密封指定区域后，由抽气泵向喷气套环提供气体，喷气套环内的气体通过喷气孔喷出，气体进入由喷气套环、密封环以及管壁形成的密封空间，由喷气套环上的气压感应器检测气压变化，判断管壁是否存在破损。

16、进一步的，密封环包括固定环、弹簧座、外环、弹簧连接杆、橡胶皮圈，固定环与排水管固定连接，弹簧座与固定环固定连接，弹簧座与外环固定连接，外环与弹簧连接杆固定连接，弹簧连接杆与橡胶皮圈固定连接。

17、密封环在密封管道时，固定环安装在排水管上，弹簧座抵住外环，外环在弹簧座弹性形变提供的背向圆心的作用力下挤压橡胶皮圈，橡胶皮圈与外环之间通过弹簧连接杆连接，弹簧连接杆挤压橡胶皮圈，使橡胶皮圈挤压管壁形成密封。

18、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明采用了机器人设计的理念设计具有机动能力的机械设备，装备有机动模组，具备在地下水管中自由平稳行驶的能力，可以移动至指定的工位进行工作，本发明加装了清扫模组，可以自行粉碎清扫管道内部的淤泥等堵塞物，清理管道，装备的管壁检测模组可以检测管道壁是否存在大规模破损，方便工作人员判断，本发明在清理完淤泥之后具有流量控制的功能，控制排水流量，确保积水不会出现倒灌等情况，本设备采用模块化设计，通过不同的模块达到不同的功能，具有智能化，操作简单，应用前景广泛，方便维修，性价比高等特点，可以广泛应用于不同种类管道进行人工难以处理的检测清扫工作。