一种隧道气液联动平衡限压排水装置的制作方法

本发明涉及隧道排水领域，尤其是一种隧道气液联动平衡限压排水装置。

背景技术：

1、随着生态文明建设的日益推进，山区公路隧道、铁路隧道等建设越来越注重对原有地层水系的保护，以减少对地表植被生态的影响。在建设理念上，隧道地下水的处理已经由原来的以排为主转变为防排截堵，综合治理，尤其是在富水地段更是要求以堵为主，限量排放。

2、当前实现限量排放的主要措施有两种：一、对隧道进行围岩注浆，降低隧道的渗透系数，从而降低地下水流出速率与流出量；二、在隧道防排水系统中增加限压排水装置，使进入衬砌前的水压达到一定数值后才进行排放，如此既避免了衬砌承受水压过大而开裂，又有效限制了地下水的排放量。但是实施注浆堵水费用高、实施难度大、效果难控制，因此限压排水装置成为关注的重点。纵观目前业内已有的限量排放装置及其组成的排水系统，存在以下不足：排放的压力平衡装置多数为金属弹簧，长期使用的情况下容易产生腐蚀、锈蚀而失去功能；限压装置多数设置在排水管内部、仰拱混凝土中，存在施工不方便、检修困难、更换难度大的问题；限压排水装置与现有主流隧道排水系统的衔接性差，可实施程度不高。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种隧道气液联动平衡限压排水装置，以解决现有技术中的限量排放装置容易腐蚀、操作不便、检修和更换困难等问题。

2、本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

3、一种隧道气液联动平衡限压排水装置，包括：橡胶球、平衡杆、旋转轴、第一气囊；旋转轴固定安装在检查井中；检查井内设有第一纵向排水管和第二纵向排水管；旋转轴转动安装平衡杆上；平衡杆的一端设有橡胶球，且橡胶球用于封堵第一纵向排水管；平衡杆的另一端与第一气囊中的活塞固定连接。

4、进一步的，第一纵向排水管和第二纵向排水管之间通过连通管连通。

5、进一步的，连通管上设有出水口，橡胶球能够将出水口堵住。

6、进一步的，第一气囊能够插入第二纵向排水管中；第一气囊能够通过第二纵向排水管的液压进行收缩。

7、进一步的，平衡杆包括杆主体、气压端部分和液压端部分；杆主体设于气压端部分和液压端部分之间；杆主体与旋转轴转动连接。

8、进一步的，第一气囊设于气压端部分上，橡胶球设于液压端部分上；气压端部分的一端固定设置橡胶球，另一端与杆主体的第一端连接；液压端部分一端连接活塞，另一端与杆主体的第二端连接。

9、进一步的，第一气囊包括囊体、气压套筒和活塞。

10、进一步的，囊体固定于第二纵向排水管中；气压套筒设于囊体的端口；活塞设于气压套筒上并能够沿气压套筒移动。

11、进一步的，检查井内还设有横向排水管，横向排水管连通检查井内部空间和中心水沟。

12、进一步的，囊体上设有充气孔，充气孔用于对囊体进行充气。

13、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

14、(1)本发明的隧道气液联动平衡限压排水装置，将纵向排水管出水口和横向排水管均设置在了检查井内，便于排水装置的检查、安装与维护，通过使纵向排水管出水口流出的水流通过横向排水管直接到达中心水沟，可避免在检查井外设置横向排水管，从而可减少横向排水管的排布数量，降低成本。

15、(2)本发明的隧道气液联动平衡限压排水装置，平衡杆采用树脂材料，其他构件为橡胶及塑料材质，适应于检查井内潮湿的环境，避免腐蚀，延长使用寿命。

16、(3)本发明的隧道气液联动平衡限压排水装置，利用液气平衡进行限压排水，向第一气囊充气后，可利用气体的可压缩性，即随着气体受纵向排水管内的液压会被压缩，气压增大，同时回弹力也增加，达到了弹簧的效果，灵敏性高。

17、(4)本发明的隧道气液联动平衡限压排水装置，旋转轴与气压端部分和液压端部分的距离不相等，可实现杠杆效应，使得第一气囊内的活塞通过较小的气压就可以与受到连通管出水口较大液压的橡胶球达到气液平衡，可避免第二纵向排水管中的第一气囊因液压过大而崩坏，安全性高。

18、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

技术特征：

1.一种隧道气液联动平衡限压排水装置，其特征在于，包括：橡胶球(1)、平衡杆(2)、旋转轴(3)和第一气囊(4)；

2.根据权利要求1所述的隧道气液联动平衡限压排水装置，其特征在于，还包括连通管(7)，所述第一纵向排水管(51)和第二纵向排水管(52)之间通过连通管(7)连通。

3.根据权利要求2所述的隧道气液联动平衡限压排水装置，其特征在于，所述连通管(7)上设有出水口(71)，所述橡胶球(1)能够将所述出水口(71)堵住。

4.根据权利要求3所述的隧道气液联动平衡限压排水装置，其特征在于，所述第一气囊(4)能够插入所述第二纵向排水管(52)中；所述第一气囊(4)能够通过所述第二纵向排水管(52)的液压进行收缩。

5.根据权利要求4所述的隧道气液联动平衡限压排水装置，其特征在于，所述平衡杆(2)包括杆主体(21)、气压端部分(22)和液压端部分(23)；所述杆主体(21)设于所述气压端部分(22)和液压端部分(23)之间；

6.根据权利要求5所述的隧道气液联动平衡限压排水装置，其特征在于，所述第一气囊(4)设于所述气压端部分(22)上，所述橡胶球(1)设于所述液压端部分(23)上；所述气压端部分(22)的一端固定设置橡胶球(1)，另一端与杆主体(21)的第一端连接；所述液压端部分(23)一端连接活塞(43)，另一端与杆主体(21)的第二端连接。

7.根据权利要求6所述的隧道气液联动平衡限压排水装置，其特征在于，所述第一气囊(4)包括囊体(41)、气压套筒(42)和活塞(43)。

8.根据权利要求7所述的隧道气液联动平衡限压排水装置，其特征在于，所述囊体(41)固定于所述第二纵向排水管(52)中；所述气压套筒(42)设于所述囊体(41)的端口；所述活塞(43)设于所述气压套筒(42)上并能够沿所述气压套筒(42)移动。

9.根据权利要求8所述的隧道气液联动平衡限压排水装置，其特征在于，所述检查井(5)内还设有横向排水管(54)，所述横向排水管(54)连通所述检查井(5)内部空间和中心水沟。

10.根据权利要求9所述的隧道气液联动平衡限压排水装置，其特征在于，所述囊体(41)上设有充气孔。

技术总结
本发明涉及一种隧道气液联动平衡限压排水装置，属于隧道排水领域，解决了现有技术中弹簧类限压排水装置灵敏度低、养护不便、更换困难等问题。本发明的一种隧道气液联动平衡限压排水装置，包括：橡胶球、平衡杆、旋转轴、第一气囊；旋转轴固定安装在检查井中；检查井内设有第一纵向排水管和第二纵向排水管；旋转轴上转动安装有平衡杆；平衡杆的一端设有橡胶球，且橡胶球用于封堵第一纵向排水管；平衡杆的另一端与第一气囊中的活塞固定连接。本发明提供的隧道气液联动平衡限压排水装置操作简单，灵活性高，便于维护和更换。

技术研发人员：王朝杰,冯志华,杨星蕊,朱中华,董昆杰,赵伟娟,许瑞宁,王建平,尹子安,李志宏,史丽洁
受保护的技术使用者：河北省交通规划设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13