一种公路隧道洞口泄洪实验装置

1.本发明涉及隧道防灾减灾技术领域，具体公开了一种公路隧道洞口泄洪实验装置。


背景技术：

2.在新特性暴雨状况下，山体的雨水容易在公路隧道洞口处汇集并涌入隧道洞内，导致隧道车辆不能通行，并且长期积水，会导致隧道内的路面强度降低，现有的隧道排水仅仅适用于小量雨水，对于洪水隧道的排水结构不能做出快速反应，导致隧道积水，而现有的隧道排水仅仅是通过排水渠，但是雨水量过大时，排水渠的效率不足以排出隧道的水，导致隧道口雨水堆积，而大雨天对于大量雨水的处理也不容易，这些现状，导致了我国隧道对于洪水的排出仍然处于相较落后的状态，因此需要对隧道泄洪进行研究，在科学依据下，模拟隧道口的泄洪方式，避免洪水进入隧道内。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种公路隧道洞口泄洪实验装置，以解决隧道内堆积大量雨水导致无法通行的技术问题。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种公路隧道洞口泄洪实验装置，所述实验装置包括实验衬砌和实验路板，所述实验路板设有三块，三块所述实验路板的末端部分均设有转轴，实验衬砌由半圆柱和直立衬砌组成，在未添加其他实验器材时，三块所述实验路板相互独立互不干扰，并且在实验路板的两边设有人行道，实验路板是由人行道和路板组成，且实验只设置了隧道口的模拟，对于隧道内并未涉及。
6.优选的，储水腔与漂浮物腔的共壁边设有开孔，在漂浮物腔的左侧设有电器腔室，电器腔室内设有电源转换器，电源转换器外接有电线，并且储水腔的侧面设有排水孔，排水孔出安设有管道，管道连接有抽水泵，抽水泵设于电器腔室内，当储水腔内的水位高度接近开孔时，水泵工作，通过管道向隧道外接排水，保证储水腔内的水不会由开孔流向漂浮物腔，漂浮物腔还可以设置门，便于工作人员定期清理里面的堆积物。
7.优选的，所述实验路板底面设有滑动机构和挡板，所述滑动机构顶面与验路板底面固定连接，所述挡板与滑动机构固定连接，所述挡板呈长方形，所述挡板的中间设有漏水孔，所述漏水孔设有多个，多个漏水孔横向排列，挡板为中空，并且挡板的中间设有圆形穿孔，在挡板的两侧面设有滑轨，并且内部还设有长宽高均小于挡板的第二挡板，在挡板斜放时，第二挡板滑出，第二挡板搭到档台上，使得挡板只能通过水，而水里面的石头，树枝等杂物能够通过挡板和第二挡板在重力的作用下滚动至漂浮物腔内，漏水孔的宽度为47mm，保证中大型泥石能够过滤掉，而小的石块能够通过排水系统由水管排出。
8.优选的，所述滑轨与滑块滑动连接，所述滑块与丝杆通过螺纹连接，所述丝杆与传动齿轮组通过轴连接，所述传动齿轮组与传动杆固定连接，所述传动齿轮组与第二齿轮组
通过电机轴连接滑轨、滑块、丝杆和传动齿轮组均设有两个，其中滑块中间设有穿孔，穿孔内壁设有与丝杆对应的螺纹，使得丝杆转动能够让滑块移动，传动齿轮组内包括一大一小两个斜齿轮，两个斜齿轮啮合，并且两个斜齿轮分别与丝杆和传动杆连接，传动齿轮组除了传动，还起到一个转动转向的作用，第二齿轮组内设有第一斜齿轮和第二斜齿轮，其中第一斜齿轮有两个，两个第一斜齿轮对向设置，两个齿轮均与第二斜齿轮啮合，第二齿轮组实现了动能的分向，把单向的转动变成了双向转动。
9.优选的，所述竖直连杆与横向连杆活动连接，所述竖直连杆的上顶面与实验路板的下底面固定连接，且竖直连杆的下底面并未接触储水腔的底面，这样设置使得竖直连杆能够有上下活动空间，竖直连杆的中间位置设有开槽，开槽内设有转轴，并且横向连杆设有三个开孔，其中两个开孔设于横向连杆两端，另外一个设于横向连杆中间，两端的开孔套设在转轴上，中间开孔内设有连杆轴，通过横向连杆的上下摆动，使得两个竖直连杆上下摆动，进而使得两块路板上下倾斜。
10.优选的，所述横向连杆连接有连杆轴，所述连杆轴连接有转向齿轮组和连杆电机，所述转向齿轮组与连杆电机通过连接轴连接，转向齿轮为两个大小不等的斜齿轮，通过斜齿边啮合，实现传动和转向，连杆电机置于电器腔室内，电机下侧为电源，这样设置避免了洪水侵蚀电机等设备，保证装置的顺利运行。
11.优选的，所述双轴滑动结构包括y轴滑动机构和z轴滑动机构，所述z轴滑动机构上设有连接杆，所述连接杆另一端与横向连杆可拆卸连接，双轴滑动结构包括y轴滑动机构均设有电机、滑轨和滑块，通过电机使得滑块在滑轨上面移动，进而通过连接杆使得横向连杆移动，进而实现连杆结构的移动。
12.本方案的工作原理及有益效果在于：
13.通过改变隧道口的路面的方式，使得路面再洪水较小时起到阻挡洪水的作用，再洪水过大时，通过路板的开口，把洪水排至储水腔内，并且在路板下设有过滤结构，实现了洪水中的漂浮物的区分，避免水中的漂浮物堵塞了排水口，并且在储水腔内通过分腔的方式保证了电器结构不会被水侵蚀。
附图说明
14.图1为本发明一种公路隧道洞口泄洪实验装置实施例的立体结构示意图；
15.图2为本发明一种公路隧道洞口泄洪实验装置实施例中部分组件的结构示意图；
16.图3为本发明一种公路隧道洞口泄洪实验装置实施例中储水腔内的结构示意图；
17.图4为本发明一种公路隧道洞口泄洪实验装置实施例中滑动机构的结构示意图(状态一)；
18.图5为本发明一种公路隧道洞口泄洪实验装置实施例中滑动机构的结构示意图(状态二)；
19.图6为图5a处的放大示意图；
20.图7为图5b处的放大示意图；
21.图8为本发明一种公路隧道洞口泄洪实验装置实施例中实验路板的结构示意图；
22.图9为本发明一种公路隧道洞口泄洪实验装置实施例中双轴滑动结构的结构示意图。
23.附图中标记如下：实验衬砌1、实验路板2、转轴201、储水腔202、漂浮物腔203、档台204、电器腔室205、滑动机构206、滑轨2061、滑块2062、丝杆2063、传动齿轮组2064、传动杆2065、滑动电机2066、第二齿轮组2067、挡板207、漏水孔2071、连杆结构208、竖直连杆2081、横向连杆2082、连杆轴209、转向齿轮组2091、连杆电机2092、双轴滑动结构210、y轴滑动机构2101、z轴滑动机构2102。
具体实施方式
24.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
25.实施例
26.如图1-9所示,一种公路隧道洞口泄洪实验装置，实验装置包括实验衬砌1和实验路板2，实验路板2设有三块，三块实验路板2的末端部分均设有转轴201，转轴201固定于实验衬砌1的两边。进一步说明，实验衬砌1由半圆柱和直立衬砌组成，在未添加其他实验器材时，三块实验路板2相互独立互不干扰，并且在实验路板2的两边设有人行道，实验路板2是由人行道和路板组成，且实验只设置了隧道口的模拟，对于隧道内并未涉及。
27.实验路板2下设有储水腔202和漂浮物腔203，储水腔202与漂浮物腔203的共壁边设有档台204。进一步说明，储水腔202与漂浮物腔203的共壁边设有开孔，开孔的下边与档台204的上顶面同高度，在漂浮物腔203的左侧设有电器腔室205，电器腔室内设有电源转换器，电源转换器外接有电线，并且储水腔202的侧面设有排水孔，排水孔出安设有管道，管道连接有抽水泵，抽水泵设于电器腔室205内，当储水腔202内的水位高度接近开孔时，水泵工作，通过管道向隧道外接排水，保证储水腔202内的水不会由开孔流向漂浮物腔203，漂浮物腔203还可以设置门，便于工作人员定期清理里面的堆积物。
28.实验路板2底面设有滑动机构206和挡板207，挡板207呈长方形，挡板207的中间设有漏水孔2071，多个漏水孔横向排列。进一步说明，挡板207为中空，并且挡板207的中间设有圆形穿孔，在挡板207的两侧面设有滑轨，并且内部还设有长宽高均小于挡板207的第二挡板，在挡板斜放时，第二挡板滑出，第二挡板搭到档台204上，使得挡板只能通过水，而水里面的石头，树枝等杂物能够通过挡板和第二挡板在重力的作用下滚动至漂浮物腔203内，漏水孔2071的宽度为47mm，保证中大型泥石能够过滤掉，而小的石块能够通过排水系统由水管排出。
29.滑动机构206包括滑轨2061、滑块2062、丝杆2063、传动齿轮组2064、传动杆2065、滑动电机2066和第二齿轮组2067，进一步说明，滑轨2061、滑块2062、丝杆2063和传动齿轮组2064均设有两个，其中滑块2062中间设有穿孔，穿孔内壁设有与丝杆对应的螺纹，使得丝杆2063转动能够让滑块2062移动，传动齿轮组2064内包括一大一小两个斜齿轮，两个斜齿轮啮合，并且两个斜齿轮分别与丝杆2063和传动杆2065连接，传动齿轮组2064除了传动，还起到一个转动转向的作用，第二齿轮组2067内设有第一斜齿轮和第二斜齿轮，其中第一斜齿轮有两个，两个第一斜齿轮对向设置，两个齿轮均与第二斜齿轮啮合，第二齿轮组2067实现了动能的分向，把单向的转动变成了双向转动。
30.实验路板2底面还设有连杆结构208，连杆结构208包括竖直连杆2081和横向连杆2082。进一步说明，竖直连杆2081的下底面并未接触储水腔202的底面，这样设置使得竖直连杆2081能够有上下活动空间，竖直连杆2081的中间位置设有开槽，开槽内设有转轴，并且
横向连杆2082设有三个开孔，其中两个开孔设于横向连杆2082两端，另外一个设于横向连杆2082中间，两端的开孔套设在转轴上，中间开孔内设有连杆轴，通过横向连杆2082的上下摆动，使得两个竖直连杆2081上下摆动，进而使得两块路板上下倾斜。
31.横向连杆2082连接有连杆轴209，连杆轴209连接有转向齿轮组2091和连杆电机2092。进一步说明，转向齿轮为两个大小不等的斜齿轮，通过斜齿边啮合，实现传动和转向，连杆电机2092置于电器腔室205内，电机下侧为电源，这样设置避免了洪水侵蚀电机等设备，保证装置的顺利运行。
32.横向连杆2082还连接有双轴滑动结构210，双轴滑动结构210包括y轴滑动机构2101和z轴滑动机构2102，z轴滑动机构2102上设有连接杆2103。进一步说明，双轴滑动结构210包括y轴滑动机构2101均设有电机、滑轨和滑块，通过电机使得滑块在滑轨上面移动，进而通过连接杆2103使得横向连杆2082移动，进而实现连杆结构208的移动。
33.上述的一种公路隧道洞口泄洪实验装置的使用方法，包括以下步骤：
34.s1,当隧道口开始出现洪水时，连杆电机2092工作，通过连接轴和转向齿轮组2091使得连杆轴209转动，进而使得横向连杆2082逆时针转动，此时两根竖直连杆2081呈现左上右下的状态，此时第二块路板向上倾斜，拦住一部分的水；
35.s2,当路板上的水位监测检测到水位达到一定程度后，连杆电机2092反向转动，使得两根竖直连杆2081呈现左下右上的状态，水由两块路板之间的开口，流入储水腔202内；
36.s3,在第二块路板向下的同时，滑动电机2066工作，通过第二齿轮组2067、传动杆2065和传动齿轮组2064使得丝杆2063转动，进而使得滑块2062在滑轨2061上滑动，滑块2062滑动使得挡板207从路板下伸出，伸出后，挡板207搭靠在档台204上，水中的漂浮物顺着挡板207滑至漂浮物腔203内，但是水直接下落至储水腔202内，实现水物分离，在水位达到档台204前，水泵工作通过水管和出水口再把储水腔202内的水排至外接，实现泄洪。
37.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。