CN108223008A - 一种矿山法深埋水下交通隧道废水池有效容积优化结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿山法深埋水下交通隧道废水池有效容积优化结构，它涉及水下交通隧道技术领域。它的水下交通隧道纵剖面为“V”型坡，隧道最低点设有废水泵房，隧道中纳入有市政给水管，废水泵房最大排水能力应大于隧道内产生的最大废水量，废水量由可预测废水量与不可预测废水量组成，可预测废水量主要为结构渗漏水量、消防废水量、冲洗废水量等，不可预测废水量主要为市政给水管爆管产生的废水量，废水泵房的最大排水能力主要由水泵选型及台数确定，废水泵房，其扬水管数量不应少于2根。本发明通过精确定量可预测废水量，严格控制不可预测废水量，达到减小废水池的有效容积、降低工程造价及施工风险的目的。

Description

一种矿山法深埋水下交通隧道废水池有效容积优化结构

技术领域

本发明涉及水下交通隧道技术领域，具体涉及一种矿山法深埋水下交通隧道废水池有效容积优化结构。

背景技术

矿山法深埋水下交通隧道通常长度长、埋设深，对隧道的排水系统要求较高，废水排水系统，需要实现隧道内废水收集、储存和排放等功能。目前我国矿山法深埋水下交通隧道废水系统设计尚处于起步阶段，大部分设计人员只考虑常规的废水，如结构渗漏水量、消防废水量和冲洗水量，而不考虑隧道内的特殊废水，如市政给水管的爆管废水、废水扬水管的事故检修废水。其中消防废水量和冲洗水量比较容易定量，但是隧道结构渗漏水量和给水管爆管废水量就很难确定，这就使设计常出现如下现象：为提高设计安全性，而过量放大废水池的有效容积，其后果就会造成土建施工费用、设备费用成倍地增加，更要命的是施工风险大大增加。

为此，本专利在采用了两种专利技术基础上，即通过“矿山法深埋水下交通隧道结构渗漏水量确定技术”精确测量结构渗漏水量，通过“长大水下交通隧道内市政给水管爆管预警装置”将隧道内市政给水管爆管的可能性控制到零，针对矿山法深埋水下交通隧道废水池有效容积问题，提出一种更科学合理的深埋水下交通隧道废水池有效容积的确定方案，即一种矿山法深埋水下交通隧道废水池有效容积优化结构，确保隧道在施工阶段时的施工安全和运行阶段时的节能高效。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单、设计合理、使用方便的矿山法深埋水下交通隧道废水池有效容积优化结构，它结合规范要求和水下交通隧道的特点，采用先进的技术措施，相对准确地确定隧道结构渗漏水量和控制市政给水管爆管废水量后，准确确定废水池有效容积的大小，保证隧道废水排水系统安全可靠，解决矿山法深埋水下交通隧道废水池有效容积难以合理确定的技术难题。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明采用的技术方案为：它包括潜污泵一、潜污泵二、潜污泵三、废水扬水管一、废水扬水管二、市政给水管、最低警戒水位、停泵水位、单泵启泵水位、双泵启泵水位、三台泵启泵水位、最高警戒水位；所述潜污泵一、潜污泵二、潜污泵三设在废水池的底部，废水扬水管一、废水扬水管二铺设在服务隧道内，废水扬水管一、废水扬水管二通往室外，潜污泵一、潜污泵二、潜污泵三与废水扬水管一、废水扬水管二连接，服务隧道内还铺设有市政给水管，废水池内设有最低警戒水位、停泵水位、单泵启泵水位、双泵启泵水位、三台泵启泵水位、最高警戒水位，停泵水位设在最低警戒水位上方，单泵启泵水位高于停泵水位，双泵启泵水位高于单泵启泵水位，三台泵启泵水位高于双泵启泵水位，最高警戒水位高于三台泵启泵水位，停泵水位和三台泵启泵水位之间形成的容积为废水池的有效容积。

进一步的，所述潜污泵一、潜污泵二、潜污泵三设在废水泵房内，废水泵房设在水下交通隧道最低点，水下交通隧道纵剖面为“V”型坡，水下交通隧道中含有市政给水管道，市政给水管设在市政给水管道内，隧道内还设有消防给水管、压力排水管。

进一步的，所述最低点废水泵房最大排水能力大于隧道内产生的最大废水量，最大废水量由可预测废水量与不可预测废水量组成，可预测废水量为结构渗漏水、消防废水、冲洗废水，此部分废水量可以通过实际测量、准确计算等手段确定其最大流量；不可预测废水量为爆管、事故检修排水等，此部分废水量无法进行实际测量及精确计算确定其最大流量，但可以通过有效技术手段，将其控制在一定的范围内。

进一步的，所述废水泵房的最大排水能力主要表现为水泵选型的确定，水泵选型除流量扬程等常规参数满足使用要求外，还应满足废水水质对水泵材质、流道的特殊要求。

进一步的，所述废水池的容积大于废水扬水管一、废水扬水管二中较长一根扬水管管道内废水的体积，保证泵房和管道检修时能够接纳管道容积废水。

进一步的，所述废水泵房连接的废水扬水管数量不少于2根。

采用上述结构后，本发明有益效果为：

1、由于本发明对深埋水下隧道废水池进行了科学的计算，因此，相对于根据各自经验来确定废水池容积，本专利确保了废水池有效容积更合理，保证废水排水系统更安全可靠；

2、由于本发明中废水泵房往隧道外排水扬水管数量≧2，因此，提高了废水排水泵的使用效率和排水系统的安全性；

3、由于本发明中考虑到废水泵与扬水管检修的问题，废水池可以容纳管道废水，所以整个系统相对于传统设计系统更加全面安全可靠；

4、由于本发明对市政给水管道采取了防爆管措施，变不可测为可控，减少了废水量的产生，减小了废水池的有效容积，节约工程造价；

5、经过多年实际运行证明，采用本发明后隧道排水安全可靠，整个废水排水系统经济合理高效；

6、本发明与同类隧道相比，优越性明显提高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

附图标记说明：潜污泵一1、潜污泵二2、潜污泵三3、废水扬水管一4、废水扬水管二5、市政给水管6、最低警戒水位7、停泵水位8、单泵启泵水位9、双泵启泵水位10、三台泵启泵水位11、最高警戒水位12、服务隧道13、废水池14。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本具体实施方式采用如下技术方案：它包括潜污泵一1、潜污泵二2、潜污泵三3、废水扬水管一4、废水扬水管二5、市政给水管6、最低警戒水位7、停泵水位8、单泵启泵水位9、双泵启泵水位10、三台泵启泵水位11、最高警戒水位12；所述潜污泵一1、潜污泵二2、潜污泵三3设在废水池14的底部，废水扬水管一4、废水扬水管二5铺设在服务隧道13内，废水扬水管一4、废水扬水管二5通往室外，潜污泵一1、潜污泵二2、潜污泵三3与废水扬水管一4、废水扬水管二5连接，服务隧道13内还铺设有市政给水管6，废水池14内设有最低警戒水位7、停泵水位8、单泵启泵水位9、双泵启泵水位10、三台泵启泵水位11、最高警戒水位12，停泵水位8 设在最低警戒水位7上方，单泵启泵水位9高于停泵水位8，双泵启泵水位10高于单泵启泵水位9，三台泵启泵水位11高于双泵启泵水位10，最高警戒水位12高于三台泵启泵水位11，停泵水位8和三台泵启泵水位11之间形成的容积为废水池14的有效容积。

进一步的，所述潜污泵一1、潜污泵二2、潜污泵三3设在废水泵房内，废水泵房设在水下交通隧道最低点，水下交通隧道纵剖面为“V”型坡，水下交通隧道中含有市政给水管道，市政给水管6设在市政给水管道内，隧道内还设有消防给水管、压力排水管。

进一步的，所述最低点废水泵房最大排水能力大于隧道内产生的最大废水量，最大废水量由可预测废水量与不可预测废水量组成，可预测废水量为结构渗漏水、消防废水、冲洗废水，此部分废水量可以通过实际测量、准确计算等手段确定其最大流量；不可预测废水量为爆管、事故检修排水等，此部分废水量无法进行实际测量及精确计算确定其最大流量，但可以通过有效技术手段，将其控制在一定的范围内。

进一步的，所述废水泵房的最大排水能力主要表现为水泵选型的确定，水泵选型除流量扬程等常规参数满足使用要求外，还应满足废水水质对水泵材质、流道的特殊要求。

进一步的，所述废水池14的容积大于废水扬水管一4、废水扬水管二5中较长一根扬水管管道内废水的体积，保证泵房和管道检修时能够接纳管道容积废水。

进一步的，所述废水泵房连接的废水扬水管数量不少于2根。

具体工作原理如下：首先根据“矿山法深埋水下交通隧道结构渗漏水量确定技术”精确测量结构渗漏水量Q1，其次根据规范要求，计算隧道消防废水量Q2和隧道冲洗水量Q3，同时对市政给水管6应用《长大水下交通隧道内市政供水管爆管预警技术》使市政给水管发生爆管的可能性为零。根据隧道废水水质选择符合排出隧道废水水质的潜污泵，根据结构渗漏水量、消防废水量和隧道冲洗水量选择潜污泵的流量Q≥(Q1+Q2+Q3)/n，使潜污泵总的排水能力大于废水的产生量，再计算出水泵的扬程H，根据Q、H选择潜污泵一1、潜污泵二 2、潜污泵三3，潜污泵一1、潜污泵二2、潜污泵三3与通往室外的废水扬水管一4、废水扬水管二5连接，设计规范规定的废水池有效容积为潜污泵一1、潜污泵二2、潜污泵三3中流量最大的的潜污泵 5min的出水量V1＝(5/60)Qmax，同时废水池14还需考虑一根废水扬水管检修时的检修放空废水量，即V2＝πR2*Lmax，(Lmax为废水扬水管一4、废水扬水管二5中较长一根的长度)，废水池14的有效容积为V＝V1+V2，废水池14的有效容积为停泵水位8和三台泵启泵水位11之间的容积。

本具体实施方式中废水池的有效容积相对于其它隧道废水池少了隧道内有压管道的爆管废水量，大大减小了废水池的有效容积，使结构更加安全可靠，同时减少了设备和土建费用，使隧道运营更加经济。

本发明结合青岛胶州湾海底隧道工程案例，提出了一种矿山法深埋水下交通隧道废水池有效容积优化结构，在已知隧道结构渗漏水量、消防废水量和隧道冲洗水量并采取稳定可靠措施减小市政给水管爆管的可能的情况下，通过合理的选择水泵，明确了废水池的有效容积，包括设计规范规定的有效容积和隧道实际运行状况必须考虑接纳的其它废水量。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。

Claims (5)

1.一种矿山法深埋水下交通隧道废水池有效容积优化结构，其特征在于包括潜污泵一、潜污泵二、潜污泵三、废水扬水管一、废水扬水管二、市政给水管、最低警戒水位、停泵水位、单泵启泵水位、双泵启泵水位、三台泵启泵水位、最高警戒水位；所述潜污泵一、潜污泵二、潜污泵三设在废水池的底部，废水扬水管一、废水扬水管二铺设在服务隧道内，废水扬水管一、废水扬水管二通往室外，潜污泵一、潜污泵二、潜污泵三与废水扬水管一、废水扬水管二连接，服务隧道内还铺设有市政给水管，废水池内设有最低警戒水位、停泵水位、单泵启泵水位、双泵启泵水位、三台泵启泵水位、最高警戒水位，停泵水位设在最低警戒水位上方，单泵启泵水位高于停泵水位，双泵启泵水位高于单泵启泵水位，三台泵启泵水位高于双泵启泵水位，最高警戒水位高于三台泵启泵水位，停泵水位和三台泵启泵水位之间形成的容积为废水池的有效容积。

2.根据权利要求1所述的一种矿山法深埋水下交通隧道废水池有效容积优化结构，其特征在于所述潜污泵一、潜污泵二、潜污泵三设在废水泵房内，废水泵房设在水下交通隧道最低点，水下交通隧道纵剖面为“V”型坡，水下交通隧道中含有市政给水管道，市政给水管设在市政给水管道内，隧道内还设有消防给水管、压力排水管。

3.根据权利要求1和2所述的一种矿山法深埋水下交通隧道废水池有效容积优化结构，其特征在于所述最低点废水泵房最大排水能力大于隧道内产生的最大废水量，最大废水量由可预测废水量与不可预测废水量组成。

4.根据权利要求1所述的一种矿山法深埋水下交通隧道废水池有效容积优化结构，其特征在于所述废水池的容积大于废水扬水管一、废水扬水管二中较长一根扬水管管道内废水的体积。

5.根据权利要求1和2所述的一种矿山法深埋水下交通隧道废水池有效容积优化结构，其特征在于所述废水泵房连接的废水扬水管数量不少于2根。