CN108589879A - 隧道真空排污系统及排污方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程施工技术领域，特别涉及一种隧道真空排污系统及排污方法，该系统包含吸污机构和排污机构，排污机构包含排污罐和调压管路，污水罐上设置有真空口，排污罐底部设置有污水进口和污水排放口；吸污机构包含设于隧道积水处的污水过滤设备，通过真空管路与真空口连接的真空泵，所述的污水过滤设备通过污水处理管路与污水进口连通，真空管路上设置有真空调节阀，污水处理管路上设置有污水控制阀门；污水排放口通过污水排放管路连接至渣土运送车或外界排污管路上，污水排放管路上设置有排污阀门。本发明设计新颖、合理，整个真空排污系统吸污能力强，在控制系统参与下对污水进行自动排放，减少消耗件的损耗、实现快速排污，提高施工效率。

Description

隧道真空排污系统及排污方法

技术领域

本发明涉及工程施工技术领域，特别涉及一种隧道真空排污系统及排污方法，可适用于隧道、综合管廊等非开挖设备施工中排污。

背景技术

传统的隧道施工采用将路面重新挖开或者采用矿山法施工，其污水可以直接同开挖后的介质输出。随着智慧城市的推进，在隧道及综合管廊的施工作业中，盾构、顶管等一系列大型非开挖设备的应用已趋于常态化。在大型非开挖设备施工中由于设备的冲洗或地层部分渗水等原因，在设备运行一段时间之后，需要进行污水的排出作业，为此，此类设备均配备了排污系统。一般来说，此类设备配备的排污系统一般采用渣浆泵、潜水泵或隔膜泵进行污水排放，但是由于隧道底部的积污含有渣土等颗粒物较多，污水来源较广且不稳定，导致各类型的泵使用寿命大打折扣，现场需要配备一定数量、不同类型的易损件，且易损件现场更换过程占用较多的时间，给设备管理及现场的高效施工均会造成不同程度的影响，在一定程度上影响了施工效率及施工成本。而采用真空排污系统，不存在易损件的磨损及更换，只需要定期进行除湿滤芯的更换，这样避免了一些停机时间、实现设备的高效管理，提高施工效率。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种隧道真空排污系统及排污方法，设计科学、合理，解决目前大型非开挖设备施工作业中，因配备的排污泵使用寿命较短，现场还需要配备一定易损件，且易损件的更换占用一定的施工时间等现状，通过设计真空系统，节约宝贵的施工时间，为企业和社会创造更大的效益。

按照本发明所提供的设计方案， 一种隧道真空排污系统，包含吸污机构和排污机构，所述的排污机构包含排污罐和调压管路，污水罐上设置有真空口，排污罐底部设置有污水进口和污水排放口；所述的吸污机构包含设于隧道积水处的污水过滤设备，通过真空管路与真空口连接的真空泵，所述的污水过滤设备通过污水处理管路与污水进口连通，真空管路上设置有真空调节阀，污水处理管路上设置有污水控制阀门；污水排放口通过污水排放管路连接至渣土运送车或外界排污管路上，污水排放管路上设置有排污阀门。

上述的，污水罐上还设置有清洗口，所述的清洗口通过清洗管路与外界清洗水管路系统连接；所述的清洗管路上设置有清洗控制阀门。

优选的，还包含与真空调节阀、控制阀门、排污阀门及清洗控制阀门电连接的控制系统。

优选的，污水罐上还设置有调压口，所述的调压口通过调压管路与外界压缩空气系统连接；所述的调压管路上依次设置有与控制系统电连接的压缩空气控制阀门和调压装置。

更进一步地，所述的调压装置包含设置于调压管路上的气压调节器和松压阀。

优选的，所述的污水罐上还设置有用于罐内压力数据检测的压力检测元件和用于显示罐内压力数据的压力仪表；所述的压力检测元件和压力仪表均与控制系统电连接。

优选的，所述的污水罐上还设置有与控制系统电连接的液位检测元件。

更进一步地，所述的液位检测元件包含用于触发排污、吸污动作的上限液位检测元件和下限液位检测元件。

上述的，真空管路上还设置有真空除湿器。

一种隧道真空排污方法，基于上述的隧道真空排污系统实现，实现过程如下：

吸污动作前，打开真空调节阀门，通过真空泵作用，使得污水罐内形成真空状态，负压达到设定阈值后，污水控制阀门打开，触发吸污动作，将污水从隧道积水处经过污水过滤设备后进入污水罐；

污水罐液位达到预设上限后，关闭真空调节阀门和污水控制阀门，吸污动作完成，触发排污动作；

选取污水排放管路，打开排污阀门及设置在调压管路上的阀门，将污水罐内的污水排放到对应管路或输送车上，直至污水罐液位到达下限后，关闭排污阀门和调压管路上的阀门，完成污水排放动作。

本发明的有益效果：

本发明设计新颖、合理，整个真空排污系统吸污能力强，减少消耗件损耗，避免了更换易损件造成的停机、实现快速排污，提高了施工效率；其排污管路可以根据实际使用需要，采用单一管路组成，直接连接到渣土输送车或排污管路，也可以是多管路配置，可以根据需要进行管路切换；管路上涉及的阀门可以配置为气动阀，通过工业空气来进行开闭，也可以配置为电动阀，且污水罐的数目可根据现场不同的排放长度进行选择；污水过滤设备与采用泵排污的过滤装置不同，由于真空排污隧道底部的积污渣土等颗粒物要求低，对过滤设备过滤精度可以更低，减少零部件损耗，实现快速排污，提高施工效率，具有较强的推广应用价值。

附图说明：

图1为本发明实施例中排污系统结构示意图；

图2为实施例中吸污过程示意图；

图3为实施例中排污过程示意图；

图4为实施例中清洗过程示意图。

具体实施方式：

图中标号，标号1代表真空泵，标号2代表真空调节阀，标号3代表真空除湿设器，标号4代表清洗控制阀门，标号5代表调压装置，标号6代表压缩空气阀门，标号7代表污水罐，标号8代表液位检测元件，标号9代表压力仪表，标号10代表压力检测元件，标号11代表污水处理阀门，标号12、14、15代表排污阀门，标号13代表污水过滤设备。

下面结合附图和技术方案对本发明作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本发明的实施方式，但本发明的实施方式并不限于此。

针对现有通过泵进行污水排放引起部件损耗大、影响施工效率和成本等的情形。本发明实施例，参见图1所示，提供一种隧道真空排污系统，包含吸污机构和排污机构，所述的排污机构包含排污罐和调压管路，污水罐上设置有真空口，排污罐底部设置有污水进口和污水排放口；所述的吸污机构包含设于隧道积水处的污水过滤设备，通过真空管路与真空口连接的真空泵，所述的污水过滤设备通过污水处理管路与污水进口连通，真空管路上设置有真空调节阀，污水处理管路上设置有污水控制阀门；污水排放口通过污水排放管路连接至渣土运送车或外界排污管路上，污水排放管路上设置有排污阀门。整个真空排污系统吸污能力强，减少消耗件损耗，避免了更换易损件造成的停机、实现快速排污，提高了施工效率；其排污管路可以根据实际使用需要，采用单一管路组成，直接连接到渣土输送车或排污管路，也可以是多管路配置，可以根据需要进行管路切换；管路上涉及的阀门可以配置为气动阀，通过工业空气来进行开闭，也可以配置为电动阀，且污水罐的数目可根据现场不同的排放长度进行选择，排污效果好，有效避免因经常性更换易损件占用的施工时间，大大提供了施工效率。

上述的，污水罐上还设置有清洗口，所述的清洗口通过清洗管路与外界清洗水管路系统连接；所述的清洗管路上设置有清洗控制阀门，当需要对污水罐进行清洗的时候，通过管路中阀门的通断，对污水罐进行清洗，从而减少系统堵塞等故障，降低设备维修率。

优选的，还包含与真空调节阀、控制阀门、排污阀门及清洗控制阀门电连接的控制系统，通过元器件的远程检测及本地显示，达到自动及本地控制的目的。

优选的，污水罐上还设置有调压口，所述的调压口通过调压管路与外界压缩空气系统连接；所述的调压管路上依次设置有与控制系统电连接的压缩空气控制阀门和调压装置。

更进一步地，所述的调压装置包含设置于调压管路上的气压调节器和松压阀。控制外界压缩空气系统储气设备中的最高气压，通过拧进气压调节器的调整螺钉，则最高气压升高，拧出则最高气压降低，完成压缩空气压力调节。

优选的，所述的污水罐上还设置有用于罐内压力数据检测的压力检测元件和用于显示罐内压力数据的压力仪表；所述的压力检测元件和压力仪表均与控制系统电连接。

优选的，所述的污水罐上还设置有与控制系统电连接的液位检测元件。

更进一步地，所述的液位检测元件包含用于触发排污、吸污动作的上限液位检测元件和下限液位检测元件。通过上、下限液位检测元件来控制吸污、排污动作管路上的阀门，提高吸污排污的自动化程度。

上述的，真空管路上还设置有真空除湿器，对真空泵吸入的空气进行除湿，实现延长真空泵使用寿命的目的。

基于上述的隧道真空排污系统实现，本发明实施例还提供一种隧道真空排污方法，实现过程如下：

吸污动作前，打开真空调节阀门，通过真空泵作用，使得污水罐内形成真空状态，负压达到设定阈值后，污水控制阀门打开，触发吸污动作，将污水从隧道积水处经过污水过滤设备后进入污水罐；

污水罐液位达到预设上限后，关闭真空调节阀门和污水控制阀门，吸污动作完成，触发排污动作；

选取污水排放管路，打开排污阀门及设置在调压管路上的阀门，将污水罐内的污水排放到对应管路或输送车上，直至污水罐液位到达下限后，关闭排污阀门和调压管路上的阀门，完成污水排放动作。

本发明中通过安装在开挖设备合适位置的固定底座，对系统中污水罐7、管路等进行定位。参见图1所示，系统中可安装有连接到清洗水管路的清洗装置，以及进行排污工作的排污系统。清洗装置连接到清洗水管路，由控制系统控制阀门4进行清洗动作；排污系统分为吸污和排污两部分，吸污部分由放置于隧道积水处的污水过滤设备13、真空泵1及阀门2、11等组成，并设置有除湿装置3，通过此装置对真空泵1吸入的空气除湿，实现延长真空泵1使用寿命的目的。排污部分由污水罐7、压缩空气气源及阀门6、12、14、15等组成，设置有调压装置5，用以调节污水罐7的进气压力及流量，工作时可以通过适当的参数调节，保证系统的快速排污。清洗装置管路连接到可用的水管和污水罐的清洗口，用于需要对污水罐7进行清洗的时候，通过管路中阀门4的通断，对污水罐7进行清洗，从而减少系统堵塞等故障。在污水罐7上设置有液位检测原件8及压力检测元器件9、10，通过元器件8和9的远程检测及10的本地显示，达到自动及本地控制的目的。

实施例中，参见图2所示的吸污过程示意图。在吸污开始之前，真空阀2打开，经过真空泵1的作用，空气通过除湿装置3后，污水罐7形成真空。在负压达到一定值后，通过压力检测元器件9的作用，控制阀门11打开。污水从隧道积水处经过污水过滤装置13后进入污水罐7，罐7中液位从液位1到液位2的过程中，污水流向如箭头所示。通过液位检测原件8的作用，控制真空阀2及吸污阀门11在适当的液位处关闭。此时罐体7中液位稳定，完成污水到罐体7中的过程。

实施例中，参见图3所示的排污过程示意图。当吸污过程完成，真空阀2及吸污阀门11关闭之后，提前通过排污阀门14或15的开关选择好污水的排放管路。压缩空气阀6打开，压缩空气通过调压装置5进入污水罐7，排污阀门12打开，污水在压缩空气作用下，通过管路排放到通过阀门14或15排放到对应管路或输送车上，罐7中液位从液位2到液位1的过程中，通过液位检测原件8的作用，排污阀门12及压缩空气阀6在适当的液位处关闭，污水流向如箭头所示。此时罐体7中液位到低位，完成污水从罐体7排放到适当位置的过程。。

本实施例中，参见图4所示的清洗过程示意图。在控制系统中点选清洗按钮后，清洗阀门4打开，将清洗水加注到污水罐7中，液位检测原件8感应清洗水到达一定液位后阀门4关闭，停止加注。压缩空气阀6、吸污阀门11及排污阀门12打开，污水流向如箭头所示。在正常掘进中，此系统会有大量的时间处于不运行状态。定期检查除湿装置3的状态，可以进行必要元器件的更换，可以减少不必要的停机时间，达到提高施工效率的目的。

此后图2到图3之间往复循环，不间断的将隧道底部积水排出，达到本发明避免易损件或机械损坏的原因造成停机的设计目的，图4的清洗过程可以根据现场的隧道底部的积污含有渣土等颗粒物及污水来源不定期使用，污水过滤设备可根据实际使用需求采用过滤网等。

本发明的隧道真空排污系统，将传统非开挖设备的利用污水排出泵进行排污的方法转变为真空排污；根据避免易损件或机械损坏的原因造成停机的设计目的，通过真空泵、污水罐、压缩空气系统及清洗装置的配合工作，既方便现场设备管理，又方便配件管理，更可以降低设备的无效停机时间，从而提高施工效率，降低运营成本。

本发明不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或者类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种隧道真空排污系统，包含吸污机构和排污机构，其特征在于，所述的排污机构包含排污罐和调压管路，污水罐上设置有真空口，排污罐底部设置有污水进口和污水排放口；所述的吸污机构包含设于隧道积水处的污水过滤设备，通过真空管路与真空口连接的真空泵，所述的污水过滤设备通过污水处理管路与污水进口连通，真空管路上设置有真空调节阀，污水处理管路上设置有污水控制阀门；污水排放口通过污水排放管路连接至渣土运送车或外界排污管路上，污水排放管路上设置有排污阀门。

2.根据权利要求1所述的隧道真空排污系统，其特征在于，污水罐上还设置有清洗口，所述的清洗口通过清洗管路与外界清洗水管路系统连接；所述的清洗管路上设置有清洗控制阀门。

3.根据权利要求2所述的隧道真空排污系统，其特征在于，还包含与真空调节阀、控制阀门、排污阀门及清洗控制阀门电连接的控制系统。

4.根据权利要求3所述的隧道真空排污系统，其特征在于，污水罐上还设置有调压口，所述的调压口通过调压管路与外界压缩空气系统连接；所述的调压管路上依次设置有与控制系统电连接的压缩空气控制阀门和调压装置。

5.根据权利要求4所述的隧道真空排污系统，其特征在于，所述的调压装置包含设置于调压管路上的气压调节器和松压阀。

6.根据权利要求3所述的隧道真空排污系统，其特征在于，所述的污水罐上还设置有用于罐内压力数据检测的压力检测元件和用于显示罐内压力数据的压力仪表；所述的压力检测元件和压力仪表均与控制系统电连接。

7.根据权利要求3所述的隧道真空排污系统，其特征在于，所述的污水罐上还设置有与控制系统电连接的液位检测元件。

8.根据权利要求7所述的隧道真空排污系统，其特征在于，所述的液位检测元件包含用于触发排污、吸污动作的上限液位检测元件和下限液位检测元件。

9.根据权利要求1所述的隧道真空排污系统，其特征在于，真空管路上还设置有真空除湿器。

10.一种隧道真空排污方法，其特征在于，基于权利要求1所述的隧道真空排污系统实现，实现过程如下：

吸污动作前，打开真空调节阀门，通过真空泵作用，使得污水罐内形成真空状态，负压达到设定阈值后，污水控制阀门打开，触发吸污动作，将污水从隧道积水处经过污水过滤设备后进入污水罐；

污水罐液位达到预设上限后，关闭真空调节阀门和污水控制阀门，吸污动作完成，触发排污动作；

选取污水排放管路，打开排污阀门及设置在调压管路上的阀门，将污水罐内的污水排放到对应管路或输送车上，直至污水罐液位到达下限后，关闭排污阀门和调压管路上的阀门，完成污水排放动作。