CN111825182B - 一种隧洞排水方法 - Google Patents

Abstract

一种隧洞排水方法，所述排水方法包括集水方法、排水方法、清理方法、加药控制方法；所述集水方法包括：隧洞内分段设有集水坑，各集水坑收集分段渗水，集中导引至集水仓，通过水泵将集水仓中的水抽排至洞口的处理池系统；所述排水方法包括：水从入口进入预沉池，进而通过一级溢流堰进入絮凝反应池，之后通过二级溢流堰进入沉淀池；最后利用沉淀池处的泵站抽排至洞外污水处理站。

Description

一种隧洞排水方法

技术领域

本发明涉及隧洞工程排水领域，具体涉及一种隧洞排水方法。

背景技术

现有技术的隧洞施工工程部分位于流域水环境敏感区，线路跨度大，强岩溶化地层范围广，水环境交互影响深远，其中存在的影响包括：隧洞排水对流域水环境的影响、隧洞建成后地表工程建设施工污水通过隧洞排水孔可能的渗漏影响、隧洞部分地段可能存在地下水铁锰超标影响；此外，由于工程施工渣场、施工场地等区域水土保持要求高。工程环境保护、水土保持要求高，也存在对隧洞施工工程的要求，因此隧洞施工中排水就变得尤为重要。

现有技术隧洞排水方案的不足如下：

1、现有技术加药房对絮凝反应池通药时，由于絮凝反应池范围大，通药时难以对整个反应池进行均匀覆盖，从而难以起到均匀反应絮凝的效果。

2、现有技术加药房对絮凝反应池通药时，往往施加不止一种药剂，药剂充分混合后絮凝效果提升，然而现有技术往往是将两种药剂倒入一个反应罐里再混合，自动化程度差且流量控制繁琐。

3、现有技术加药房对絮凝反应池通药时，往往采用普通球阀对通流量进行控制，然而球阀的开度控制并不精准且不能定量，原因如下：球阀的阀口开度变换不是一个线性的变化，随着球阀转动，开口面积变化并不是线性递增/递减的，而是曲线或阶跃变化，因此虽然能控制开度大小和流量大小，并不能精量控制和定量控制。

4、现有技术的单向阀，存在回位弹簧，使得压力不足以打开单向阀时关闭单向阀，然而这容易造成无法流出的液体残留，严重的会造成一定水击，而且液体残留的话对于精量控制也是一种损害。

5、现有技术的汇流，往往呈拉链式汇流，造成一定水击，影响设备寿命。

6、现有技术的旋流盘，汇流效果较弱，混合效果也相对比较弱。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提出同时解决上述多种问题的方案。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种隧洞排水方法，所述排水方法包括集水方法、排水方法、清理方法、加药控制方法；所述集水方法包括：隧洞内分段设有集水坑，各集水坑收集分段渗水，集中导引至集水仓，通过水泵将集水仓中的水抽排至洞口的处理池系统；

所述处理池系统包括预沉池、絮凝反应池、沉淀池、加药房、汇水沟、集水池以及污水处理流体控制设备，所述污水处理流体控制设备位于所述加药房与所述絮凝反应池之间；所述预沉池上游设有所述汇水沟，所述沉淀池下游设有所述集水池，所述预沉池与所述沉淀池中设有连梁，所述预沉池、絮凝反应池、沉淀池边缘设有爬梯；所述预沉池与絮凝反应池之间设有一级溢流堰，所述絮凝反应池与沉淀池之间设有二级溢流堰；

所述污水处理流体控制设备包括旋流盘、第一加药管、第二加药管、控制球阀、汇流锥管、搅拌杆、搅拌叶、漏斗、斜流通道、单向阀球、排流通道、封堵块、入流管、让位管头、液位传感器、控制器；其中所述控制球阀包括阀体、球体、阀杆、密封阀座、阀颈，所述球体包括小流量通道、大流量通道、第一区、第二区、第三区、第四区、第五区 、第六区、第七区、第八区、所述大流量通道包括第一口、第二口，所述小流量通道包括第三口、第四口；

其中所述第一加药管和第二加药管的一部分平行设置，所述第一加药管和第二加药管中都设有所述控制球阀，所述旋流盘中包括螺旋通道；所述第一加药管与所述螺旋通道的外圈在第一位置连通，在螺旋通道的所述外圈第一位置下游位置的外侧设有所述汇流锥管，所述汇流锥管与所述第二加药管连通；

所述旋流盘的中央下方设有所述漏斗，所述漏斗上方设置所述搅拌杆，所述搅拌杆下端设有所述搅拌叶；所述漏斗下方连接所述斜流通道，所述斜流通道下方连接所述入流管，所述入流管将液体排入下游，所述入流管的直径大于所述斜流通道的直径，所述单向阀球的直径大于所述斜流通道的直径，所述封堵块位于所述入流管中，所述封堵块中设有所述排流通道，所述入流管上方设有让位管头，让位管头一端封闭，所述让位管头包括倾斜段与水平段，所述倾斜段与所述斜流通道连通，所述水平段底部支撑面的长度小于所述单向阀球的直径；

所述控制球阀的阀体上设有所述阀颈，所述阀杆驱动所述球体转动，通过球体转动，球体表面等分为八个分区围绕球体中心转动，转动到关闭位置时，第一区、第二区面向上游构成封闭区阻断水流，当第二区、第三区面向上游时，所述第六区、第七区面向下游，其中所述第一口位于所述第三区，所述第二口位于所述第六区，当第四区、第五区面向上游时，第八区、第一区面向下游，所述第三口位于所述第四区，所述第四口位于所述第八区；其中所述小流量通道贯穿所述球体，所述大流量通道贯穿所述球体且位于所述小流量通道的下方；所述小流量通道为弧形通道；

所述排水方法包括：水从入口进入预沉池，进而通过一级溢流堰进入絮凝反应池，之后通过二级溢流堰进入沉淀池；最后利用沉淀池处的泵站抽排至洞外污水处理站；

所述清理方法包括：当沉淀物过多时会减少沉淀池容量，定期使用后及时对沉淀池底的沉淀物进行清理，以保证沉淀池的正常运行；

所述加药控制方法包括：所述第一加药管长度短于所述第二加药管长度，首先开启所述第一加药管中的控制球阀，随后开启第二加药管中的控制球阀，所述漏斗中设有液位传感器，当到达一定液位，液位传感器传输信号给所述控制器，所述控制器控制所述搅拌杆下降至所述漏斗中，并控制所述搅拌叶旋转以混合药液。

进一步的，所述搅拌叶数量为四。

进一步的，所述第二加药管包括相互垂直的两段。

进一步的，所述阀颈与阀体为一体结构。

进一步的，所述球体的水平中心线穿过所述大流量通道的管壁。

进一步的，所述密封阀座外侧设有补偿弹簧。

进一步的，所述球体下侧设有下阀杆辅助驱动。

进一步的，所述球体的直径大于阀体管道的直径。

进一步的，球体表面的八个分区被密封阀座限定范围。

进一步的，所述旋流盘对应漏斗的位置上方开口以接纳所述搅拌叶。

本发明的有益效果是：

1、针对背景技术的第1点，在絮凝池中采用了旋转搅拌叶对助凝剂和混凝剂以及池水进行混合，提高了混合效率，加快了混合速度。

2、针对背景技术的第2点，对两个加药管进行了汇流设计，汇流后在旋流盘中预备混合，在漏斗中经过旋流进行混合。

3、针对背景技术的第3点，对球阀表面进行了精细化设计，巧妙的仅仅凭借单个球阀的旋转就可以实现精确、定量的流量调整，且保留正常通断功能。

4、针对背景技术的第4点，设计了避免残留的步骤，通过斜流通道使得液体更容易迅速通过单向口，设计了让位管头可以实现短暂支撑，避免单向阀球迅速落下。

5、针对背景技术的第5点，设计了切向汇流方案，使得汇流的水击更小，汇流更均匀。

6、针对背景技术的第6点，设计了旋流盘、搅拌叶、汇流锥管等多个混合方案，大大提高了混合效果。

注：上述设计不分先后，每一条都使得本发明相对现有技术具有区别和显著的进步。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明排水处理池示意图

图2是本发明旋流盘系统俯视图

图3是本发明汇流系统示意图

图4是本发明控制球阀结构图

图5是本发明球体分区示意图

图6是本发明排水处理池截面图

图7是本发明排水处理池结构图

图8是本发明隧洞排水方法隧洞段示意图

图中，附图标记如下：

1、预沉池2、絮凝反应池3、沉淀池4、加药房5、旋流盘6、第一加药管7、第二加药管8、控制球阀9、汇流锥管10、螺旋通道外圈11、搅拌杆12、搅拌叶13、漏斗14、斜流通道15、单向阀球16、排流通道17、封堵块18、入流管19、让位管头20、阀体21、球体22、阀杆23、阀颈24、小流量通道25、密封阀座26、大流量通道27、第一区28、第二区29、第三区30、第四区31、第五区 32、第六区33、第七区34、第八区35、第一口36、第四口37、第三口38、第二口39、汇水沟40、集水池41、进水口42、连梁43、爬梯44、溢流堰45、集水坑46、集水仓47、水泵

具体实施方式

如图所示：一种隧洞排水方法，所述排水方法包括集水方法、排水方法、清理方法、加药控制方法；所述集水方法包括：隧洞内分段设有集水坑，各集水坑收集分段渗水，集中导引至集水仓，通过水泵将集水仓中的水抽排至洞口的处理池系统；

所述处理池系统包括预沉池、絮凝反应池、沉淀池、加药房、汇水沟、集水池以及污水处理流体控制设备，所述污水处理流体控制设备位于所述加药房与所述絮凝反应池之间；所述预沉池上游设有所述汇水沟，所述沉淀池下游设有所述集水池，所述预沉池与所述沉淀池中设有连梁，所述预沉池、絮凝反应池、沉淀池边缘设有爬梯；所述预沉池与絮凝反应池之间设有一级溢流堰，所述絮凝反应池与沉淀池之间设有二级溢流堰；

如图所示：所述污水处理流体控制设备包括旋流盘、第一加药管、第二加药管、控制球阀、汇流锥管、搅拌杆、搅拌叶、漏斗、斜流通道、单向阀球、排流通道、封堵块、入流管、让位管头、液位传感器、控制器；其中所述控制球阀包括阀体、球体、阀杆、密封阀座、阀颈，所述球体包括小流量通道、大流量通道、第一区、第二区、第三区、第四区、第五区 、第六区、第七区、第八区、所述大流量通道包括第一口、第二口，所述小流量通道包括第三口、第四口；

其中所述第一加药管和第二加药管的一部分平行设置，所述第一加药管和第二加药管中都设有所述控制球阀，所述旋流盘中包括螺旋通道；所述第一加药管与所述螺旋通道的外圈在第一位置连通，在螺旋通道的所述外圈第一位置下游位置的外侧设有所述汇流锥管，所述汇流锥管与所述第二加药管连通；

如图所示：所述旋流盘的中央下方设有所述漏斗，所述漏斗上方设置所述搅拌杆，所述搅拌杆下端设有所述搅拌叶；所述漏斗下方连接所述斜流通道，所述斜流通道下方连接所述入流管，所述入流管将液体排入下游，所述入流管的直径大于所述斜流通道的直径，所述单向阀球的直径大于所述斜流通道的直径，所述封堵块位于所述入流管中，所述封堵块中设有所述排流通道，所述入流管上方设有让位管头，让位管头一端封闭，所述让位管头包括倾斜段与水平段，所述倾斜段与所述斜流通道连通，所述水平段底部支撑面的长度小于所述单向阀球的直径；

所述控制球阀的阀体上设有所述阀颈，所述阀杆驱动所述球体转动，通过球体转动，球体表面等分为八个分区围绕球体中心转动，转动到关闭位置时，第一区、第二区面向上游构成封闭区阻断水流，当第二区、第三区面向上游时，所述第六区、第七区面向下游，其中所述第一口位于所述第三区，所述第二口位于所述第六区，当第四区、第五区面向上游时，第八区、第一区面向下游，所述第三口位于所述第四区，所述第四口位于所述第八区；其中所述小流量通道贯穿所述球体，所述大流量通道贯穿所述球体且位于所述小流量通道的下方；所述小流量通道为弧形通道；

所述排水方法包括：水从入口进入预沉池，进而通过一级溢流堰进入絮凝反应池，之后通过二级溢流堰进入沉淀池；最后利用沉淀池处的泵站抽排至洞外污水处理站；

所述清理方法包括：当沉淀物过多时会减少沉淀池容量，定期使用后及时对沉淀池底的沉淀物进行清理，以保证沉淀池的正常运行；

所述加药控制方法包括：所述第一加药管长度短于所述第二加药管长度，首先开启所述第一加药管中的控制球阀，随后开启第二加药管中的控制球阀，所述漏斗中设有液位传感器，当到达一定液位，液位传感器传输信号给所述控制器，所述控制器控制所述搅拌杆下降至所述漏斗中，并控制所述搅拌叶旋转以混合药液。

如图所示：所述搅拌叶数量为四。所述第二加药管包括相互垂直的两段。所述阀颈与阀体为一体结构。所述球体的水平中心线穿过所述大流量通道的管壁。所述密封阀座外侧设有补偿弹簧。所述球体下侧设有下阀杆辅助驱动。所述球体的直径大于阀体管道的直径。球体表面的八个分区被密封阀座限定范围。所述旋流盘对应漏斗的位置上方开口以接纳所述搅拌叶。

所述流体控制设备的工作原理及过程如下：控制球阀通流控制方法包括：开启方法、调节方法、关闭方法：所述开启方法包括：关闭位置时所述第一区、第二区面向上游，开启时沿着第一旋向旋转所述球体45度，达到第一开启位，使得第二区、第三区面向上游，从而第六区、第七区面向下游使得所述大流量通道贯通；所述调节方法包括：当絮凝反应池水位下降，使得球体从所述第一开启位起沿着所述第一旋向旋转90度，达到第二开启位使得所述第四区、第五区面向上游，第八区、第一区面向下游，从而使得所述小流量通道贯通；所述关闭方法包括：使得球体从所述第二开启位起沿着第二旋向旋转135度从而使得第一区、第二区面向上游阻断水流，所述第二旋向与第一旋向相反。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (10)

1.一种隧洞排水方法，其特征在于，所述隧洞排水方法包括集水方法、排水方法、清理方法、加药控制方法；所述集水方法包括：隧洞内分段设有集水坑，各集水坑收集分段渗水，并集中导引至集水仓，通过水泵将集水仓中的水抽排至洞口的处理池系统；

所述处理池系统包括预沉池、絮凝反应池、沉淀池、加药房、汇水沟、集水池以及污水处理流体控制设备，所述污水处理流体控制设备位于所述加药房与所述絮凝反应池之间；所述预沉池上游设有所述汇水沟，所述沉淀池下游设有所述集水池，所述预沉池与所述沉淀池中设有连梁，所述预沉池、絮凝反应池、沉淀池边缘设有爬梯；所述预沉池与絮凝反应池之间设有一级溢流堰，所述絮凝反应池与沉淀池之间设有二级溢流堰；

所述污水处理流体控制设备包括旋流盘、第一加药管、第二加药管、控制球阀、汇流锥管、搅拌杆、搅拌叶、漏斗、斜流通道、单向阀球、排流通道、封堵块、入流管、让位管头、液位传感器、控制器；其中所述控制球阀包括阀体、球体、阀杆、密封阀座、阀颈，所述球体包括小流量通道、大流量通道、第一区、第二区、第三区、第四区、第五区 、第六区、第七区、第八区、所述大流量通道包括第一口、第二口，所述小流量通道包括第三口、第四口；

其中所述第一加药管和第二加药管的一部分平行设置，所述第一加药管和第二加药管中都设有所述控制球阀，所述旋流盘中包括螺旋通道；所述第一加药管与所述螺旋通道的外圈在第一位置连通，在螺旋通道的所述外圈第一位置下游位置的外侧设有所述汇流锥管，所述汇流锥管与所述第二加药管连通；

所述旋流盘的中央下方设有所述漏斗，所述漏斗上方设置所述搅拌杆，所述搅拌杆下端设有所述搅拌叶；所述漏斗下方连接所述斜流通道，所述斜流通道下方连接所述入流管，所述入流管将液体排入下游，所述入流管的直径大于所述斜流通道的直径，所述单向阀球的直径大于所述斜流通道的直径，所述封堵块位于所述入流管中，所述封堵块中设有所述排流通道，所述入流管上方设有让位管头，让位管头一端封闭，所述让位管头包括倾斜段与水平段，所述倾斜段与所述斜流通道连通，所述水平段底部支撑面的长度小于所述单向阀球的直径；

所述控制球阀的阀体上设有所述阀颈，所述阀杆驱动所述球体转动，通过球体转动，球体表面等分为八个分区围绕球体中心转动，转动到关闭位置时，第一区、第二区面向上游构成封闭区阻断水流，当第二区、第三区面向上游时，所述第六区、第七区面向下游，其中所述第一口位于所述第三区，所述第二口位于所述第六区，当第四区、第五区面向上游时，第八区、第一区面向下游，所述第三口位于所述第四区，所述第四口位于所述第八区；其中所述小流量通道贯穿所述球体，所述大流量通道贯穿所述球体且位于所述小流量通道的下方；所述小流量通道为弧形通道；

所述排水方法包括：水从入口进入预沉池，进而通过一级溢流堰进入絮凝反应池，之后通过二级溢流堰进入沉淀池；最后利用沉淀池处的泵站抽排至洞外污水处理站；

所述清理方法包括：当沉淀物过多时会减少沉淀池容量，定期使用后及时对沉淀池底的沉淀物进行清理，以保证沉淀池的正常运行；

所述加药控制方法包括：所述第一加药管长度短于所述第二加药管长度，首先开启所述第一加药管中的控制球阀，随后开启第二加药管中的控制球阀，所述漏斗中设有所述液位传感器，当到达预定液位时，液位传感器传输信号给所述控制器，所述控制器控制所述搅拌杆下降至所述漏斗中，并控制所述搅拌叶旋转以混合药液。

2.根据权利要求1所述的一种隧洞排水方法，其特征在于：所述搅拌叶数量为四。

3.根据权利要求1所述的一种隧洞排水方法，其特征在于：所述第二加药管包括相互垂直的两段。

4.根据权利要求1所述的一种隧洞排水方法，其特征在于：所述阀颈与阀体为一体结构。

5.根据权利要求1所述的一种隧洞排水方法，其特征在于：所述球体的水平中心线穿过所述大流量通道的管壁。

6.根据权利要求1所述的一种隧洞排水方法，其特征在于：所述密封阀座外侧设有补偿弹簧。

7.根据权利要求1所述的一种隧洞排水方法，其特征在于：所述球体下侧设有下阀杆辅助驱动。

8.根据权利要求1所述的一种隧洞排水方法，其特征在于：所述球体的直径大于阀体管道的直径。

9.根据权利要求1所述的一种隧洞排水方法，其特征在于：球体表面的八个分区被密封阀座限定范围。

10.根据权利要求1所述的一种隧洞排水方法，其特征在于：所述旋流盘对应漏斗的位置上方开口以接纳所述搅拌叶。

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