CN112145228A - 一种隧道初期支护施工中的排水方法及排水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道初期支护施工中的排水方法及排水装置，涉及隧道施工领域，为解决隧道初期支护施工时采用水泵抽取积水不仅浪费能源，而且容易影响施工，现有虹吸排水装置又不适用的问题；本发明包括刚性的排水管，排水管设有一根主管，主管中部的一侧设有支管抽水段，主管的一端设有进水段，另一端设有出水段，出水段远离主管的一端设有出水口，出水口位于主管下方；进水段远离抽水段的一端连接有进水管，抽水管远离主管的一端连接有抽水管，进水口和抽水口均设置有密封阀；本发明结构简单，使用方便，节约能源，成本低廉，利于施工环境的改进。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工领域，具体为一种隧道初期支护施工中的排水方法及排水装置。
背景技术
隧道初期支护施工过程中，洞内的岩层存在渗水的现象，导致施工现场弄内积水，且积水较多，严重影响围岩的稳定性。
目前，现有的排水方式是采用水泵抽水，水泵抽水随着隧道进尺的增加，消耗的能源也逐渐升高，经济成本高，不仅需要额外设备及电力线路占用，而且水泵工作时噪音大、振动大，长时间工作的故障率也较高，维修难度相对较大、维修时间长，严重影响洞内施工；在隧道后期运行过程中有采用虹吸方式排水的应用实例，例如公布号为CN108547662A，名称为一种隧道排水系统及方法的发明专利申请中就公开了一种隧道虹吸排水的方法，但是由于其针对的目标是隧道内渗处，所以采用了双头、细管以便持续排水，并且现有的虹吸排水装置不够简单，不适合在初期支护施工过程中使用；因此，急需一种隧道初期支护施工中的排水方法及排水装置来解决这个问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隧道初期支护施工中的排水方法及排水装置，以解决上述背景技术中提出的隧道初期支护施工时采用水泵抽取积水不仅浪费能源，而且容易影响施工，现有虹吸排水装置又不适用的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种隧道初期支护施工中的排水装置，包括刚性的排水管，排水管设有一根主管，主管中部的一侧设有支管抽水段，主管的一端设有进水段，另一端设有出水段，出水段远离主管的一端设有出水口，出水口位于主管下方；进水段远离抽水段的一端连接有进水管，抽水管远离主管的一端连接有抽水管，进水管和抽水管均为软管，进水管远离进水段的一端设有进水口，抽水管远离抽水段的一端设有抽水口，进水口和抽水口均设置有密封阀。
优选的，排水管的主管为水平设置的直管，出水段垂直于进水段且竖直设置，抽水段垂直于进水段和出水段。
优选的，出水口处设置有单向阀，单向阀的流通方向为由出水段朝向出水口外。
优选的，抽水口处安装有过滤网。
优选的，出水段的出水口处连接有延长管，延长管为软管。
优选的，排水管、进水管和抽水管的管径相等且为50-100mm。
优选的，出水段高2-3米。
本发明提供的另一技术方案：一种隧道初期支护施工中的排水方法，包括以下步骤：打开进水口和抽水口处的密封阀，从进水管的进水口连续灌水，直至抽水口处有连续水流流出，关闭抽水口处的密封阀，等到出水口有连续水流流出，关闭进水口处的密封阀，同时将抽水口浸没于待排积水中，打开抽水口处的密封阀，积水在虹吸作用下被吸入抽水段，流经主管和出水段从出水口不断排出。
优选的，从进水管的进水口连续灌水的方法为将进水口连接至隧道施工用初支台车的管路出水端，开启初支台车出水阀供水。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、该隧道初期支护施工中的排水装置，利用虹吸的原理排除隧道施工初期的积水，结构简单，使用方便，便于周转给不同工段排水使用。
2、该隧道初期支护施工中的排水装置，无需水泵不停抽水，节约能源，成本低廉，并且工作时不会产生噪音、发热、震动等，利于施工环境的改进。
附图说明
图1为本发明的一种实施方式的立体结构示意图；
图2为本发明的另一种实施方式的主视结构示意图，图中省略了抽水管。
图中：1、排水管；11、进水段；12、出水段；13、抽水段；2、进水管；21、进水口；3、抽水管；31、抽水口。
具体实施方式
实施例1：
一种隧道初期支护施工中的排水装置，包括刚性的排水管1，其材料可以选用铸铁、不锈钢或其他水管常用刚性材料，排水管1设有一根主管，主管中部的一侧设有支管抽水段13，主管的一端设有进水段11，另一端设有出水段12，出水段12远离主管的一端设有出水口，出水口位于主管下方，在实验时，采用了一种较优的结构，请参阅图1，排水管1的主管为水平设置的直管，出水段12垂直于进水段11且竖直设置，抽水段13垂直于进水段11和出水段12，当然也可以使用其他结构，如图2所示，在出水段12下端还设置有U形管，该选择主要取决于地形，便于将出水口引至最近的排水处，还可以在出水段12的出水口处连接有延长管，延长管为软管，更方便使用，在上述较优的结构中，出水段12的高度为2-3米，这样就能令出水口与主管之间形成足够的高度差，创造虹吸排水的必要条件；进水段11远离抽水段13的一端连接有进水管2，抽水管3远离主管的一端连接有抽水管3，进水管2和抽水管3均为软管，便于移动或连接到合适的位置，进水管2远离进水段11的一端设有进水口21，抽水管3远离抽水段13的一端设有抽水口31，进水口21和抽水口31均设置有密封阀；排水管1、进水管2和抽水管3的管径相等且为50-100mm，具体根据积水量和出水段12高度决定，原则是出水段12越高可使用越粗的管径，积水量越大需要越粗的管径；进水管2和抽水管3可以为橡胶管，其与排水管1的连接处最好密封处理，例如胶封等。
为了防止虹吸过程中倒吸空气等影响排水效果，可以在出水口处设置有单向阀，单向阀的流通方向为由出水段12朝向出水口外，最好采用无需开启压力或开启压力很小的单向阀，防止阻碍虹吸排水。
有时积水中泥沙、砂石较多，为防止排水装置堵塞，在抽水口31处还可以安装有过滤网，过滤网孔径不宜过小，否则会影响排水速度，可以只阻拦较大的石子等物体。
实施例2：
一种隧道初期支护施工中的排水方法，打开进水口和抽水口处的密封阀，从进水管的进水口连续灌水，直至抽水口处有连续水流流出，关闭抽水口处的密封阀，该步骤的主要目的是使抽水段和抽水管内充满水，等到出水口有连续水流流出，关闭进水口处的密封阀，同理，让排水管中全部充满水，尽量排尽空气，此时，由于出水口与排水管有高度差，管内又因两处密封阀均关闭而形成负压，将抽水口浸没于待排积水中，打开抽水口处的密封阀，积水在虹吸作用下被吸入抽水段，流经主管和出水段从出水口不断排出。
实施例3：
某隧道施工队，在隧道初期支护施工过程中，弄内积水深达20厘米，施工队实验使用了实施例1中的排水装置，其排水管1采用铸铁材料，其中出水段12高2.5米，出水口浸没在隧道外低处的排水渠的水中，排水管1、进水管2和抽水管3的管径均为50mm，排水装置摆放在隧道弄内地面上，同时施工队采用了以下排水方法：打开进水口21和抽水口31处的密封阀，将进水口21连接至隧道施工用初支台车的管路出水端，开启初支台车出水阀供水，从进水管2的进水口21连续灌水，直至抽水口31处有连续水流流出，关闭抽水口31处的密封阀，等到出水口有连续水流流出，关闭进水口21处的密封阀，将抽水口31浸没于待排积水中，打开抽水口31处的密封阀，积水在虹吸作用下被吸入抽水段13，流经主管和出水段12从出水口不断排出。
以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (9)
1.一种隧道初期支护施工中的排水装置，其特征在于：包括刚性的排水管(1)，排水管(1)设有一根主管，主管中部的一侧设有支管抽水段(13)，主管的一端设有进水段(11)，另一端设有出水段(12)，出水段(12)远离主管的一端设有出水口，出水口位于主管下方；进水段(11)远离抽水段(13)的一端连接有进水管(2)，抽水管(3)远离主管的一端连接有抽水管(3)，进水管(2)和抽水管(3)均为软管，进水管(2)远离进水段(11)的一端设有进水口(21)，抽水管(3)远离抽水段(13)的一端设有抽水口(31)，进水口(21)和抽水口(31)均设置有密封阀。
2.根据权利要求1所述的一种隧道初期支护施工中的排水装置，其特征在于：所述排水管(1)的主管为水平设置的直管，出水段(12)垂直于进水段(11)且竖直设置，抽水段(13)垂直于进水段(11)和出水段(12)。
3.根据权利要求1或2所述的一种隧道初期支护施工中的排水装置，其特征在于：所述出水口处设置有单向阀，单向阀的流通方向为由出水段(12)朝向出水口外。
4.根据权利要求1或2所述的一种隧道初期支护施工中的排水装置，其特征在于：所述抽水口(31)处安装有过滤网。
5.根据权利要求1或2所述的一种隧道初期支护施工中的排水装置，其特征在于：所述出水段(12)的出水口处连接有延长管，延长管为软管。
6.根据权利要求1或2所述的一种隧道初期支护施工中的排水装置，其特征在于：所述排水管(1)、进水管(2)和抽水管(3)的管径相等且为50-100mm。
7.根据权利要求2所述的一种隧道初期支护施工中的排水装置，其特征在于：所述出水段(12)高2-3米。
8.一种隧道初期支护施工中的排水方法，采用权利要求1-7所述的排水装置，其特征在于，包括以下步骤：打开进水口(21)和抽水口(31)处的密封阀，从进水管(2)的进水口(21)连续灌水，直至抽水口(31)处有连续水流流出，关闭抽水口(31)处的密封阀，等到出水口有连续水流流出，关闭进水口(21)处的密封阀，同时将抽水口(31)浸没于待排积水中，打开抽水口(31)处的密封阀，积水在虹吸作用下被吸入抽水段(13)，流经主管和出水段(12)从出水口不断排出。
9.根据权利要求8所述的一种隧道初期支护施工中的排水方法，其特征在于：所述的从进水管(2)的进水口(21)连续灌水的方法为将进水口(21)连接至隧道施工用初支台车的管路出水端，开启初支台车出水阀供水。
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