CN115467706B - 隧道水量平衡系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及隧道与地下工程技术领域，尤其涉及一种隧道水量平衡系统，隧道水沟中的水流流往横向矩形涵，再流向纵向矩形涵。由于纵向矩形涵与两侧第一排水管道的交叉口高程及第一排水管道内截面大小均一致，所以纵向矩形涵中的水流可以通过第一排水管道均匀分配至两侧的第二排水管道。在第二排水管道中的水流流动一段距离高于隧道水沟高程后，再次通过第一连接管和第二连接管均匀分配至单管隧道左右两侧的隧道水沟，通过以上过程将隧道中的水流均分为四等分流向四个隧道水沟，能够保证每个隧道水沟内的水量均衡，防止某一侧水沟中的水量过大威胁隧道运营安全。
Description
技术领域
本公开涉及隧道与地下工程技术领域，尤其涉及一种隧道水量平衡系统。
背景技术
现有长大隧道基本采用双管单线形式，隧道水沟中的水量通常不是均匀分布，隧道左右线或单线内两侧水沟水量有一定差值。这其一是由于两管隧道内侧距离较近，内侧水沟水量往往小于外侧水沟；其二是由于隧道内出水点往往分布于节理裂隙或断层中，断层来水侧水沟水量较大，导致左右线水量不均匀；其三是由于斜井水量流入单管隧道，无法向另外一管隧道分流，导致左右线隧道水沟水量不均衡。
而现有技术往往采取单管隧道内左右侧水沟自行平衡水量，无法达到左右线两管内四条水沟水量平衡。
发明内容
为了解决上述技术问题，本公开提供了一种隧道水量平衡系统。
本公开提供了一种隧道水量平衡系统，包括设置在隧道水沟下方的横向矩形涵，横向矩形涵沿隧道的宽度方向设置，横向矩形涵用于连通左线两条隧道水沟和右线两条隧道水沟；
横向矩形涵的中部高度低于横向矩形涵的两端高度，横向矩形涵的中部连通纵向矩形涵，纵向矩形涵沿隧道的长度方向设置，纵向矩形涵远离横向矩形涵的一端设置有第一检查井，横向矩形涵中的水流进入第一检查井中；
隧道靠近纵向矩形涵的一侧设有第二排水管道，第二排水管道沿隧道的长度方向设置；
第一检查井的两侧各设置一个第一排水管道，第一排水管道用于连通纵向矩形涵和第二排水管道，纵向矩形涵中的水流通过第一排水管道进入第二排水管道；
第一排水管道与左线第二排水管道的交接处底部高度等于第一排水管道与右线第二排水管道的交接处底部高度；
第二排水管道远离横向矩形涵的一端设置第一连接管和第二连接管，第一连接管和第二连接管用于连通第二排水管道和单管隧道两侧的隧道水沟，第二排水管道中的水流通过第一连接管和第二连接管进入隧道水沟，第一连接管中的水量与第二连接管中的水量相等。
可选地，横向矩形涵的上方开设孔洞，孔洞用于连通隧道水沟和横向矩形涵，隧道水沟中的水流通过孔洞进入横向矩形涵。
可选地，隧道水沟与横向矩形涵的交接处设有封堵装置，封堵装置用于阻挡水流通过隧道水沟。
可选地，横向矩形涵的两端底部铺设有抗冲刷材料。
可选地，纵向矩形涵靠近横向矩形涵一侧的底部高度大于第一检查井的底部高度。
可选地，第一排水管道靠近纵向矩形涵一端的底部高程大于另一端的底部高程。
可选地，第一排水管道远离纵向矩形涵一端的底部高度大于第二排水管道靠近横向矩形涵一侧的底部高度。
可选地，第二排水管道靠近横向矩形涵一端的底部高度大于另一端的底部高度。
可选地，第一连接管与第二排水管道的交接处高度等于第二连接管与第二排水管道的交接处高度；第一连接管与隧道水沟的交接处高度等于第二连接管与隧道水沟的交接处高度。
可选地，第二排水管道的坡度小于隧道的坡度。
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本公开提供了一种隧道水量平衡系统，隧道水沟中的水流流往横向矩形涵，然后再流向纵向矩形涵。由于纵向矩形涵与两侧第一排水管道的交叉口高程及第一排水管道内截面大小均一致，所以纵向矩形涵中的水流可以通过第一排水管道均匀分配至两侧的第二排水管道。在第二排水管道中的水流流动一段距离之后，再次通过第一连接管和第二连接管均匀分配至单管隧道左右两侧的隧道水沟，通过以上过程将隧道中的水流均分为四等分流向四个隧道水沟，能够保证每个隧道水沟内的水量均衡，防止某一侧水沟中的水量过大威胁隧道运营安全。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例所述隧道水量平衡系统俯视图；
图2为图1中A-A方向剖视图；
图3为图1中B-B方向剖视图；
图4为图1中C-C方向剖视图；
图5为图1中D-D方向剖视图；
图6为图1中E-E方向剖视图；
图7为图1中F-F方向剖视图。
其中，1、横向矩形涵；2、隧道水沟；3、孔洞；4、纵向矩形涵；5、第二排水管道；6、第一检查井；7、第二检查井；8、第一排水管道；9、第一连接管；10、第二连接管；11、封堵装置；12、抗冲刷材料。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
本公开提供了一种隧道水量平衡系统，包括设置在隧道水沟2下方的横向矩形涵1。矩形涵是横截面为矩形的涵洞，用于隧道排水。本实施例中的横向矩形涵1沿隧道的宽度方向设置，横向矩形涵1用于连通左线隧道水沟2和右线隧道水沟2，便于左线两条隧道水沟2和右线两条隧道水沟2中的水流汇集到一处。
进一步的，横向矩形涵1的上方开设孔洞3，孔洞3用于连通隧道水沟2和横向矩形涵1，隧道水沟2中的水流通过孔洞3进入横向矩形涵1。
为了将水流全部汇集到横向矩形涵1进行统一分配，隧道水沟2与横向矩形涵1的交接处设有封堵装置11，封堵装置11用于阻挡水流通过隧道水沟2。如图1所示，在水流在隧道水沟2中流动时，会被封堵装置11封死流动路线，只能通过孔洞3流向横向矩形涵1。
在本实施例中，如图2所示，横向矩形涵1的两端底部铺设有抗冲刷材料12。涵洞洞底紧靠进出口的一段沟渠容易受水流冲刷，往往造成涵洞水毁。为防止水流冲刷，通常视流速大小，铺砌片石或混凝土板，以加固洞底及紧靠进出口的沟渠床面。具体地，本实施例中横向矩形涵1铺设的是抗冲刷条石。
此外，横向矩形涵1的中部高度低于横向矩形涵1的两端高度。在具体施工中，横向矩形涵1的坡度通常在1％左右。如图7所示，横向矩形涵1的中部连通纵向矩形涵4，纵向矩形涵4沿隧道的长度方向设置，纵向矩形涵4远离横向矩形涵1的一端设置有第一检查井6，横向矩形涵1中的水流进入第一检查井6中。水流进入第一检查井6后再进行重新分配，最终使左线隧道水沟2和右线隧道水沟2中的水量相同。
为了便于纵向矩形涵4中的水流流动，纵向矩形涵4靠近横向矩形涵1一侧的底部高度大于第一检查井6的底部高度。即横向矩形涵1中的水流可以在重力的作用下流向第一检查井6。
为了实现第一检查井6中水流重新分配的目的，首先需要在隧道水沟2旁设置排水管道。如图1所示，隧道靠近纵向矩形涵4的一侧设有第二排水管道5，第二排水管道5沿隧道的长度方向设置，第二排水管道5上间隔设置有多个第二检查井7。扩挖洞室形成检查井，是为了防止第二排水管道5过长时运营期无法维修。
开设第二排水管道5之后，如图3所示，第一检查井6的两侧各设置一个第一排水管道8，第一排水管道8用于连通纵向矩形涵4和第二排水管道5，纵向矩形涵4中的水流通过第一排水管道8进入第二排水管道5。
在本实施例中，第一排水管道8靠近纵向矩形涵4一端的底部高程大于另一端的底部高程。如此设置便于第一排水管道8中的水流流向第一排水管道8。
第一排水管道8与左线第二排水管道5交接处底部高度等于第一排水管道8与右线第二排水管道5的交接处底部高度。第一排水管道8的两端存在落差，便于水流从纵向矩形涵4流向第二排水管道5。施工时，两侧的第一排水管道8等高布置，这样可以保证两个第一排水管道8的落差相同，并且在施工时，两个第一排水管道8的横截面面积相同。因此能够保证两个第一排水管道8中的水流量相同，两侧的水量各占总水量的1/2。
此外，第一排水管道8远离纵向矩形涵4一端的底部高度大于第二排水管道5靠近横向矩形涵1一侧的底部高度。这样设置便于水流由第一排水管道8流向第二排水管道5。
第二排水管道5中的水流还需要分配至同一线隧道左右两侧的隧道水沟2。如图4所示，第二排水管道5远离横向矩形涵1的一端设置第一连接管9和第二连接管10，第一连接管9和第二连接管10用于连通第二排水管道5和单管隧道两侧的隧道水沟2，第二排水管道5中的水流通过第一连接管9和第二连接管10进入隧道水沟2，第一连接管9中的水量与第二连接管10中的水量相等。
为了实现第一连接管9和第二连接管10水量平均分配的目的，第一连接管9与第二排水管道5的交接处高度等于第二连接管10与第二排水管道5的交接处高度。第一连接管9与隧道水沟2的交接处高度等于第二连接管10与隧道水沟2的交接处高度。即第一连接管9和第二连接管10的高差相同，此外第一连接管9和第二连接管10的横截面面积也相同，这样就可以保证第一连接管9和第二连接管10中的水流量相同。
在本实施例中，第二排水管道5和第一排水管道8的材料为钢筋混凝土。第二排水管道5可在隧道开挖时局部扩挖形成。如图5和图6所示，铺设第二排水管道5后，采用级配碎石和混凝土进行回填，以保证隧道初支受力。同时第二排水管道5每隔一段距离设置一处第二检查井7，第二检查井7放置在隧道扩挖洞室中。第一排水管道8在横向矩形涵1开挖时形成。
进一步地，第一连接管9和第二连接管10均为PVC管。如图4所示，第一连接管9和第二连接管10的一端连通远离横向矩形涵1一端的第二检查井7，第一连接管9和第二连接管10的另一端连通隧道水沟2，第二检查井7中的水流会分流至左侧隧道水沟2和右侧隧道水沟2中。
为了便于第二排水管道5中的水流流动，第二排水管道5靠近横向矩形涵1一端的底部高度大于另一端的底部高度。
在本实施例中，第二排水管道5的坡度小于隧道的坡度。第二排水管道5靠近所述横向矩形涵1的一端与同一横截面的隧道处于同一水平线，由于两者的坡度不同，在第二排水管道5和隧道沿长度方向延伸一段距离之后，第二排水管道5的一端会高于同一横截面的隧道水沟2。这时安装第一连接管9和第二连接管10将第二排水管道5中的水流排向左右两侧的隧道水沟2。
本公开的工作过程：
四个隧道水沟2中的水被封堵后均通过孔洞3流往横向矩形涵1，然后再流向纵向矩形涵4。由于纵向矩形涵4与两侧第一排水管道8的交叉口高程及第一排水管道8内截面大小均一致，所以纵向矩形涵4中的水流可以通过第一排水管道8均匀分配至两侧的第二排水管道5。在第二排水管道5中的水流流动一段距离之后，再次通过等高设置的第一连接管9和第二连接管10流向左右两侧的隧道水沟2，通过上述过程将隧道中的水流均分为四等分流向四个隧道水沟2。
通过以上过程将隧道中的水流均分为四等分流向四个隧道水沟2，能够保证每个隧道水沟2内的水量均衡，防止某一侧水沟中的水量过大威胁隧道运营安全。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种隧道水量平衡系统，其特征在于，包括设置在隧道水沟(2)下方的横向矩形涵(1)，所述横向矩形涵(1)沿隧道的宽度方向设置，所述横向矩形涵(1)用于连通左线两条隧道水沟(2)和右线两条隧道水沟(2)；
所述横向矩形涵(1)的中部高度低于所述横向矩形涵(1)的两端高度，所述横向矩形涵(1)的中部连通纵向矩形涵(4)，所述纵向矩形涵(4)沿隧道的长度方向设置，所述纵向矩形涵(4)远离所述横向矩形涵(1)的一端设置有第一检查井(6)，所述横向矩形涵(1)中的水流进入所述第一检查井(6)中；
所述隧道靠近所述纵向矩形涵(4)的一侧设有第二排水管道(5)，所述第二排水管道(5)沿所述隧道的长度方向设置；
所述第一检查井(6)的两侧各设置一个第一排水管道(8)，所述第一排水管道(8)用于连通所述纵向矩形涵(4)和第二排水管道(5)，所述纵向矩形涵(4)中的水流通过所述第一排水管道(8)进入所述第二排水管道(5)；
所述第一排水管道(8)与左线第二排水管道(5)的交接处底部高度等于所述第一排水管道(8)与右线第二排水管道(5)的交接处底部高度；
所述第二排水管道(5)远离所述横向矩形涵(1)的一端设置第一连接管(9)和第二连接管(10)，所述第一连接管(9)和第二连接管(10)用于连通所述第二排水管道(5)和单管隧道两侧的隧道水沟(2)，所述第二排水管道(5)中的水流通过所述第一连接管(9)和所述第二连接管(10)进入所述隧道水沟(2)，所述第一连接管(9)中的水量与所述第二连接管(10)中的水量相等。
2.根据权利要求1所述的隧道水量平衡系统，其特征在于，所述横向矩形涵(1)的上方开设孔洞(3)，所述孔洞(3)用于连通隧道水沟(2)和横向矩形涵(1)，所述隧道水沟(2)中的水流通过孔洞(3)进入所述横向矩形涵(1)。
3.根据权利要求1所述的隧道水量平衡系统，其特征在于，所述隧道水沟(2)与所述横向矩形涵(1)的交接处设有封堵装置(11)，所述封堵装置(11)用于阻挡水流通过所述隧道水沟(2)。
4.根据权利要求1所述的隧道水量平衡系统，其特征在于，所述横向矩形涵(1)的两端底部铺设有抗冲刷材料(12)。
5.根据权利要求1所述的隧道水量平衡系统，其特征在于，所述纵向矩形涵(4)靠近所述横向矩形涵(1)一侧的底部高度大于所述第一检查井(6)的底部高度。
6.根据权利要求1所述的隧道水量平衡系统，其特征在于，所述第一排水管道(8)靠近所述纵向矩形涵(4)一端的底部高程大于另一端的底部高程。
7.根据权利要求1所述的隧道水量平衡系统，其特征在于，所述第一排水管道(8)远离所述纵向矩形涵(4)一端的底部高度大于所述第二排水管道(5)靠近所述横向矩形涵(1)一侧的底部高度。
8.根据权利要求1所述的隧道水量平衡系统，其特征在于，所述第二排水管道(5)靠近所述横向矩形涵(1)一端的底部高度大于另一端的底部高度。
9.根据权利要求1所述的隧道水量平衡系统，其特征在于，所述第一连接管(9)与所述第二排水管道(5)的交接处高度等于所述第二连接管(10)与所述第二排水管道(5)的交接处高度；所述第一连接管(9)与所述隧道水沟(2)的交接处高度等于所述第二连接管(10)与所述隧道水沟(2)的交接处高度。
10.根据权利要求1所述的隧道水量平衡系统，其特征在于，所述第二排水管道(5)的坡度小于所述隧道的坡度。
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