CN115962371B - 一种隧道防结晶堵塞排水管 - Google Patents

Abstract

本发明属于排水管道技术领域，具体涉及一种隧道防结晶堵塞排水管，包括：硬质外套管，呈长圆的直管状；滑动座，呈长条形，并贴附在硬质外套管的管腔的顶部；软质内套管，设置于硬质外套管内；该软质内套管的顶部与滑动座滑动配合；在软质内套管的内腔处于负压状态时，该软质内套管能够朝硬质外套管的管腔顶部聚拢以挤压或破碎软质内套管内壁上附着的结晶。本方案中的软质内套管可以实现径向伸缩，从而挤压软质内套管内壁上形成的结晶，并且由于软质内套管沿其长度方向整体变形，从而能够减少软质内套管内腔的死角；方便于水流冲洗结晶，同时也由于软质内套管在内外侧压力变化时，能够发生振动，从而减少结晶的附着和产生。

Description

一种隧道防结晶堵塞排水管

技术领域

本发明属于排水管道技术领域，具体涉及一种隧道防结晶堵塞排水管。

背景技术

中国地域广阔，同时各类地形错综复杂，为了交通的通畅，往往需要通过铺设隧道的方式来连通地域之间的障碍，隧道是埋置于地层内的工程建筑物，可分为交通隧道，水工隧道，市政隧道，矿山隧道等。隧道的结构除了包括主体建筑物和附属设备两部分。主体建筑物由洞身和洞门组成，附属设备包括避车洞和防排水设施，长大隧道还有专门的通风和照明设备等。目前在隧道工程领域采用复合式衬砌的隧道结构中，通常在初期支护和二次衬砌之间铺设排水管，包括环向排水管、纵向排水管、横向排水管、中央水沟等，用于对二次衬砌及防水板后的渗水进行排放，以消除水压。但是在隧道运营期间，由于渗水带出的泥沙和淤积通常会造成排水管底部位置的堵塞，如陈理公开的文献《铁路隧道施工中排水管堵塞问题探究》(《技术与市场》，2015年，第22卷第4期，第80页，2015年4月)，指出隧道排水系统易受到泥沙、钙质结晶物的影响而形成堵塞，造成水压积聚或者衬砌开裂渗水等后果。在岩溶发育地区修建的隧道，地下水中通常富含镁质、钙质离子，在水流的底部逐渐形成结晶物，堵塞隧道排水管。

由于隧道修建完毕后，排水管通常被封闭在二次衬砌背后，无法将衬砌结构打开以检查和清理排水管，所以目前有效的清淤措施较少。通常采取的对策是在中央水沟中设置检查井和沉砂池，但此举只能清理中央水沟部位的淤堵。也有采用高压水和高压空气的方式对衬砌两侧的局部排水管进行清理，但能清理的排水管范围也很有限。针对隧道排水管易被堵塞的问题，部分专家提出了一些方法：如周卓发表的论文《岩溶地区地下水渗流结晶堵塞隧道排水管机理研究及处治建议》(长安大学硕士学位论文，第57-60页，2015年6月)，提出采用化灌防水和化灌-电防渗技术、改变排水坡度、隧道排水管放入碳酸酐酶的细菌、加压清除堵塞物和隧道加入除垢剂等措施。以上这些通过冲水以及加入除垢剂的防结晶的措施，往往都需要利用水流，而结晶往往是发生在水流的死角位置，通过这些方式来清理死角位置的结晶往往存在较大的消耗，产生较大的成本的浪费，因此，有必要设计一种不直接依靠水流的来实现防结晶的结构。

发明内容

为了解决现有技术直接依靠水流冲洗来防结晶的方式成本高、浪费多的问题，本方案提供了一种隧道防结晶堵塞排水管。

本发明所采用的技术方案为：

一种隧道防结晶堵塞排水管，包括：

硬质外套管，呈长圆的直管状；

滑动座，呈长条形，并贴附在硬质外套管的管腔的顶部；

软质内套管，设置于硬质外套管内；该软质内套管的顶部与滑动座滑动配合；在软质内套管的内腔处于负压状态时，该软质内套管能够朝硬质外套管的管腔顶部聚拢以挤压或破碎软质内套管内壁上附着的结晶。

作为上述隧道防结晶堵塞排水管的备选结构或补充设计：在滑动座朝向于管腔一侧的中部设置有纵向滑槽，纵向滑槽沿滑动座的长度方向布置；在软质内套管顶部的外侧设置有条形滑件，在条形滑件上设置有若干滑动柱杆，所述滑动柱杆与纵向滑槽滑动配合，使软质内套管能够在外力的作用下被拉出硬质外套管外。

作为上述隧道防结晶堵塞排水管的备选结构或补充设计：所述纵向滑槽为T形滑槽，条形滑件沿软质内套管的长度方向布置，并能够从纵向滑槽的滑槽口处伸入；所述滑动柱杆垂直连接于条形滑件上。

作为上述隧道防结晶堵塞排水管的备选结构或补充设计：所述条形滑件内设置有上拉钢绳；该上拉钢绳与条形滑件固定连接，两者之间的连接方式包括焊接连接。

作为上述隧道防结晶堵塞排水管的备选结构或补充设计：在软质内套管下部的管壁内嵌设有下拉钢绳，下拉钢绳平行于上拉钢绳。

作为上述隧道防结晶堵塞排水管的备选结构或补充设计：所述滑动座呈月牙形，该滑动座的左右两侧的内部分别设置有润滑油道，该润滑油道平行于滑动座的长度方向；在滑动座的上表面处设置有投油孔，所述润滑油道通过投油孔进行对外连通；在硬质外套管顶部的内壁上设置有沿周向方向布置的环向导油槽，所述投油孔能够将润滑油经环向导油槽输送至硬质外套管与软质内套管之间。

作为上述隧道防结晶堵塞排水管的备选结构或补充设计：所述滑动座的上表面设置有若干润滑油轴向导槽，该润滑油轴向导槽平行于滑动座的长度方向，且其长度不低于5cm；所述投油孔位于润滑油轴向导槽的槽底处，所述滑动座贴合硬质外套管时，所述润滑油轴向导槽覆盖并连通至少一个环向导油槽。

作为上述隧道防结晶堵塞排水管的备选结构或补充设计：所述软质内套管下部的管壁内设置有充压腔，所述充压腔沿长度方向布置，所述充压腔在施加气压或水压状态时向内鼓起，以顶起软质内套管内壁上的结晶。

作为上述隧道防结晶堵塞排水管的备选结构或补充设计：在充压腔左右两侧分别设置有弯曲且向上延伸的弯曲支道，相邻弯曲支道之间不发生交叉。

作为上述隧道防结晶堵塞排水管的备选结构或补充设计：在左右两侧弯曲支道的外侧分别设置有辅拉钢绳，辅拉钢绳能够与软质内套管相互固定；两个辅拉钢绳相互错动时，能够带动软质内套管扭折变形。

本发明的有益效果为：

1.本方案中采用软质内套管的结构，可以实现径向伸缩，该软质内套管可以采用橡胶材料，在自然状态下，该软质内套管在自身弹性力作用下撑开并贴合硬质外套管的内部；在该软质内套管一端封堵、另一端抽真空，或者该软质内套管与硬质外套管之间充压时，都能够使得软质内套管在负压作用下向内收拢，从而挤压软质内套管内壁上形成的结晶，并且由于软质内套管沿其长度方向整体变形，从而能够减少软质内套管内腔的死角；同时，由于以上结构中，不使用水流直接冲洗结晶，能够大量的节省水流和抽送水流所带来的能耗；同时也由于软质内套管在内外侧压力变化时，能够发生振动，从而减少结晶的附着和产生；

2.本方案中的软质内套管通过其顶部设置的条形滑件能够与硬质外套管内顶部处的滑动座滑动配合，从而能够实现软质内套管的更换，有效的避免软质内套管使用时间过长而造成的防结晶功能丧失等情况发生；本方案中在滑动座内设置润滑油道，该润滑油道能够将润滑油或用作润滑的水输送到硬质外套管与软质内套管之间，从而减少软质内套更换过程中的阻力；

3.本方案中，由于软质内套管的底部设置了充压腔和弯曲支道等结构，其中充压腔在充压状态时，能够实现软质内套管底部的鼓包，从而将软质内套管内底部的块状结晶进行顶起和破碎，能够为结晶随水流排出的提供条件，同时所设置的弯曲支道能够在使用时也发生鼓包并破碎结晶，还能够将软质内套管的左右侧壁进行撑开，从而保证软质内套管对硬质外套管的贴附；

4.本方案中所设置的两个辅拉钢绳，能够交替拉扯，从而使得两者之间的软质内套管能够错动，从而以另一种方式，来破碎两者之间所产生的结晶，从而提高排水管的结晶后的疏通效果。

附图说明

为了更清楚地说明本方案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。

图1是隧道防结晶堵塞排水管的径向截面的结构图；

图2是硬质外套管的径向截面的结构图；

图3是滑动座的径向截面的结构图；

图4是软质内套管的径向截面的结构图；

图5是隧道防结晶堵塞排水管的轴向截面的结构图；

图6是拉钢绳、充压腔、弯曲支道、辅拉钢绳俯视状态下的相对位置图。

图中：1-硬质外套管；11-环向导油槽；2-滑动座；21-滑槽口；22-润滑油道；23-纵向滑槽；24-投油孔；25-润滑油轴向导槽；3-软质内套管；31-条形滑件；32-上拉钢绳；33-滑动柱杆；34-下拉钢绳；35-充压腔；36-弯曲支道；37-辅拉钢绳。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而非是全部，基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本方案的保护范围。

实施例1

如图1至图6所示，本实施例设计了一种隧道防结晶堵塞排水管，包括硬质外套管1、滑动座2和软质内套管3等部件。

硬质外套管1呈长圆的直管状；该硬质外套管1可以采用pvc材质制作，也可以采用混凝土进行浇筑制作，该硬质外套管1的作用是支撑形成管腔以方便于软质内套管3的安装和水流的排放。

滑动座2呈长条形，该滑动座2沿其宽度方向呈月牙形，从而使得滑动座2能够贴附到硬质外套管1的管腔的顶部；其贴附方式可以是螺栓固定、粘接、卡接等连接方式，在实际使用过程中，由技术人员进行自由选择即可。

软质内套管3设置于硬质外套管1内，软质内套管3是采用软质材料制成的结构，可以实现径向伸缩，该软质内套管3可以采用橡胶材料，在自然状态下，该软质内套管3在自身弹性力作用下撑开并贴合硬质外套管1的内部，而在该软质内套管3一端封堵、另一端抽真空时，能够使得软质内套管3在负压作用下向内收拢，从而挤压软质内套管3内壁上形成的结晶，并且由于软质内套管3沿其长度方向整体变形。

本实施例中的结构在使用时，软质内套管3的顶部与滑动座2相连，且两者之间可以进行滑动配合；在软质内套管3的内腔处于负压状态时，该软质内套管3能够朝硬质外套管1的管腔顶部聚拢以挤压或破碎软质内套管3内壁上附着的结晶；由于软质内套管3内的死角位置在平常使用时属于水流难以到达的位置，若利用水流直接冲洗，或者利用化学药剂进行清理，则会因为水流或药剂难以到达，而造成水流的大量消耗；而本实施例中采用可变形的软质内套管3结构，能够减少软质内套管3内腔的死角，不使用水流直接冲洗结晶，从而大量的节省水流和抽送水流所带来的能耗。此外，本实施例中的结构在平常使用过程中，由于软质内套管3与外套管处于相互脱离的状态，当软质内套管3内的压力变化时，将会使得软质内套管3发生振动，从而降低结晶堆积的概率。

实施例2

如图1至图6所示，在实施例1的结构基础上，由于软质内套管3在长期使用过程中，容易因为老化等因素造成表面更为粗糙，使表面更容易产生结晶，此时，有必要对软质内套管3的结构进行更换。

在滑动座2朝向于管腔一侧的中部设置有纵向滑槽23，所述纵向滑槽23为T形滑槽，条形滑件31沿软质内套管3的长度方向布置，并能够从纵向滑槽23的滑槽口21处伸入；所述滑动柱杆33垂直连接于条形滑件31上。纵向滑槽23沿滑动座2的长度方向布置；在软质内套管3顶部的外侧设置有条形滑件31，在条形滑件31上设置有若干滑动柱杆33，所述滑动柱杆33与纵向滑槽23滑动配合；在相邻两个排水管连接时，硬质外套管1相互连接，软质内套管3之间也相互连接，滑动座2之间也相互拼接，使纵向滑槽23相互承接，当软质内套管3承受外部拉力时，可以沿着纵向滑槽23被拉出硬质外套管1外。由于软质内套管3通过其顶部设置的条形滑件31能够与硬质外套管1内顶部处的滑动座2滑动配合，从而能够实现软质内套管3的更换。

为了减少软质内套管3被拉断的情况发生，在所述条形滑件31内设置有上拉钢绳32；该上拉钢绳32与条形滑件31固定连接，两者之间的连接方式包括焊接连接。此外，还可以在软质内套管3下部的管壁内嵌设有下拉钢绳34，下拉钢绳34平行于上拉钢绳32，从而进一步降低软质内套管3断裂的概率。

该滑动座2的左右两侧的内部分别设置有润滑油道22，该润滑油道22平行于滑动座2的长度方向，该润滑油道22能够将润滑油或用作润滑的水输送到硬质外套管1与软质内套管3之间，从而减少软质内套更换过程中的阻力；在滑动座2的上表面处设置有投油孔24，所述润滑油道22通过投油孔24进行对外连通；在硬质外套管1顶部的内壁上设置有沿周向方向布置的环向导油槽11，所述投油孔24能够将润滑油经环向导油槽11输送至硬质外套管1与软质内套管3之间。所述滑动座2的上表面设置有若干润滑油轴向导槽25，该润滑油轴向导槽25平行于滑动座2的长度方向，且其长度不低于5cm；所述投油孔24位于润滑油轴向导槽25的槽底处，所述滑动座2贴合硬质外套管1时，所述润滑油轴向导槽25覆盖并连通至少一个环向导油槽11，通过该润滑油轴向导槽25，能够保证环向导油槽11与投油孔24的连通，从而减少滑动座2错位于硬质外套管1时造成投油孔24堵塞的问题。

实施例3

如图1至图6所示，在实施例1的结构基础上，由于排水管内的结晶位置往往发生在软质内套管3下部的位置，因此，有必要在容易排水管内容易产生结晶的季节中，对排水管内堆积的少量结晶进行及时的清理。为此，本实施例中在所述软质内套管3下部的管壁内设置有充压腔35，所述充压腔35沿长度方向布置，所述充压腔35在施加气压或水压状态时向内鼓起，以顶起软质内套管3内壁上的结晶，从而使得结晶破碎或与软质内套管3分离，从而在水流作用下能够实现结晶的清理。充压腔35在充压状态时，能够实现软质内套管3底部的鼓包，从而将软质内套管3内底部的块状结晶进行顶起和破碎，能够为结晶随水流排出的提供条件。

在充压腔35左右两侧分别设置有弯曲且向上延伸的弯曲支道36，相邻弯曲支道36之间不发生交叉。弯曲支道36也能够在充压腔35内充压时也发生鼓包并破碎结晶，还能够将软质内套管3的左右侧壁进行撑开，从而保证软质内套管3对硬质外套管1的贴附。

左右两侧弯曲支道36的外侧分别设置有辅拉钢绳37，辅拉钢绳37能够与软质内套管3相互固定；两个辅拉钢绳37相互错动时，能够带动软质内套管3扭折变形。两个辅拉钢绳37能够交替拉扯，从而使得两者之间的软质内套管3能够错动，从而以另一种方式，来破碎两者之间所产生的结晶，从而提高排水管的结晶后的疏通效果。

上述实施例仅仅是为了清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围内。

Claims (9)

1.一种隧道防结晶堵塞排水管，其特征在于：包括：

硬质外套管（1），呈长圆的直管状；

滑动座（2），呈长条形，并贴附在硬质外套管（1）的管腔的顶部；

软质内套管（3），设置于硬质外套管（1）内；该软质内套管（3）的顶部与滑动座（2）滑动配合；在软质内套管（3）的内腔处于负压状态时，该软质内套管（3）能够朝硬质外套管（1）的管腔顶部聚拢以挤压或破碎软质内套管（3）内壁上附着的结晶；

在滑动座（2）朝向于管腔一侧的中部设置有纵向滑槽（23），纵向滑槽（23）沿滑动座（2）的长度方向布置；在软质内套管（3）顶部的外侧设置有条形滑件（31），在条形滑件（31）上设置有若干滑动柱杆（33），所述滑动柱杆（33）与纵向滑槽（23）滑动配合，使软质内套管（3）能够在外力的作用下被拉出硬质外套管（1）外。

2.根据权利要求1所述的隧道防结晶堵塞排水管，其特征在于：所述纵向滑槽（23）为T形滑槽，条形滑件（31）沿软质内套管（3）的长度方向布置，并能够从纵向滑槽（23）的滑槽口（21）处伸入；所述滑动柱杆（33）垂直连接于条形滑件（31）上。

3.根据权利要求2所述的隧道防结晶堵塞排水管，其特征在于：所述条形滑件（31）内设置有上拉钢绳（32）；该上拉钢绳（32）与条形滑件（31）固定连接，两者之间的连接方式包括焊接连接。

4.根据权利要求3所述的隧道防结晶堵塞排水管，其特征在于：在软质内套管（3）下部的管壁内嵌设有下拉钢绳（34），下拉钢绳（34）平行于上拉钢绳（32）。

5.根据权利要求1所述的隧道防结晶堵塞排水管，其特征在于：所述滑动座（2）呈月牙形，该滑动座（2）的左右两侧的内部分别设置有润滑油道（22），该润滑油道（22）平行于滑动座（2）的长度方向；在滑动座（2）的上表面处设置有投油孔（24），所述润滑油道（22）通过投油孔（24）进行对外连通；在硬质外套管（1）顶部的内壁上设置有沿周向方向布置的环向导油槽（11），所述投油孔（24）能够将润滑油经环向导油槽（11）输送至硬质外套管（1）与软质内套管（3）之间。

6.根据权利要求5所述的隧道防结晶堵塞排水管，其特征在于：所述滑动座（2）的上表面设置有若干润滑油轴向导槽（25），该润滑油轴向导槽（25）平行于滑动座（2）的长度方向，且其长度不低于5cm；所述投油孔（24）位于润滑油轴向导槽（25）的槽底处，所述滑动座（2）贴合硬质外套管（1）时，所述润滑油轴向导槽（25）覆盖并连通至少一个环向导油槽（11）。

7.根据权利要求1所述的隧道防结晶堵塞排水管，其特征在于：所述软质内套管（3）下部的管壁内设置有充压腔（35），所述充压腔（35）沿长度方向布置，所述充压腔（35）在施加气压或水压状态时向内鼓起，以顶起软质内套管（3）内壁上的结晶。

8.根据权利要求7所述的隧道防结晶堵塞排水管，其特征在于：在充压腔（35）左右两侧分别设置有弯曲且向上延伸的弯曲支道（36），相邻弯曲支道（36）之间不发生交叉。

9.根据权利要求8所述的隧道防结晶堵塞排水管，其特征在于：在左右两侧弯曲支道（36）的外侧分别设置有辅拉钢绳（37），辅拉钢绳（37）能够与软质内套管（3）相互固定；两个辅拉钢绳（37）相互错动时，能够带动软质内套管（3）扭折变形。