CN205714280U - 一种大型盾构隧道局部动态干式废水泵房 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及城市轨道交通、铁路设计与施工技术领域，尤其涉及一种大型盾构隧道局部动态干式废水泵房，其特征在于：所述废水池由结构墙分割成配水廊道和相互独立的单格集水池，每格所述集水池内均设置独立的废水泵，每格所述集水池上均设置有与配水廊道相连通的闸孔，每格所述集水池的顶部均设有检修人孔和泵孔，所述检修人孔下方设置通向集水池内部的检修爬梯，所述隧道线路集水沟通过进水管与配水廊道相连通，所述废水泵通过压力废水管道连接并接至相临车站或室外。本实用新型具有充分利用盾构底部空间，不加大盾构断面，废水泵就地维修但不影响轨道交通的正常运行，废水泵就地检修但不影响废水泵房排水的优势。

Description

一种大型盾构隧道局部动态干式废水泵房

技术领域

本实用新型涉及城市轨道交通、铁路设计与施工技术领域，尤其涉及一种盾构法施工的城市轨道交通、铁路隧道内的废水泵站。

背景技术

在城市轨道交通领域，目前国内外修建穿越大型水体的地铁隧道很多采用传统的单洞单线小直径盾构隧道的通过方式，一旦越江段长度超过600m，单洞单线越江方案需在江底进行高风险的联络通道施工，施工风险大，造价较高，而运营期联络通道与主隧道联接处的差异沉降还将引发突水风险。因此越来越多地铁盾构隧道开始采用单洞双线隧道等大型盾构技术（以下简称大盾构）；大盾构施工工艺受断面局限性，标准断面内，地铁车辆界限占据大部分空间，其余范围内各种设备管线繁多，因此，废水泵房设置条件极其有限，而专为废水泵房而加大盾构断面的做法显然不够科学；但在盾构隧道外侧单独设置废水泵房，不仅会增加工程造价，且大大增加施工风险；因此必须将废水泵房设计在盾构隧道标准断面范围内，这就对废水泵房的设计提出了较高要求；对于地铁区间废水泵房而言，传统设计方案是利用地铁晚间停运期间进行废水泵检修，但当维修时间超过地铁停运间隔时，其废水泵的维修就要和地铁运营相互影响；此外，在检修空间方面，传统的废水泵房设计思路，由于区间防火分隔墙结构的设置原因，导致检修时可利用空间非常的狭小，给检修人员造成极大的困扰。废水泵房位置设在隧道最低点，废水泵常年运行，如废水泵房设计不合理，不仅维护检修不方便，甚至有可能会影响轨道交通的正常运行。

在铁路领域，除了在隧道泵房处断面布置上与在轨道交通领域的困难相似之外，铁路盾构隧道对泵房检修的要求更为苛刻，因为铁路列车是24小时连续运营，所以，传统的废水泵设计思路：即把废水泵吊到轨道面上方进行维修的方法就不可行了，因为那样会影响铁路列车的正常运营。

根据以上问题分析，江河湖海等水体下的轨道交通、铁路盾构隧道的废水泵房设计中，传统思路设计的废水泵，已经很不适应轨道交通、铁路运行要求。针对以上问题，本专利提出一种新型的适应轨道交通、铁路盾构隧道的排水泵房设计——局部动态干式废水泵房。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种安全可靠的大型盾构隧道局部动态干式废水泵房。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种大型盾构隧道局部动态干式废水泵房，其特征在于：包括废水池、隧道线路集水沟、压力废水管道，所述废水池由结构墙分割成配水廊道和相互独立的单格集水池，每格所述集水池内均设置独立的废水泵，每格所述集水池上均设置有与配水廊道相连通的闸孔，每格所述集水池的闸孔上均设置独立的进水闸板，每格所述集水池的顶部均设有检修人孔和泵孔，所述检修人孔下方设置通向集水池内部的检修爬梯，所述隧道线路集水沟通过进水管与配水廊道相连通，所述废水泵通过压力废水管道连接并接至相临车站或室外。

所述集水池的数量为两格或两格以上。

所述集水池的较优数量为三格。

每格所述集水池内均设置有液位仪。

所述配水廊道的数量为一条，所述隧道线路集水沟的数量为两条。

所述检修爬梯固定于结构墙上。

所述泵孔位于废水泵上方。

所述废水泵的型号均相同。

所述大型盾构隧道局部动态干式废水泵房位置设在隧道最低点，所述废水泵常年运行。

本实用新型的有益效果为：

1、由于本实用新型中泵房采用了局部动态干式废水泵房，因此，泵房的检修平台可设置于泵房集水池内，相对于集水池外检修更加方便快捷；

2、由于本实用新型中泵房采用了局部动态干式废水泵房，因此，泵房检修时可在集水池内部进行，不影响列车的正常运行；

3、由于实用新型中泵房采用了局部动态干式废水泵房，因此，泵房检修时，只需检修故障废水泵，其余废水泵可正常运行，大大提高了隧道排水的可靠性与安全性；

4、本实用新型中泵房充分利用盾构底部空间，不必为设计废水泵房专门加大盾构隧道断面，也不必在盾构隧道外侧单独设置废水泵房，因此，提高了施工的安全性，而且泵房占用空间小，节省工程造价；

5、经南京地铁3号线实际运行，采用本实用新型后隧道排水的安全性、可靠性和列车的运行状况都得到了明显改善；

6、本实用新型泵房在水下铁路盾构隧道排水泵房设计中优越性明显。

附图说明

图1为本实用新型中废水泵房平面布置示意图；

图2为本实用新型中集水池及进水廊道平面布置示意图；

图3为本实用新型中废水泵房纵剖面示意图；

图4为本实用新型中废水泵房横剖面示意图；

图5为本实用新型中隧道横剖面示意图。

具体实施方式

本实用新型结合南京地铁3号线单洞双线大盾构过江隧道工程案例，提出了新的废水泵房设计理念——局部动态干式废水泵房，“局部动态干式废水泵房”指平时废水池为湿式的废水泵房，废水泵维修时转换为局部废水池为干式的废水泵房；“局部”指需要维修的废水泵对应的集水池为干式，仅对需要维修的废水泵停止运营，其余的集水池不受检修影响，仍为湿式，其余废水泵仍保持正常运行；主要适用于江河湖海等水体下的轨道交通、铁路盾构隧道的废水排水泵房设计。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图中：1-防火分隔墙，2-左线路集水沟，3-右线路集水沟，4-进水管，5-进水管，6-配水廊道，7-进水闸板，8-液位仪，9-检修人孔，10-泵孔，11-检修爬梯，12-结构墙，13-压力废水管道，14-高报警水位/三泵启泵水位，15-废水泵A，16-废水泵B，17-废水泵C，18-集水池Ⅰ，19-集水池Ⅱ，20-集水池Ⅲ，21-废水池，22-闸孔，23-轨面，24-检修泵停泵水位，25-低报警水位，26-停泵水位，27-一泵启泵水位，28-二泵启泵水位。

实施例

以集水池的数量为三格，隧道线路集水沟有两条为例进行具体阐述：

如图1-5所示，一种大型盾构隧道局部动态干式废水泵房，包括废水池21、隧道线路集水沟、压力废水管道13，废水池21由结构墙12分割成一条配水廊道6和相互独立的三格集水池，三格集水池分别为集水池Ⅰ18、集水池Ⅱ19、集水池Ⅲ20，集水池Ⅰ18、集水池Ⅱ19、集水池Ⅲ20内均设置有液位仪8，集水池Ⅰ18内设置独立的废水泵A15，集水池Ⅱ19内设置独立的废水泵B16，集水池Ⅲ20内设置独立的废水泵C17，集水池Ⅰ18、集水池Ⅱ19、集水池Ⅲ20上各设置有一个与配水廊道6相连通的闸孔22，集水池Ⅰ18、集水池Ⅱ19、集水池Ⅲ20的闸孔22上均设置独立的进水闸板7，集水池Ⅰ18、集水池Ⅱ19、集水池Ⅲ20的顶部均设有检修人孔9和位于废水泵上方的泵孔10，检修人孔9下方设置通向集水池内部的检修爬梯11，检修爬梯11固定于结构墙12上，隧道线路集水沟有两条，一条为左线路集水沟2，一条为右线路集水沟3，左线路集水沟2通过进水管5与配水廊道6相连通，右线路集水沟3通过进水管4与配水廊道6相连通，废水泵A15、废水泵B16、废水泵C17的型号相同，废水泵A15、废水泵B16、废水泵C17通过压力废水管道13连接并接至相临车站或室外。

大型盾构隧道局部动态干式废水泵房位置设在隧道最低点，废水泵常年运行；移动检修水泵设置于大型盾构隧道局部动态干式废水泵房顶疏散平台下。

具体工作原理如下：

废水泵A15、废水泵B16、废水泵C17正常工作时，2用1备，依次轮流启动，互为备用，隧道废水经过右线路集水沟3和左线路集水沟2汇流至泵房处，左线路集水沟2中的废水通过进水管5流入配水廊道6，右线路集水沟3通过进水管4流入进水廊道6，在进水闸板7开启状态下，废水再经集水池Ⅰ18、集水池Ⅱ19、集水池Ⅲ20内各自设置的闸孔22流进集水池Ⅰ18、集水池Ⅱ19、集水池Ⅲ20内，当泵房水面到达一定高度后被液位仪8反馈给控制室，集水池Ⅰ18内的废水泵A15启动并排水，随后集水池Ⅰ18、集水池Ⅱ19、集水池Ⅲ20内水位一起下降，到停泵水位后废水泵A15关闭；如果泵房内水面上升过快，到达一定水位后，集水池Ⅰ18内的废水泵A15和集水池Ⅱ19内的废水泵B16同时启动排水，随后集水池Ⅰ18、集水池Ⅱ19、集水池Ⅲ20内水位一起下降到停泵水位后废水泵A15和废水泵B16关闭完成水泵的正常工作排水过程。

水泵损坏需要维修时的流程（假设集水池Ⅰ18内废水泵A15需要维修）：首先启动集水池Ⅱ19内的废水泵B16和集水池Ⅲ20内的废水泵C17，将整个泵房内的水位降至最低水位后将集水池Ⅰ18内的进水闸板7关闭，然后检修人员带着移动检修水泵，从检修人孔9经检修爬梯11进入集水池Ⅰ18内，移动检修水泵利用穿越结构墙12顶部的排水管，将集水池Ⅰ18内的余水抽至集水池Ⅱ19内，当集水池Ⅰ18内的水位下降至检修要求水位时，对集水池Ⅰ18内的废水泵A15进行检修，整个检修过程均在集水池Ⅰ18内部进行，且检修集水池Ⅰ18内废水泵A15的同时，集水池Ⅱ19的废水泵B16、集水池Ⅲ20的废水泵C17均在正常工作；同理，当集水池Ⅱ19的废水泵B16、集水池Ⅲ20的废水泵C17需要检修时操作过程同上。

本实用新型中当某台废水泵出现故障时，首先启动其他集水池内的废水泵，将整个泵房集水池内的水位降至最低水位，关闭需要维修废水泵所在集水池内的闸孔22，然后检修人员通过检修人孔9，带着移动检修水泵进入需要维修废水泵对应的集水池内，用移动检修泵将水抽至相邻集水池；待液位下降至移动检修泵对应的最低水位后，检修人员检修废水泵。与传统的维修方式相比，省去了废水泵吊到轨道上面维修的环节，即所有的检修工作均在集水池内部完成，因此废水泵维修不会影响地铁的正常运行；由于集水池相互独立，因此某一格集水池抽干检修，并不影响其余2台废水泵及集水池的使用，即检修期间废水泵房能正常工作。

由于废水泵检修方式，不影响其余2台废水泵的正常工作，因此，整个隧道排水泵站可常年保持正常运行。

当集水池的数量为两格时，废水泵采取1用1备的工作状态，其余同三格集水池；当集水池的数量为N格时（N＞3时），废水泵采取N-1用1备的工作状态或2用N-2备的工作状态，其余同三格集水池。

本实用新型中的大型盾构隧道局部动态干式废水泵房，具有如下特征：1、充分利用盾构底部空间，不必为设计废水泵房专门加大盾构隧道断面，也不必在盾构隧道外侧单独设置废水泵房；既降低了工程造价，又减少了施工风险；2、废水泵维修方便，并且废水泵维修和地铁运营之间互不影响，可以有效解决废水泵检修与地铁列车运营之间的矛盾；3、废水泵就地检修但不影响废水泵房排水。

以上对本实用新型的1个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种大型盾构隧道局部动态干式废水泵房，其特征在于：包括废水池、隧道线路集水沟、压力废水管道，所述废水池由结构墙分割成配水廊道和相互独立的单格集水池，每格所述集水池内均设置独立的废水泵，每格所述集水池上均设置有与配水廊道相连通的闸孔，每格所述集水池的闸孔上均设置独立的进水闸板，每格所述集水池的顶部均设有检修人孔和泵孔，所述检修人孔下方设置通向集水池内部的检修爬梯，所述隧道线路集水沟通过进水管与配水廊道相连通，所述废水泵通过压力废水管道连接并接至相临车站或室外。

2.根据权利要求1所述的一种大型盾构隧道局部动态干式废水泵房，其特征在于：所述集水池的数量为两格或两格以上。

3.根据权利要求2所述的一种大型盾构隧道局部动态干式废水泵房，其特征在于：所述集水池的较优数量为三格。

4.根据权利要求1所述的一种大型盾构隧道局部动态干式废水泵房，其特征在于：每格所述集水池内均设置有液位仪。

5.根据权利要求1所述的一种大型盾构隧道局部动态干式废水泵房，其特征在于：所述配水廊道的数量为一条，所述隧道线路集水沟的数量为两条。

6.根据权利要求1所述的一种大型盾构隧道局部动态干式废水泵房，其特征在于：所述检修爬梯固定于结构墙上。

7.根据权利要求1所述的一种大型盾构隧道局部动态干式废水泵房，其特征在于：所述泵孔位于废水泵上方。

8.根据权利要求1所述的一种大型盾构隧道局部动态干式废水泵房，其特征在于：所述废水泵的型号均相同。

9.根据权利要求1所述的一种大型盾构隧道局部动态干式废水泵房，其特征在于：所述大型盾构隧道局部动态干式废水泵房位置设在隧道最低点，所述废水泵常年运行。