CN212534392U - 一种排水系统和包括该排水系统的海底隧道系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种排水系统，包括：海水管路，用于输送海水；污水管路，用于输送污水，所述污水管路与所述海水管路独立设置；海水池，与所述海水管路连通以供海水流入；污水池，与所述污水管路连通以供污水流入；泵池，所述泵池与所述海水池之间设置可关闭的第一闸门，以用于连通所述海水池和所述泵池；所述泵池与所述污水池之间设置可关闭的第二闸门，以用于连通所述污水和所述泵池。本实用新型还提供一种包括该排水系统的海底隧道系统。本实用新型的排水系统通过一个泵池实现了海水和污水的分开收集和分开排放，既环保又节能。

Description

一种排水系统和包括该排水系统的海底隧道系统

技术领域

本实用新型涉及地下工程领域，尤其涉及一种排水系统和包括该排水系统的海底隧道系统。

背景技术

水下公路隧道需要将结构渗漏水以及运营冲洗水、消防水及其他污水及时抽排至隧道外。结构渗漏水为围岩裂隙水，水质接近海水，可直接排入城市雨水管网或附近水域；运营冲洗水、消防水为污水应排入城镇污水管网。从环保角度，排水系统宜按照清污分流的原则进行排放，结构渗漏水为海水，其氯离子浓度不满足污水综合排放标准，故不应直接排入城镇污水管网，而运营冲洗水、消防水等污水也不应直接排入城市雨水管网或附近水域。

目前已建的公路水下隧道和城市道路隧道工程，绝大多数未按照清污分流原则执行，而是将结构渗漏水和污水汇入同一个集水池，统一排入城市污水管网或附近河道、大海，这种排放方式不满足环保要求。如果按照清污分流排放，一般是将结构渗漏水和废水分别收集，采用海水和污水两套抽排系统进行排放，这种排放方式增加了工程建设投资和运营养护费用，并且使用污水抽排的频率较低，由此节能效果差，尤其是对于特长或超长海底隧道，两套独立的排水系统费用增加更为明显。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种排水系统和包括该排水系统的海底隧道系统，以解决如何用节能方式实现对海水和污水分开收集排放的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型实施例提供一种排水系统，包括：海水管路，用于输送海水；污水管路，用于输送污水，所述污水管路与所述海水管路独立设置；海水池，与所述海水管路连通以供海水流入；污水池，与所述污水管路连通以供污水流入；泵池，所述泵池与所述海水池之间设置可关闭的第一闸门，以用于连通所述海水池和所述泵池；所述泵池与所述污水池之间设置可关闭的第二闸门，以用于连通所述污水和所述泵池。

进一步地，所述海水池与所述污水池之间设置可关闭的第三闸门，以用于连通所述海水池和所述污水池。

进一步地，所述第一闸门为单向阀，用于从所述海水池向所述泵池单向导通；所述第二闸门为单向阀，用于从所述污水池向所述泵池单向导通。

进一步地，所述第三闸门为单向阀，用于从所述海水池向所述污水池单向导通；

进一步地，所述海水池、所述污水池和所述泵池均相邻设置，所述第一闸门开设在所述海水池和所述泵池之间的第一侧壁上，所述第二闸门开设在所述污水池和所述泵池之间的第二侧壁上。

进一步地，所述海水池与所述污水池之间的第三侧壁上开设有第三闸门，用于连通所述海水池和所述污水池。

进一步地，所述第一侧壁和所述第三侧壁为一体成型，所述第一侧壁的表面与所述第三侧壁的表面位于同一平面；所述第二侧壁与所述第一侧壁以及所述第三侧壁连接在同一位置。

进一步地，所述第一侧壁的顶部设置第一通孔，所述第二侧壁的顶部设置第二通孔。

进一步地，所述海水池与所述泵池之间通过第一通孔连通，所述第一通孔设置于所述海水池的顶部；所述污水池与所述泵池之间通过第二通孔连通，所述第二通孔设置于所述污水池的顶部。

本实用新型实施例还提供一种海底隧道系统，包括：海底公路隧道；上述的排水系统；其中，所述海水管路和所述污水管路均至少部分设置在所述海底公路隧道内，所述海水池、所述污水池和所述泵池均设置在所述海底公路隧道外

本实用新型实施例提供的排水系统，包括海水管路、污水管路、海水池、污水池和泵池，海水管路和海水池用于输送和收集海水，污水管路和污水池用于输送和收集污水，实现了海水和污水的分开收集；并且泵池与海水池通过可关闭的第一闸门连通，在第一闸门开放状态下排放海水；泵池与污水池通过第二闸门可关闭连通，在第二闸门开放状态并且第一闸门关闭状态下排放污水，实现了海水和污水共用一个泵池在不同时间对海水和污水进行分开排放，提高了泵池的利用率，减少工程建设投资和运营养护费用，既环保又节能。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的排水系统的结构示意图；

图2为图1的A-A剖面图；

图3为本实用新型实施例提供的抽排管路的结构示意图。

附图标记说明：

1-海水管路，2-污水管路，3-海水池，4-污水池，5-泵池，11-海水排水沟，12-海水收集坑，13-海水排水管，21-污水排水沟，22-污水收集坑，23-污水排水管，31-第一侧壁，32-第二侧壁，33-第三侧壁，51-第一闸门，52-第二闸门，53-第三闸门，311-第一通孔，321-第二通孔，6-设备房，7-水泵，8-抽排管路，81-海水抽排管路，82-污水抽排管路，83-海水电动阀，84-污水电动阀，9-海底公路隧道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在具体实施方式中所描述的各个实施例中的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以进行各种组合，例如通过不同的具体技术特征的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本实用新型中各个具体技术特征的各种可能的组合方式不再另行说明。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一/第二/第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一/第二/第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本实用新型实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

在具体实施例中，海水和污水是两种不同的水质，海水可以是结构渗漏水等清洁水，污水可以是运营冲洗水、消防水或其他废水。为了满足环保要求，海水和污水需要分开收集和分开排放，海水可排放至城市雨水管网或直接排放至附近水域；污水需要排放至污水管网以供进一步进行污水处理。本实用新型的排水系统可以用于水下公路隧道，也可以用于城市道路隧道，或者其他任何需要对两种水质进行分开收集和分开排放的工程结构。

本实用新型实施例提供一种排水系统，如图1所示，该排水系统包括海水管路1、污水管路2、海水池3、污水池4和泵池5。

如图1所示，海水管路1用于输送海水，污水管路2用于输送污水，污水管路2与海水管路1独立设置。具体的，污水管路2与海水管路1独立设置指的是污水管路2与海水管路1互不连通，也就是说，污水管路2与海水管路1分别输送污水和海水而不会互相连通。

可选的，如图1所示，海水管路1可以包括海水排水沟11、海水收集坑12和海水排水管13。海水排水沟11可以为多个并具有一定长度，海水排水沟11设置于需要排水的结构内用于广泛流通和收集海水。海水收集坑12与海水排水沟11连通以用于汇集海水排水沟11内的海水，具体的，海水收集坑12可以设置于海水排水沟11的下方以方便对海水排水沟11内的海水通过重力流入海水收集坑12。海水排水管13用于连通多个海水收集坑12并将海水收集坑12内的海水导入至海水池3，海水排水管13可以在海水收集坑12到海水池3方向向下倾斜以便于海水收集坑12内的海水导流至海水池3，海水排水管13的倾斜度可以设置成竖直方向长度/水平方向长度为1％。海水管路的结构设置保证了海水在系统内的大范围输送，并且不通过外力作用即能够顺畅导流至海水池。

同样的，污水管路2可以包括污水排水沟21、污水收集坑22和污水排水管23，污水管路2的设置形式可以与海水管路1的设置形式相同，不同的是，污水管路2的尺寸和具体设置位置可以与海水管路1不同，污水管路2的结构设置保证了污水在系统内大范围输送，并且不通过外力作用即能够顺畅导流至污水池。

如图1所示，海水池3与海水管路1连通以供海水流入；污水池4与污水管路4连通以供污水流入。具体的，海水池3与海水管路1连通，海水管路1内输送的海水能够流入海水池3内以在海水池3内收集储存；污水池4与污水管路2连通，污水管路2输送的污水能够流入污水池4内以在污水池内收集储存。

可选的，海水池3的池底高度可以低于海水管路1的高度，以便于海水管路1的海水能够自然顺利导流至海水池3并在海水池3内蓄集；同样的，污水池4的池底高度可以低于污水管路2的高度，以便于污水管路2的污水自然顺利导流至污水池4并在污水池4内蓄集。

可选的，海水池3和污水池4的体积可以分别根据海水和污水的水量进行具体设置；同样的，海水管路1和污水管路2的尺寸也可以分别根据海水和污水的水量进行具体设置。一般，冲洗隧道以及消防的频率很低，即收集污水的频率小于收集渗漏海水的频率，海水池3的体积可以大于污水池4的体积，海水管路1的尺寸可以大于污水管路2的尺寸。

如图1所示，泵池5与海水池3之间设置可关闭的第一闸门51，以用于连通海水池3和泵池5；泵池5与污水池4之间设置可关闭的第二闸门52，以用于连通污水池4和泵池5。具体的，第一闸门51关闭时，泵池5与海水池3不连通；当第一闸门51开启时，泵池5与海水池3相连通，海水池3内收集的海水能够流入泵池5。第二闸门52关闭时，泵池5与污水池4不连通；当需要抽排污水时，第一闸门51关闭，第二闸门52开启，泵池5与污水池4相连通，污水池4内的污水流入泵池5内。

本实用新型的排水系统，通过海水管路和海水池输送和收集海水，通过污水管路和污水池输送和收集污水，实现海水和污水的分开收集；泵池通过第一闸门与海水池可关闭连通，并且通过第二闸门与污水池可关闭连通，通过控制第一闸门和第二闸门的开闭状态能够实现对海水和污水的分开排放，本实用新型排水系统仅通过一个泵池实现了海水与污水的分开排放，提高了泵池的利用率，与将海水和污水一起汇入同一个泵池同时排放相比，更加环保；与将海水和污水采用两套独立的排水系统分开排放相比，节省了工程建设投资和运营养护费用，这样设置的排水系统既环保又节能。

在一些实施例中，如图1所示，海水池3与污水池4之间设置可关闭的第三闸门53，以用于连通海水池3和污水池4。具体的，第三闸门53关闭的状态下，海水池3与污水池4之间不连通；在第三闸门53打开的状态下，海水池3和污水池4连通，海水池中的水可以流入污水池。从而，污水池4不仅仅能够在系统产生污水时用于收集污水，而且能够在当系统内不需要收集污水时，通过打开第三闸门53与海水池连通一起收集海水，在大部分的使用时间增加海水收集的容积，提高了污水池的利用率，节省了成本。

需要说明的是，系统在正常运营期间无污水产生，第一闸门51、第二闸门52和第三闸门53均开启，海水池3、污水池4和泵池5处于连通状态并且三个池内均为海水，海水通过泵池5内的水泵7抽至海水系统。系统内由于冲洗或火灾等情况产生污水时，将第一闸门51和第三闸门53关闭，此时海水池3继续蓄水但不排水，污水池4内收集污水并通过第二闸门52流至泵池5内进一步排放至污水处理系统。当污水排放完毕时，重新开启第一闸门51和第三闸门53进行海水的排放。

可选的，海水水位到达启泵水位后，泵池5内安装的水泵7可以自动启动，并且第一闸门51、第二闸门52和第三闸门53的开启和关闭可以根据实际需要通过远程控制。

在一些实施例中，如图1所示，第一闸门51为单向阀，用于从海水池3向泵池5单向导通；第二闸门52为单向阀，用于从污水池4向泵池5单向导通。具体的，单向导通的方向分别如图1中位于第一闸门51处和第二闸门52处的箭头所示。第一闸门51为单向阀，开启第一闸门51，海水池3内流体向泵池5方向流动；第二闸门52为单向阀，开启第二闸门52，污水池4内流体向泵池5方向流动。

在一些实施例中，如图1所示，第三闸门53为单向阀，用于从海水池3向污水池4单向导通。具体的，所述单向导通的方向如图1中位于第三闸门53处的箭头所示，第三闸门53为单向阀，开启第三闸门53，海水池3内海水向污水池4方向流动。通过将三个闸门设置为单向阀，确保了泵池5里的水不回流到海水池3或者污水池4中，以及污水池4中的水不会回流到海水池3中。

在一些实施例中，如图1所示，海水池3、污水池4和泵池5均相邻设置，第一闸门51开设在海水池3和泵池5之间的第一侧壁31上，第二闸门52开设在污水池4和泵池5之间的第二侧壁32上。具体的，海水池3、污水池4和泵池5均两两相邻设置，海水池3与泵池5通过第一侧壁31连接并且被第一侧壁31隔开为两个独立的空间，污水池4与泵池5通过第二侧壁32连接并且被第二侧壁32隔开为两个独立的空间。第一侧壁31上开设有所述可关闭的第一闸门51，通过开启第一闸门51能够将海水池3与泵池5连通；第二侧壁32开设有所述可关闭的第二闸门52，通过开启第二闸门52能够将污水池4与泵池5连通。海水池、污水池和泵池两两相邻设置的结构有助于泵池与海水池可关闭连通以及泵池与污水池可关闭连通，结构设置简单，节约了空间隔断成本以及节省了结构占用空间，有助于减小工程建筑投资。

可选的，第一闸门51可以设置在第一侧壁31的底部，这样设置方便海水池3内海水在较高的水压下快速流入泵池5内，并且有助于海水池3内海水能够全部导流至泵池5。同样的，第二闸门52可以设置在第二侧壁32的底部，这样设置方便污水池4内污水在较高的水压下快速流入泵池5内，并且有助于污水池4内流体能够全部导流至泵池5。

在一些实施例中，如图1所示，海水池3与污水池4之间的第三侧壁33上开设有第三闸门53，用于连通海水池3和污水池4。具体的，海水池3与污水池4通过第三侧壁33连接并且被第三侧壁33隔开为两个独立的空间，第三侧壁33上开设有可关闭的第三闸门53，通过开启第三闸门53能够将海水池3与污水池4连通。海水池3与污水池4共用第三侧壁33节约了空间隔断成本以及节省设置空间，而且在第三侧壁33上开设第三闸门53用于连通海水池3和污水池4，避免设置额外的连通管路用于连通海水池3和污水池4，简化结构设计，节约结构建设成本。

在一些实施例中，如图1所示，第一侧壁31和第三侧壁33为一体成型，第一侧壁31的表面与第三侧壁33的表面位于同一平面；第二侧壁32与第一侧壁31以及第三侧壁33连接在同一位置。具体的，第一侧壁31和第三侧壁33整体为一个平齐的侧壁结构，该平齐侧壁的一侧为海水池3，另一侧通过第二侧壁32分隔为污水池4和泵池5，即，海水池3、污水池4和泵池5连接为“品”字形结构。这种“品”字形结构设置更加紧凑，节约了结构建设成本和用地成本。

可选的，如图1所示，海水管路1在第三侧壁33的一侧与海水池3连通，污水管路2在第三侧壁33的另一侧与污水池4连通，并且污水池4较泵池5更接近污水管路2，这样设置方便海水管路1与海水池3连通以及污水管路2与污水池4连通，有助于简化海水管路和污水管路，降低管路成本并且保证流体流通更加顺畅。

可选的，如图2所示，海水池3、污水池4和泵池5形成的“品”字形结构的上方设置有设备房6，所述海水池3、污水池4和泵池5位于下层，所述设备房6位于上层。设备房6用于设置与水泵7连接的抽排管路8，所述抽排管路8用于将泵池内的海水和污水排出至海水系统或污水处理系统。这样将海水池、污水池、泵池以及设备房分层设置结构，有助于减小土地占用面积，节约用地成本。并且将“品”字形结构设置于下层有助于降低池底高度，更有利于排水和蓄水。

进一步地，如图2和3所示，抽排管路8的一端连接水泵7，另一端分流出两条抽排管路，分别为海水抽排管路81和污水抽排管路82。抽排管路8通过水泵2将泵池内海水或者污水抽排出去，抽排管路8另一端的海水抽排管路81用于将海水导流至海水系统，污水抽排管路82用于将污水导流至污水处理系统。抽排管路8与海水抽排管路81之间设置有海水电动阀83，抽排管路8与污水抽排管路82之间设置有污水电动阀84，根据抽排管路8内的水质选择电动阀的开启和关闭，当泵池5内正在抽排海水时，开启海水电动阀83以将海水导流至海水抽排管路81，当泵池5内正在抽排污水时，开启污水电动阀84以将污水导流至污水抽排管路82。海水和污水共用抽排管路8，节约了管路设计成本，设置结构简单；并且通过调节两个电动阀的开启和关闭就能实现海水和污水的分开排放，操作简单，既环保又节能。

在一些实施例中，如图1和图2所示，第一侧壁31的顶部设置第一通孔311，第二侧壁32的顶部设置第二通孔321。具体的，所述顶部指的是包括顶端端面并且沿顶端端面往下的一段合理的范围，例如，所述范围指的是到顶端端面的距离/侧壁的高度小于或等于5％。第一通孔311将海水池3和泵池5流体连通，第二通孔321将污水池4和泵池5流体连通。第一通孔311的设置保证了海水池3内海水在临近蓄满状态下能够通过第一通孔311溢至泵池5，避免海水池3内海水长时间不能抽排或者第一闸门51因故障不能开启导致海水池3内海水外溢。第二通孔321的设置保证了污水池3内污水在临近蓄满状态下能够通过第二通孔321溢至泵池4，避免污水池4内污水因故障不能开启导致污水池内污水外溢。

在一些实施例中，如图1和图2所示，海水池3与泵池5之间通过第一通孔311连通，第一通孔311设置于海水池3的顶部；污水池4与泵池5之间通过第二通孔321连通，第二通孔321设置于污水池4的顶部。具体的，所述顶部指的是包括顶端端面并且沿顶端端面往下的一段合理的范围，例如，所述范围指的是到顶端端面的距离/池的高度小于或等于5％。海水池3与泵池5通过位于海水池3顶部的第一通孔311互相连通，避免海水池3内海水长时间不能抽排或者第一闸门51因故障不能开启导致海水池3内海水外溢；污水池4与泵池5通过位于污水池4顶部的第二通孔321互相连通，避免污水池4内污水因故障不能开启导致污水池3内污水外溢。

本实用新型实施例还提供了一种海底隧道系统，如图1和2所示，该海底隧道系统包括海底公路隧道9和上述的排水系统。具体的，海底公路隧道9产生结构渗漏水，即海水；并且在冲洗作业或火灾工况下存在冲洗水或消防水，即污水。海底公路隧道9通过上述排水系统对隧道内海水和污水进行排放。

如图1和2所示，海水管路1和污水管路2均至少部分设置在海底公路隧道6内，海水池3、污水池4和泵池5均设置在海底公路隧道6外。具体的，海水管路1用于收集隧道内海水并将隧道内海水输送至隧道外的海水池3，污水管路2用于收集隧道内污水并将隧道内污水输送至隧道外的污水池4。海水池3内蓄集的海水流至泵池5；或者在泵池5内未抽排海水的情况下，污水池4内蓄集的污水流至泵池5。该海底隧道系统通过所述排水系统实现了隧道内污水和海水的分开收集和分开排放，并且所述排水系统仅设置一个泵池即能实现海水和污水的分开排放，与将海水和污水一起汇入同一个泵池同时排放相比，更加环保；与将海水和污水采用两套独立的排水系统分开排放相比，节省了工程建设投资和运营养护费用，这样设置的海底隧道系统在排水过程中既环保又节能。

可选的，如图1和2所示，海水管路1可以包括海水排水沟11、海水收集坑12和海水排水管13。海水排水沟11设置于海底公路隧道6内用于输送隧道内海水，具体的，海水排水沟11可设置于海底公路隧道6底部并与隧道的轴向平行，海水排水沟11可以为有多条并位于海底公路隧道6的两侧，以便于使隧道的结构渗漏水等海水充分流入海水排水沟11；海水收集坑12设置于海底公路隧道6内并与海水排水沟11连通用于收集海水排水沟内输送的海水，具体的，海水收集坑12可以位于海水排水沟的下方，以便于海水排水沟内海水在重力作用下流入海水收集坑12；海水排水管13至少部分设置于海底公路隧道6内，用于将海水收集坑12内海水导流至隧道外的海水池3，具体的，海水排水管13的结构可以为如图1中的连通海水收集坑以及海水池的横向管道结构，所述横向指的是图1中的左右方向，海水排水管能够将海水收集坑内的海水导流至海水池。海水管路的结构设置保证了海底公路隧道内的海水能够全面输送，并且海水不通过外力作用即能够顺畅导流至海水池。

同样的，污水管路2可以包括污水排水沟21、污水收集坑22和污水排水管23，污水管路2的设置形式可以与海水管路1的设置形式相同，不同的是，污水管路2的尺寸和具体设置位置可以与海水管路1不同，例如，污水排水管的设置高度可以高于海水排水管的设置高度，其中，污水排水沟可以为隧道的底面向下开设的凹槽，用于输送隧道地面的污水。污水管路2的结构设置保证了污水在海底公路隧道内大范围输送，并且污水不通过外力作用即能够顺畅导流至污水池。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种排水系统，其特征在于，包括：

海水管路，用于输送海水；

污水管路，用于输送污水，所述污水管路与所述海水管路独立设置；

海水池，与所述海水管路连通以供海水流入；

污水池，与所述污水管路连通以供污水流入；

泵池，所述泵池与所述海水池之间设置可关闭的第一闸门，以用于连通所述海水池和所述泵池；所述泵池与所述污水池之间设置可关闭的第二闸门，以用于连通所述污水池和所述泵池。

2.根据权利要求1所述的排水系统，其特征在于，所述海水池与所述污水池之间设置可关闭的第三闸门，以用于连通所述海水池和所述污水池。

3.根据权利要求1所述的排水系统，其特征在于，所述第一闸门为单向阀，用于从所述海水池向所述泵池单向导通；所述第二闸门为单向阀，用于从所述污水池向所述泵池单向导通。

4.根据权利要求2所述的排水系统，其特征在于，所述第三闸门为单向阀，用于从所述海水池向所述污水池单向导通。

5.根据权利要求1所述的排水系统，其特征在于，所述海水池、所述污水池和所述泵池均相邻设置，所述第一闸门开设在所述海水池和所述泵池之间的第一侧壁上，所述第二闸门开设在所述污水池和所述泵池之间的第二侧壁上。

6.根据权利要求5所述的排水系统，其特征在于，所述海水池与所述污水池之间的第三侧壁上开设有第三闸门，用于连通所述海水池和所述污水池。

7.根据权利要求6所述的排水系统，其特征在于，所述第一侧壁和所述第三侧壁为一体成型，所述第一侧壁的表面与所述第三侧壁的表面位于同一平面；所述第二侧壁与所述第一侧壁以及所述第三侧壁连接在同一位置。

8.根据权利要求5所述的排水系统，其特征在于，所述第一侧壁的顶部设置第一通孔，所述第二侧壁的顶部设置第二通孔。

9.根据权利要求1所述的排水系统，其特征在于，所述海水池与所述泵池之间通过第一通孔连通，所述第一通孔设置于所述海水池的顶部；所述污水池与所述泵池之间通过第二通孔连通，所述第二通孔设置于所述污水池的顶部。

10.一种海底隧道系统，其特征在于，包括：

海底公路隧道；

如权利要求1-9任一项所述的排水系统；

其中，所述海水管路和所述污水管路均至少部分设置在所述海底公路隧道内，所述海水池、所述污水池和所述泵池均设置在所述海底公路隧道外。

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