CN216922214U - 一种排水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种排水系统，用于隧道施工时将隧道内部产生的涌水排放至隧道口，排水系统包括设于隧道内的蓄水池、设于隧道内的排水池、设于隧道内的排水沟、水位计，以及用于抽取排水池内的水的排水器；蓄水池、排水池、排水沟朝着隧道口的方向依次设置，排水池的上游与蓄水池连通，排水池的下游与排水沟连通且排水池的下游的底部低于排水沟的底部，水位计设于排水池与排水沟连通处。本实用新型可以通过蓄水池和排水池将隧道内的涌水收集和汇聚，先将涌水带出的夹泥、夹沙在蓄水池和排水池内沉淀再将涌水排出，避免渗水、涌水、突水对施工人员的生命安全和施工机械设备的造成威胁，属于隧道施工的技术领域。

Description

一种排水系统

技术领域

本实用新型涉及隧道施工的技术领域，特别是涉及一种排水系统。

背景技术

为满足我国现代化建设与发展的交通需要，高速公路建设越来越多地向山地丘陵地区扩展，山区越岭隧道工程也随之增加，越岭隧道工程在穿越富水岩层或岩溶地区时，特别在构造断裂带穿越长大深埋富水地层时，持续地渗水、涌水、突水以及高水压等问题突出。但针对隧道开挖阶段揭露富水断层破碎带或下穿水库裂隙区所面临的特大流量持续突涌水的排水系统设计较为少，特别是针对深埋隧道开挖阶段遇到的高压、特大流量或单日最大涌水量达10万m³以上的设计的排水系统更少。当施工现场遇到高压特大流量涌水的情况的时候，只能采取紧急远离的方式，地下水沿隧道底板自然流出，待涌水量减少后再采取“堵、排”结合的方式应对，涌水沿着隧道地面排出隧道口的时候，涌水会附带着夹泥、夹沙，撤出不及时涌水及其附带的夹泥、夹沙将对施工人员的生命安全和施工机械设备的造成威胁。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种排水系统，本实用新型的排水系统可以通过蓄水池和排水池将隧道内的涌水收集和汇聚，先将涌水带出的夹泥、夹沙在蓄水池和排水池内沉淀再将涌水排出，避免渗水、涌水、突水对施工人员的生命安全和施工机械设备的造成威胁。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种排水系统，用于隧道施工时将隧道内部产生的涌水排放至隧道口，排水系统包括设于所述隧道内的蓄水池、设于所述隧道内的排水池、设于所述隧道内的排水沟、水位计，以及用于抽取所述排水池内的水的排水器；所述蓄水池、所述排水池、所述排水沟朝着所述隧道口的方向依次设置，所述排水池的上游与所述蓄水池连通，所述排水池的下游与所述排水沟连通且所述排水池的下游的底部低于所述排水沟的底部，所述水位计设于所述排水池与所述排水沟连通处。

进一步的是，所述蓄水池的数量、所述排水池的数量、所述排水沟的数量分别有多个，所述蓄水池、所述排水池、所述排水沟交替布设，位于上游的所述排水沟与位于下游且与其相邻的所述蓄水池连通。

进一步的是，所述排水器包括抽水泵、与所述抽水泵连接的排水管；所述抽水泵设于任意所述排水池内，所述排水管的出水端位于所述抽水泵所在的所述排水池的下游的所述蓄水池内。

进一步的是，所述蓄水池为位于所述隧道的地面上开挖的矩形槽。

进一步的是，所述排水池的横截面面积从上游到下游递减。

进一步的是，所述排水沟的横截面呈梯形。

进一步的是，沿着背离所述排水池的方向，所述排水沟的底部的高度逐渐降低。

进一步的是，所述排水沟的底部的坡度为2％。

进一步的是，所述蓄水池内、所述排水池内、所述排水沟内分别铺设有防水塑料膜。

进一步的是，排水系统还包括控制终端、供电电源，以及警报器；所述供电电源、所述排水器、所述警报器，以及所述水位计分别与所述控制终端电性连接。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：本实用新型排水系统可以通过蓄水池和排水池将隧道内的涌水收集和汇聚，先将涌水带出的夹泥、夹沙在蓄水池和排水池内沉淀，当涌水积累到预定高度之后再从排水沟排出，夹泥、夹沙保留在蓄水池和排水池内，当出现大流量的涌水导致排水速度不够的时候，可以通过排水器加快排水的速度，避免渗水、涌水、突水对施工人员的生命安全和施工机械设备的造成威胁。

附图说明

图1是排水系统的俯视图；

图2是排水系统的侧视图；

图3是排水沟的横截面的示意图；

图4是供电电源、排水器、警报器、水位计、控制终端的连接示意图。

图中，1、蓄水池；2、排水池；3、排水沟；4、水位计；5、排水器；6、控制终端；7、供电电源；8、警报器；51、抽水泵；52、排水管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在实用新型的描述中，需要理解的是，实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

为叙述方便，除另有说明外，下文所说的深度方向与图2本身的上下方向一致，下文所说的左右方向和隧道的开挖方向均与图1本身的左右方向一致，下文所说的排水方向与开挖方向相反。

如图1至图4所示，本实施例提供一种排水系统，用于隧道施工时将隧道内部产生的涌水排放至隧道口，本实施例中，隧道从左往右开挖，隧道口在左侧。排水系统包括设于隧道内的蓄水池1、设于隧道内的排水池2、设于隧道内的排水沟3、水位计4，以及用于抽取排水池2内的水的排水器5；水位计4可以探测水位高度。蓄水池1、排水池2、排水沟3朝着隧道口的方向依次设置，排水池2的上游与蓄水池1连通，排水池2的下游与排水沟3连通且排水池2的下游的底部低于排水沟3的底部，水位计4设于排水池2与排水沟3连通处。

蓄水池1、排水池2、排水沟3分别设于隧道内的地面上，蓄水池1、排水池2、排水沟3依次连通，蓄水池1、排水池2、排水沟3沿着靠近隧道口的方向(从右往左)依次排列，隧道内的大部分涌水先在聚集在蓄水池1和排水池2内，避免特大流量涌水直接沿着隧道地面直接排到隧道口或者沿着隧道地面冲刷施工现场设备，危及施工现场人员与设备安全，进而避免了渗水、涌水、突水对施工人员的生命安全和施工机械设备的造成威胁。同时使得涌水附带的夹泥、夹沙在蓄水池1和排水池2内沉淀。蓄水池1和排水池2的深度一直，蓄水池1的底部和排水池2底部高度相同，当涌水在蓄水池1和排水池2内积累的高度高于排水沟3的上游底部的高度之后，涌水沿着排水沟3排到隧道口。特大流量涌水(涌水量为5000m³/h～16000m³/h)可以使得涌水依次经过蓄水池1、排水池2、排水沟3排出，当出现超荷载特大流量涌水(涌水量大于等于16000m³/h)的时候，水位计4检测到蓄水池1和排水池2内水位过高，此时启动排水器进行抽水，加快排水速度，用以缓蓄大流量涌出的地下水，保证施工人员的安全和施工机械的正常运转，减缓高压、大流量涌水的影响，减弱其破坏能力。

具体的，在一个实施例中，排水沟3的上游的底部的高度与排水池2的下游的底部高度相差0.7m。当蓄水池1和排水池2内的水位高度超过0.7m后，水面超出排水沟3底部的高度，蓄水池1和排水池2内的地下水将沿排水沟3排放至排出到隧道洞口，排水的整个过程由排水池2和排水沟3连通处的水位计4进行水位监测。

具体的，在一个实施例中，当水位达到警戒水位时，本实施例中，蓄水池1和排水池2蓄的水位高度达到1.4m或以上时为警戒水位。水位达到警戒水位时，可以启动排水器，将涌出的地下水加快排放，降低排水沟3的排水负荷。

具体的，在一个实施例中，蓄水池1的数量、排水池2的数量、排水沟3的数量分别有多个，蓄水池1、排水池2、排水沟3交替布设，根据排水方向和隧道长度(从右往左)按照蓄水池1、排水池2、排水沟3的顺序循环设置蓄水池1、排水池2、排水沟3，直到最后的排水沟3位于隧道口处。形成多级的蓄水池1、排水池2、排水沟3。上一级的排水沟3连通下一级的蓄水池1。位于上游的排水沟3与位于下游且与其相邻的蓄水池1连通。

排水系统可以梯度缓蓄隧道的涌水，逐级阶段性排出涌水，避免隧道开挖阶段大流量涌水淹没施工现场机械设备。当上一级的蓄水池1和排水池2蓄满，涌出的地下水将沿排水沟3流至下一级蓄水池1和排水池2内，重复循环整个过程，直至排出到隧道口。

具体的，在一个实施例中，排水器5包括抽水泵51、与抽水泵51连接的排水管52；抽水泵51设于任意排水池2内，排水管52的出水端位于抽水泵51所在的排水池2的下游的蓄水池1内。水位计4布置在排水沟3与排水池2交界处，用于监测水位情况。排水器5由大功率的抽水泵51和排水管52组成，布设在水位计4上游的0.5m-1m之间，排水管52长度一般为55m，当排水系统面临的特大流量即将超出排水沟3排水载荷时，增开大功率抽水泵51进行辅助排水。排水管52的一端与抽水泵51连接，排水管52的另一端连通下一级的蓄水池1或其他下游的蓄水池1，避免需要很长的排水管52排放到隧道口，便于排水器5的设置和节约了排水器5安装成本，可以根据隧道各处的流水量来设置排水器5，流量大的地方设置排水器5来将水排放至位于下游且流量较小的地方。

具体的，在一个实施例中，蓄水池1为位于隧道的地面上开挖的矩形槽。蓄水池1的宽度为7m(垂直于开挖方向的长度)，长度(沿着开挖方向的长度)为6m，深度为1.5m，蓄水池1的宽度的延伸方向与隧道的延伸方向相同。在布置蓄水池1的时候，需要考虑施工过程中的临时交通需求，蓄水池1较短边沿隧道开挖方向布置，施工车辆可在隧道内的另一侧行驶。

具体的，在一个实施例中，排水池2的横截面面积从上游到下游递减，用于对特大流量涌水进一步消能和汇聚，使水流全部沿排水沟3排出。

具体的，在一个实施例中，排水池2与排水沟3连通处的横截面大小相同，横截面宽7m，长4m。排水池2在宽度方向的一个侧面连接蓄水池1的其中一个侧面和排水沟3的其中一个侧面，且排水池2侧面、蓄水池1的侧面和排水沟3的侧面位于同一平面。排水池2在宽度方向的另一个侧面为圆弧面，圆弧面连接蓄水池1的另一个侧面和排水沟3的另一个侧面。圆弧面的半径6.805m，圆弧面的外轮廓曲边弧长为7.798m，圆弧面对应圆心角为66°。

具体的，在一个实施例中，排水沟3的横截面呈梯形。排水沟3在垂直于开挖方向(水流方向)的横截面的形状呈倒立的等腰梯形状，排水沟3的上底长1.2m，排水沟3的下底长0.8m，排水沟3的高为0.8m，排水沟3的俯视图呈矩形，排水沟3的俯视图的长50m，排水沟3的俯视图的宽1.2m。

具体的，在一个实施例中，沿着背离排水池2的方向，排水沟3的底部的高度逐渐降低。主要功能为引导上一级的蓄水池1的水排到下一级蓄水池1中，避免隧道洞内积水。

具体的，在一个实施例中，排水沟3的底部的坡度为2％。排水沟3的坡度为2％，主要功能为引导上一级的蓄水池1的水排到下一级蓄水池1中，避免隧道洞内积水。

具体的，在一个实施例中，蓄水池1内、排水池2内、排水沟3内分别铺设有防水塑料膜。防水塑料膜避免积水冲刷蓄水池1的内壁、排水池2的内壁、排水沟3的内壁造成蓄水池1、排水池2、排水沟3坍塌。

具体的，在一个实施例中，排水系统还包括控制终端6、供电电源7，以及警报器8；供电电源7、排水器、警报器8、水位计4分别与控制终端6电性连接。供电电源7为220V的外接电源。供电电源7、排水器、警报器8、水位计4分别与控制终端6协作运行，提供施工安全讯息保障，当水流量超出一定范围的时候，警报器8向施工人员发出警告讯息，提示人员机械设备紧急撤离。当某个蓄水池1和排水池2蓄满，控制终端6控制排水器涌出的地下水抽至下一级蓄水缓冲池和排水过渡池内。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种排水系统，用于隧道施工时将隧道内部产生的涌水排放至隧道口，其特征在于：包括设于所述隧道内的蓄水池、设于所述隧道内的排水池、设于所述隧道内的排水沟、水位计，以及用于抽取所述排水池内的水的排水器；所述蓄水池、所述排水池、所述排水沟朝着所述隧道口的方向依次设置，所述排水池的上游与所述蓄水池连通，所述排水池的下游与所述排水沟连通且所述排水池的下游的底部低于所述排水沟的底部，所述水位计设于所述排水池与所述排水沟连通处。

2.根据权利要求1所述的一种排水系统，其特征在于：所述蓄水池的数量、所述排水池的数量、所述排水沟的数量分别有多个，所述蓄水池、所述排水池、所述排水沟交替布设，位于上游的所述排水沟与位于下游且与其相邻的所述蓄水池连通。

3.根据权利要求2所述的一种排水系统，其特征在于：所述排水器包括抽水泵、与所述抽水泵连接的排水管；所述抽水泵设于任意所述排水池内，所述排水管的出水端位于所述抽水泵所在的所述排水池的下游的所述蓄水池内。

4.根据权利要求1所述的一种排水系统，其特征在于：所述蓄水池为位于所述隧道的地面上开挖的矩形槽。

5.根据权利要求1所述的一种排水系统，其特征在于：所述排水池的横截面面积从上游到下游递减。

6.根据权利要求1所述的一种排水系统，其特征在于：所述排水沟的横截面呈梯形。

7.根据权利要求6所述的一种排水系统，其特征在于：沿着背离所述排水池的方向，所述排水沟的底部的高度逐渐降低。

8.根据权利要求7所述的一种排水系统，其特征在于：所述排水沟的底部的坡度为2％。

9.根据权利要求1所述的一种排水系统，其特征在于：所述蓄水池内、所述排水池内、所述排水沟内分别铺设有防水塑料膜。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种排水系统，其特征在于：还包括控制终端、供电电源，以及警报器；所述供电电源、所述排水器、所述警报器，以及所述水位计分别与所述控制终端电性连接。

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