CN220599867U - 虹吸式隧道排水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种虹吸式隧道排水系统，包括隧道路面以及修建在隧道路面两侧的侧沟，所述隧道路面中部具有向下弯曲的低洼路段，所述低洼路段上方设有虹吸排水系统，所述虹吸排水系统具有主排水管，所述主排水管内端与低洼路段侧部的侧沟连通，主排水管外端连接有储水箱，所述储水箱的上端在高度方向上低于所述侧沟的最低位置，所述储水箱顶端设有第一阀门，用于使储水箱能够与外界保持连通，所述储水箱底端设有出水管，所述出水管上设有第三阀门；所述储水箱与低洼路段侧部的侧沟之间还连接有副排水管，所述副排水管上依次设置有水泵和第五阀门。本实用新型的有益效果是：能够及时排出隧道低洼处的积水。

Description

虹吸式隧道排水系统

技术领域

本实用新型涉及隧道排水技术领域，具体涉及一种虹吸式隧道排水系统。

背景技术

隧道作为一种常见的交通建设形式，铁路、公路建设在复杂地形地质条件下会穿越隧道。由于隧道的修建会贯穿山体，修建隧道的地形条件和地质条件比较复杂，不可避免的会导致隧道内的路面会存在低洼处，低洼处易累积大量积水无法排出。特别是在长隧道和地下水位较高的隧道中，低洼处更加容易积累大量的积水。

目前，传统的排水方式是在道路的两旁修建侧沟，让积水排入路面旁的侧沟内，然后通过侧沟让积水排出隧道外，但是低洼处的积水由于存在高度差的问题，无法将其排出，导致低洼处会有大量积水漫过路面。积水长时间存在，不仅会对公路、铁路的配套设施造成侵蚀，增加维护成本，并且还存在安全隐患。当积水情况严重时，还会影响隧道正常通行，造成交通瘫痪。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种虹吸式隧道排水系统，能够及时排出隧道低洼处的积水。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种虹吸式隧道排水系统，包括隧道路面以及修建在隧道路面两侧的侧沟，所述隧道路面中部具有向下弯曲的低洼路段，所述低洼路段上方设有虹吸排水系统，其特征在于：所述虹吸排水系统具有主排水管，所述主排水管内端与低洼路段侧部的侧沟连通，主排水管外端连接有储水箱，所述储水箱的上端在高度方向上低于所述侧沟的最低位置，所述储水箱顶端设有第一阀门，用于使储水箱能够与外界保持连通，所述储水箱底端设有出水管，所述出水管上设有第三阀门。所述储水箱与低洼路段侧部的侧沟之间还连接有副排水管，所述副排水管上依次设置有水泵和第五阀门。

采用上述结构，当隧道内的积水通过侧沟无法有效排出，导致积水漫过隧道路面时，第一阀门、第五阀门、水泵开启，第三阀门关闭，将积水通过副排水管抽入储水箱，待水充满储水箱后，第一阀门、第五阀门、水泵关闭，第三阀门开启，储水箱内的水会在重力的作用下通过出水管流出，导致储水箱内与外部产生气压差，使漫过低洼路段的积水通过主排水管进入储水箱，又因为储水箱上端在高度方向上低于侧沟最低位置，形成虹吸现象，使积水能通过虹吸排水系统排出。

作为优选：所述主排水管上设有第一三通接头，所述副排水管在水泵和第五阀门之间的区域设有第二三通接头，所述第一三通接头和第二三通接头之间连接有支路管，所述支路管上设有第四阀门。采用上述结构，水泵抽水可经支路管回流到主排水管前段，将主排水管前段内的污泥冲出，起排污效果。

作为优选：所述主排水管中部设有第二阀门，所述第二阀门设置在第一三通接头和储水箱之间。采用上述结构，第二阀门的关闭，可以使支路管的水流只能回流到主排水管前段，水流量更大，冲刷力度更强，排污效果更好。

作为优选：所述主排水管沿隧道路面长度方向布设在隧道侧壁上，所述主排水管上设有阵列分布的进水管，各个所述进水管向下延伸至所述侧沟。采用上述结构，阵列分布的进水管可以增大进水量，增加排水效率。

作为优选：所述进水管与侧沟通过进水口连通，所述进水口上均安装有过滤网，所述进水口均设置在侧沟底部。采用上述结构，过滤网可以防止异物进入管道，导致管道堵塞，影响排水。进水口均设置在侧沟底部，保证了虹吸排水系统可以一直工作，尽可能排出积水。

作为优选：所述副排水管与侧沟通过副进水口连通，所述副进水口上安装有过滤网，所述副进水口设置在侧沟中部。采用上述结构，过滤网可以防止异物进入管道，导致管道堵塞，影响排水。副进水口设置在低洼侧沟中部，可以使虹吸排水系统先进行排污，保证虹吸排水系统工作时的排水量。

作为优选：所述储水箱顶端安装有第一水位传感器，所述侧沟在靠近低洼路段的侧壁顶端设有第二水位传感器。采用上述结构，水位传感器的设置可以对储水箱和低洼侧沟内的水位进行监控，可以提示各个阀门和水泵的开启和关闭。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、当积水漫过低洼路段时，将第一阀门和第五阀门打开，第三阀门和第四阀门关闭，启动水泵将储水箱充满水。然后，关闭第一阀门、第五阀门、第四阀门以及水泵，开启第二阀门和第三阀门，此时，由于储水箱上端在高度方向上低于侧沟的最低位置，即可形成虹吸效应，使积水能通过主排水管被迫吸出，将低洼路段上的积水降低到低洼路段以下。

2、当主排水管前段污泥太多，影响排水效率时，将水泵、第四阀门开启，第二阀门、第五阀门关闭，使侧沟中的积水通过支路管回流到主排水管前段，将污泥逆向冲出主排水管，增加了排污功能，避免主排水管被污泥堵塞。

附图说明

图1为虹吸式隧道排水系统的总体布置图；

图2为隧道在低洼路段11处的剖视图；

图3为图2中I处的放大图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示，一种虹吸式隧道排水系统，包括隧道空间4、隧道路面1、侧沟2以及虹吸排水系统3，隧道空间4为贯穿山体的拱形空洞，隧道路面1中部具有一段向下弯曲的低洼路段11，侧沟2为向下凹陷的沟槽，数量为两组，分别设置在隧道路面1的两侧，用来排出流入到侧沟2内的积水。侧沟2具有低洼侧沟21，低洼侧沟21对应设置在低洼路段11两侧，由于高度差的关系，低洼侧沟21内的积水无法排出隧道空间4。虹吸排水系统3设置在一组低洼侧沟21的上方，安装在隧道空间4的侧壁上，虹吸排水系统3通过控制系统实现自动控制，虹吸排水系统3利用虹吸原理排出积水。基于以上设计，当出现暴雨或山洪后，隧道空间4内有大量的积水无法通过侧沟2排出，特别是在隧道空间4内的低洼路段11处，积水会漫出低洼侧沟21，使低洼路段11完全被淹没，此时，控制系统会开启虹吸排水系统3使虹吸排水系统3作业，将漫过低洼路段11的积水排出隧道空间4。

如图1和图2所示，虹吸排水系统3包括主排水管31以及副排水管33，主排水管31为粗管道，主排水管31沿隧道路面1长度方向布设在隧道侧壁上，主排水管31水平安装在侧沟2的上方，主排水管31内端与低洼侧沟21连通，用于将积水排出隧道空间4。主排水管31上设有阵列分布的进水管311，进水管311竖直向下的探入低洼侧沟21内，进水管311与低洼侧沟21均通过进水口312连通，各个所述进水口312均设置在低洼侧沟21底部，且与低洼侧沟21底端留有间隙，防止低洼侧沟21底部淤泥堵住进水口312，且使虹吸排水系统3可以一直工作，尽可能排出积水。各个所述进水口312上均安装有过滤网，防止异物进入进水管311，导致管道堵塞。主排水管31外端连接有储水箱32，储水箱32设置在隧道空间4外，储水箱32为中空的矩形立方体，储水箱32上端在高度方向上低于低洼侧沟21的最低位置，以便于形成虹吸效应。

如图1所示，低洼侧沟21和储水箱32还通过副排水管33连通，副排水管33与低洼侧沟21通过副进水口331连通，副进水口331上安装有过滤网，防止异物进入管道，导致管道堵塞。副进水口331设置在低洼侧沟21中部，副排水管33前段安装有水泵35，水泵35可以将积水抽入副排水管33内。主排水管31上设有第一三通接头341，副排水管33在水泵35和储水箱32之间设有第二三通接头342，第一三通接头341和第二三通接头342之间连接有支路管34，积水可以通过支路管34回流至主排水管31前段，可以逆向冲刷出主排水管31前段内的污泥。

如图1所示，储水箱32顶端设有第一阀门a1，第一阀门a1用于控制储水箱32与外界保持连通，第一三通接头341和储水箱32之间设有第二阀门a2，第二阀门a2设置在主排水管31中部，且第二阀门a2可以控制水流能否进入储水箱32。储水箱32底端设有出水管313，出水管313上设有第三阀门(a3)，第三阀门a3用于控制储水箱32内的水能否流出。支路管34上设置有第四阀门a4，第四阀门a4可以控制水流能否通过支路管34,。副排水管33上安装有第五阀门a5，第五阀门a5设置在第二三通接头342与储水箱32之间，用于控制水流能否通过副排水管33进入储水箱32。储水箱32顶部设有第一水位传感器b1，用于检测储水箱32内水位,。请参图3，低洼侧沟21靠近低洼路段11的内壁顶端设有第二水位传感器b2，用于检测低洼侧沟21内的水位。

基于以上设计，虹吸排水系统3达到排污效果的工作原理如下：

当低洼侧沟21内积水量较大，第二水位传感器b2检测到水位高于副进水口331时，虹吸排水系统3会先进行排污。首先水泵35、第四阀门a4开启，第二阀门a2、第五阀门a5关闭，低洼侧沟21内的积水被水泵35抽进副排水管33，然后通过支路管34回流至主排水管31前段，将主排水管31前段内的污泥冲出，起到排污的效果，防止主排水管31前段被污泥堵塞，保证排水量。

基于以上设计，虹吸排水系统3实现虹吸效应的工作原理如下：

当隧道空间4内有大量的积水无法排出，积水漫出低洼侧沟21外，低洼路段11已经被积水完全淹没，所有进水口312以及副进水口331均被积水完全淹没，此时，第二水位传感器b2检测到积水水位高于低洼路段11，然后虹吸排水系统3自动运行，让水泵35、第一阀门a1、第五阀门a5开启，第二阀门a2、第三阀门a3、第四阀门a4关闭，将积水通过副排水管33抽入储水箱32内，直到第一水位传感器b1检测到储水箱32内水满，然后水泵35、第一阀门a1、第四阀门a4、第五阀门a5关闭，第二阀门a2、第三阀门a3开启，储水箱32内的积水在重力的作用下通过出水管313流出，由于此时储水箱32内气压低于外部的大气压强，导致积水会通过主排水管31被迫吸入储水箱32。因为储水箱32上端在高度方向上低于低洼侧沟21，所以会形成虹吸效应，让积水源源不断的通过主排水管31进入储水箱32，向外排出，直到积水水位低于进水口312顶端，虹吸排水系统3停止工作。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种虹吸式隧道排水系统，包括隧道路面(1)以及修建在隧道路面(1)两侧的侧沟(2)，所述隧道路面(1)中部具有向下弯曲的低洼路段(11)，所述低洼路段(11)上方设有虹吸排水系统(3)，其特征在于：所述虹吸排水系统(3)具有主排水管(31)，所述主排水管(31)内端与低洼路段(11)侧部的侧沟(2)连通，主排水管(31)外端连接有储水箱(32)，所述储水箱(32)的上端在高度方向上低于所述侧沟(2)的最低位置，所述储水箱(32)顶端设有第一阀门(a1)，用于使储水箱(32)能够与外界保持连通，所述储水箱(32)底端设有出水管(313)，所述出水管(313)上设有第三阀门(a3)；

所述储水箱(32)与低洼路段(11)侧部的侧沟(2)之间还连接有副排水管(33)，所述副排水管(33)上依次设置有水泵(35)和第五阀门(a5)。

2.根据权利要求1所述的虹吸式隧道排水系统，其特征在于：所述主排水管(31)上设有第一三通接头(341)，所述副排水管(33)在水泵(35)和第五阀门(a5)之间的区域设有第二三通接头(342)，所述第一三通接头(341)和第二三通接头(342)之间连接有支路管(34)，所述支路管(34)上设有第四阀门(a4)。

3.根据权利要求2所述的虹吸式隧道排水系统，其特征在于：所述主排水管(31)中部设有第二阀门(a2)，所述第二阀门(a2)设置在第一三通接头(341)和储水箱(32)之间。

4.根据权利要求1所述的虹吸式隧道排水系统，其特征在于：所述主排水管(31)沿隧道路面(1)长度方向布设在隧道侧壁上，所述主排水管(31)上设有阵列分布的进水管(311)，各个所述进水管(311)向下延伸至所述侧沟(2)。

5.根据权利要求4所述的虹吸式隧道排水系统，其特征在于：所述进水管(311)与侧沟(2)通过进水口(312)连通，所述进水口(312)上均安装有过滤网，所述进水口(312)均设置在侧沟(2)底部。

6.根据权利要求1所述的虹吸式隧道排水系统，其特征在于：所述副排水管(33)与侧沟(2)通过副进水口(331)连通，所述副进水口(331)上安装有过滤网，所述副进水口(331)设置在侧沟(2)中部。

7.根据权利要求1所述的虹吸式隧道排水系统，其特征在于：所述储水箱(32)顶端安装有第一水位传感器(b1)，所述侧沟(2)在靠近低洼路段(11)的侧壁顶端设有第二水位传感器(b2)。