本发明专利技术公开了一种可拆卸更换型隧洞衬砌内外水压力自动调节阀门装置,包括双向喇叭口型内外水连通管、单向阀进水端、单向阀出水端、土工布、土工布支撑板、密封圆球、反力弹簧、单向阀底板、单向阀密封垫圈、单向阀进出水端密封垫圈、单向阀底板垫圈、单向阀进出水端锚固螺栓、单向阀底板锚固螺栓、土工布支撑板锚固螺栓；所述的内外水连通管成双向对倒喇叭口状，阀门装置外侧一端设土工布和土工布支撑板，中心设螺纹接口与单向阀体连接。本发明专利技术可以对地下隧洞中衬砌外作用地下水压力进行调节并避免衬砌腔内所输送水发生内水外渗流失现象，可适应不同内外水压力条件，同时安全可靠，便于更换，使用寿命长。
【技术实现步骤摘要】
一种可拆卸更换型隧洞衬砌内外水压力自动调节阀门装置
本专利技术涉及土木工程地下工程领域，具体涉及一种可拆卸更换型隧洞内外水压力调节阀门装置。
技术介绍
富水环境下地下水对衬砌结构作用的荷载问题以及隧洞建设地下水过度排放问题一直是隧道工程难以解决的技术问题，尤其是近几年来大埋深、高外水条件下隧洞工程越来越多，地下水所引起的一系列问题更加突出。针对富水环境下隧洞外地下水处置问题，早期多采取“以排为主”的处理原则，但长期排水常常造成地下水位下降、土地沙化、植被枯萎等严重的环境问题。近年来，随着环保意识的增强及衬砌排水技术的提升，在处理富水环境下隧道外地下水问题时，多采取“以排为主、排堵结合”的原则，即降低作用于衬砌外壁地下水压力的同时，亦减少地下水排放量。但对于穿越富水环境的长距离隧洞而言，灌浆堵水和沿洞线的排水系统布置，一方面工作造价较高、施工工艺较为复杂，另一方面如排水系统发生局部堵塞，难以发现堵塞位置进行维修，势必无法保证在隧洞使用寿命期内仍可有效发挥排水降压作用。此外，对于具有特殊作用的地下隧洞而言，如水工有压输水隧洞，直接采用交通隧洞中在衬砌上钻打排水孔降低外水压力措施，则无法解决内水外渗问题。最后，目前的工程勘察技术在衬砌设计前并不能有效的厘清地下水分布情况，衬砌设计时具有较大的安全裕度考虑，常规的防排水措施虽可减少富水环境中地下水的排放量，但无法充分利用衬砌外水压力与排放量关系，调控地下水排放量大小，进而发挥衬砌安全裕度，保护地下水资源。综合上述分析，目前地下隧洞工程中防排水系统具有诸多的不足之处，包括：第一，排水方案和设施被动，无法更换或维修；第二，衬砌内、外水压力和地下水排放量大小无法进行调节；第三，结构复杂，成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种地下隧洞衬砌内外水压力调节装置，当地下隧洞中衬砌外水压力过大时，可以自动开启阀门，使外水进入隧洞，从而降低衬砌外水压力，同时装置需能拆卸更换阀门，达到维修或改变外水进入衬砌所需压力差的目的。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：提供了一种可拆卸更换型隧洞衬砌内外水压力自动调节阀门装置，包括连通衬砌两侧的内外水连通管，内外水连通管的一端为单向阀进水端，另一端为单向阀出水端，在内外水连通管的进水端一侧设置有土工布支撑板和覆盖在土工布支撑板上的土工布，土工布通过土工布支撑板锚固螺栓与土工布支撑板锚固连接，土工布支撑板上设有土工布支撑板透水孔，内外水连通管中设置有单向阀，包括两端的单向阀进水端和单向阀出水端，在单向阀的底部设置有单向阀底板，单向阀进水端和单向阀出水端内形成球形内腔，在内腔中设有密封圆球，单向阀底板上设有反力弹簧，反力弹簧上连接密封圆球，单向阀底板上还设置有可改变厚度的单向阀底板垫圈。进一步地，在单向阀进水端上设有单向阀进水口，在单向阀出水端设有单向阀出水口，单向阀进水端在单向阀进水口处设有单向阀螺纹接口，单向阀螺纹接口与内外水连通管螺纹接口对接，将单向阀进水端与内外水连通管进行连接，在单向阀螺纹接口与内外水连通管螺纹接口中间设有单向阀密封垫圈。进一步地，单向阀进水端和单向阀出水端通过单向阀进出水端锚固螺栓锚固连接，在连接处设置有单向阀进出水端密封垫圈，单向阀底板与单向阀出水端通过单向阀底板锚固螺栓与内外水连通管锚固连接。单向阀底板与内外水连通管之间设有单向阀底板垫圈。进一步地，单向阀进水端、单向阀出水端、单向阀进出水端密封垫圈、单向阀进出水端锚固螺栓、单向阀底板、反力弹簧、密封圆球、单向阀底板锚固螺栓和单向阀底板垫圈组成独立的单向阀体，可整体进行安装、维修或更换。进一步地，内外水连通管两侧设为喇叭口形状，在衬砌浇筑后保证内外水连通管稳固，同时便于水流通过。进一步地，单向阀进水端中设置有进水端球形内壁，进水端球形内壁与单向阀进水口连接处设进水端密封曲面，以实现密封圆球与单向阀进水端密闭贴合。进一步地，单向阀出水端中设置有出水端球形内壁，出水端球形内壁与单向阀出水口连接处设出水端密封曲面，以实现如反力弹簧损坏进行双向密封的功能。进一步地，单向阀底板垫圈可变换厚度，从而改变反力弹簧预压缩变形量，改变反力弹簧压缩弹力，进而改变衬砌外地下水进入衬砌内所需的与衬砌内水压力的压力差。进一步地，单向阀底板设单向阀底板透水孔，衬砌外进入单向阀进水口的外水通过单向阀出水口和单向阀底板透水孔进入衬砌内部，在密封圆球密闭情况下，内水通过单向阀底板透水孔和单向阀出水口进入内腔将水压力作用于密封圆球上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术结构安全、设计合理、运行高效，可拆卸可调节；单向阀单向开启，衬砌内水不会通过本专利技术装置进入衬砌外；衬砌外水压力超过预设压力差之后，单向阀自动开启；通过更换单向阀反力弹簧或改变其压缩量来调节其压缩弹力，从而控制衬砌外水进入内部所需的压力差；单向阀出水口设密闭曲面，在单向阀损坏情况下可保证装置双向封闭，不会大量过水；装置中单向阀整体或部分均可拆卸更换，满足检修维护的需要。附图说明图1为本专利技术装置剖面图。图2为本专利技术装置仰视图。图3为本专利技术装置俯视图。图4为本专利技术中内外水连通管仰视图。图5为本专利技术中内外水连通管俯视图。图6为本专利技术中土工布支撑板仰视图。图7为本专利技术中单向阀进水端剖面图。图8为本专利技术中单向阀进水端仰视图。图9为本专利技术中单向阀进水端俯视图。图10为本专利技术中单向阀出水端剖面图。图11为本专利技术中单向阀出水端仰视图。图12为本专利技术中单向阀出水端俯视图。图13为本专利技术中单向阀底板剖面图。图14为本专利技术中单向阀底板仰视图。图15为本专利技术中单向阀底板俯视图。图16为本专利技术中单向阀密封垫圈平面图。图17为本专利技术中单向阀进出水端密封垫圈平面图。图18为本专利技术中单向阀底板垫圈平面图。其中，1-内外水连通管；2-土工布支撑板；3-土工布；4-土工布支撑板锚固螺栓；5-单向阀进水端；6-单向阀密封垫圈；7-单向阀出水端；8-单向阀进出水端密封垫圈；9-单向阀进出水端锚固螺栓；10-单向阀底板；11-反力弹簧；12-密封圆球；13-单向阀底板锚固螺栓；14-单向阀底板垫圈；15-土工布支撑板透水孔；16-土工布支撑板螺栓孔；17-内外水连通管与土工布支撑板螺纹接口。18-内外水连通管螺纹接口；19-单向阀进水口；20-单向阀螺纹接口；21-进水端密封曲面；22-进水端球形内壁；23-进水端螺栓接口；24-出水端球形内壁；25-出水端密封曲面；26-单向阀出水口；27-出水端进出水端连接螺栓孔；28-单向阀底板与出水端连接螺纹接口；29-单向阀底板连接螺栓孔；30-单向阀底板透水孔；31-单向阀进出水端密封垫圈螺栓孔；32-单向阀底板垫圈螺栓孔。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。应该了解，下面所描述的实施例仅是本专利技术一部分，而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1～18，本专利技术实施例中，提供了一种可拆卸更换型隧洞衬砌内外水压力自动调节阀门装置，包括内外水连通管1、土工布支撑板2，土工布3，土工布支撑板锚固螺栓4，单向阀进水端5，单向阀密封垫圈6，单向阀出水端7，单向阀进出水端密封垫圈8，单向本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可拆卸更换型隧洞衬砌内外水压力自动调节阀门装置，包括连通衬砌两侧的内外水连通管(1)，所述内外水连通管(1)的一端为单向阀进水端(5)，另一端为单向阀出水端(7)，在所述内外水连通管(1)的进水端一侧设置有土工布支撑板(2)和覆盖在所述土工布支撑板(2)上的土工布(3)，所述土工布(3)和工布支撑板(2)通过土工布支撑板锚固螺栓(4)与所述内外水连通管(1)锚固连接，所述土工布支撑板(2)上设有土工布支撑板透水孔(15),所述内外水连通管(1)中设置有单向阀，包括两端的单向阀进水端(5)和单向阀出水端(7)，在单向阀的底部设置有单向阀底板(10)，所述单向阀进水端(5)和所述单向阀出水端(7)内形成球形内腔，在内腔中设有密封圆球(12)，所述单向阀底板(10)上设有反力弹簧(11)，所述反力弹簧(11)上连接所述密封圆球(12)，所述单向阀底板(10)上还设置有可改变厚度的单向阀底板垫圈(14)。
【技术特征摘要】
1.一种可拆卸更换型隧洞衬砌内外水压力自动调节阀门装置，包括连通衬砌两侧的内外水连通管(1)，所述内外水连通管(1)的一端为单向阀进水端(5)，另一端为单向阀出水端(7)，在所述内外水连通管(1)的进水端一侧设置有土工布支撑板(2)和覆盖在所述土工布支撑板(2)上的土工布(3)，所述土工布(3)和工布支撑板(2)通过土工布支撑板锚固螺栓(4)与所述内外水连通管(1)锚固连接，所述土工布支撑板(2)上设有土工布支撑板透水孔(15),所述内外水连通管(1)中设置有单向阀，包括两端的单向阀进水端(5)和单向阀出水端(7)，在单向阀的底部设置有单向阀底板(10)，所述单向阀进水端(5)和所述单向阀出水端(7)内形成球形内腔，在内腔中设有密封圆球(12)，所述单向阀底板(10)上设有反力弹簧(11)，所述反力弹簧(11)上连接所述密封圆球(12)，所述单向阀底板(10)上还设置有可改变厚度的单向阀底板垫圈(14)。2.根据权利要求1所述的一种可拆卸更换型隧洞衬砌内外水压力自动调节阀门装置，其特征在于在所述单向阀进水端(5)上设有单向阀进水口(19)，在单向阀出水端(7)设有单向阀出水口(26)，所述单向阀进水端(5)在单向阀进水口(19)处设有单向阀螺纹接口(20)，所述单向阀螺纹接口(20)与内外水连通管螺纹接口(18)对接，将所述单向阀进水端(5)与内外水连通管(1)进行连接，在所述单向阀螺纹接口(20)与内外水连通管螺纹接口(18)中间设有单向阀密封垫圈(6)。3.根据权利要求2所述的一种可拆卸更换型隧洞衬砌内外水压力自动调节阀门装置，其特征在于所述单向阀进水端(5)和所述单向阀出水端(7)通过单向阀进出水端锚固螺栓(9)锚固连接，在连接处设置有单向阀进出水端密封垫圈(8)，所述单向阀底板(10)与所述单向阀出水端(7)通过单向阀底板锚固螺栓(13)锚固连接。所述单向阀底板(10)与所述单向阀出水端(7)之间设有单向阀底板垫圈(14)。4.根据权利要求3所述的一种可拆卸...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪小刚，刘立鹏，孙兴松，傅睿智，凌永玉，王玉杰，张强，赵宇飞，张扬，郑理峰，段庆伟，曹瑞琅，姜龙，皮进，林兴超，孙平，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11
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