一种控制型泄压阀、隧道防排水体系及方法技术

本发明专利技术公开了一种控制型泄压阀、隧道防排水体系及方法，涉及隧道防排水技术领域，包括壳体，排水通道沿横向贯穿于壳体，连接杆沿纵向设于壳体内并穿过排水通道，连接杆顶端连接升降机构，底端连接隔板；壳体内壁设有环状固定片，环状固定片内侧均匀分布多个限位杆，各限位杆端部连接用于连接杆穿过的滑套；壳体底部设有进水通道，进水通道内壁安装水流量计，水流量计、升降机构分别连接控制器。本发明专利技术通过控制式泄压阀对隧道底部孔隙水压力最大位置处进行监测，并控制控制式泄压阀的开关及排水流量，对隧道外侧的赋水进行控制性排放，改善隧道衬砌结构的整体受力状态，提高隧道主体结构的安全性和可靠性。结构的安全性和可靠性。结构的安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种控制型泄压阀、隧道防排水体系及方法


[0001]本专利技术涉及隧道防排水
，尤其涉及一种控制型泄压阀、隧道防排水体系及方法。

技术介绍

[0002]隧道工程中主要分为山岭隧道、海底隧道，无论是山岭隧道还是海底隧道，除部分浅埋隧道以外，大多都长期处于水位线以下。因此在施工期及运营期要求隧道做好防排水工作以保证隧道主体的安全显得尤为重要。目前使用较多的防排水体系主要分为全包型防排水体系和半包型防排水体系。全包型防排水体系是在二衬结构外侧设置全封闭的防水层，全包型防排水体系主要用于对防水性能和环境因素(水环境因素)要求较高的隧道，避免过量排水造成对所在地区环境的破坏。半包型防排水体系在隧道仰拱部位不设置防水层，使水在外部压力的作用下可以透过仰拱进入隧道内既定排水系统，用于对隧道防水等级和环境因素要求较低的隧道。
[0003]但目前这两种主要的防排水体系都存在一定的弊端，全包型防排水体系由于不能排水，使作用在隧道衬砌结构外侧的水压力较大，为保证隧道主体结构的安全，则支护结构提供更强的支护能力，这就会导致施工成本的升高。半包型防排水体系由于排水不可控，除对水环境得造成破坏外，水的渗流作用不断冲蚀隧道结构的微小裂隙，可能会造成地下水和隧道开挖区域的贯通，发生突涌水事故。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种控制型泄压阀、隧道防排水体系及方法，通过控制式泄压阀对隧道底部孔隙水压力最大位置处进行监测，并控制控制式泄压阀的开关及排水流量，对隧道外侧的赋水进行控制性排放，改善隧道衬砌结构的整体受力状态，提高隧道主体结构的安全性和可靠性。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0006]第一方面，本专利技术的实施例提供了一种控制型泄压阀，包括壳体，排水通道沿横向贯穿于壳体，连接杆沿纵向设于壳体内并穿过排水通道，连接杆顶端连接升降机构，底端连接隔板；壳体内壁设有环状固定片，环状固定片内侧均匀分布多个限位杆，各限位杆端部连接用于连接杆穿过的滑套；壳体底部设有进水通道，进水通道内壁安装水流量计，水流量计、升降机构分别连接控制器。
[0007]作为进一步的实现方式，所述壳体顶部安装水压力计，水压力计连接控制器。
[0008]作为进一步的实现方式，所述壳体顶部连接安全销，能够将排水通道设置为常开或常关状态。
[0009]作为进一步的实现方式，所述限位杆一端与环状固定片固定连接。
[0010]作为进一步的实现方式，所述环状固定片内壁设有防水垫圈。
[0011]第二方面，本专利技术的实施例还提供了一种隧道防排水体系，包括所述的控制型泄
压阀，所述排水通道与中央排水沟相连，进水通道与进水管相连。
[0012]作为进一步的实现方式，所述控制型泄压阀设置于预制箱涵底部，进水管连接纵向盲管，纵向盲管与环向盲管相接，环向盲管设于二次衬砌外侧。
[0013]作为进一步的实现方式，所述二次衬砌设有梅花形排水孔，梅花形排水孔位于隧道边墙和仰拱位置处。
[0014]第三方面，本专利技术的实施例还提供了一种隧道防排水体系的工作方法，包括：
[0015]在隧道初期支护施作完成后，依据盲管布设位置测量放样，确定环向盲管和纵向盲管的安装位置；
[0016]铺设盲管后，将进水管和控制式泄压阀安装于中央排水沟上方位置；
[0017]水压力计用于监测隧道主体结构水压力最大位置，水流量计用于监测控制式泄压阀排水通道的排水量；
[0018]水压力计和水流量计间隔设定时间向计算机上传监测数据，计算机对监测数据分析后进行相应调控。
[0019]作为进一步的实现方式，所述调控过程为：
[0020]当水压力数据超过预先设定的阈值但排水量尚未达到隧道排水能力上限时，调节控制式泄压阀打开或增大排水流量，使隧道衬砌结构的水压力随排水过程而降低；
[0021]当水压力数据超过预先设定的阈值且超过隧道排水能力上限时，调节控制式泄压阀排水流量达到最大；梅花形排水孔也参与到排水过程中；
[0022]当水压力没有超过预先设定的阈值，调节控制式泄压阀关闭、保持或减小排水流量，使隧道衬砌结构发挥其储备的支护能力。
[0023]本专利技术的有益效果如下：
[0024](1)本专利技术的控制型泄压阀针对目前隧道内单一的防排水方式无法满足复杂多变的水文地质条件的情况，采用水压力计对衬砌背后的水压力感知，通过控制式泄压阀的控制式排水，可以明显的对衬砌背后的水压力进行折减，改善衬砌结构的受力状态，对隧道的结构变形控制起到显著作用。
[0025](2)本专利技术在正常使用状态下，控制式泄压阀保持计算机分析决策模块自动控制状态，位于控制式泄压阀内部的水压力计和水流量计监测实时水压力和水流量，并将数据传输至计算机分析决策模块，对数据进行分析处理后，计算机数据集成处理模块发出指令对控制器进行调控，调节泄压阀排水流量，达到控制隧道结构外水压力，改善隧道结构受力状态，保证隧道结构安全的目的；在非正常状态下，可以利用控制式泄压阀上带有的机械装置对排水系统进行控制，保持控制式泄压阀的常开或常关状态，以应对特殊要求。
[0026](3)本专利技术通过合理布置隧道内防排水结构，在纵向盲管和中央排水沟之间连接控制式泄压阀，对隧道底部孔隙水压力最大位置处进行监测并控制控制式泄压阀的开关及排水流量，统筹隧道防排水系统的工作，对隧道外侧的赋水进行控制性排放，改善隧道衬砌结构的整体受力状态，提高隧道主体结构的安全性和可靠性。
[0027](4)本专利技术防排水体系相较于现有的防排水体系，可以在全封闭全排水、全封闭不排水和全封闭控制型排水三种模式下自由切换，有更强的的灵活性和适用性，不仅可以应用于山岭隧道，亦可应用于衬砌结构静水压较高的海底隧道和对水环境要求较为严格的城市地下工程。
附图说明
[0028]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0029]图1是本专利技术根据一个或多个实施方式的控制式泄压阀主视图；
[0030]图2是本专利技术根据一个或多个实施方式的控制式泄压阀侧视图；
[0031]图3是本专利技术根据一个或多个实施方式的控制式泄压阀安装示意图；
[0032]图4是本专利技术根据一个或多个实施方式的防排水体系作用机制流程图。
[0033]其中，1、控制式泄压阀；1
‑
1、壳体；1
‑
2、进水通道；1
‑
3、排水通道；1
‑
4、控制器；1
‑
5、连接杆；1
‑
6、限位杆；1
‑
7、环状固定片；1
‑
8、隔板；1
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9、防水垫圈；1
‑
10、水压力计；1
‑
11、水流量计；1
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制型泄压阀，其特征在于，包括壳体，排水通道沿横向贯穿于壳体，连接杆沿纵向设于壳体内并穿过排水通道，连接杆顶端连接升降机构，底端连接隔板；壳体内壁设有环状固定片，环状固定片内侧均匀分布多个限位杆，各限位杆端部连接用于连接杆穿过的滑套；壳体底部设有进水通道，进水通道内壁安装水流量计，水流量计、升降机构分别连接控制器。2.根据权利要求1所述的一种控制型泄压阀，其特征在于，所述壳体顶部安装水压力计，水压力计连接控制器。3.根据权利要求1所述的一种控制型泄压阀，其特征在于，所述壳体顶部连接安全销，能够将排水通道设置为常开或常关状态。4.根据权利要求1所述的一种控制型泄压阀，其特征在于，所述限位杆一端与环状固定片固定连接。5.根据权利要求4所述的一种控制型泄压阀，其特征在于，所述环状固定片内壁设有防水垫圈。6.一种隧道防排水体系，其特征在于，包括如权利要求1
‑
5任一所述的控制型泄压阀，所述排水通道与中央排水沟相连，进水通道与进水管相连。7.根据权利要求6所述的一种隧道防排水体系，其特征在于，所述控制型泄压阀设置于预制箱涵底部，进水管连接纵向盲管，纵向盲管与环向盲管相接，环向盲...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾润枝，陈云娟，周岐文，申永利，李昊霖，闫鹏，杨兰杰，
申请(专利权)人：山东省公路工程技术研究中心有限公司山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：