一种隧道排水系统及其施工方法技术方案

一种隧道排水系统及其施工方法，该系统包括沿隧道横截面设置的环向排水管、设置在隧道两侧的纵向排水管；环向排水管的底部连通纵向排水管，两侧的纵向排水管通过横向排水管连通至中央排水管，纵向排水管整体呈锯齿状结构，环向排水管底部两侧的纵向排水管呈倒“V”型分布，横向排水管两侧的纵向排水管呈正“V”型分布；中央排水管两侧的横向排水管呈正“V”型分布；在横向排水管上设置有除晶装置，为超声波振动除晶装置。采用倒“V”型、正“V”型布置，可有效减轻排水系统排水压力，提高排水管道排水能力，有效改善传统单坡排水方式造成的反向排水，减轻管道堵塞，提高了排水管道使用寿命；除晶装置基于超声波振动，对管道结晶物进行震碎。碎。碎。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道排水系统及其施工方法


[0001]本专利技术涉及隧道工程
，尤其涉及一种隧道排水系统及其施工方法。

技术介绍

[0002]隧道工程已成为城市区域间发展的重要枢纽，发挥“承上启下”的作用，但因排水管道堵塞致使的渗漏水“层出不穷”，故隧道亦有“十隧九漏”之说。“防排截堵”的治理原则以及常规的排水设计，已然不能解决现今排水管堵塞、渗漏、结晶等病害问题。
[0003]现有技术中，如申请号为CN202221032596.X的中国专利公开了一种岩溶富水隧道防结晶堵塞排水系统，包括环形排水管、纵向排水管、横向引水管、预留注酸管和中央排水管，所述环形排水管的底部连通所述纵向排水管，所述纵向排水管通过所述横向引水管连通所述中央排水管，所述预留注酸管并列设置在所述中央排水管顶部并连通所述中央排水管。
[0004]但是，上述现有技术中由纵向排水管、横向排水管、环向排水管间构成“T字形”连接，纵向排水管设置单坡排水，通过中央排水管或沟排出，但此设计易出现反向排水，进一步促使排水管道排水不畅，造成管道堵塞、渗漏、结晶等病害，影响其正常运营。
[0005]另外，隧道中采用的除晶技术中，如申请号为CN202111510498.2的专利申请公开了一种用于隧道排水系统的定向加速结晶装置及使用方法，考虑了温度、流速、化学药物、结晶池形状及表面形态对隧道水体结晶的影响，可以实现隧道排水系统定向结晶的设想。又如申请号为CN202111023150.0的专利申请公开了基于水平集的水动力
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化学结晶耦合数值模拟方法及系统，构建了考虑管道水动力场、浓度场和化学反应场耦合的排水管岩溶水结晶堵塞模型，同时考虑在温度、离子浓度及流速三因素共同作用下的排水管道结晶堵塞的过程，基于水平集方法刻画移动边界位移，进而开展岩溶隧道排水管道结晶堵塞数值模拟。
[0006]但是，上述现有除晶技术采用管道植绒、添加化学试剂、生物酶降解等，除晶过程均会产生有害物质，加之使用传统排水设计，排水过程可能会出现反向排水，双重影响下均会加剧管道堵塞、渗漏、结晶等危害，且会造成环境污染。

技术实现思路

[0007]本专利技术的主要目的是提出一种隧道排水系统及其施工方法，旨在解决上述技术问题。
[0008]为实现上述目的，一方面，本专利技术提供一种隧道排水系统，包括沿隧道横截面设置的环向排水管、设置在隧道两侧的纵向排水管；环向排水管的底部连通纵向排水管，两侧的纵向排水管通过横向排水管连通至中央排水管，在纵向截面上，纵向排水管整体呈锯齿状结构，环向排水管底部两侧的纵向排水管呈倒“V”型分布，横向排水管两侧的纵向排水管呈正“V”型分布；在横向截面上，中央排水管两侧的横向排水管呈正“V”型分布；在横向排水管上设置有除晶装置，为超声波振动除晶装置。采用倒“V”型、正“V”型布置，可有效减轻排水
系统排水压力，提高排水管道排水能力，且“V”型左右排水，有效改善传统单坡排水方式造成的反向排水，一定程度减轻管道堵塞，提高了排水管道使用寿命；除晶装置基于超声波振动，对管道结晶物进行震碎，从而也减轻了管道结晶堵塞。
[0009]优选的，所述除晶装置包括除晶池和滤出池，在除晶池与滤出池之间通过滤网连通，在除晶池内设置有超声波振动仪。
[0010]优选的，所述滤网包括细口滤网和粗口滤网，所述细口滤网、粗口滤网焊接在工字钢形成的矩形框架中；粗口滤网设置在细口滤网的上方，粗口滤网的顶部与矩形框架之间设置有预留孔口。细口滤网可拦截沙、石或粗粒结晶物，拦截物可进行二次破除，当流量增加时，粗口滤网可减轻细口滤网过水压力，而预留孔口的设置，可有效避免水位过高或流量骤增时带来的危害。
[0011]优选的，超声波振动仪采用垂直悬装，在超声波振动仪的外部设置有喇叭状的增扩。
[0012]优选的，在除晶池的顶板上设置有检修口；在除晶池的顶部设置有检修梯。检修梯结合检修口可随时检查除晶装置工作情况，定期维修或更换超声波设备，并且可将大粒径沙、石清除，可有效避免了除晶装置中剩下的滤渣或大块结晶物带来的堵塞危害，提高管道疏水能力及减缓管道堵塞。
[0013]优选的，在检修梯的一侧设置有电源区，电源区设置有启闭开关并通过通电线路连接至超声波振动仪。电源区设置在检修梯旁，且包括启闭开关，可随时启动或关闭超声波振动仪，这不仅提高了用电安全，还有效控制了破除时段，合理地进行结晶堵塞破除。
[0014]优选的，所述横向排水管采用直径为的PVC管道；所述纵向排水管采用直径为的波纹管道；所述环向排水管采用直径为的HPDE单壁波纹管。
[0015]优选的，所述环向排水管的底部与纵向排水管之间通过正向三通接头连接，纵向排水管与横向排水管之间通过反向三通接头连接，在正向三通接头、反向三通接头的连接处均设置有土工纱布，用于防渗。
[0016]优选的，正向三通接头、反向三通接头均为150
°
的三通接头。
[0017]另一方面，本专利技术还提供一种上述隧道排水系统的施工方法，包括以下步骤：
[0018]步骤S1：在隧道的初期支护后，进行环向排水管、纵向排水管、横向排水管的施工，使得纵向排水管整体呈锯齿状结构；
[0019]步骤S2：排水管道布置完成后，吊运安装预制或现浇除晶装置，除晶装置预制或现浇时，应同时进行滤网的安装与施工，且除晶装置与横向排水管连接；
[0020]步骤S3：安装中央排水管，且与横向排水管相接，形成排水通道；
[0021]步骤S4：进行二次衬砌及仰拱施工前，预留电源区及检修梯区域；
[0022]步骤S5：施作二次衬砌及仰拱施工，且封闭成环；
[0023]步骤S6：进行检修梯施工，并安装超声波振动仪；
[0024]步骤S7：通电检查超声波振动仪振动情况，及滤网过水能力。
[0025]由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果如下：
[0026]第一：在本专利技术中，纵向排水管整体呈锯齿状结构，且环向排水管底部两侧的纵向排水管呈倒“V”型分布，横向排水管两侧的纵向排水管呈正“V”型分布，采用倒“V”型、正“V”型布置，可有效减轻排水系统排水压力，提高排水管道排水能力，且“V”型左右排水，有效改
善传统单坡排水方式造成的反向排水，一定程度减轻管道堵塞，提高了排水管道使用寿命。
[0027]第二：在本专利技术中，除晶装置采用超声波振动破除结晶，除晶装置分为除晶池和滤出池，除晶池内安装超声波及喇叭式增扩器可有效减少管道结晶，滤出池和滤网相连，滤网分为细口滤网、粗口滤网及预留孔口，细口滤网可拦截沙、石或粗粒结晶物，拦截物可进行二次破除，当流量增加时，粗口滤网可减轻细口滤网过水压力，而预留孔口的设置，可有效避免水位过高或流量骤增时带来的危害。
[0028]第三：在本专利技术中，通过检修梯的设置，可定期维修或更换超声波设备，并且可将大粒径沙、石清除，可有效避免了除晶装置中剩下的滤渣或大块结晶物带来的堵塞危害，提高管道疏水能力及减缓管道堵塞。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道排水系统，包括沿隧道横截面设置的环向排水管(3)、设置在隧道两侧的纵向排水管(2)；环向排水管(3)的底部连通纵向排水管(2)，两侧的纵向排水管(2)通过横向排水管(1)连通至中央排水管(4)，其特征在于：在纵向截面上，纵向排水管(2)整体呈锯齿状结构，环向排水管(3)底部两侧的纵向排水管(2)呈倒“V”型分布，横向排水管(1)两侧的纵向排水管(2)呈正“V”型分布；在横向截面上，中央排水管(4)两侧的横向排水管(1)呈正“V”型分布；在横向排水管(1)上设置有除晶装置，为超声波振动除晶装置。2.如权利要求1所述的一种隧道排水系统，其特征在于：所述除晶装置包括除晶池(5)和滤出池(6)，在除晶池(5)与滤出池(6)之间通过滤网连通，在除晶池(5)内设置有超声波振动仪(8)。3.如权利要求2所述的一种隧道排水系统，其特征在于：所述滤网包括细口滤网(11)和粗口滤网(10)，所述细口滤网(11)、粗口滤网(10)焊接在工字钢(13)形成的矩形框架中；粗口滤网(10)设置在细口滤网(11)的上方，粗口滤网(10)的顶部与矩形框架之间设置有预留孔口(12)。4.如权利要求2所述的一种隧道排水系统，其特征在于：超声波振动仪(8)采用垂直悬装，在超声波振动仪(8)的外部设置有喇叭状的增扩(7)。5.如权利要求2所述的一种隧道排水系统，其特征在于：在除晶池(5)的顶板上设置有检修口(17)；在除晶池(5)的顶部设置有检修梯(16)。6.如权利要求5所述的一种隧道排水系统，其特征在于：在检修梯(16)的一侧设置有电源区(20)，电源区(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶永虎，吴强，申林辉，陈建新，
申请(专利权)人：中国水利水电建设工程咨询贵阳有限公司，
类型：发明
国别省市：