【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道施工，特别是涉及一种智能化隧道排水系统及方法。
技术介绍
1、隧道排水设施应结合混凝土衬砌来施作。常用的结构排水设施有：盲沟(管)——泄水孔——排水沟(管)。其排水过程是：水从周岩裂隙进入衬砌背后的盲沟，盲沟下接泄水孔(泄水孔穿过衬砌边墙下部)，水从泄水孔泄出后，进入隧道内的纵向排水沟，并经纵向排水沟排出洞外。
2、现有技术中，一般设置有排水挡板来对应挡住泄水孔(排水洞)，通过排水挡板上的排水孔进行排水。但在大降雨的情况下，由于排水挡板的存在会导致排水速率减慢，从而导致隧道内积水时间过长，影响隧道内的车辆通行。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种智能化隧道排水系统及方法，基于可滑动的排水挡板设计而实现智能化的隧道排水。
2、本专利技术的技术方案是：
3、根据本专利技术的第一方面，提供一种智能化隧道排水系统，包括排水挡板以及水平驱动机构，所述水平驱动机构设置于槽体内，所述槽体设置于排水洞的一侧，所述排水挡板上设置有多个排水孔，所述排水挡板设置于所述水平驱动机构上，通过所述水平驱动机构带动所述排水挡板水平移动以开启或关闭所述排水洞；
4、在所述隧道内布设有水位传感器，所述排水孔中设置有流速传感器，所述水位传感器以及所述流速传感器的信号输出端连接处理器的信号输入端，所述处理器的信号输出端连接所述水平驱动机构的信号输入端；
5、所述处理器用于根据所述水位传感器馈送的隧道内地
6、进一步地，所述水平驱动机构包括第一滑轨、第二滑轨、第一滑轮、第二滑轮、安装板、丝杆、丝杆座、丝杆螺母以及驱动电机，所述第一滑轨和所述第二滑轨平行布设，所述第一滑轨和所述第二滑轨上分别装配有所述第一滑轮和所述第二滑轮，所述安装板固定安装于所述第一滑轮和所述第二滑轮的上端，所述安装板的上端固定有所述排水挡板，所述安装板的下端固定有所述丝杆螺母，所述丝杆螺母同轴连接所述丝杆，所述丝杆的一端连接所述丝杆座，所述丝杆的另一端连接所述驱动电机的输出端。
7、进一步地，所述安装板上设置有位置传感器。
8、进一步地，所述第一滑轨的两侧分别设置有一个第一限位板。
9、进一步地，所述第二滑轨的两侧分别设置有一个第二限位板。
10、进一步地，还包括可充电电源和风力发电机，所述可充电电源设置于所述槽体内并与所述流速传感器、水位传感器、位置传感器、处理器以及驱动电机电连接，所述风力发电机电连接所述可充电电源。
11、根据本专利技术的第二方面，提供一种智能化隧道排水方法，其特征在于，基于如权利要求1至6中任一项所述的智能化隧道排水系统，所述方法包括：
12、获取隧道内地面水位信号以及排水流速信号；
13、基于所述隧道内地面水位信号以及排水流速信号控制所述排水挡板的开度。
14、进一步地，所述基于所述隧道内地面水位信号以及排水流速信号控制所述排水挡板的开度，具体包括：
15、根据所述隧道内地面水位信号，通过如下公式确定隧道内积水量：
16、q2＝s2h
17、其中，q2表示隧道内积水量，s2表示隧道内地面面积，h表示隧道内地面水位信号；
18、基于所述排水流速信号，当前排水洞的排水流量表示为：
19、q1＝q+s1v
20、其中，q1表示当前排水洞的排水流量，q表示排水挡板不同开度对应的排水流量，s1表示排水挡板中所有排水孔的横截面积之和，表示平均排水流速，n表示排水流速信号的总个数，vi表示排水流速信号；
21、设定排水周期t，并通过如下公式计算排水挡板不同开度对应的排水流量q：
22、q＝q2t-s1v。
23、根据排水挡板不同开度对应的排水流量q确定排水挡板开度；
24、根据确定的排水挡板开度控制所述水平驱动机构运动，以使所述排水挡板处于确定的排水挡板开度。
25、进一步地，所述根据排水挡板不同开度对应的排水流量q确定排水挡板开度，具体包括：
26、在隧道内地面有积水的情况下，对不同排水挡板开度l下的流速vl进行测量，根据如下公式计算测试的排水挡板不同开度对应的排水流量q’：
27、q’＝a·l·vl
28、其中，a表示排水挡板的宽度；
29、将q与q’进行比对，若|q’-q|≤b，b为误差阈值，则确定排水挡板开度为排水流量q’所对应的排水挡板开度。
30、进一步地，所述根据确定的排水挡板开度控制所述水平驱动机构运动，以使所述排水挡板处于确定的排水挡板开度，具体包括：
31、获取排水挡板的位置坐标(xi，0)，其中0≤xi≤l，l表示排水挡板的最大开度，当xi＝0时，排水挡板完全盖住排水洞；
32、根据确定的排水挡板开度l，控制驱动电机工作，直到排水挡板的位置坐标为(l，0)时停止。
33、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
34、本专利技术可以根据积水量对排水挡板进行实时调整，实现自动化排水速率的调节，避免隧道内积水。
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1.一种智能化隧道排水系统，其特征在于，包括排水挡板以及水平驱动机构，所述水平驱动机构设置于槽体内，所述槽体设置于排水洞的一侧，所述排水挡板上设置有多个排水孔，所述排水挡板设置于所述水平驱动机构上，通过所述水平驱动机构带动所述排水挡板水平移动以开启或关闭所述排水洞；
2.根据权利要求1所述的智能化隧道排水系统，其特征在于，所述水平驱动机构包括第一滑轨、第二滑轨、第一滑轮、第二滑轮、安装板、丝杆、丝杆座、丝杆螺母以及驱动电机，所述第一滑轨和所述第二滑轨平行布设，所述第一滑轨和所述第二滑轨上分别装配有所述第一滑轮和所述第二滑轮，所述安装板固定安装于所述第一滑轮和所述第二滑轮的上端，所述安装板的上端固定有所述排水挡板，所述安装板的下端固定有所述丝杆螺母，所述丝杆螺母同轴连接所述丝杆，所述丝杆的一端连接所述丝杆座，所述丝杆的另一端连接所述驱动电机的输出端。
3.根据权利要求2所述的智能化隧道排水系统，其特征在于，所述安装板上设置有位置传感器。
4.根据权利要求2所述的智能化隧道排水系统，其特征在于，所述第一滑轨的两侧分别设置有一个第一限位板。
<...【技术特征摘要】
1.一种智能化隧道排水系统，其特征在于，包括排水挡板以及水平驱动机构，所述水平驱动机构设置于槽体内，所述槽体设置于排水洞的一侧，所述排水挡板上设置有多个排水孔，所述排水挡板设置于所述水平驱动机构上，通过所述水平驱动机构带动所述排水挡板水平移动以开启或关闭所述排水洞；
2.根据权利要求1所述的智能化隧道排水系统，其特征在于，所述水平驱动机构包括第一滑轨、第二滑轨、第一滑轮、第二滑轮、安装板、丝杆、丝杆座、丝杆螺母以及驱动电机，所述第一滑轨和所述第二滑轨平行布设，所述第一滑轨和所述第二滑轨上分别装配有所述第一滑轮和所述第二滑轮，所述安装板固定安装于所述第一滑轮和所述第二滑轮的上端，所述安装板的上端固定有所述排水挡板，所述安装板的下端固定有所述丝杆螺母，所述丝杆螺母同轴连接所述丝杆，所述丝杆的一端连接所述丝杆座，所述丝杆的另一端连接所述驱动电机的输出端。
3.根据权利要求2所述的智能化隧道排水系统，其特征在于，所述安装板上设置有位置传感器。
4.根据权利要求2所述的智能化隧道排水系统，其特征在于，所述第一滑轨的两侧分...
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