【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及瓦斯气体排放，特别是一种隧道水气分离装置及瓦斯气体排放系统。
技术介绍
1、工程上瓦斯是指在地层中赋存或逸出的烷烃类气体，主要为甲烷气体。瓦斯隧道施工过程瓦斯燃烧和爆炸问题突出，安全风险高。同时，瓦斯隧道建成后瓦斯问题同样不可忽视，瓦斯气体一旦逸出，极有可能发生重大的安全事故，对人身安全及结构安全产生严重影响。另外，隧道内一旦发生火灾事故，较高的瓦斯浓度将加大事故的影响程度，加大隧道运营风险。因此，隧道相关规范中规定，隧道通过含瓦斯地层的地段，应根据气体含量、涌出量和气压，采取抽排、隔离等措施，同时隧道衬砌应采用带仰拱的复合式封闭结构，提高二次衬砌模筑混凝土的抗渗性能，对施工缝进行气密性处理，保证隧道衬砌结构防渗能力。同时对于煤(岩)、瓦斯突出与高瓦斯隧道，隧道地下水排水沟(管)应采用密封措施，并需要设置水气分离装置，分离的瓦斯采用管道引至洞外高出排放，防止瓦斯渗透进入隧道内，保证隧道运营安全。
2、目前，瓦斯隧道常采用的排放方式有：
3、在穿越含瓦斯地层两端的边墙纵向排水管设置水气分离装置，该段落不设置横向排水管。隧道拱顶设置纵向排气管，瓦斯气体由拱顶排出洞外，该段落地下水通过边墙墙背排水管排泄在设置水气分离装置后的非瓦斯地层排入中央水沟内。如公告号为cn210768895u的中国技术专利公开的瓦斯隧道内水气分离系统，公告号为cn109869189a的中国专利技术专利申请公开的一种隧道有害气体与地下水分离排放系统装置。
4、上述现有隧道瓦斯排放方法施工较为复杂，对于施工过程衬砌
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：针对现有技术存在的水气分离装置结构复杂，成本较高，以及隧道瓦斯排放方法施工较为复杂，对于施工过程衬砌结构防护等级变更影响较大，且造价难以控制的问题，提供一种隧道水气分离装置及瓦斯气体排放系统。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种隧道水气分离装置，水气分离装置包括水气分离池，水气分离池顶部具有水气分离池盖板，水气分离池盖板下方设有隔板，隔板将水气分离池分隔成气水分离室和排水分离室，气水分离室设有第一排放管，气水分离室和排水分离室分别连通排水通道，水气分离池池底低于排水通道的内侧的底部，隔板底面低于或平齐排水通道的内侧的底部，隔板底面低于水气分离池的池内常水位。
4、本方案中，水气分离池通过顶部的水气分离池盖板密封，避免隧道瓦斯泄漏，且水气分离池连通的排水通道也需要具有避免隧道瓦斯泄漏的能属性。
5、当瓦斯和水一起通过一侧的排水通道进入水气分离池内，因水气分离池池底低于排水通道的内侧的底部，且水气分离池盖板下方设有隔板阻挡，隔板底面低于或平齐排水通道的内侧的底部，使得水气分离池能够积水，形成池内常水位，而隔板底面低于水气分离池的池内常水位，使得排水通道排水过程中，池内常水位能够始终满足，隔板底面始终位于水下，而瓦斯难溶于水，瓦斯无法跟随水一起经过隔板，最终在气水分离室停留并通过第一排放管排出，而水能够从隔板下方到达排水分离室，进而从另一侧的排水通道排出，形成了水气分离，本方案的隧道水气分离装置采用一个水气分离池和一个隔板即可完成水气分离，结构简单、施工方便，成本更低。且隧道水气分离装置能够在隧道外使用，无需设置在隧道内的衬砌结构内，对于施工过程衬砌结构防护等级变更影响小，施工更加简单，成本更容易控制。
6、优选的，水气分离池的池壁为从下向上渐变增大的结构，便于开挖基坑施工水气分离池，且有利于水气分离池的结构安全。
7、优选的，水气分离池的内轮廓为矩形截面；水气分离池的外轮廓每侧为直角梯形截面，便于施工，且有利于水气分离池内的进水和排水。
8、优选的，隔板位于水气分离池水平面的正中间，隔板分隔的气水分离室和排水分离室水面以上部分不连通，在保证气水分离的前提下，有利于水气分离池内的进水和排水。
9、优选的，水气分离池连通排水通道一侧的横向尺寸大于排水通道的横向尺寸，有利于在水气分离池内积水形成池内常水位。
10、一种瓦斯气体排放系统，包括位于隧道横断面中心的中心水沟，中心水沟通过中心水沟盖板封闭，中心水沟位于隧道低端洞口的一端连接洞外排水沟，洞外排水沟通过洞外排水沟盖板封闭，其特征在于，在隧道低端洞口处的洞外排水沟连通有所述的隧道水气分离装置；
11、当具有隧道高端时，在隧道高端洞口处的中心水沟端部设置端头墙封堵中心水沟，且在端头墙处设置第二排放管。
12、隧道低端洞口，中心水沟的水会排出至洞外排水沟，通过在隧道洞外设置隧道水气分离装置，能够实现瓦斯和水的分离，并通过第一排放管将隧道低端的瓦斯气体排离，保证隧道安全，其无需将隧道水气分离装置设置在隧道内的衬砌结构内，对于施工过程衬砌结构防护等级变更影响小，施工更加简单，成本更容易控制，且隧道水气分离装置结构简单、施工方便，成本更低。
13、隧道高端洞口，不会存在水排出，通过设置端头墙封堵中心水沟的隧道高端洞口处的端部，能够避免瓦斯气体溢出，且通过设置第二排放管，能够将隧道高端洞口处瓦斯气体排离隧道，保证隧道安全，这种端头墙的设计结构安全，也不会引起衬砌结构防护等级变更，施工更加简单，成本更容易控制。
14、优选的，隧道水气分离装置的第一排放管和第二排放管连接于隧道拱顶以上不小于3m的位置，避免瓦斯气体流入至隧道内，保证隧道安全。
15、优选的，第一排放管和第二排放管穿过地面的位置设有基础，第二排放管通过基础固定装置固定于基础；
16、和/或，
17、第一排放管和第二排放管通过边坡固定装置固定于边坡。
18、保证第一排放管和第二排放管设置的稳定，降低后期影响。
19、优选的，基础包括从下向上依次设置的砼垫层和砼基础；
20、基础固定装置包含定位钢板、底座钢板、若干加劲钢板和若干地脚螺栓，定位钢板设置于砼基础上，底座钢板设置于定位钢板上，地脚螺栓下部预埋入砼基础内，地脚螺栓上部穿过定位钢板和底座钢板后通过调节螺栓进行固定，第一排放管或第二排放管穿过所述砼基础、定位钢板和底座钢板后通过加劲钢板焊接于底座钢板上。
21、采用上述基础和基础固定装置对穿出地面的瓦斯排放管进行固定，施工效率高、固定效果好，还具有防止瓦斯泄漏的功能。
22、优选的，边坡固定装置包括上部管卡、下部管卡、若干连接螺栓和锚杆，上部管卡和下部管卡夹持于第一排放管或第二排放管的两侧并通过连接螺栓锁定，锚杆将下部管卡锚固于边坡上。
23、采用上述边坡固定装置能够将瓦斯排放管稳定固定在边坡上。
24、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种隧道水气分离装置，其特征在于，水气分离装置(1)包括水气分离池(11)，水气分离池(11)顶部具有水气分离池盖板(13)，水气分离池盖板(13)下方设有隔板(12)，隔板(12)将水气分离池(11)分隔成气水分离室(14)和排水分离室(15)，气水分离室(14)设有第一排放管(31)，气水分离室(14)和排水分离室(15)分别连通排水通道，水气分离池(11)池底低于排水通道的内侧的底部，隔板(12)底面低于或平齐排水通道的内侧的底部，隔板(12)底面低于水气分离池(11)的池内常水位(10)。
2.根据权利要求1所述的隧道水气分离装置，其特征在于，水气分离池(11)的池壁(111)为从下向上渐变增大的结构。
3.根据权利要求2所述的隧道水气分离装置，其特征在于，水气分离池(11)的内轮廓为矩形截面；水气分离池(11)的外轮廓每侧为直角梯形截面。
4.根据权利要求3所述的隧道水气分离装置，其特征在于，隔板(12)位于水气分离池(11)水平面的正中间，隔板(12)分隔的气水分离室(14)和排水分离室(15)水面以上部分不连通。
6.一种瓦斯气体排放系统，包括位于隧道横断面中心的中心水沟(21)，中心水沟(21)通过中心水沟盖板(211)封闭，中心水沟(21)位于隧道(9)低端洞口的一端连接洞外排水沟(22)，洞外排水沟(22)通过洞外排水沟盖板(221)封闭，其特征在于，在隧道(9)低端洞口处的洞外排水沟(22)连通有权利要求1-5任一所述的隧道水气分离装置；
7.根据权利要求6所述瓦斯气体排放系统，其特征在于，隧道水气分离装置的第一排放管(31)和第二排放管(32)连接于隧道(9)拱顶以上不小于3m的位置。
8.根据权利要求6-7任一所述瓦斯气体排放系统，其特征在于，第一排放管(31)和第二排放管(32)穿过地面的位置设有基础(5)，第二排放管(32)通过基础固定装置(6)固定于基础(5)；
9.根据权利要求8所述瓦斯气体排放系统，其特征在于，基础(5)包括从下向上依次设置的砼垫层(51)和砼基础(52)；
10.根据权利要求8所述瓦斯气体排放系统，其特征在于，边坡固定装置(8)包括上部管卡(81)、下部管卡(82)、若干连接螺栓(83)和锚杆(84)，上部管卡(81)和下部管卡(82)夹持于第一排放管(31)或第二排放管(32)的两侧并通过连接螺栓(83)锁定，锚杆(84)将下部管卡(82)锚固于边坡(91)上。
...【技术特征摘要】
1.一种隧道水气分离装置，其特征在于，水气分离装置(1)包括水气分离池(11)，水气分离池(11)顶部具有水气分离池盖板(13)，水气分离池盖板(13)下方设有隔板(12)，隔板(12)将水气分离池(11)分隔成气水分离室(14)和排水分离室(15)，气水分离室(14)设有第一排放管(31)，气水分离室(14)和排水分离室(15)分别连通排水通道，水气分离池(11)池底低于排水通道的内侧的底部，隔板(12)底面低于或平齐排水通道的内侧的底部，隔板(12)底面低于水气分离池(11)的池内常水位(10)。
2.根据权利要求1所述的隧道水气分离装置，其特征在于，水气分离池(11)的池壁(111)为从下向上渐变增大的结构。
3.根据权利要求2所述的隧道水气分离装置，其特征在于，水气分离池(11)的内轮廓为矩形截面；水气分离池(11)的外轮廓每侧为直角梯形截面。
4.根据权利要求3所述的隧道水气分离装置，其特征在于，隔板(12)位于水气分离池(11)水平面的正中间，隔板(12)分隔的气水分离室(14)和排水分离室(15)水面以上部分不连通。
5.根据权利要求1-4任一所述的隧道水气分离装置，其特征在于，水气分离池(11)连通排水通道一侧的横向尺寸大于排水通道的横向尺寸。
6.一种瓦...
【专利技术属性】
技术研发人员：张兆杰，田志宇，林国进，张航，杨枫，刘科麟，唐协，田尚志，王联，韦远飞，李泳伸，郑建国，朱长安，高世军，周仁强，赖孝辉，徐升，刘康，
申请(专利权)人：四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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