具备多重保障的低洼隧洞进口施工期挡水系统的制作方法

本技术涉及隧洞装置领域，具体涉及一种具备多重保障的低洼隧洞进口施工期挡水系统。

背景技术：

1、隧洞是一种广泛应用的地下工程，其建设和运营对于提高城市环境质量、保护生态环境以及利用水资源等均具有重要作用。考虑运行需要，隧洞一般设计为顺坡，隧洞进口高程高，出口高程低，由于地形条件与洞线布置限制，隧洞进口有时不得已布置在低洼区域，周边汇水可能会灌入洞中，对洞内人员施工造成巨大安全隐患；此外，隧洞施工周期一般较长，会跨汛期施工，近年来极端天气愈发频繁，隧洞的安全施工将面临更加严峻的挑战。

2、目前低洼隧洞进口挡水一般考虑在洞口周边放置袋装土，在遭遇暴雨时，安排人员使用袋装土堆堵进口，同时通知洞内人员撤出，方案相对迟滞，无法应对短时强降雨。

3、为了解决地下工程被淹问题，针对地下室、车库、交通洞等地下建筑物，中国实用新型专利cn204940211u公开了一种顶降式阻水门，中国实用新型专利cn 105756535 b公开了一种双挡水板结构的顶降式防汛挡水门，两种结构均由门框、立柱和可升降式挡水板等组成，cn 105756535 b相对于cn204940211u可升降式挡水板调整为两块，可根据挡水高度进行选择。但是上述两种结构传动装置均较为复杂，主要针对于永久建筑物，成本较为高昂，运行维护较为困难，无法有效应对低洼隧洞进口施工期的临时排水问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种具备多重保障的低洼隧洞进口施工期挡水系统，能够为低洼隧洞施工期带来更安全的保障。为此，本实用新型采用以下技术方案：

2、一种具备多重保障的低洼隧洞进口施工期挡水系统，其特征在于包括挡水坎、坎前排水系统、洞口挡水装置、洞前排水系统和智能预警控制系统；隧洞进口依次布置了所述坎前排系统、所述挡水坎、所述洞前排水系统、所述洞口挡水装置，智能预警控制系统控制所述坎前排水系统、所述洞前排水系统与所述洞口挡水装置中的电机；智能预警控制系统设置水位感知模块；

3、所述洞口挡水装置由门槽、挡板、驱动装置组成；所述挡板由多级组成。

4、在采用上述技术方案的技术上，本实用新型还可采用以下进一步的技术方案，会对这些进一步的技术方案组合使用：

5、所述挡水坎由坎前坡、坎顶与坎后坡组成；所述坎前排水系统，位于所述挡水坎前部，包括第一排水沟、第一集水坑、第一水泵与排水管线，所述第一集水坑位于所述坎前坡两端坡脚，所述第一排水沟分布在进场路的两侧，与所述第一集水坑联通；所述第一水泵通过所述排水管线将所述集水坑中的积水抽走；所述第一水泵与所述智能预警控制系统连接，受其控制。

6、所述门槽包括在隧洞进口的两侧自上而下设置的滑槽，底部设置的承接凹槽，所述承接凹槽与所述滑槽联通；所述挡板长度与隧洞进口宽度相当，所述挡板的上端设置对接凹槽，所述挡板下端设置与所述对接凹槽匹配的凸缘，多块所述挡板组合使用时，上层挡板下端的所述凸缘可以与下层挡板上端的对接凹槽紧密贴合。

7、所述驱动装置由外部壳体、限位槽、牵引弹簧、滑轨、传力滑轮组和拉力线组成；所述外部壳体包括装配口、可打开的装配口盖板、下放口和预留孔，所述装配口设置在所述外部壳体顶部，用于将所述挡板依次装入限位槽内；所述预留孔布置在所述外部壳体外侧底部拐角处；所述下放口位于所述外部壳体底部，所述下放口略大于所述挡板的尺寸，所述挡板可以顺利通过，所述下放口正对所述门槽；所述牵引弹簧的一端与所述外部壳体相连，另一端与所述限位槽相连，拉动所述限位槽沿着所述驱动装置底部铺设的滑轨滑动；所述限位槽用于储存所述挡板，由壳体、隔断、槽孔、拦板组成，限位槽壳体的上部敞口，限位槽壳体内设置多个所述隔断用以分隔储存所述挡板，每个所述隔断形成隔间底部均设有所述槽孔，所述槽孔尺寸与所述下放口尺寸匹配，所述拦板位于所述槽孔的下部，与所述槽孔侧缘的壳体通过铰链连接，所述铰链平行于隧洞口宽度方向布置，当所述限位槽沿所述滑轨移动，所述槽孔与所述下放口对正时，所述拦板在重力作用下翻转，所述挡板从所述下放口跌落；所述滑轨布置在所述外部壳体底部，沿着隧洞口宽度方向均匀布置多条，包括两端滑轨和中部滑轨，所述两端滑轨布置在所述槽孔位置外侧，两端与所述外部壳体的侧壁连接；所述中部滑轨布置在所述槽孔位置的下部，一端与所述外部壳体外侧壁连接，另一端至所述下放口边缘；所述传力滑轮组包括牵引滑轮和转向滑轮，所述牵引滑轮固定在所述外部壳体的中部，位于所述限位槽的外侧，所述转向滑轮由4个定滑轮组成，所述定滑轮两个一组，对称布置在两侧，分别位于所述牵引滑轮的下部和所述预留孔的上部，所述拉力线一端与所述限位槽的外侧相连，之后缠绕在所述牵引滑轮上，垂直下延，在所述转向滑轮的上部分成两条，分别缠绕两侧的所述转向滑轮，从所述预留孔穿出，与所述水位感知模块相连；

8、所述水位感知模块布置在隧洞口前两侧，位于所述驱动装置下方，具体包括配重块、浮块、拉伸弹簧和固定框架，所述拉伸弹簧的下部固定在所述配重块上，上部与所述拉力线连接，所述配重块依靠自身的重力扯动所述拉力线通过所述传力滑轮组拉动所述限位槽，使所述限位槽处在初始位置，所述浮块由与挡板的级数相同的多级组成，均间隔固定在所述拉力线上，各级浮块所处的高度分别对应一块挡板的下落时机；所述配重块、拉伸弹簧、浮块均装配在所述固定框架中，所述浮块均可沿着所述固定框架的空腔移动，所述固定框架侧边开设格栅孔，用于防止外物干扰与破坏；所述拉伸弹簧、浮块、牵引弹簧通过所述拉力线和传力滑轮组构建力平衡体系。

9、所述水位感知模块采用拉力传感器或水位传感器，在感知水位后通过控制系统带动限位槽移动。

10、所述洞前排水系统位于隧洞口前，包括截水沟、集水池、水泵组与排水管道，所述集水池布置在隧洞口前道路两侧，所述截水沟分布在道路两侧与隧洞口前，与所述集水池联通，所述水泵组安装在所述集水池旁边，所述排水管道与隧洞内的排水管连接组成排水管网，所述集水池与截水沟的顶高程与洞前道路路面高程一致。

11、所述智能预警控制系统包括能控制挡水系统内各电机启停的自动控制系统，自动控制系统包括所述水位感知模块，自动控制系统通过控制线和电机连接，智能预警控制系统还可设置气象预警模块，以接收气象数据并与自动控制系统连接，同时自动控制系统还可设置位于隧洞内的报警器，在接收到暴雨或者洪水信息后，及时通知洞内施工人员撤离和启用挡水系统。

12、本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：1）使用挡水坎作为一级挡水措施，气象预警后的手动控制或智能控制模块模式下的自动控制作为二级挡水措施，水位感知模块模式下的自动控制作为三级挡水措施，具备多重保障，响应快速，能够应对各种突发情况，实用、可靠且高效；2）由配重块、浮块、拉力弹簧和固定框架组成的驱动装置机械结构简单、装配拆卸方便、成本低廉，方便与多种控制方式结合。

技术特征：

1.一种具备多重保障的低洼隧洞进口施工期挡水系统，其特征在于包括挡水坎、坎前排水系统、洞口挡水装置、洞前排水系统和智能预警控制系统；隧洞进口依次布置了所述坎前排系统、所述挡水坎、所述洞前排水系统、所述洞口挡水装置，智能预警控制系统控制所述坎前排水系统、所述洞前排水系统与所述洞口挡水装置中的电机；智能预警控制系统设置水位感知模块；

2.根据权利要求1所述的一种具备多重保障的低洼隧洞进口施工期挡水系统，其特征在于：所述挡水坎由坎前坡、坎顶与坎后坡组成；所述坎前排水系统，位于所述挡水坎前部，包括第一排水沟、第一集水坑、第一水泵与排水管线，所述第一集水坑位于所述坎前坡两端坡脚，所述第一排水沟分布在进场路的两侧，与所述第一集水坑联通；所述第一水泵通过所述排水管线将所述集水坑中的积水抽走；所述第一水泵与所述智能预警控制系统连接，受其控制。

3.根据权利要求1所述的一种具备多重保障的低洼隧洞进口施工期挡水系统，其特征在于：所述门槽包括在隧洞进口的两侧自上而下设置的滑槽，底部设置的承接凹槽，所述承接凹槽与所述滑槽联通；所述挡板长度与隧洞进口宽度相当，所述挡板的上端设置对接凹槽，所述挡板下端设置与所述对接凹槽匹配的凸缘，多块所述挡板组合使用时，上层挡板下端的所述凸缘可以与下层挡板上端的对接凹槽紧密贴合。

4.根据权利要求1所述的一种具备多重保障的低洼隧洞进口施工期挡水系统，其特征在于：所述驱动装置由外部壳体、限位槽、牵引弹簧、滑轨、传力滑轮组和拉力线组成；所述外部壳体包括装配口、可打开的装配口盖板、下放口和预留孔，所述装配口设置在所述外部壳体顶部，用于将所述挡板依次装入限位槽内；所述预留孔布置在所述外部壳体外侧底部拐角处；所述下放口位于所述外部壳体底部，所述下放口略大于所述挡板的尺寸，所述挡板可以顺利通过，所述下放口正对所述门槽；所述牵引弹簧的一端与所述外部壳体相连，另一端与所述限位槽相连，拉动所述限位槽沿着所述驱动装置底部铺设的滑轨滑动；所述限位槽用于储存所述挡板，由壳体、隔断、槽孔、拦板组成，限位槽壳体的上部敞口，限位槽壳体内设置多个所述隔断用以分隔储存所述挡板，每个所述隔断形成隔间底部均设有所述槽孔，所述槽孔尺寸与所述下放口尺寸匹配，所述拦板位于所述槽孔的下部，与所述槽孔侧缘的壳体通过铰链连接，所述铰链平行于隧洞口宽度方向布置，当所述限位槽沿所述滑轨移动，所述槽孔与所述下放口对正时，所述拦板在重力作用下翻转，所述挡板从所述下放口跌落；所述滑轨布置在所述外部壳体底部，沿着隧洞口宽度方向均匀布置多条，包括两端滑轨和中部滑轨，所述两端滑轨布置在所述槽孔位置外侧，两端与所述外部壳体的侧壁连接；所述中部滑轨布置在所述槽孔位置的下部，一端与所述外部壳体外侧壁连接，另一端至所述下放口边缘；所述传力滑轮组包括牵引滑轮和转向滑轮，所述牵引滑轮固定在所述外部壳体的中部，位于所述限位槽的外侧，所述转向滑轮由4个定滑轮组成，所述定滑轮两个一组，对称布置在两侧，分别位于所述牵引滑轮的下部和所述预留孔的上部，所述拉力线一端与所述限位槽的外侧相连，之后缠绕在所述牵引滑轮上，垂直下延，在所述转向滑轮的上部分成两条，分别缠绕两侧的所述转向滑轮，从所述预留孔穿出，与所述水位感知模块相连。

5.根据权利要求4所述的一种具备多重保障的低洼隧洞进口施工期挡水系统，其特征在于：所述水位感知模块布置在隧洞口前两侧，位于所述驱动装置下方，具体包括配重块、浮块、拉伸弹簧和固定框架，所述拉伸弹簧的下部固定在所述配重块上，上部与所述拉力线连接，所述配重块依靠自身的重力扯动所述拉力线通过所述传力滑轮组拉动所述限位槽，使所述限位槽处在初始位置，所述浮块由与挡板的级数相同的多级组成，均间隔固定在所述拉力线上，各级浮块所处的高度分别对应一块挡板的下落时机；所述配重块、拉伸弹簧、浮块均装配在所述固定框架中，所述浮块均可沿着所述固定框架的空腔移动，所述固定框架侧边开设格栅孔，用于防止外物干扰与破坏；所述拉伸弹簧、浮块、牵引弹簧通过所述拉力线和传力滑轮组构建力平衡体系。

6.根据权利要求4所述的一种具备多重保障的低洼隧洞进口施工期挡水系统，其特征在于：所述水位感知模块采用拉力传感器或水位传感器，在感知水位后通过控制系统带动限位槽移动。

7.根据权利要求1所述的一种具备多重保障的低洼隧洞进口施工期挡水系统，其特征在于：所述洞前排水系统位于隧洞口前，包括截水沟、集水池、水泵组与排水管道，所述集水池布置在隧洞口前道路两侧，所述截水沟分布在道路两侧与隧洞口前，与所述集水池联通，所述水泵组安装在所述集水池旁边，所述排水管道与隧洞内的排水管连接组成排水管网，所述集水池与截水沟的顶高程与洞前道路路面高程一致。

8.根据权利要求1所述的一种具备多重保障的低洼隧洞进口施工期挡水系统，其特征在于：所述智能预警控制系统包括能控制挡水系统内各电机启停的自动控制系统，自动控制系统包括所述水位感知模块，自动控制系统通过控制线和电机连接，智能预警控制系统还可设置气象预警模块，以接收气象数据并与自动控制系统连接，同时自动控制系统还可设置位于隧洞内的报警器，在接收到暴雨或者洪水信息后，及时通知洞内施工人员撤离和启用挡水系统。

技术总结
本技术公开了一种具备多重保障的低洼隧洞进口施工期挡水系统，该系统包括挡水坎、坎前排水系统、洞口挡水装置、洞前排水系统、智能预警控制系统，利用挡水坎、气象预警后的手动控制或智能控制模块模式下的自动控制、水位感知模块模式下的自动控制构建多重保障控制体系，通过由驱动装置控制挡板适时下放，能够有效应对低洼隧洞进口各种情况下突发暴雨和洪水，系统结构简单、实用、可靠且高效，智能化与自动化水平较高，适用范围与对象较为广泛。

技术研发人员：毕峰,张志鹏,陈建明,胡小禹,严祥瑞,傅钦琳
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：20231215
技术公布日：2024/10/24