一种高压富水区隧道自动调压泄水控制装置的制作方法

本发明属于隧道及地下工程设置，尤其是高压富水区隧道自动调压泄水控制排水系统。

背景技术：
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目前国内外在高水压富水区山岭隧道的设计中一般遵循限量排放的原则，一种典型的方式是在隧道的防排水系统中安设控制阀门,当水压达到一定值时,阀门打开排水,当水压低于某一值时,阀门关闭。这种控制排水系统在广州地铁隧道中曾经使用过,但是由于经常开闭,阀门极易损坏,再加上水中含有大量泥砂,常常使阀门堵塞而失效。

技术实现要素：

鉴于现有技术的上述不足，本发明的目的是提供一种高压富水区隧道自动调压泄水控制装置，使之克服现有技术的以上缺点。

本发明的目的是通过如下的手段实现的。

1、一种高压富水区隧道自动调压泄水控制装置，设置在高压富水区隧道边墙脚限量排放区运营隧道两侧电缆槽底部，装置的水流进口连接衬砌背后地下水渗流管道，装置的水流出口连接隧道横向排水管；其特征在于，在所述水流进口和水流出口间依序设置控水阀100、Y型管道过滤器200、可调式泄水阀300构成自动调压泄水控制机构；

所述Y型管道过滤器200的主阀体与可调式泄水阀300连接；排渣支路由排渣口和封盖组成；

所述可调式泄水阀300通过其内部的测压器测出水压值，若水压值超出泄水阀设定阈值，则泄水阀会自动泄水，直至地下水压力值降到设定值停止排水。

本发明自动调压泄水装置能够将衬砌外侧排水与隧道内排水系统灵活的结合在一起，且设定泄水阀值，随着水量变化自动排水，调节衬砌承受水压力。同时能够过滤地下水中的泥沙，并可以随时更换其中过滤物，有效减小泄水阀损坏几率，也可以随时更换泄水阀，使用方便，保证隧道衬砌结构安全性。

附图说明

图1本发明自动调压泄水装置组成图。

图2控水阀(蝶阀)装置示意图。

图3 Y型管道过滤器部件图。

图4可调式泄水阀部件图。

图5隧道横断面图。

图6为图5的A部放大图。

图7为图5的C部放大图。

图8本发明安装斜交工程施工平面图。

图9本发明安装正交工程施工平面图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。

本发明是由控水阀100、Y型管道过滤器200、可调式泄水阀300等部件构成自动调压泄水装置，地下水流方向如图1所示进行，该装置左侧连接衬砌背后地下水渗流管道，右侧连接隧道横向排水管。自动调压泄水装置需要在隧道施工过程中进行预埋，才能完成地下水的调压泄水功能，该装置需要根据隧道衬砌内部空间进行尺寸和功能设计。根据不同的工程概况可以制定不同的规格型号，高水压富水区的山岭隧道常用地下水管道直径为100mm，所示本发明规定排水孔径D的范围是80mm-120mm。

(1)自动调压泄水装置尺寸可以根据隧道工程结构尺寸进行调节，长度：B＝B₁+B₂+B₃＝62～78cm，高度：≤38cm，宽度：20cm～25cm；图1中，2是泄水阀的外接压力表。

(2)自动调压泄水装置部件功能设计：

部件1--控水阀：功能主要是在地下水管道中暂时关闭、切断和节流，便于服务过滤管清理杂质及泄水阀的后期保养。过滤器可能出现漏水问题，需要清理滤芯网或者更换排渣口；泄水阀可能出现阀体损伤、破坏或压力等失效行为时，需进行维修或更换相应部件。见图2。控水阀可以根据隧道内预留空间进行选择手动法兰蝶阀1或闸阀，宽度8cm-25cm，控水阀直径D与地下排水管道一致。

部件2—Y型管道过滤器：隧道围岩中地下渗流水很可能会携带着泥土碎石等杂质，主要是用来过滤地下水中的砂、砾石等杂质，以免堵塞、损伤泄水阀。主要部件有：阀体5、滤芯网4、排渣口6、封盖7等四部分组成。自动调压泄水装置运行一段时间，需要定期清洗过滤器内部滤筒内杂质。见图3。

当隧道中地下水压力超过泄水阀设定压力时，可调式泄水阀300自动开启泄水，保证高压富水区隧道衬砌承受临界水压条件以下，隧道整体结构处于稳定状态。主要部件由主阀及外装控制导阀组成。

本发明泄水阀最高泄水压力阈值最高可达1.6MPa，地下水压高于此值需要结合相应的辅助注浆防水措施。当隧道地下水进入泄水阀时，泄水阀可以通过其内部的测压器2测出水压值，若水压值超出泄水阀设定值，则泄水阀会自动泄水，直至地下水压力值降到设定值停止排水；若地下水压值小于等于泄水阀设定值时，则泄水阀不排水。B3长度为：≥29cm。

在高压富水区隧道工程的渗漏水现象一般通过施工变形缝、沉降缝或钢筋嵌入处渗出，所以隧道衬砌结构施工缝和变形缝的防水是重点和难点。在隧道施工过程中(未进行二次衬砌施工)本装置可安装于高压富水区隧道边墙脚限量排放区；在运营隧道工程中本装置需要预埋隧道两侧电缆槽底部，以隧道中心线左右对称布置，不占用隧道内部空间或行车道，便于更换或维修相应部件。如图5-图7所示。

在隧道边墙处自动调压泄水装置管道(控水阀端)需要采用正三通接头与隧道环向盲管、纵向排水管进行连接，确保隧道纵向一定范围内形成独立地下排水系统，见图7所示。该装置另外一端连接隧道内横向排水管，将地下水排入中央排水沟，同时在高压富水区纵向排水管两端必须设置纵向排水盲管封头，确保地下水按照设定方式排泄。如果隧道排水系统在中央排水沟设计，排水沟设计与一侧，该装置亦可以与隧道轴线平行采用，只需要设计安装转角接头即可。

在隧道纵断面上主要安装于隧道衬砌变形缝、沉降缝等位置处。根据隧道地下水量控制，选择不同的部件尺寸和压力控制，自动调压泄水装置安装方向可以与隧道轴线斜交、正交关系。如图8和图9所示。与隧道轴线斜交：需要注意隧道纵向坡率方向，隧道纵向排水由右向左进行，每一个排水单位三通弯头一定在隧道施工缝的上游方向。如图8所示；与隧道正交：每一个排水单位三通弯头与隧道施工缝位置重合。如图9所示。

具体安装实施高压富水区隧道自动调压泄水装置，需要预先计算分析设置固定泄水阀值控制地下水限量排水，形成独立隧道地下排水系统。该系统既可以减少隧道衬砌背后的水压力，保证衬砌结构的安全，又不会因无限制的排放地下水对地表和地下水环境造成无法恢复的破坏，保护隧址区生态环境。同时该装置能够实现隧道工程设计施工规范真正意义的“限量排放”技术要求，能够取得很好的经济与社会效益。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。