一种隧道工程中地下水水压调节装置

本实用新型涉及隧道工程技术领域，特别涉及一种隧道工程中地下水水压调节装置。

背景技术：

隧道工程的赋存环境中，经常存在富水带及高水压带等含水地层。对隧道工程而言，含水地层中的水压力对工程结构的支护体系会产生额外的外载，不利于工程结构的受力；然而，对地表或浅部建构筑物而言，地下水的水压力却可以为地层提供一定的支撑力。

隧道工程运营期间，若对地下水进行直接封堵，则会要求工程结构具有更高的承载能力，增加工程成本；而若直接采用现有的排水方法，排出工程区域的地下水，该措施虽然有利于隧道工程结构的受力与工程安全，但地下水压力的显著降低会影响工程区域浅部地层的支撑力，容易导致工程附近区域的地表或浅部建构筑物出现下沉，影响其工程安全。

目前，隧道工程中的地下水控制方法难以实现对地下水水压的实时调节。

技术实现要素：

本申请提供了一种隧道工程中地下水水压调节装置，解决或部分解决了现有隧道工程中的地下水控制方法难以实现对地下水水压实时调节的技术问题，实现了方便实时调节地下水水压，确保隧道工程安全。

本申请所提供的一种隧道工程中地下水水压调节装置，包括：水箱、压力球、引流入水管、引流出水管、压强计、第一管阀及第二管阀，

所述水箱的顶部敞口，底部开设进水口，中部开设出水口；所述水箱的下部形状与所述压力球形状相适应，所述压力球贴合所述水箱的内壁后封堵所述进水口；

所述引流入水管为包含三个直角弯的弯折管，包括：端部竖管段、端部横管段、中部横管段及中部竖管段；所述端部竖管段的出口向上，且与所述水箱的进水口连接；所述端部横管段的入口连通目标水源，所述端部横管段的入口水平位置高于所述端部竖管段的出口；

所述压强计及所述第一管阀都设置在所述引流入水管上；

所述引流出水管为包含一个直角弯的弯折管，包括水平段及开口向下的竖直段；所述水平段的端部入口连接所述水箱的出水口，所述竖直段的端部出口伸出隧道；

所述第二管阀设置在所述引流出水管上。

作为优选，所述水箱呈上宽下窄结构，包括：空心的柱体上部及锥体下部；所述水箱的出水口位于所述柱体上部与所述锥体下部的连接处，所述水箱的进水口位于所述锥体下部的底部。

作为优选，所述水箱包括：空心的圆柱体上部及圆锥体下部。

作为优选，所述压力球为包裹有橡胶层的铅球。

作为优选，还包括：排沙管及第三管阀，所述引流入水管的中部横管段开设有泥沙泄口，所述排沙管连接所述泥沙泄口；所述第三管阀设置在所述排沙管上。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过采用由水箱、压力球、引流入水管、引流出水管、压强计、第一管阀及第二管阀组成的水压调节装置，将引流入水管入口连通目标水源，湍急水流流经压强计，压强计显示当前水压值。当水流至水箱的进水口，水流需顶开压力球，才能进入水箱中，因压力球的重力作用使其贴合水箱底部内壁而封堵水箱的进水口，因此水流需要在此处消耗较多的动能才能冲起压力球而进入水箱中，当水流逐渐上涨至引流出水管位置时，水流已较为平缓，随着水压的不断减小，水流最终不足以顶动压力球，即降至水压目标值，该装置成功降低了目标水源的压力值。本装置只需通过观察压力球的状态及压强计的数值，便能观察水压的状态变化，不需要过多操作，因此本装置简单易行，可较为有效降低目标水源的压力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请实施例提供的隧道工程中地下水水压调节装置的结构主视图；

图2为图1的俯视图。

(附图中各标号代表的部件依次为：1第二管阀、2引流出水管、3水箱、4压力球、5进水口、6压强计、7第三管阀、8排沙管、9第一管阀、10引流入水管)

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见附图1和2，本申请所提供的一种隧道工程中地下水水压调节装置，包括：水箱3、压力球4、引流入水管10、引流出水管2、压强计6、第一管阀9及第二管阀1。

水箱3的顶部敞口，底部开设进水口5，中部开设出水口；水箱3的下部形状与压力球4形状相适应，压力球4贴合水箱3的内壁后封堵进水口5。另外，通过改变压力球4的重量可以设置相应的水压目标值。

引流入水管10为包含三个直角弯的弯折管，包括：端部竖管段、端部横管段、中部横管段及中部竖管段；端部竖管段的出口向上，且与水箱3的进水口5连接；端部横管段的入口连通目标水源，端部横管段的入口水平位置高于端部竖管段的出口。

压强计6及第一管阀9都设置在引流入水管10上。引流出水管2为包含一个直角弯的弯折管，包括水平段及开口向下的竖直段；水平段的端部入口连接水箱3的出水口，竖直段的端部出口伸出隧道。第二管阀1设置在引流出水管2上。

进一步的，水箱3呈上宽下窄结构，包括：空心的柱体上部及锥体下部；水箱3的出水口位于柱体上部与锥体下部的连接处，水箱3的进水口位于锥体下部的底部。作为一种优选的实施例，水箱3包括：空心的圆柱体上部及圆锥体下部。压力球4为包裹有橡胶层的铅球。

进一步的，还包括：排沙管8及第三管阀7，引流入水管10的中部横管段开设有泥沙泄口，排沙管8连接泥沙泄口；第三管阀7设置在排沙管8上。

该水压调节装置的实施过程：

首先将第一管阀9、第二管阀1与第三管阀7关闭，再将引流入水管10右侧端口插入目标水源处，打开第一管阀9，湍急水流流经压强计6，记录下此时压强计6的读数。

湍急水流流至进水口5，将压力球4顶开，水在水箱3中没至引流出水管2处时，打开第二管阀1，此时引流出水管2排出平缓水流。

当从引流入水管10流入的水流不足以顶动压力球4进入水箱3中时，记录下此时压强计6的读数，然后关闭第二管阀1与第一管阀9，或者通过观察压强计6的读数，从引流入水管10流入的水流已经达到目标水压时，将第二管阀1与第一管阀9关闭，将装置撤出目标水源处。

该装置应定期排空水流带入的泥沙，将第二管阀1关闭，第三管阀7与第一管阀9打开，从引流入水管10右侧端口注入水流，利用水流将引流入水管10内壁附着的泥沙从排沙管8排出，重复操作，直至将引流入水管10内壁附着的泥沙排空。

通过采用由水箱3、压力球4、引流入水管10、引流出水管2、压强计6、第一管阀9及第二管阀1组成的水压调节装置，将引流入水管10入口连通目标水源(隧道地下水)，湍急水流流经压强计6，压强计6显示当前水压值。当水流至水箱3的进水口5，水流需顶开压力球4，才能进入水箱3中，因压力球4的重力作用使其贴合水箱3底部内壁而封堵水箱3的进水口5，因此水流需要在此处消耗较多的动能才能冲起压力球4而进入水箱3中，当水流逐渐上涨至引流出水管2位置时，水流已较为平缓，随着水压的不断减小，水流最终不足以顶动压力球4，即降至水压目标值，该装置成功降低了目标水源的压力值。本装置只需通过观察压力球4的状态及压强计6的数值，便能观察水压的状态变化，不需要过多操作，因此本装置简单易行，可较为有效降低目标水源的压力。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。