一种可维护式隧道智能防排水系统的制作方法

1.本实用新型涉及隧道防排水领域，特别是一种可维护式隧道智能防排水系统。


背景技术：

2.城市隧道能够有效提升城市的交通效率并减少环境污染，也符合目前低碳生活的倡导。由于城市隧道自身的特殊性，地面存在的建筑物和植被使得城市隧道在运营维护期间会面临诸多挑战。通过对我国大量城市隧道进行现场调查后发现除人为因素引起的施工质量问题外，水害问题（地下水、降雨等）对隧道工程安全影响最为普遍，由地下水引发的安全问题占隧道总数的58%。当城市隧道出现水害问题时，通常导致地下水位下降，使得地表水源枯竭，水土流失、植被破坏、地面塌陷等时有发生。解决隧道水问题能够有效延长城市隧道的使用寿命、对周围生态环境也有积极作用，已成为影响隧道工程成败的关键因素。
3.为降低水害发生概率，我国城市隧道主要采用3种防排水体系：（1）采用以泄水、疏水为主的泄水型或引流自排型体系，即通过排水降低城市隧道支护结构所承受的水压力荷载，此方法能够有效降低地下水位，但由此带来的对地面植被的破坏难以恢复；（2）全包防水体系，将地层渗水隔离于城市隧道的支护结构之外，通过提高支护结构防水能力来实现城市隧道的防水功能，但水压力荷载长期作用下，支护结构易出现开裂从而造成渗漏水病害；（3）防排结合的控制型防水体系，通常采用半包防水方式，允许地下水部分排放，既能保证结构安全，又能降低衬砌背后的水压力，但这种方法难以实现动态平衡水压力—排水量之间的关系，故而难以达到理想状态。以上3种城市隧道防排水模式都存在一定弊端，防排水量难以控制，因此需要一种智能化的城市隧道防排水系统。
4.在现有的城市隧道防排水系统中，尚无法实现3种防排水模式按需切换。此外，在城市隧道后期的运营维护过程中，排水系统的检查井通常位于城市隧道路面的镇中心位置，在检修过程中，检修人员的人身安全难以保障，隧道内车辆的通行也会受到影响。因此，有必要构建一种可维护式的城市隧道智能防排水系统，能够实现城市隧道防排水系统的按需切换，同时还能满足可维护需求。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种可维护式城市隧道智能防排水系统，根据城市隧道防排水需求进行全排防水、全包防水和半包防水3种防排水模式的切换，并供后期运维工作人员可方便安全的进行防排水维护，以保证城市隧道运营阶段的健康状态。
6.为达到上述目的，本实用新型是按照以下技术方案实施的：
7.一种可维护式隧道智能防排水系统，包括纵向排水盲管、环向排水盲管、竖向检查井、侧边排水管、排水侧沟、中央排水沟；所述纵向排水盲管为若干根且沿着隧道纵深方向布设在隧道支护结构的隧道初期支护结构和二次衬砌结构之间，环向排水盲管为若干根且沿着隧道拱顶布设在隧道支护结构的隧道初期支护结构和二次衬砌结构之间，所述纵向排
水盲管与所述环向排水盲管相互连通；所述竖向检查井沿着隧道纵深方向每隔一段距离布设在隧道支护结构的两个拱脚底部，竖向检查井包括竖向井筒和设置在所述竖向井筒上的检修门；所述侧边排水管沿着隧道纵深方向布设在隧道支护结构的两个拱脚处，环向排水盲管的两端与两个所述侧边排水管连通且分布于竖向检查井内；所述中央排水沟设置于隧道仰拱结构底部中心，所述中央排水沟两侧通过中央排水沟排水盲管与侧边排水管连通；所述排水侧沟设置于隧道内的道路两侧，排水侧沟通过侧沟排水盲管与侧边排水管连通。
8.进一步地，所述环向排水盲管和所述侧边排水管的连接部位安装有电子阀门，所述电子阀门集成有能够实时收集并记录城市隧道水压力数据水压力传感器；电子阀门通过有线或无线方式与电脑终端相连，电脑终端用于接受并分析所述电子阀门传输的城市隧道水压力荷载数据，并向所述电子阀门发出指令，控制所述电子阀门的开启和关闭，以达到隧道工程水压力—排水量的平衡。
9.进一步地，所述竖向井筒内壁设有爬梯。
10.优选地，所述竖向检查井沿着隧道纵深方向每隔12m布设在隧道支护结构的两个拱脚底部。
11.另外，本实用新型还提供了一种可维护式城市隧道智能防排水系统的智能防排水方法，包括以下步骤：
12.s1、城市隧道修筑完毕后，关系所述电子阀门，隧道整体处于全包防水状态，地下水无法进行隧道内部，所述支护结构承担围岩压力和地下水压力荷载；
13.s2、随着隧道运营，所述纵向排水盲管、所述环向排水盲管、所述中央排水沟和所述排水侧沟开始收集城市隧道渗入的地下水，所述电子阀门集成的水压力传感器实时收集并记录城市隧道水压力数据，并将数据传输至所述电脑终端；
14.s3、基于s2，随着隧道运营，所述电脑终端接受所述电子阀门集成的水压力传感器传输的隧道水压力数据，根据隧道防排水需求，向所述电子阀门发出开启指令，开启所述电子阀门，使隧道处于排水状态；
15.s4、基于s3，所述环向排水盲管和所述纵向排水盲管收集的隧道地下水通过开启的所述电子阀门进入所述侧边排水管，所述中央排水沟通过所述中央排水沟排水盲管，所述排水侧沟通过所述侧沟排水盲管将收集到的地下水通过开启的所述电子阀门进入所述侧边排水管；
16.s5、基于s4，所述侧边排水管将汇集的地下水排出城市隧道，所述电子阀门集成的水压力传感器实时收集并记录当前全排状态下的城市隧道水压力数据，并将数据传输至所述电脑终端；
17.s6、基于s5，所述电脑终端接受所述电子阀门集成的水压力传感器传输的隧道水压力数据，管理人员通过隧道防排水实际需求，通过所述电脑终端向所述电子阀门发出关闭指令，关闭部分或全部的所述电子阀门，实现半包防排水状态和全包防排水状态的转变；
18.s7、所述电子阀门在隧道运营过程中出现损坏时，所述电子阀门将故障信息反馈至所述电脑终端，维修人员可根据实际情况，通过所述爬梯进入所述竖向检查井进行所述电子阀门的维修或手动开启。
19.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
20.1）不同于传统的自排型体系，全包防水体系和控制型防水体系，这种新型隧道智
能化防排水系统可以根据隧道防排水实际需求，完成3种城市隧道防排水模式的切换，实现了隧道防排水的电子化、信息化管理。
21.2）这种新型可维护式隧道防排水系统除了可以满足隧道结构运营期间的防排水需求外，还具备可维护功能，排水功能出现障碍时，可以在不影响城市隧道交通的前提下进入竖向检查井进行运营维护。
附图说明
22.图1是本实用新型的构造示意图。
具体实施方式
23.为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定实用新型。
24.如图1所示本实施例提供了一种可维护式隧道智能防排水系统，其特征在于，包括纵向排水盲管2、环向排水盲管3、竖向检查井4、侧边排水管402、排水侧沟6、中央排水沟5；所述纵向排水盲管2为若干根且沿着隧道纵深方向布设在隧道支护结构1的隧道初期支护结构和二次衬砌结构之间，环向排水盲管3为若干根且沿着隧道拱顶布设在隧道支护结构的隧道初期支护结构和二次衬砌结构之间，所述纵向排水盲管2与所述环向排水盲管3相互连通；所述竖向检查井4沿着隧道纵深方向每隔12m布设在隧道支护结构的两个拱脚底部，竖向检查井4包括竖向井筒405和设置在所述竖向井筒405上的检修门404，竖向井筒405内壁设有爬梯403，竖向检查井4的尺寸可根据地质条件和设计资料进行设置，保证所述侧边排水管402位于城市隧道高程最低位置，为方便后期运维人员进出，所述竖向检查井4纵向可设置3m以上的长度；运维人员通过所述检修门404进入到所述竖向检查井4中通过所述爬梯403进入竖向井筒405内进行设备的维修和执行关于城市隧道后期防排水的相关操作；所述侧边排水管402沿着隧道纵深方向布设在隧道支护结构的两个拱脚处，位于整个城市隧道的最低点；环向排水盲管3的两端与两个所述侧边排水管402连通且分布于竖向检查井4内，用于收集所述环向排水盲管3，所述中央排水沟排水盲管501和所述侧沟排水盲管601排入的地下水，并将地下水排除城市隧道；所述中央排水沟5设置于隧道仰拱结构底部中心，中央排水沟5两侧通过中央排水沟排水盲管501与侧边排水管402连通；所述排水侧沟6设置于隧道内的道路两侧，排水侧沟6通过侧沟排水盲管601与侧边排水管402连通；上述各管道之间连接形成整套排水体系，将地下水汇集于所述侧边排水管402。
25.所述环向排水盲管2和所述侧边排水管402的连接部位安装有电子阀门401，所述电子阀门401集成有能够实时收集并记录城市隧道水压力数据水压力传感器，当然，电子阀门401上还设置有手动装置，供维修人员在缺少电力支持或所述电子阀门系统401无法正常工作时能够进行手动控制所述电子阀门系统401的开启和关闭；电子阀门401通过有线或无线方式与电脑终端（图中未画出）相连，电脑终端用于接受并分析所述电子阀门401传输的城市隧道水压力荷载数据，并向所述电子阀门401发出指令，控制所述电子阀门401的开启和关闭，以达到隧道工程水压力—排水量的平衡。
26.需要说明的是：本实用新型实施例中的隧道支护结构1、所述纵向排水盲管2、所述
环向排水盲管3、所述中央排水沟5、所述排水侧沟6、所述中央排水沟排水盲管501和所述侧沟排水盲管601均是隧道工程中的基本组成部分，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
27.利用上述可维护式城市隧道智能防排水系统能够实现智能防排水，其具体实现过程如下：
28.s1、城市隧道修筑完毕后，关系所述电子阀门401，隧道整体处于全包防水状态，地下水无法进行隧道内部，所述支护结构1承担围岩压力和地下水压力荷载；
29.s2、随着隧道运营，所述纵向排水盲管1、所述环向排水盲管2、所述中央排水沟5和所述排水侧沟6开始收集城市隧道渗入的地下水，所述电子阀门401集成的水压力传感器实时收集并记录城市隧道水压力数据，并将数据传输至所述电脑终端；
30.s3、基于s2，随着隧道运营，所述电脑终端接受所述电子阀门401集成的水压力传感器传输的隧道水压力数据，根据隧道防排水需求，向所述电子阀门401发出开启指令，开启所述电子阀门401，使隧道处于排水状态；
31.s4、基于s3，所述环向排水盲管和3所述纵向排水盲管2收集的隧道地下水通过开启的所述电子阀门401进入所述侧边排水管402，所述中央排水沟5通过所述中央排水沟排水盲管501，所述排水侧沟6通过所述侧沟排水盲管601将收集到的地下水通过开启的所述电子阀门401进入所述侧边排水管402；
32.s5、基于s4，所述侧边排水管将汇集的地下水排出城市隧道，所述电子阀门401集成的水压力传感器实时收集并记录当前全排状态下的城市隧道水压力数据，并将数据传输至所述电脑终端；
33.s6、基于s5，所述电脑终端接受所述电子阀门系统401集成的水压力传感器传输的隧道水压力数据，管理人员通过隧道防排水实际需求，通过所述电脑终端向所述电子阀门系统401发出关闭指令，关闭部分或全部的所述电子阀门系统401，实现半包防排水状态和全包防排水状态的转变；
34.s7、所述电子阀门401在隧道运营过程中出现损坏时，所述电子阀门系统401将故障信息反馈至所述电脑终端，维修人员可根据实际情况，通过所述爬梯403进入所述竖向检查井4进行所述电子阀门401的维修或手动开启。
35.通过上述方案的实施，本实用新型可以根据隧道防排水实际需求，完成3种城市隧道防排水模式的切换，实现了隧道防排水的电子化、信息化管理；可以满足隧道结构运营期间的防排水需求外，还具备可维护功能，排水功能出现障碍时，可以在不影响城市隧道交通的前提下进入竖向检查井进行运营维护。
36.本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。