斜井集水井及斜井反坡排水系统的制作方法

1.本实用新型涉及隧道施工排水技术领域，具体地说，是涉及一种斜井集水井及具有该斜井集水井的斜井反坡排水系统。


背景技术：

2.隧道施工在穿越山体及地下岩层时，不可避免的会出现围岩渗水问题，因此，在隧道施工过程中需要及时对渗水进行引排，以保证隧道的施工安全、施工进度及施工速度，并防止出现淹洞事故。其中，在进行隧道施工中的斜井施工时，由于其需要实现反坡排水，导致其排水系统施工难度大且施工麻烦。
3.目前，斜井转隧道正线的排水系统主要的是采用阶梯式分级排水，如图1所示，在斜井91施工过程中，根据斜井91的开挖间隔设置过渡井92和集水井93，并通过管道94连接相邻的过渡井92和集水井93，以在斜井91开挖过程中能够将洞内渗水逐级上排，最终将洞内渗水排出至斜井洞口外；如图2所示，当斜井91开挖完成后，可根据现场情况确定是否继续使用过渡井92，若不使用过渡井92，则通过管道94直接对相邻两个集水井93进行连接，以实现对斜井91和/或隧道正线95内的水逐级上排，最终将斜井91内和/或隧道正线95内的水排出斜井洞口外。其中，过渡井92通常作为斜井91开挖过程中的临时排水井使用。
4.现有集水井普遍是直接在其开挖出的硐室内设置集水池和污水泵，并在集水池内设置抽水管，使得污水泵能够通过抽水管将集水池内的水抽走并排放至上一级过渡井或集水井。然而，现有的集水井设置较为随意，没有统一的设置规范及设计标准，且绝大多数集水井的设置不太合理，导致大多数的反坡排水系统的排水效果不佳、集水井清淤困难，最终影响施工生产，甚至严重时会造成淹洞事故。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本实用新型的主要目的是提供一种布局合理，可提高反坡排水系统的排水效果，且规范化的斜井集水井。
6.本实用新型的另一目的是提供一种设置有上述斜井集水井的斜井反坡排水系统。
7.为了实现本实用新型的主要目的，本实用新型提供一种斜井集水井，包括硐室、污水泵、抽水管和第一排水管，抽水管的第一端与污水泵的抽水端对接，第一排水管的第一端与污水泵的排水端对接，其中，硐室内设置有第一沉淀池和第二沉淀池，第一沉淀池和第二沉淀池之间具有隔墙，隔墙上设置有排水口，排水口连通第一沉淀池和第二沉淀池，抽水管的第二端伸入至第一沉淀池内，斜井集水井还包括承载平台、潜水泵和第二排水管，承载平台位于第一沉淀池和第二沉淀池的上方，污水泵安装在承载平台上，潜水泵设置在第二沉淀池内，第二排水管的第一端与潜水泵的排水端对接。
8.由上可见，斜井集水井接收水沟引排的地下水、隧道正线抽排的地下水和/或斜井底部抽排的地下水、该斜井集水井的下一级斜井集水井抽排的收集的地下水时，所接收的地下水会先进入第一沉淀池内，使地下水中的泥沙、杂质先进行一定程度的沉淀，当第一沉
淀池内的地下水没过排水口时，较为清澈的地下水会通过排水口进入第二沉淀池内。污水泵用于配合抽水管和第一排水管将较为浑浊的地下水排至斜井集水井的上一级斜井集水井的第一沉淀池内。潜水泵用于配合第二排水管将较为清澈的地下水排至斜井集水井的上一级斜井集水井的第一沉淀池内或指定集水井以进行二次利用。此外，污水泵对第一沉淀池内的地下水进行抽排时还能够对第一沉淀池起到一定的沉渣清理作用，降低工人对第一沉淀池内沉渣清理的工作量；潜水泵则可配合第一沉淀池及第二沉淀池对较为清澈的地下水进行回收利用，且能够在当污水泵存在故障时代替污水泵进行地下水的抽排；而承载平台既为相关设备提供安装空间，又为工作人员提高良好的作业空间，使得工作人员能够更加方便地对斜井集水井进行维护，以保证斜井集水井的高效运转。
9.一个优选的方案是，斜井集水井还包括高压风管，高压风管包括主管、第一支管和第二支管，第一支管的第一端与主管对接，第一支管的第二端伸入至第一沉淀池内，第二支管的第一端与主管对接，第二支管的第二端伸入至第二沉淀池内。
10.由上可见，高压风管可以通过第一支管向第一沉淀池送入高压空气，以对第一沉淀池内的地下水起到一定的搅拌作用，使沉淀在第一沉淀池底部的沉渣能够更好的被污水泵抽走，从而能够在最大程度上降低工作人员对第一沉淀池内沉渣清理的工作量；同理地，高压风管可通过第二支管向第二沉淀池内送入高压空气，以对第二沉淀池内的地下水起到一定的搅拌作用，使得第二沉淀池内少量的细小沉渣能够被潜水泵抽走，从而最大程度上降低工作人员对第二沉淀池内沉渣清理的工作量。
11.进一步的方案是，高压风管还包括第三支管和第四支管，第三支管包括第一软管和第一硬管，第一软管对接在主管和第一硬管之间，第一硬管可伸入至第一沉淀池内，第四支管包括第二软管和第二硬管，第二软管对接在主管和第二硬管之间，第二硬管可伸入至第二沉淀池内。
12.由上可见，第三支管的设置使得工作人员能够手持第三支管向第一沉淀池内的不同位置送入高压空气，并使得工作人员能够通过第三支管对第一沉淀池内的地下水进行搅拌，从而使第一沉淀池内的沉渣能够更好的被污水泵抽走；同理地，设置第四支管使得工作人员能够手持第四支管向第二沉淀池内的不同位置送入高压空气，并使得工作人员能够通过第四支管对第二沉淀池内的地下水进行搅拌，从而使第二沉淀池内的细小沉渣能够更好的被潜水泵抽走。
13.更进一步的方案是，斜井集水井还包括第一作业平台和第二作业平台，第一作业平台与承载平台对接，第一作业平台位于第一沉淀池的上方，第二作业平台与承载平台对接，第二作业平台位于第二沉淀池的上方。
14.由上可见，第一工作平台用于为工作人员提供更好的作业空间，使得工作人员在手持第三支管向第一沉淀池内送入高压空气和/或对第一沉淀池内的地下水进行搅拌时更加方便；同理地，第二作业平台用于为工作人员提高更好的作业空间，使得工作人员在手持第四支管向第二沉淀池内送入高压空气和/或对第二沉淀池内的地下水进行搅拌时更加方便。
15.更进一步的方案是，第一作业平台靠近隔墙设置，且第一作业平台、承载平台和硐室之间围成清渣口。
16.由上可见，上述设计使得工作人员能够通过相关器械或设备将第一沉淀池内的沉
渣清除出第一沉淀池。
17.更进一步的方案是，第一支管与主管之间设置有第一控制阀，第二支管与主管之间设置有第二控制阀，第三支管与主管之间设置有第三控制阀，第四支管与主管之间设置有第四控制阀。
18.由上可见，上述设计使得每根支管均能够进行独立控制，使得工作人员可以按需使用高压风管，提高了高压风管使用的灵活性。
19.更进一步的方案是，抽水管的第二端设置有底阀，第一支管和第二支管均为硬管，第一支管的第二端朝向底阀设置，第二支管的第二端朝向潜水泵设置。
20.由上可见，底阀的设置能够防止第一沉淀池内的垃圾或杂物被吸入污水泵内，以对污水泵进行保护，并防止管道被堵塞；而通过对第一支管的位置设计，使得第一支管能够对底阀起到一定的清理作用，以避免垃圾或杂物被长时间吸附在底阀上；同理地，通过对第二支管的设计，使得第二支管能够对潜水泵的进水口起到一定的清理作用，以避免垃圾或杂物被长时间吸附在潜水泵的抽水端上。
21.另一个优选的方案是，排水口设置有闸门，闸门可打开或封闭排水口。
22.由上可见，当引流或抽排到第一沉淀池内的地下水的流量较大且地下水比较浑浊时，可以通过闸门对排水口进行封闭，避免该部分地下水流入第二沉淀池内，进而防止地下水中体积较大的泥沙颗粒和/或体积较大的杂质进入潜水泵内对潜水泵的扇叶造成破坏。
23.进一步的方案是，斜井集水井还包括照明单元、挂钩和封堵边墙，照明单元安装在硐室内，挂钩安装在硐室的中上部，封堵边墙位于硐室的洞口处，封堵边墙分别沿硐室的宽度方向和硐室的高度方向布置，且封堵边墙位于承载平台的下方。
24.由上可见，照明单元能够保证斜井集水井内及斜井集水井的周边具有足够的亮度，从而使工作人员能够进行正常作业，并提高工作人员作业过程中的安全性；挂钩的设置使得工作人员能够在挂钩的辅助下对污水泵、潜水泵、承载平台、作业平台等设备进行吊装，使得斜井集水井的施工、维护更加的方便；封堵边墙的设置则能够保证提高第一沉淀池的蓄水高度。
25.为了实现本实用新型的另一目的，本实用新型提供一种斜井反坡排水系统，包括斜井，其中，还包括两个以上的上述的斜井集水井，两个以上的集水井沿斜井的长度方向分布。
26.由上可见，设置有上述斜井集水井的斜井反坡排水系统具有更好的排水效果，且斜井集水井的清淤难度减小，同时使得斜井反坡排水系统能够实现对地下水的分级沉淀处理。
附图说明
27.图1是现有的斜井反坡排水系统施工过程中的示意图。
28.图2是现有的斜井反坡排水系统的示意图。
29.图3是本实用新型斜井集水井实施例的省略部分组件后的结构示意图。
30.图4是本实用新型斜井集水井实施例的结构示意图。
31.图5是本实用新型斜井集水井实施例的省略部分组件后的第一状态下的局部剖视图。
32.图6是本实用新型斜井集水井实施例的硐室施工示意图。
33.图7是本实用新型斜井集水井实施例的剖视示意图。
34.图8是图7中a处的放大图。
35.图9是本实用新型斜井集水井实施例的省略部分组件后的第二状态下的局部剖视图。
36.图10是本实用新型斜井反坡排水系统实施例的结构示意图。
37.以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
38.斜井集水井实施例
39.参照图3至图5，斜井集水井100包括硐室1、承载平台21、第一作业平台22、第二作业平台23、污水泵31、潜水泵32、第一控制柜33、第二控制柜34、抽水管、第一排水管42、第二排水管43、高压风管5、闸门6、照明单元7和挂钩8。
40.结合图6，当斜井开挖过程中施工出硐室1后，先对硐室1进行支护，以保证硐室1周边围岩的稳定性。对硐室1进行支护时，在硐室1的周边施作锚杆10，以加固硐室1周边的围岩；此外，在硐室1内周布设钢架11，以对硐室1周边围岩进行支撑；最后，进行初支混凝土12喷射，形成硐室1的初期支护。其中，锚杆10的施作可放在初期支护后在进行。
41.在硐室1开挖及支护完成后，在硐室1内施工出第一沉淀池13和第二沉淀池14。其中，第一沉淀池13和第二沉淀池14之间具有隔墙15，隔墙15上设置有排水口151，排水口151位于隔墙15的上部，且排水口151连通第一沉淀池13和第二沉淀池14。此外，在硐室1开挖时，为了使斜井的与斜井集水井100相对应的横向截水沟102及排水沟引排的水能够流入第一沉淀池13内，必须保证开挖出的硐室1的底部低于斜井的地面101，但这会导致在斜井的下坡方向上，第一沉淀池13的两侧高度不一致。因此，为了使得第一沉淀池13具有足够的蓄水高度，在硐室1的洞口处砌筑封堵边墙16，封堵边墙16分别沿硐室1的宽度方向和高度方向布置，使得沿斜井的下坡方向，第一沉淀池13的上游端与下游端的高度保持一致，从而提高第一沉淀池13的蓄水能力。
42.结合图7，在封堵边墙16砌筑完成后，先在第一沉淀池13和第二沉淀池14内安装支撑钢架20，承载平台21、第一作业平台22和第二作业平台23设置在支撑钢架20上。此外。承载平台21、第一作业平台22和第二作业平台23均位于封堵边墙16的上方。
43.承载平台21用于对相关设备提供安装空间，并为工作人员提供良好的作业空间，以便于工作人员对斜井集水井100进行维护，保证斜井集水井100能够保持在高效运转状态。优选地，承载平台21由防滑钢板制成，防滑钢板的厚度优选为4毫米至5毫米，以保证承载平台21具有足够的强度和安全性；当然，作为其他可选的方案，承载平台21可也有混凝土浇筑而成。
44.第一作业平台22与承载平台21对接，且第一作业平台22位于第一沉淀池13的上方。第一作业平台22用于为工作人员提供更好的作业空间，以便于工作人员对第一沉淀池13内的沉渣进行清理。优选地，第一作业平台22靠近隔墙15设置，使得硐室1、承载平台21和第一作业平台22之间围成清渣口。清渣口的设置使得工作人员能够通过相关器械或设备将第一沉淀池13内的沉渣清除出第一沉淀池13。进一步地，第一作业平台22由防滑钢板制成，
防滑钢板的厚度优选为4毫米至5毫米，以保证第一作业平台22具有足够的强度和安全性；当然，作为其他可选的方案，第一作业平台22可也有混凝土浇筑而成。
45.第二作业平台23与承载平台21对接，且第二作业平台23位于第二沉淀池14的上方。第二作业平台23用于为工作人员提供更好的作业空间，以便于工作人员对第二沉淀池14内的细小沉渣进清理。优选地，第二作业平台23由防滑钢板制成，防滑钢板的厚度优选为4毫米至5毫米，以保证第二作业平台23具有足够的强度和安全性；当然，作为其他可选的方案，第二作业平台23可也有混凝土浇筑而成。
46.需要说明的是，隔墙15的施工也可在承载平台21、第一作业平台22和第二作业平台23施工后再进行，以使得硐室1内形成第一沉淀池13和第二沉淀池14。其中，隔墙15可采用砖头砌筑而成或钢板制作而成。
47.此外，为了保证工作人员在承载平台21、第一作业平台22或第二作业平台23上活动、作业的安全性，承载平台21、第一作业平台22或第二作业平台23上均设置护栏24对工作人员进行保护，以避免工作人员不慎落入第一沉淀池13或第二沉淀池14中。
48.污水泵31、第一控制柜33和第二控制柜34均安装在承载平台21上，潜水泵32设置与第二沉淀池14内。其中，污水泵31和潜水泵32的数量可根据现场的涌水量进行相匹配的设置，以保证斜井集水井100能够满足使用需求。第一控制柜33的数量与污水泵31的水量相等，使得一个第一控制柜33能够单独对一个污水泵31进行控制，进而提高斜井集水井100工作的可靠性。第二控制柜34的数量与潜水泵32的数量相等，使得一个第二控制柜34能够单独对一个潜水泵32进行控制，进而提高斜井集水井100工作的可靠性。
49.抽水管的数量与污水泵31的数量相等，且一根抽水管的第一端与一个污水泵31的抽水管对接，抽水管的第二端伸入至第一沉淀池13内。优选地，每根抽水管的第二端上安装有底阀411，底阀411用于防止第一沉淀池13内的垃圾或杂物被吸入污水泵31内，对污水泵31起到保护作用，并防止管道被堵塞。
50.第一排水管42优选具有多根第一引水支管，一根第一引水支管与一个污水泵31的排水端对接，以使得污水泵31能够配合第一抽水管41和第一排水管42将第一沉淀池13内的水抽排至斜井集水井100的上一级斜井集水井100的第一沉淀池13内。若斜井集水井100没有再上一级的斜井集水井100，则污水泵31配合第一抽水管41和第一排水管42将第一沉淀池13内的地下水抽排至斜井洞口的沉淀池内。
51.第二排水管43优选具有多根第二引水支管，一根第二引水支管与一个潜水泵32的排水端对接，以使得潜水泵32能够配合第二排水管43将第二沉淀池14内的水抽排至斜井集水井100的上一级斜井集水井100的第一沉淀池13内，或将第二沉淀池14内的水抽排至指定集水井中，以对第二沉淀池14内的地下水进行二次利用。若斜井集水井100没有再上一级的斜井集水井100，则潜水泵32配合第二排水管43将第二沉淀池14内的地下水抽排至斜井洞口的沉淀池内，或将第二沉淀池14内的水抽排至指定集水井中，以对第二沉淀池14内的地下水进行二次利用。
52.结合图8，高压风管5包括主管51、第一支管52、第二支管53、第三支管54和第四支管55。其中，第一支管52的数量优选与污水泵31的数量相等，使得一根第一支管52对应一个污水泵31设置；第二支管53的数量优选与潜水泵32的数量相等，使得第一根第二支管53对应一个潜水泵32设置。主管51用于与高压气泵连接，使得高压气泵能够向高压风管5泵送高
压空气。
53.每根第一支管52的第一端与主管51对接，优选地，每根第一支管52与主管51之间设置有第一控制阀56，使得每根第一支管52均能够进行单独导通或关断。每根第一支管52的第二端伸入至第一沉淀池13内，优选地，第一支管52采用硬管，使得第一支管52自身不容易随第一沉淀池13内的地下水发生变形；第一支管52的第二端朝向相对应的一个底阀411设置，使得第一支管52能够对相对应的一个底阀411起到一定的清理作用，以避免垃圾或杂物被长时间吸附在底阀411上。高压风管5可通过第一支管52向第一沉淀池13内送入高压空气，以对第一沉淀池13内的地下水起到一定的搅拌作用，从而能够在最大程度上降低工作人员对第一沉淀池13内沉渣清理的工作量。
54.每根第二支管53的第二端与主管51对接，优选地，每根第二支管53与主管51之间设置有第二控制阀，使得每根第二支管53均能够进行单独导通或关断。每根第二支管53的第二端伸入至第二沉淀池14内，优选地，第二支管53采用硬管，使得第二支管53自身不容易随第二沉淀池14内的地下水发生变形；第二支管53的第二端朝向相对应的一个潜水泵32设置，使得第二支管53能够对相对应的一个潜水泵32的进水口起到一定的清理作用，以避免垃圾或杂物被长时间吸附在潜水泵32的抽水端上。高压风管5可通过对第二支管53向第二沉淀池14内送入高压空气，以对第二沉淀池14内的地下水起到一定的搅拌作用，使得第二沉淀池14内少量的细小沉渣能够被潜水泵32抽走，从而最大程度上降低工作人员对第二沉淀池14内沉渣清理的工作量。
55.第三支管54包括第一软管541和第一硬管542，第一软管541对接在主管51和第一硬管542的第一端之间，第一硬管542可伸入至第一沉淀池13内。其中，第一软管541与主管51之间设置有第三控制阀57，使得第三支管54能够单独导通或关断。第三支管54的设置使得工作人员能够手持第三支管54向第一沉淀池13内的不同位置送入高压空气，并使得工作人员能够通过第三支管54对第一沉淀池13内的地下水进行搅拌，从而使第一沉淀池13内的沉渣能够更好的被污水泵31抽走。
56.第四支管55包括第二软管551和第二硬管552，第二软管551对接在主管51和第二硬管552的第一端之间，第二硬管552可伸入至第二沉淀池14内。其中，第二软管551与主管51之间设置有第四控制阀，使得第三支管54能够单独导通或关断。第三支管54的设置使得工作人员能够手持第三支管54向第二沉淀池14内的不同位置送入高压空气，并使得工作人员能够通过第四支管55对第二沉淀池14内的地下水进行搅拌，从而使第二沉淀池14内的狭小沉渣能够更好的被潜水泵32抽走。
57.结合图9，闸门6设置在隔墙15的排水口151处，使得闸门6能够对排水口151进行打开或封闭。闸门6的设置使得当引流或抽排到第一沉淀池13内的地下水的流量较大且地下水比较浑说时，可以通过闸门6对排水口151进行封闭，避免该部分地下水流入第二沉淀池14内，进而防止地下水中体积较大的泥沙颗粒和/或体积较大的杂质在进入潜水泵32内对潜水泵32的扇叶造成破坏。
58.优选地，闸门6采用插板闸，闸门6包括固定架61、螺杆62、调节手轮63和闸板64。固定架61固定安装在隔墙15上，并位于排水口151的正上方。螺杆62沿硐室1的高度方向延伸，且螺杆62与固定架61螺纹连接。调节手轮63与螺杆62的第一端固定连接，以驱动螺杆62绕螺杆62的轴线转动，从而使得螺杆62相对固定架61在硐室1的高度方向上移动。闸板64在高
度方向上可滑动地固定架61或隔墙15内，且闸板64与固定架61或隔墙15之间形成密封，以使得当闸板64对排水口151进行封闭时，第一沉淀池13内的地下水不会通过闸板64与固定架61之间的缝隙或闸板64与隔墙15之间的缝隙进入第二沉淀池14内。此外，闸板64与螺杆62的第二端可转动地连接，使得螺杆62能够控制闸板64在高度方向上移动。
59.照明单元7安装在硐室1内，照明单元7的数量为两个以上。优选地，两个以上的照明单元7均位于硐室1的上部处，照明单元7能够保证斜井集水井100内及斜井集水井100的周边具有足够的亮度，从而使工作人员能够进行正常作业，并提高工作人员作业过程中的安全性。
60.挂钩8安装在硐室1内，并位于硐室1的中上部。优选地，挂钩8的数量为多个。挂钩8的设置使得工作人员能够在挂钩8的辅助下对污水泵31、潜水泵32、承载平台21、作业平台等设备进行吊装，使得斜井集水井100的施工、维护更加的方便。
61.当斜井集水井100接收到排水沟和/或横向截水沟102引排的地下水、隧道正线抽排的地下水和/或斜井底部抽排的地下水、该斜井集水井100的下一级斜井集水井100(即沿斜井的下坡方向，位于该斜井集水井100的下一个斜井集水井100)抽排的收集的地下水时，所接收的地下水会先进入第一沉淀池13内，使地下水中的泥沙、杂质先进行一定程度的沉淀；当第一沉淀池13内的地下水没过排水口151时，较为清澈的地下水会通过排水口151进入第二沉淀池14内。
62.斜井集水井100进行反坡排水时，污水泵31配合第一抽水管41和第一排水管42将第一沉淀池13内较为浑浊的地下水抽排至该斜井集水井100的上一级斜井集水井100的第一沉淀池13内；若该斜井集水井100没有再上一级的斜井集水井100，则污水泵31配合第一抽水管41和第一排水管42将第一沉淀池13内的地下水抽排至斜井洞口的沉淀池内。此外，潜水泵32配合第二排水管43将第二沉淀池14内较为清澈的地下水抽排至该斜井集水井100的上一级斜井集水井100的第一沉淀池13内，或潜水泵32配合第二排水管43将第二沉淀池14内较为清澈的地下水抽排至指定集水井以进行二次利用；若该斜井集水井100没有再上一级的斜井集水井100，则潜水泵32配合第二排水管43将第二沉淀池14内的地下水抽排至斜井洞口的沉淀池内，或将第二沉淀池14内的水抽排至指定集水井中，以对第二沉淀池14内的地下水进行二次利用。
63.此外，污水泵31对第一沉淀池13内的地下水进行抽排时还能够对第一沉淀池13起到一定的沉渣清理作用，降低工人对第一沉淀池13内沉渣清理的工作量；潜水泵32则可配合第一沉淀池13及第二沉淀池14对较为清澈的地下水进行回收利用，且能够在当污水泵31存在故障时代替污水泵31进行地下水的抽排。
64.综上可见，通过对斜井集水井的结构设计，使得斜井集水井的整体结构布局合理且规范化，彻底解决现有斜井反坡排水系统中斜井集水井所存在的布设不合理、抽排水系统运行效果不佳的问题，并通过科学合理的设置结构确保斜井反坡排水系统的高效运行，保证施工安全。
65.斜井反坡排水系统实施例
66.结合图10，斜井反坡排水系统90包括斜井96和两个以上的斜井集水井97，两个以上的斜井集水井97沿斜井的长度方向分布。其中，斜井集水井97为上述斜井集水井实施例中所述的斜井集水井。
67.可见，设置有上述斜井集水井的斜井反坡排水系统具有更好的排水效果，且斜井集水井的清淤难度减小，同时使得斜井反坡排水系统能够实现对地下水的分级沉淀处理。
68.最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，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。