一种应用于反坡隧道排水系统的方法与流程

本发明属于排水系统，具体涉及一种应用于反坡隧道排水系统的方法。

背景技术：

1、在现有反坡排水系统中，隧道掌子面向前推进时，采用潜水泵，软管进行抽排水作业，每次爆破、出渣、打眼等工序时，需要移动水泵、电缆、管道等。多根管道、电缆交错，容易造成管道漏水以及电缆破损，影响施工进度。遇到地质复杂，富水地质大涌水时，工序衔接必须做到无缝衔接，工序调整推进期间，任何工序出现缓慢卡滞，会引起后续水淹、电力失效等一系列问题，引起后续施工难度加大。必须有一种能集成电力、排水、管道总成与一体的多功能型系统方法应对。

2、目前掌子面前端涌水主要采用潜水泵+软管+电缆等方式，依靠人工、机械完成水泵的放置，挪位。施展空间有限、人员劳动强度高，挪位瞬间引起管道、电缆纵横错位，拉扯，管道松动、机械破损、电缆拉断等一系列不可靠因素影响排水进度。实际排水中过程中，各独立设备直接作用于作业水面，没有任何防护措施，设备损耗大，重复作业繁琐，设备寿命短暂。

3、现有技术存在于独立的个体设备，组织、协调能力有限，无法形成完整的排水体系，造成施工进度缓慢，甚至组织措施不得当，引起水淹掌子面、机械损失等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种应用于反坡隧道排水系统的方法，以解决由于个体独立设备独立运行，影响掌子面施工推进的问题，从而延长独立个体设备的使用寿命，减轻人工劳作强度，减少施工机械干预，高效、经济、快速实现不积水，推进施工进度，提高抽排水设备寿命。

2、为了实现上述的目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种应用于反坡隧道排水系统的方法，包括反坡排水流程系统，反坡排水流程系统在掌子面前级潜水小车、接力方舱和固定泵站作业区之间建立可移动的排水系统，其特征在于，应用于反坡隧道排水系统的方法，包括以下步骤：

4、（1）前级潜水小车与后端接力方舱中间采用耐磨聚氨酯材质软管连接；管道中间接续采用快速自封接头连接；前级潜水小车动力电源来自于方舱，采用ip65等级插头连接；

5、（2）前级潜水小车通过无线控制，进入掌子面作业区，升降机构运作，下降抽水总成，开启抽水总成，水流经过前级潜水小车的预处理过滤系统的多层过滤系统过滤后，排水至接力方舱；

6、（3）前级潜水小车在抽水过程中，如遇到有杂质颗粒物堵塞进水流道，升降机构通过上下动作，预处理过滤系统外侧堵塞的杂质颗粒物由于过滤系统结构的特殊性，杂质颗粒物自动脱落，无卡滞堵塞；

7、（4）掌子面涌水经过前级潜水小车加压进入接力方舱，首先进入密集预处理过滤系统，杂质颗粒物在重力作用下进入方舱底部椭圆形沉淀区；底部设有排污阀；

8、（5）过滤之后的清水经方舱二次加压进入固定泵站水仓进行排水。

9、所述的前级潜水小车的预处理过滤系统采用菱形结构，并设有进水过滤孔隙。

10、所述的接力方舱底部设置为沉淀仓，水仓预处理过滤的颗粒物、杂质，从底部排砂口排出。

11、所述的潜水小车与接力方舱之间采用软管快速接头进行安装与拆卸。

12、所述的步骤（1）中过滤系统的淤积物清除步骤如下：

13、由于预处理过滤系统采用菱形结构，淤积物一直徘徊在预处理过滤总成之外，当淤积至一定程度，影响排水量，只需上下升降预处理过滤系统，淤积在外侧的杂质颗粒在菱形结构外侧无固定支撑，在上升、下降过程中产生交替的水涡流，影响杂质颗粒物的运行轨迹，外侧淤积物自动清除。

14、所述的步骤（2）中接力方舱的过滤系统采用三层过滤，结构采用钝角结构，水中异物自动沉淀于底部沉淀区，沉淀物间歇式排出。

15、所述的前级潜水小车结构由履带底盘、驱动行走装置、变速装置、抽水总成、升降机构、预处理过滤系统、照明系统、电源转接、电控装置、快速装载结构组成，快速装载结构具体设置为软管；前级潜水小车的预处理过滤系统采用菱形结构，进水过滤孔隙面积大，有效阻拦水中的异物，延长抽水总成、管道工作寿命。

16、所述的接力方舱结构由履带底盘、驱动行走装置、变速装置、永磁同步抽水泵、预处理过滤系统、电控装置、快速装载结构组成，接力方舱与多台前级潜水小车接入；接力方舱整体结构采用仿生结构，舱底模仿鲸鱼椭圆肚体，圆滑过渡，平衡方舱水锤效应、浪涌震动等，接力方舱底部设置为沉淀仓，水仓预处理过滤的颗粒物、杂质，通过底部排砂口排出，预处理系统不单单是解决过滤，更是延长各组件工作寿命，减轻地面污水站处理能力。

17、本发明具有以下有益效果：

18、该应用于反坡隧道排水系统的方法实现排水系统化，将抽水、预处理、中间接力等系统融合一体，成套化后，有效提升施工进度；在掌子面至固定泵站之间，建立可移动排水系统，解决抽水总成、电力、管道等独立个体之间衔接的问题，解决过去独立个体设备之间需要机械、人工配合；集成于一体化的设备，更有利于反坡掌子面涌水；潜水小车、接力方舱设置的预处理系统有效降低了地面污水处理站负荷；延长各设备使用寿命；潜水设备小巧灵活，深度掌子面、拱脚直接作用；方舱远离掌子面，爆破后，可以快速回复抽水；独立的电源系统，自行行走，提供应急照明。

技术特征：

1.一种应用于反坡隧道排水系统的方法，包括反坡排水流程系统，反坡排水流程系统在掌子面前级潜水小车、接力方舱和固定泵站作业区之间建立可移动的排水系统，其特征在于，应用于反坡隧道排水系统的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种应用于反坡隧道排水系统的方法，其特征在于：所述的前级潜水小车的预处理过滤系统采用菱形结构，并设有进水过滤孔隙。

3.根据权利要求1所述的一种应用于反坡隧道排水系统的方法，其特征在于：所述的接力方舱底部设置为沉淀仓，水仓预处理过滤的颗粒物、杂质，从底部排砂口排出。

4.根据权利要求1所述的一种应用于反坡隧道排水系统的方法，其特征在于：所述的潜水小车与接力方舱之间采用软管快速接头进行安装与拆卸。

5.根据权利要求1所述的一种应用于反坡隧道排水系统的方法，其特征在于，所述的步骤（1）中过滤系统的淤积物清除步骤如下：

6.根据权利要求5所述的一种应用于反坡隧道排水系统的方法，其特征在于：所述的步骤（2）中接力方舱的过滤系统采用三层过滤，结构采用钝角结构，水中异物自动沉淀于底部沉淀区，沉淀物间歇式排出。

7.根据权利要求1所述的一种应用于反坡隧道排水系统的方法，其特征在于：所述的前级潜水小车结构由履带底盘、驱动行走装置、变速装置、抽水总成、升降机构、预处理过滤系统、照明系统、电源转接、电控装置、快速装载结构组成，快速装载结构具体设置为软管；前级潜水小车的预处理过滤系统采用菱形结构，进水过滤孔隙面积大，有效阻拦水中的异物，延长抽水总成、管道工作寿命。

8.根据权利要求1所述的一种应用于反坡隧道排水系统的方法，其特征在于：所述的接力方舱结构由履带底盘、驱动行走装置、变速装置、永磁同步抽水泵、预处理过滤系统、电控装置、快速装载结构组成，接力方舱与多台前级潜水小车接入；接力方舱整体结构采用仿生结构，舱底模仿鲸鱼椭圆肚体，圆滑过渡，平衡方舱水锤效应、浪涌震动等，接力方舱底部设置为沉淀仓，水仓预处理过滤的颗粒物、杂质，通过底部排砂口排出，预处理系统不单单是解决过滤，更是延长各组件工作寿命，减轻地面污水站处理能力。

技术总结
一种应用于反坡隧道排水系统的方法，包括反坡排水流程系统，反坡排水流程系统在掌子面、接力方舱和固定泵站作业区之间建立可移动的排水系统，排水系统由预处理系统、前级潜水小车、接力方舱和固定泵站组成，前级潜水小车由多台组成，接力方舱承接来自于前级潜水小车的排水。本发明预处理系统有效过滤水中颗粒悬浮物，降低抽排水总成的磨损，缓解洞外污水处理压力；可移动排水系统快速解决掌子面抽水问题，具有安全、高效、便捷的特点。

技术研发人员：王仲达,吴燕升,李贵超,刘晓佳,贾优秀,徐抒韬,李洪栋,韩大朋,李冲,马宏伟
受保护的技术使用者：中铁十二局集团第四工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25