一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法与流程

1.本发明涉及隧道排水技术领域，具体为一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法。


背景技术：

2.反坡排水，需采用机械排水，设置多级泵站接力排水，工作面积水采用移动式潜水泵抽至就近泵站或临时集水坑内，其余已施工地段隧道渗(涌)水经隧道内侧沟自然汇集到临时集水坑内或泵站水池内，由固定排水泵站将积水经排水管路抽排至上一级排水泵站内，如此由固定式排水泵站接力将洞内积水抽排至洞外，经污水处理池处理后排放，固定式排水泵站水仓容量按10min涌水量设计，并考虑施工和清淤方便综合确定；临时集水坑根据汇水段汇水量大小确定；工作水泵按使用1台，备用1台，检修1台配备，针对隧道涌水量大时要适当增加工作水泵；
3.对坡度较大隧道施工对排水电机扬程要求相对较高，所以采用集水坑反坡道排水方式，在隧道施工过程中分段开挖反坡排水沟，在每一段的终点开挖集水坑，设工作水泵一台，把积水抽至最后一段反坡,最后一个工作水泵将积水排除洞外，采用接力的方式将水抽至洞外的污水沉淀处理池。
4.日常，积水坑中难免会淤积垃圾等泥污，泥污会沉积于积水坑的内部，因工作水泵的进水口处一般处于积水坑的底端，以此，泥污会对工作水泵造成堵塞，增大工作水泵的运维需求；
5.采用泥浆泵替代工作水泵，因泥浆泵的工作强度较大，可良好应对污垢的处理，然而，为保证排水系统的低运维需求，需最大程度上减小污垢形成，常用于工作水泵的进水口处加装过筛装置，虽最大程度上避免了污垢的吸入，但过筛的标准需根据实际的地理条件进行定制，如通设于滚石较多的山体的反坡隧道，对于此等的过筛需求须保障过筛装置的强度足够，此举无疑增加了排水装置的采购与架设成本，并且过筛后的污垢依旧留于积水坑的内部，后续还得消耗人力进行清理，为此，我们提出一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法。


技术实现要素：

6.(一)解决的技术问题
7.针对现有技术的不足，本发明提供了一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法，具备泥污反冲、减少运维需求等优点，可以有效解决背景技术中的问题。
8.(二)技术方案
9.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法，包括反坡隧道，所述反坡隧道的下段定距等分有若干个积水坑，且若干个积水坑两侧的上端均设置有排水渠盖板，还包括
10.位于若干个积水坑内部用于排水的排水装置；
11.以及设置于若干个排水装置其上出水口处的排水管；
12.所述排水装置包括泥浆泵，且泥浆泵的进水口处设置有用于污水混匀搅拌的搅拌机构。
13.优选的，所述排水装置放置于积水坑的内部，且排水管的一端固定连接于排水装置其上的出水口，所述排水管由与之对应的排水渠盖板贯穿至于其上方并临近于其的另一排水渠盖板，且排水管由另一排水渠盖板的上端贯穿至与之对应积水坑的内部，所述排水装置集成有控制系统，且控制系统附带有液位传感器，所述液位传感器亦位于积水坑的内部。
14.优选的，所述泥浆泵的出水口处设置有用于分流的分流件，且分流件的其一分支与排水管相接，所述分流件的另一分支设置有与搅拌机构的通水管。
15.优选的，所述搅拌机构包括其主体外仓，且外仓的内部设置有用于搅拌混匀的桨叶，所述外仓的上端设置有作为其动力源头的传动件，且传动件的机械输出端由外仓的上端贯穿至其内部并与桨叶相接。
16.优选的，所述外仓的一侧设置有与之相连通的法兰，且法兰与分流件的进水口相接，所述法兰的内壁设置有用于过筛石块的格栅板，所述法兰的外壁上侧设置有与之相连通的连接管，且连接管的另一端与传动件相接。
17.优选的，所述传动件包括其主体动力仓，且动力仓的内壁设置有叶轮，所述叶轮与动力仓之间设置有用于连接的支撑轴承，且叶轮的下端设置有作为传动件机械输出轴的连接轴。
18.优选的，所述连接轴由外仓的上端贯穿至其内部并与桨叶相接，所述动力仓的一侧开设有用于进水的进水端，且动力仓远离进水端的一侧与连接管相接并相通。
19.一种用于长距离反坡隧道的排水装置的排水方法，包括如下步骤：
20.s001、装设：施工人员于反坡隧道挖制若干个积水坑，并且若干个积水坑将反坡隧道定距等分，而后将若干个排水装置分别置于与之对应积水坑的内部一侧，而后将排水管的一端固定连接于排水装置的出水口处，再将此排水管贯穿与之对应的排水渠盖板至于其上方并临近于其的另一排水渠盖板，并且将此排水管的另一端由另一排水渠盖板贯穿至与之对应积水坑的内部即可；
21.s002、排水：如若位于积水坑内部的液位传感器受液位触发，而后控制系统收到电性脉冲信号，遂启动泥浆泵，泥浆泵启动后将积水坑内部的污水高压泵送，大部分污水经分流件分流并通过与之对饮的排水管泵送至于此积水坑上方的另一积水坑内；
22.s201、混匀：基于步骤s002，在污水反冲的过程中，部分污水经分流件分流并通过通水管流向传动件，以通过传动件带动桨叶高速转动，以此实现对积水坑内部污水的搅拌混匀。
23.(三)有益效果
24.与现有技术相比，本发明提供了一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法，具备以下有益效果：
25.1、该一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法，通过设置的排水装置，通过分流件对泵出的污水进行分流，并且部分污水经分流件通过通水管分流至搅拌机构，在实现对污水适度搅拌的同时，还可对高压泵送的污水进行缓冲，以此间接性的避免了因泥浆
泵的高强度泵送可能影响其使用寿命，适当的降低了对排水装置的运维频率。
26.2、该一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法，通过设置的搅拌机构，格栅板可对大型石块进行过筛，以免石块被吸入泥浆泵的内部而造成泥浆泵的机能损坏；通过污水循环泵送实现对桨叶的高速驱动，因桨叶直接作用于积水坑内的污水，实现搅拌混匀，可有效避免积水坑中大量污垢沉淀，以此保障对污水的顺利泵出。
27.3、该一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法，通过设置的搅拌机构，以污水循环作为搅拌机构的搅拌动力来源，使泥浆泵产生的动能可被充分利用，以此实现了对积水坑内部污水的混匀搅拌的需求。
附图说明
28.图1为本发明一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法的装配示意图。
29.图2为本发明一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法其反坡隧道的剖视图。
30.图3为本发明一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法其排水装置的结构示意图一。
31.图4为本发明一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法其排水装置的结构示意图二。
32.图5为本发明一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法其排水装置用搅拌机构的结构示意图。
33.图6为本发明一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法其排水装置用搅拌机构中传动件的结构剖析图。
34.图中：
35.1、反坡隧道；2、排水渠盖板；3、排水装置；4、排水管；
36.31、泥浆泵；32、搅拌机构；33、分流件；34、通水管；
37.321、外仓；322、传动件；323、法兰；324、格栅板；325、桨叶；
38.326、连接管；
39.3221、动力仓；3222、叶轮；3223、连接轴；3224、进水端。
具体实施方式
40.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
41.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
42.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
44.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
45.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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发明中的具体含义。
46.为针对现有技术的不足，如图1、2所示，本发明提供了一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法，排水装置3放置于积水坑的内部，且排水管4的一端固定连接于排水装置3其上的出水口，排水管4由与之对应的排水渠盖板2贯穿至于其上方并临近于其的另一排水渠盖板2，且排水管4由另一排水渠盖板2的上端贯穿至与之对应积水坑的内部，排水装置3集成有控制系统，且控制系统附带有液位传感器，液位传感器亦位于积水坑的内部。
47.需要说明的是，在反坡隧道1的施工后期，对排水装置3安装的过程中，施工人员先将若干个排水装置3分别放置于与之对应的积水坑内部，并且于排水装置3其上的出水口加装排水管4，排水管4由与之对应排水渠盖板2的一段贯穿至另一排水渠盖板2的临近段，并且由另一排水渠盖板2贯穿至与之对应的积水坑内，以此，沿隧道反坡逐连装设；
48.日常，如若积水坑内部的污水过量，触发位于积水坑内部的液位传感器，而后液位传感器所附属的控制系统控制排水装置3启动，排水装置3启动后将积水坑内的污水通过与之相接的排水管4高压泵送至级联于其上方的另一积水坑内部，以此循环，即实现对反坡隧道1内部的污水及时排出，以免造成反坡隧道1内部的污水冗积而可能造成反坡隧道1坍塌的风险。
49.如图3、4所示，一种长距离反坡隧道的排水装置，放置于积水坑的内部一侧，且泥浆泵31与排水渠盖板2相对，分流件33的输入端头固定连接于排水装置3的出水口，且排水管4其一分支的端头与排水管4的一端固定连接，分流件33另一分支的端头与通水管34的一端固定连接，且通水管34远离分流件33的一端固定连接于搅拌机构32的上段一侧并与之相通。
50.需要说明的是，本发明为一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法，其排水装置，在对积水坑内污水排出的过程中，泥浆泵31在接受控制系统发出的电性脉冲信号后启动，而后积水坑内的污水由泥浆泵31的进水口吸入，并且由其上的出水口高压泵送至分流件33进行分流；
51.大部分污水经分流件33的其一侧段流出至排水管4实现排出，部分污水经分流件33的另一侧段通过通水管34流向搅拌机构32，以驱动搅拌机构32进行高压搅拌，实现对积
水坑内部的污水的混匀处理。
52.其中，通过分流件33对泵出的污水进行分流，并且部分污水经分流件33通过通水管34分流至搅拌机构32，在实现对污水适度搅拌的同时，还可对高压泵送的污水进行缓冲，以此间接性的避免了因泥浆泵31的高强度泵送可能影响其使用寿命，适当的降低了对排水装置的运维频率。
53.具体的，如图5所示，一种长距离反坡隧道的排水装置用的搅拌机构32，法兰323固定连接于外仓321的外壁一侧并与之相通，且格栅板324固定连接于法兰323的内壁，动力仓3221位于外仓321的上端，且传动件322的机械输出端由外仓321的上端中部贯穿至外仓321的内部并与桨叶325固定连接，连接管326的一端固定连接于法兰323的外壁上侧，且连接管326的另一端固定连接于传动件322外壁的一侧并与之相通。
54.需要说明的是，本发明为一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法，通过设置的搅拌机构32，在污水排出的过程中，部分污水经分流件33分流并通过通水管34输送至传动件322，传动件322在污水的高压流通下，带动桨叶325于外仓321的内部高速转动，以此，实现对污水坑内部的污水的混匀搅拌；
55.在此过程中，作为动力的部分污水通过传动件322后，由连接管326泵出至法兰323，而后积水坑内的污水因为泥浆泵31进水口的负压被重新吸入，再经由分流件33通过通水管34大部分泵出至排水管4。
56.其中，格栅板324可对大型石块进行过筛，以免石块被吸入泥浆泵31的内部而造成泥浆泵31的机能损坏；
57.通过污水循环泵送实现对桨叶325的高速驱动，因桨叶325直接作用于积水坑内的污水，实现搅拌混匀，可有效避免积水坑中大量污垢沉淀，以此保障对污水的顺利泵出。
58.进一步的，且如图6所示，一种长距离反坡隧道的排水装置用搅拌机构32中的传动件322，连接管326的一端固定连接于动力仓3221远离进水端3224的一侧并与之相通，且进水端3224外接通水管34的一端；
59.叶轮3222通过支撑轴承卡嵌于动力仓3221的内部上端并与之转动连接，且叶轮3222的下端与连接轴3223的上端固定连接，连接轴3223由外仓321的上端贯穿至其内部并与转动连接，且连接轴3223的下端与桨叶325固定连接。
60.需要说明的是，本发明为一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法，通过设置的传动件322，在污水泵送的过程中，部分污水经分流件33分流后通过通水管34由进水端3224泵入动力仓3221，而后通过与之相接的连接管326泵入于泥浆泵31进水口处的法兰323；
61.在此过程中，因污水在动力仓3221的内部高速流通，污水直接作用于叶轮3222，叶轮3222遂高速转动，以通过连接轴3223带动桨叶325高速同步转动，实现对积水坑内部的污水的混匀搅拌。
62.其中，以污水循环作为搅拌机构32的搅拌动力来源，使泥浆泵31产生的动能可被充分利用，以此实现了对积水坑内部污水的混匀搅拌的需求。
63.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变
化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

技术特征：
1.一种长距离反坡隧道的排水装置，包括反坡隧道(1)，所述反坡隧道(1)的下段定距等分有若干个积水坑，且若干个积水坑两侧的上端均设置有排水渠盖板(2)，其特征在于：还包括位于若干个积水坑内部用于排水的排水装置(3)；以及设置于若干个排水装置(3)其上出水口处的排水管(4)；所述排水装置(3)包括泥浆泵(31)，且泥浆泵(31)的进水口处设置有用于污水混匀搅拌的搅拌机构(32)。2.根据权利要求1所述的一种长距离反坡隧道的排水装置，其特征在于：所述排水装置(3)放置于积水坑的内部，且排水管(4)的一端固定连接于排水装置(3)其上的出水口，所述排水管(4)由与之对应的排水渠盖板(2)贯穿至于其上方并临近于其的另一排水渠盖板(2)，且排水管(4)由另一排水渠盖板(2)的上端贯穿至与之对应积水坑的内部，所述排水装置(3)集成有控制系统，且控制系统附带有液位传感器，所述液位传感器亦位于积水坑的内部。3.根据权利要求2所述的一种长距离反坡隧道的排水装置，其特征在于：所述泥浆泵(31)的出水口处设置有用于分流的分流件(33)，且分流件(33)的其一分支与排水管(4)相接，所述分流件(33)的另一分支设置有与搅拌机构(32)的通水管(34)。4.根据权利要求3所述的一种长距离反坡隧道的排水装置，其特征在于：所述搅拌机构(32)包括其主体外仓(321)，且外仓(321)的内部设置有用于搅拌混匀的桨叶(325)，所述外仓(321)的上端设置有作为其动力源头的传动件(322)，且传动件(322)的机械输出端由外仓(321)的上端贯穿至其内部并与桨叶(325)相接。5.根据权利要求4所述的一种长距离反坡隧道的排水装置，其特征在于：所述外仓(321)的一侧设置有与之相连通的法兰(323)，且法兰(323)与分流件(33)的进水口相接，所述法兰(323)的内壁设置有用于过筛石块的格栅板(324)，所述法兰(323)的外壁上侧设置有与之相连通的连接管(326)，且连接管(326)的另一端与传动件(322)相接。6.根据权利要求5所述的一种长距离反坡隧道的排水装置，其特征在于：所述传动件(322)包括其主体动力仓(3221)，且动力仓(3221)的内壁设置有叶轮(3222)，所述叶轮(3222)与动力仓(3221)之间设置有用于连接的支撑轴承，且叶轮(3222)的下端设置有作为传动件(322)机械输出轴的连接轴(3223)。7.根据权利要求6所述的一种长距离反坡隧道的排水装置，其特征在于：所述连接轴(3223)由外仓(321)的上端贯穿至其内部并与桨叶(325)相接，所述动力仓(3221)的一侧开设有用于进水的进水端(3224)，且动力仓(3221)远离进水端(3224)的一侧与连接管(326)相接并相通。8.一种用于权利要求1～7任一项所述的长距离反坡隧道的排水装置的排水方法，其特征在于：包括如下步骤：s001、装设：施工人员于反坡隧道(1)挖制若干个积水坑，并且若干个积水坑将反坡隧道(1)定距等分，而后将若干个排水装置(3)分别置于与之对应积水坑的内部一侧，而后将排水管(4)的一端固定连接于排水装置(3)的出水口处，再将此排水管(4)贯穿与之对应的排水渠盖板(2)至于其上方并临近于其的另一排水渠盖板(2)，并且将此排水管(4)的另一端由另一排水渠盖板(2)贯穿至与之对应积水坑的内部即可；
s002、排水：如若位于积水坑内部的液位传感器受液位触发，而后控制系统收到电性脉冲信号，遂启动泥浆泵(31)，泥浆泵(31)启动后将积水坑内部的污水高压泵送，大部分污水经分流件(33)分流并通过与之对饮的排水管(4)泵送至于此积水坑上方的另一积水坑内；s201、混匀：基于步骤s002，在污水反冲的过程中，部分污水经分流件(33)分流并通过通水管(34)流向传动件(322)，以通过传动件(322)带动桨叶(325)高速转动，以此实现对积水坑内部污水的搅拌混匀。

技术总结
本发明公开了一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法，涉及隧道排水技术领域，包括反坡隧道，所述反坡隧道的下段定距等分有若干个积水坑，且若干个积水坑两侧的上端均设置有排水渠盖板，还包括位于若干个积水坑内部用于排水的排水装置；以及设置于若干个排水装置其上出水口处的排水管。本发明所述的一种长距离反坡隧道的排水装置以及排水方法，通过设置的排水装置，分流件对泵出的污水进行分流，并且部分污水经分流件通过通水管分流至搅拌机构，在实现对污水适度搅拌的同时，还可对高压泵送的污水进行缓冲，以此间接性的避免了因泥浆泵的高强度泵送可能影响其使用寿命，适当的降低了对排水装置的运维频率。降低了对排水装置的运维频率。降低了对排水装置的运维频率。


技术研发人员：周宝宏 李均 李新刚 代伟 张蓉涛 王小飞 王国鹏 李豪 高华
受保护的技术使用者：中交二公局东萌工程有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/8/16