一种高压富水隧道排水系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种高压富水隧道排水系统，属于隧道排水技术领域。该排水系统包括环向排水管、横向排水管以及纵向排水管，还包括排水洞以及排水引流管；其中排水洞设置在隧道的下部处，各环管通过排水引流管与排水洞相接通；各排水引流管下端的出水端口处对应设有智能水阀，智能水阀下方对应设有水力发电机，水力发电机通过储电设备与智能水阀电连接。该系统结构简单，安装、施工速度快，后期维护少，有效利用了超前排水洞和大管径圆管进行超前排水，并有效利用了水力发电为监控设备等提供了电源，节约了隧道运营成本。根据智能水阀，既保证隧道安全又实现了限排措施，保护了环境。后期排水系统与排水洞相连，无需另设排水沟。

【技术实现步骤摘要】
一种高压富水隧道排水系统
本技术属于隧道排水
，具体涉及一种高压富水隧道排水系统。
技术介绍
公路铁路建设过程中，为缩短线程和线型会建设大量隧道。地下水是影响隧道安全和工期的重要因素。目前对于高压富水隧道大部分都是采用超厚注浆堵水以及修建排水沟自然排水。对于高压富水地区，注浆堵水能满足施工阶段的掌子面正常施工要求，但由于后期水压力过大，水会渗透过注浆层，衬砌会因水压力过大而开裂。目前在修建排水沟的时候也很少设置限排措施，几乎都是来多少排多少的排水系统，这完全不符合国家倡导的保护生态环境的理念。长期有报道某地方因隧道施工造成地面塌陷，地裂缝产生、地面沉降、房屋开裂、水库干涸的现象，影响当地居民的生活。另外，隧道内通风、照明常常耗费大量的资金和电力，通过自然资源等方式较少耗能是一个可行的方案。就目前而言，现有的富水隧道采用的排水方式都比较单一，不环保，没有充分利用水的动能；在偏远山区，由于能源匮乏，采用水压力发电将是一个可行的方案。技术专利(CN203685290U)公开了一种富水隧洞超前长距离大口径降水通道，其采用环向打孔、千斤顶顶入排水圆管的方式实现超前排水功能，但该方法没有充分利用水压力发电，考虑地质环保因素实现智能排水。技术专利(CN208870637U)公开了一种高水头富水隧道隧底构造，该种方法通过在隧底围岩中沿隧道设置环向排水槽，排水槽与排水沟相连，并在排水槽布置滤水结构。这种方法看似可行，但在实际大长隧道中，这样的方法增加了工作量，影响隧道进程，增加了施工工序。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种高压富水隧道排水系统，以解决当前高压富水隧道所存在的排水问题。为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：一种高压富水隧道排水系统，包括环向排水管、横向排水管以及纵向排水管，环向排水管有多个，沿隧道轴向间隔绕设在隧道衬砌的外周处，各环向排水管底部与设置在隧道衬砌底部的横向排水管对应相接以形成环管，相邻环管间通过纵向排水管相接通，纵向排水管至少有两根，沿隧道轴向设置在隧道衬砌外周的两侧；还包括排水洞以及排水引流管；其中排水洞设置在隧道的下部处，各环管通过排水引流管与排水洞相接通；各排水引流管下端的出水端口处对应设有智能水阀，智能水阀下方对应设有水力发电机，水力发电机通过储电设备与智能水阀电连接。进一步，还包括水压监测计，水压监测计对应设置在隧道的顶部及底部处。进一步，水压监测计与储电设备电连接。进一步，排水引流管有多根，部分排水引流管与环管以及排水洞相接通，部分排水引流管插入围岩中且其下端口与排水洞相接通。进一步，水力发电机设置在排水洞内与排水引流管出水端口相对位置处。进一步，水力发电机为小型水冲式发电机。本技术的有益效果在于：该排水系统结构简单，安装、施工速度快，后期维护少，有效利用了超前排水洞和大管径圆管进行超前排水，并有效利用了水力发电为监控设备等提供了电源，节约了隧道运营成本。根据智能水阀，既保证隧道安全又实现了限排措施，保护了环境。后期排水系统与排水洞相连，无需另设排水沟。本技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本技术的实践中得到教导。本技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作优选的详细描述，其中：图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的立面示意图；图3为水力发电机和智能水阀的布设示意图；图4为本技术的剖面示意图。附图标记：环向排水管1、纵向排水管2、横向排水管3、衬砌4、排水引流管5、排水洞6、水力发电机7、水压监测计8、智能水阀9、储电设备10。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本技术的限制；为了更好地说明本技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。本技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本技术的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。请参阅图1～图4，为一种高压富水隧道排水系统，包括环向排水管1、横向排水管3以及纵向排水管2，环向排水管1有多个，沿隧道轴向间隔绕设在隧道(二次)衬砌4的外周处，各环向排水管1底部与设置在隧道衬砌4底部的横向排水管3对应相接以形成环管，相邻环管间通过纵向排水管2相接通，纵向排水管2至少有两根，沿隧道轴向设置在隧道衬砌4外周的两侧；还包括排水洞6以及排水引流管5；其中排水洞6设置在隧道的下部处，各环管通过排水引流管5与排水洞6相接通；各排水引流管5下端的出水端口处对应设有智能水阀9，智能水阀9下方对应设有水力发电机7，水力发电机7通过储电设备10与智能水阀9电连接。该排水系统可在传统排水系统的基础上进行改进，即环向排水管1、横向排水管3以及纵向排水管2等仍保留现有设置方式，特别将排水洞6设置在隧道下部，此时通过排水引流管5将水引流至排水洞6中，水即存在一定的落差，通过增设的水力发电机7，即可利用该水流落差进行发电，该部分电能可为隧道部分照明系统提供电源，以节约能源。需要说明的是：由于该部分水流量的限制原因，故此处的水力发电机7可为小型水冲式发电机，此为现有设备，可根据需求选择功率大小。安装设置时，水力发电机7的扇叶尽可能多的与排水引流管5中的水流方向垂直，以使其发电功率达到最大。为防止电量不足，特别增设储电设备10，即现有的蓄电池，当储电量达到一定量时才供给照明设备。作为上述方案的进一步改进，还包括水压监测计8，水压监测计8对应设置在隧道的顶部及底部处，其通过细导线与储电设备10连接。在保证衬砌4安全的条件下，增加的智能水阀9以及水压监测计8可对隧道进行排水量控制，有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压富水隧道排水系统，包括环向排水管、横向排水管以及纵向排水管，环向排水管有多个，沿隧道轴向间隔绕设在隧道衬砌的外周处，各环向排水管底部与设置在隧道衬砌底部的横向排水管对应相接以形成环管，相邻环管间通过纵向排水管相接通，纵向排水管至少有两根，沿隧道轴向设置在隧道衬砌外周的两侧；其特征在于：还包括排水洞以及排水引流管；其中排水洞设置在隧道的下部处，各环管通过排水引流管与排水洞相接通；各排水引流管下端的出水端口处对应设有智能水阀，智能水阀下方对应设有水力发电机，水力发电机通过储电设备与智能水阀电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压富水隧道排水系统，包括环向排水管、横向排水管以及纵向排水管，环向排水管有多个，沿隧道轴向间隔绕设在隧道衬砌的外周处，各环向排水管底部与设置在隧道衬砌底部的横向排水管对应相接以形成环管，相邻环管间通过纵向排水管相接通，纵向排水管至少有两根，沿隧道轴向设置在隧道衬砌外周的两侧；其特征在于：还包括排水洞以及排水引流管；其中排水洞设置在隧道的下部处，各环管通过排水引流管与排水洞相接通；各排水引流管下端的出水端口处对应设有智能水阀，智能水阀下方对应设有水力发电机，水力发电机通过储电设备与智能水阀电连接。


2.根据权利要求1所述的高压富水隧道排水系统，其特征在于：还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王阅章，李鸣，宿成智，张立爽，闫少泽，刘治宏，王宇航，杨光明，
申请(专利权)人：中交路桥建设有限公司，中交路桥南方工程有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11