[实用新型]一种隧道雨水收集试验模型

说明书

技术领域

本实用新型属于市政工程技术领域，具体涉及城市隧道雨水收集、排放设施设计技术领域。

背景技术

城市地下交通包括城市隧道和城市地铁等，目前上海、南京、广州等城市已经修建了数十座过江、河、湖泊等大型隧道及地铁。随着城市建设的不断发展，地下交通已经成为了城市的重要交通枢纽，为整个城市的运转发挥巨大作用。

在城市隧道、地铁中，排水系统是地下交通设施的重要组成部分之一。整个雨水系统由收水系统(雨水口篦子)、输水系统(横截沟)和泵站系统组成。降雨时，雨水会通过隧道引路段汇集进入隧道暗埋段，进入隧道的雨水经过收水系统的收集和输水系统的输送被排至雨水泵站，并由泵站将雨水最终排出隧道，排至周边水体。整个隧道排水系统的正常运转，为隧道的正常运行提供了重要保障。

目前，一般的下穿地道排水采用《室外排水设计规范》(GB50014-2006)设计，城市隧道还没有国家设计规范，基本参照《地铁设计规范》(GB50157-2009)进行。然而，隧道车行道较宽，地下封闭箱体较长，为避免雨水在隧道内的长距离径流，国内已建成的隧道均在洞口处设置收水设施拦截雨水，通过泵站提升排放。但是，由于隧道的水流边界条件与地铁有很大的差异，按地铁标准设计城市隧道有很大的偏差。

由于地下交通两端引道段纵坡较大，降雨时集水快，若不能及时有效收集排除，将发生交通中断，威胁车辆运行、行人安全、隧道淹没的严重后果。特别是，地下隧道多处于城市路网的关键位置，一旦发生问题，社会影响大，经济损失惨重。国内已建隧道因积水而影响交通甚至隧道被淹的事故时有发生。如：

2003年6月南京突降暴雨，使南京玄武湖隧道遭到水淹，究其原因是因为收水系统设置出现问题；

2003年6月7日，一场暴雨使上海外环隧道发生积水；

2008年10月7日，广东番禺大石段隧道因大雨积水中断逾20小时；

2009年2月17日，福建桥南立交隧道积水。

通过调研初步分析，造成隧道积水的原因主要有以下几个方面：

(1)由于目前没有相应的设计规范，所以造成各城市采用的设计标准不一。

(2)收水系统不能将雨水有效拦截，雨水口篦子形式各异。

(3)输水系统排水能力不足。

(4)泵站系统不能正常运转。

因此，结合地下隧道排水系统的特点，针对以上原因的第2、3种情况，开展地下隧道排水系统中的收水系统结构体型、水力特性及输水系统研究，对实际工程应用具有重要理论和现实意义。

通常的隧道雨水系统由收水系统(雨水口篦子)、输水系统(横截沟)和泵站系统三部分组成。其中，收水系统(雨水口篦子)除本身的结构性能外，最主要的特性就是它的泄水能力，即通过雨水口篦子将雨水下泄到横截沟中的能力和横截沟的输水能力，也就是它的水力特性。输水系统(横截沟)布置型式的合理性也直接影响到排水系统的功能。

实用新型内容

本实用新型的目的是建立一套隧道雨水收集模型，用于研究隧道排水工程中，在不同暴雨强度，不同道路坡度情况下，收水系统、输水系统设置的合理性并为其提供理论依据。本实用新型的技术方案如下：

一种隧道雨水收集试验模型，包括整体缩尺模型和断面原型模型两部分；所述的整体缩尺模型的模拟地下部分包括依次排布的水池、回水槽、第一道横截沟、第二道横截沟和尾水池，在回水槽的上面设置有坡度可以调整的模拟路面，在第一道横截沟的上面设置有第一道雨水篦子缩尺模型，在第二道横截沟上面设置有第二道雨水篦子缩尺模型，两个缩尺模型之间铺设有模拟路面，第一道横截沟与回水槽相连通，第二道横截沟与尾水池相连通；所述的断面原型模型包括依次排布的水池、回水槽和尾水池，覆盖在回水槽上面的路面部分分为前后两个部分，前面部分为坡度可以调整的模拟路面，后面部分为雨水篦子原型。

本实用新型的隧道雨水收集试验模型，在整体缩尺模型的回水槽上面设置的模拟路面的一侧设置有道路边沟，道路边沟与第一道横截沟相连通；整体缩尺模型和断面原型模型的路面部分由隔墙挡开，两者的水池、回水槽和尾水池之间分别相互连通，在两个回水槽中的一个或两个上设置有量水堰；整体缩尺模型和断面原型模型的路面部分在同一个横截面上具有相同的高度；两个回水槽的水经过水泵被送回水池。