[实用新型]高水压断裂破碎带隧道自带清理功能的应急智能排水系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种自带清理功能的隧道应急智能排水网，适用于矿山法隧道施工通过高水压断裂破碎带时的应急排水结构。本实用新型属于隧道防排水技术领域。

背景技术

由于地壳运动和岩石风化等原因，山体断裂发育，岩石破碎，形成大大小小的断裂破碎带，有的破碎带宽度达到几十米，并贯穿地表，受大气降水和地表径流补给，水头高度可达上百米。当隧道穿越这些断裂破碎带时，隧道衬砌将承受上部巨大的水压，严重影响工程安全，在这种情况下必须进行排水以降低上部水压。

目前普遍采用的排水系统是比较机械的、经验式、静态的布置形式。由于环向排水管之间的间距是固定的，排水管上的开孔数量也是固定的，因此排水量无法随断裂破碎带内的水压进行动态调节。当上部水压较大时，由于受限于排水管数量和管径大小，排水能力有限，如果排水降压不及时，隧道衬砌将承受上部巨大的水头压力，可能会造成衬砌渗漏水甚至威胁隧道安全。

在传统的环向排水管布置形式中，各个环向排水管之间相互独立，只在拱底部位依靠纵向盲管相连。目前，在没有有效疏通排水管的办法的情况下，随着隧道运营时间的推移，岩石碎屑越积越多，环向排水管会发生堵塞，那么整条环向管线都无法发挥作用，严重影响排水降压效果。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术的不足，提出一种应急智能排水系统，在各个环向排水管之间采用纵向备用连接管连接，形成一个适用于高水压断裂破碎带情况下可以根据衬砌外水压大小自动调节排水量并且自带管线清理功能的应急排水网。

一种高水压断裂破碎带隧道自带清理功能的应急智能排水系统，包括排水网，所述排水网包括若干相互有间隔的环向排水管(4)，在拱底部位依靠纵向盲管9相连，其特征在于，还包括排水网、透水土工布(2)，所述排水网还包括腰处纵向连接管(8)、纵向交叉连接管 (6)、水压控制阀门(5)。在拱腰处，环向排水管(4)之间由纵向连接管(8)相连。当某条环向排水管(4)发生堵塞，可由纵向连接管(8)向相邻环向排水管(4)疏导。所述纵向交叉连接管(6)在隧道拱顶位置交叉连接相邻的两个环向排水管(4)，可满足高水压条件下的排水要求。分别在环向排水管(4)上安装水压控制阀门(5)，可根据水压大小控制阀门(5) 的开闭状态。

所述水压控制阀门5包括：壳体(5-1)，中间隔断(5-2)，密封刷(5-3)，平衡杆(5-4) 以及弹簧片(5-5)。所述壳体(5-1)与中间隔断(5-2)组成一个整体，起整体支架作用，所述壳体(5-1)为横截面为圆形，形成圆中心O；所述中间隔断(5-2)将壳体(5-1)隔离成两个空间，其中一个空间上设有出入口。所述密封刷(5-3)和平衡杆(5-4)为一体，形成阀片，且中间设有中间轴(5-6)，可绕中间轴(5-6)自由旋转，所述中间轴(5-6)位于圆中心O处。所述密封刷(5-3)前端与壳体(5-1)紧密接触，可有效防止阀门渗漏。所述平衡杆(5-4)顶端上下两侧设置有弹簧片(5-5)，弹簧片(5-5)可提供弹簧力，使平衡杆 (5-4)返回水平位置，所述两个弹簧片(5-5)共点于壳体(5-1)上的P点处，它们另外一侧分别连接于中间隔断(5-2)的上下A、B两个点。同时，弹簧片(5-5)的回弹力(由选择的弹簧片弹性系数决定)控制着阀门开闭的水压阈值的大小。阀片可逆时针旋转，用于冲洗排水管时便于水流由下向上流动。水压控制阀门5的工作方式：当上部水压较小时，密封刷不会发生转动，密封刷和平衡杆处于水平状态，此时阀门处于密封状态。随着水压的增大，弹簧片开始逆时针旋转，弹簧片被挤压，当水压达到一定值时，弹簧片被完全压缩，阀门张开，排水网开始排水，上部水压逐渐减小，随着压力的减小，密封刷和平衡杆在弹簧片的作用下逐渐恢复到水平状态，阀门关闭，排水网不排水。

所述排水网外侧铺设一层透水土工布(2)，可有效减少断裂破碎带内细小颗粒进入排水网，防止排水管发生堵塞。

进一步优化技术方案，还包括冲洗式清理装置(11)(在本领域，该装置为水泵，用于为隧道排水网提供冲洗水压)，置于隧道内，设置在环向排水管(4)的环向排水管口(4-1)处。