一种可拆卸式隧道排水水固分离及循环系统

本发明涉及隧道排水技术及隧道排水水固分离，具体涉及一种可拆卸式隧道排水水固分离及循环系统。

背景技术：

1、在隧道运行的过程中，特别是在山区等地质条件比较复杂的区域，遇上降雨天气，雨水可能携带着固体颗粒、块状颗粒、落叶和泥土等可能导致排水管道堵塞的杂质，从而导致隧道积水，同时隧道渗漏水破坏力大，能造成隧道结构稳定性下降，局部位置涌水喷水，拱顶混凝土剥落、掉块和电力系统老化、断路、短路，影响道床与轨道受压上拱等等诸多次生灾害问题。因此，隧道渗漏水是一个普遍存在的严重威胁隧道运营安全的新型问题，亟待解决。与此同时，目前并没有很好处理隧道排水管道堵塞的方法，现有的处理办法也存在成本较高、耗时费力、效率低等问题。同时也没有较好预防隧道积水的监测技术，现有隧道排水方法及技术，无法满足隧道排水的需求，当隧道排水管发生堵塞时，处理方法比较复杂并且没有办法预知当前的排水量是否会造成隧道发生渗流等灾害，因此提前进行隧道的水固分离就显得格外重要。

技术实现思路

1、本发明旨在针对解决现有技术中存在的技术问题，为此，本发明提供了一种可拆卸式隧道排水水固分离及循环系统，不仅能对水固进行有效分离，还能利用流速监测装置对隧道排水管的水流进行监测，将其产生的电流以及压力通过处理器处理后传递至计算机终端进行数据的分析，该数据不仅能预测当前时段隧道可能发生水洪灾害的概率，同时也能显示出隧道排水管道是否发生堵塞以便提前处理。

2、为实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种可拆卸式隧道排水水固分离及循环系统，包括：

4、中心排水管、可拆卸储存罐、沉淀池、蓄水池和循环管道；中心排水管侧面一根导管与可拆卸储存罐呈一定角度进行连接，接着顺着流水的方向中心排水管的中段依次设置沉淀池和蓄水池，沉淀池设置可拆卸的盖板,在蓄水池一侧连接循环管道入水口，循环管道出水口连接至中心排水管与可拆卸储存罐的连接处，中心排水管的导管前端设置卡口。

5、中心排水管在与可拆卸储存罐连接处在中心排水管的一侧设置流速监测装置，流速监测装置的顶部设置顶部圆孔滤板，用于过滤大固体颗粒；

6、可拆卸储存罐顶端接近罐口处设置圆环翼缘，圆环翼缘外侧设置多个活动卡扣，圆环翼缘上端设置多个拉钩，活动卡扣和拉钩交叉设置；当需要连接可拆卸储存罐与中心排水管时，拉钩插入到环形卡槽，之后将活动卡扣与卡口相连。

7、所述流速监测装置内设置固定杆、螺旋扇，所述流速监测装置顶部设置顶部圆孔滤板，所述顶部圆孔滤板底部设置连接槽，所述连接槽连接所述固定杆的一端，所述螺旋扇中心设置环形套身，所述环形套身环套在固定杆外；

8、所述流速监测装置底部设置底部圆孔滤板；所述底部圆孔滤板下方设置电流和压力经处理器，固定杆另一端设置环形套筒，所述环形套筒与电流和压力经处理器固定连接。

9、流水带动螺旋扇发生转动产生电流，同时水流带来的压力会使固定杆与其底部设置的环形套筒发生挤压产生压力，电流和压力经处理器处理过后通过无线电、蓝牙传递给计算机终端分析数据，计算机终端数据可用来判断当前隧道排水管是否发生堵塞，以及预测当前排水量是否可能引发自然灾害。

10、中心排水管与可拆卸储存罐的连接方式为薄壁圆管放置至中心排水管中，并于中心排水管管壁紧密贴合,在薄壁圆管外表做防渗水处理，添加防渗水材料，其材料遇水发生膨胀可增加连接的紧密程度，当需要连接可拆卸储存罐与中心排水管时，可拆卸储存罐的拉钩首先插入到中心排水管环形卡槽然后活动卡扣与卡口相连接；

11、可拆卸储存罐罐口设置有孔单向瓣膜，有孔单向瓣膜只允许水进出，防止固体颗粒进入后溢出，同时有孔单向瓣膜拥有孔洞和一定的弹性，采用具有一定柔性的不锈钢材料。

12、沉淀池顶部设置盖板，方便之后的清理和设备更换。根据流水的方向设置至少三个滤网，可根据实际情况需求和沉淀池大小设置滤网数量；每一个滤网都要比前一个滤网更靠近沉淀池底部，滤网材质要求：选择毛孔较多，表面积较大，吸附能力较强的材料，例如：活性炭、多层塑料或聚丙烯纤维等；

13、履带具有一定的活动性且表面有锯齿增加抓力，两可活动履带的间距小于滤网边的厚度，以便滤网受到足够的压力，底部设置缓水带，减缓水流的速度，使其有更长的沉淀时间和过滤时间。

14、蓄水池中设置水泵，将部分流水泵送至循环管道内，同时循环管道内安置流水监测传感器，将信息传递给水泵从而控制流水的泵送速度。

15、与现有技术相比，本发明的可拆卸式隧道排水水固分离及循环系统的有益效果和优点在于：

16、1、本发明摒弃了单独使用过滤板，设计了有孔单向瓣膜、无孔单向瓣膜和流速监测装置来进行水固分离以及阻止流水的非确定性流动。单独使用过滤板可能会有枯枝败叶附着在滤板表面，所以本发明减少了过滤板的使用，采用了循环管道利用水泵循环回的水流对其表面进行冲洗，同时单向瓣膜不仅能有效防止此情况，而且能阻止水的非确定性流动。

17、2、跟随着水流的方向，本发明通过流速监测装置进行水体和大固体或颗粒进行分离，将其储存在可拆卸储存罐中，且对当前流水进行监测，同时通过流水带动螺旋扇转动产生的瞬时电流以及水流冲击产生的压力，经处理器处理最终发送至计算机终端，发挥着预测山岭隧道发生自然灾害的作用。

18、3、水流通过沉淀池，经过滤网的作用，泥土等会沉淀在沉淀池中。最后部分流水通过蓄水池，蓄水池的设计不仅用与水泵输送至循环管道用水，而且减小了排水管道的排水压力，利用水泵，经过循环管道循环至循环管道出水口将附着在流速监测装置上的杂物冲刷至可拆卸储存罐中。从而减少了颗粒在管道内的堆积，减小了隧道排水管道堵塞的风险。

技术特征：

1.一种可拆卸式隧道排水水固分离及循环系统，包括中心排水管(1)，可拆卸储存罐(2)，沉淀池(3)，蓄水池(4)以及循环管道(5)，其特征在于：所述可拆卸储存罐(2)呈一定角度连接所述中心排水管(1)前部的导管，顺着流水的方向，所述中心排水管(1)中段依次设置沉淀池(3)以及蓄水池(4)，所述沉淀池(3)顶端设置可拆卸的盖板(31),所述蓄水池(4)侧边连接所述循环管道(5)入水口，所述循环管道(5)出水口连接至所述中心排水管(1)与所述可拆卸储存罐(2)的连接处，中心排水管(1)的导管前端设置卡口(14)；

2.根据专利要求1所述的可拆卸式隧道排水水固分离及循环系统，其特征在于：

3.根据专利要求1所述的可拆卸式隧道排水水固分离及循环系统，其特征在于：所述滤网(34)至少设置3个，所述滤网(34)沿着水流的方向逐渐接近沉淀池(3)底部，所述滤网(34)使用毛孔多，表面积大，吸附能力强的材料。

4.根据专利要求1所述的可拆卸式隧道排水水固分离及循环系统，其特征在于：所述蓄水池(4)中设置水泵(41)将部分水泵送至循环管道(5)内进行循环。

5.根据专利要求1所述的可拆卸式隧道排水水固分离及循环系统，其特征在于：所述循环管道(5)内壁安装流水监测传感器(51)，所述流水监测传感器(51)将数据返回至水泵(41)从而控制所述循环管道(5)中水流速度。

技术总结
本发明公开了一种可拆卸式隧道排水水固分离及循环系统，包括：中心排水管、可拆卸储存罐、沉淀池、可拆卸滤网等。本发明通过其中设置的有孔单向瓣膜、无孔单向瓣膜和流速监测装置来进行水固分离以及阻止流水的非确定性流动。采用了循环管道利用水泵循环回的水流对其表面进行冲洗，同时单向瓣膜不仅能有效防止固体颗粒堵塞以及枯枝败叶的吸附作用，而且能阻止水的非确定性流动；电流和压力经处理器处理过后通过无线电、蓝牙传递给计算机终端分析数据，用于判断当前隧道排水管是否发生堵塞，以及预测当前排水量是否可能引发自然灾害。

技术研发人员：郑允,肖壮,刘才华,陈从新
受保护的技术使用者：中国科学院武汉岩土力学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5