发明内容
[0005] 本发明针对现有技术中使用虹吸排水方法为隧道排水时,因隧道围岩地下水位下降虹吸作用暂停,虹吸管内真空度降低,虹吸作用很难自行恢复的缺陷。提出一种隧道排水系统及方法,利用隧道边沟的水动力,在虹吸作用停止后可以抽走累积在虹吸管内的空气,增加虹吸管的真空度,恢复虹吸作用来重新启动排水过程。
[0006] 本发明的技术方案是:一种长隧道排水系统,包括钻孔、虹吸管、启动装置,在隧道的围岩钻探形成下倾的钻孔,在钻孔中放置虹吸管,虹吸管的进水口处于钻孔的底部,虹吸管的出水口与启动装置连接,虹吸管的直径为4mm,启动装置放置在边沟中,启动装置与边沟底部固定,启动装置包括球阀室A、球阀室B、球阀A、球阀B、出水管A、出水管B、上腔室、下腔室、桨叶、转轴、转轮、连杆、塞体,球阀室A、球阀室B与上腔室连接,球阀A、球阀B分别置于球阀室A、球阀室B中,虹吸管与球阀室A连接,出水管A的一端与虹吸管连接,出水管A的另一端置入边沟,出水管B与球阀室B连接,球阀A、球阀B的密度大于水,转轴安装在下腔室,转轴的一端与转轮连接,转轴的另一端伸出外壳与桨叶连接,连杆连接在转轮和塞体之间,连杆与转轮的连接位置在转轮的偏心位置,塞体将上腔室和下腔室隔开。
[0007] 进一步地,所述的虹吸管设置一根或多根,所述的启动装置设置一个或者多个。
[0008] 进一步地,所述的启动装置采用耐腐蚀材料制成。
[0009] 进一步地,所述的虹吸管采用PU管或PA管。
[0010] 一种长隧道排水方法,包括如下步骤:
[0011] (1)将虹吸管的一端放入钻孔中,虹吸管的另一端放在边沟中,向虹吸管逆向灌水,排出虹吸管中的气体后,停止逆向灌水,再将虹吸管的另一端与启动装置连接,然后将启动装置与边沟固定连接,围岩地下水流经虹吸管、出水管A排到边沟中;
[0012] (2)发生降雨后,边沟水位线上升,桨叶受到水流冲击而转动,带动转轴、塞体运动,塞体向下运动,上腔室形成负压,球阀A向上运动,球阀B向下运动,虹吸管内的气体被吸入上腔室中;塞体向上运动,上腔室压力增大,球阀A向下运动,球阀B向上运动,上腔室内的气体从出水管B排出,塞体循环运动,虹吸管中累积的空气不断被排出,虹吸管真空度增加,虹吸作用恢复,隧道正常进行虹吸排水;
[0013] (3)边沟水位线上升并淹没桨叶,塞体停止运动,围岩地下水流经虹吸管、出水管A排到边沟中;
[0014] (4)降雨再次发生,边沟水位线上升,重复上述过程。
[0015] 本发明的优点如下:
[0016] 1、本发明利用桨叶将水流动能转化为塞体运动动能,抽走累积在虹吸管内的空气,增加虹吸管内的真空度,给虹吸作用提供动力,为虹吸作用的自行恢复提供保障。
[0017] 2、本发明利用水动力启动虹吸作用,不需要借助外力,不需要人工操作。
[0018] 3、本发明发挥作用可以随着降雨发生,边沟水位上涨同步进行。
[0019] 4、本发明利用水流动力制造的压强差,可以提供较大的吸力,能够经常性地清除虹吸管内的泥沙,防止虹吸管淤堵。