[實用新型]一種隧道雨水收集試驗模型

有效

• 申請號: 201220056742.2
• 申請日: 2012-02-21
• 公開（公告）號: CN202522430U
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 李曦淳;蘇功軍;李鵬;官超;楊敏;王秀朵;路軍;王紹華;劉昆
• 申請（專利權）人: 天津市市政工程設計研究院
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

技術領域

本實用新型屬于市政工程技術領域，具體涉及城市隧道雨水收集、排放設施設計技術領域。

背景技術

城市地下交通包括城市隧道和城市地鐵等，目前上海、南京、廣州等城市已經修建了數十座過江、河、湖泊等大型隧道及地鐵。隨著城市建設的不斷發展，地下交通已經成為了城市的重要交通樞紐，為整個城市的運轉發揮巨大作用。

在城市隧道、地鐵中，排水系統是地下交通設施的重要組成部分之一。整個雨水系統由收水系統(雨水口篦子)、輸水系統(橫截溝)和泵站系統組成。降雨時，雨水會通過隧道引路段匯集進入隧道暗埋段，進入隧道的雨水經過收水系統的收集和輸水系統的輸送被排至雨水泵站，并由泵站將雨水最終排出隧道，排至周邊水體。整個隧道排水系統的正常運轉，為隧道的正常運行提供了重要保障。

目前，一般的下穿地道排水采用《室外排水設計規范》(GB50014-2006)設計，城市隧道還沒有國家設計規范，基本參照《地鐵設計規范》(GB50157-2009)進行。然而，隧道車行道較寬，地下封閉箱體較長，為避免雨水在隧道內的長距離徑流，國內已建成的隧道均在洞口處設置收水設施攔截雨水，通過泵站提升排放。但是，由于隧道的水流邊界條件與地鐵有很大的差異，按地鐵標準設計城市隧道有很大的偏差。

由于地下交通兩端引道段縱坡較大，降雨時集水快，若不能及時有效收集排除，將發生交通中斷，威脅車輛運行、行人安全、隧道淹沒的嚴重后果。特別是，地下隧道多處于城市路網的關鍵位置，一旦發生問題，社會影響大，經濟損失慘重。國內已建隧道因積水而影響交通甚至隧道被淹的事故時有發生。如：

2003年6月南京突降暴雨，使南京玄武湖隧道遭到水淹，究其原因是因為收水系統設置出現問題；

2003年6月7日，一場暴雨使上海外環隧道發生積水；

2008年10月7日，廣東番禺大石段隧道因大雨積水中斷逾20小時；

2009年2月17日，福建橋南立交隧道積水。

通過調研初步分析，造成隧道積水的原因主要有以下幾個方面：

(1)由于目前沒有相應的設計規范，所以造成各城市采用的設計標準不一。

(2)收水系統不能將雨水有效攔截，雨水口篦子形式各異。

(3)輸水系統排水能力不足。

(4)泵站系統不能正常運轉。

因此，結合地下隧道排水系統的特點，針對以上原因的第2、3種情況，開展地下隧道排水系統中的收水系統結構體型、水力特性及輸水系統研究，對實際工程應用具有重要理論和現實意義。

通常的隧道雨水系統由收水系統(雨水口篦子)、輸水系統(橫截溝)和泵站系統三部分組成。其中，收水系統(雨水口篦子)除本身的結構性能外，最主要的特性就是它的泄水能力，即通過雨水口篦子將雨水下泄到橫截溝中的能力和橫截溝的輸水能力，也就是它的水力特性。輸水系統(橫截溝)布置型式的合理性也直接影響到排水系統的功能。

實用新型內容

本實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，在不同暴雨強度，不同道路坡度情況下，收水系統、輸水系統設置的合理性并為其提供理論依據。本實用新型的技術方案如下：

一種隧道雨水收集試驗模型，包括整體縮尺模型和斷面原型模型兩部分；所述的整體縮尺模型的模擬地下部分包括依次排布的水池、回水槽、第一道橫截溝、第二道橫截溝和尾水池，在回水槽的上面設置有坡度可以調整的模擬路面，在第一道橫截溝的上面設置有第一道雨水篦子縮尺模型，在第二道橫截溝上面設置有第二道雨水篦子縮尺模型，兩個縮尺模型之間鋪設有模擬路面，第一道橫截溝與回水槽相連通，第二道橫截溝與尾水池相連通；所述的斷面原型模型包括依次排布的水池、回水槽和尾水池，覆蓋在回水槽上面的路面部分分為前后兩個部分，前面部分為坡度可以調整的模擬路面，后面部分為雨水篦子原型。

本實用新型的隧道雨水收集試驗模型，在整體縮尺模型的回水槽上面設置的模擬路面的一側設置有道路邊溝，道路邊溝與第一道橫截溝相連通；整體縮尺模型和斷面原型模型的路面部分由隔墻擋開，兩者的水池、回水槽和尾水池之間分別相互連通，在兩個回水槽中的一個或兩個上設置有量水堰；整體縮尺模型和斷面原型模型的路面部分在同一個橫截面上具有相同的高度；兩個回水槽的水經過水泵被送回水池。