[發明專利]深長距離富水隧道地下水多級過濾排泄系統及施工方法

有效

• 申請號: 201710508967.4
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107218080B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 郭恒;袁嘯巖;王二平;曾懷明;李謙;白宇;時穩重
• 申請（專利權）人: 中建市政工程有限公司;中國建筑一局（集團）有限公司
• 主分類號: E21F16/02
• 分類號: E21F16/02;E21F17/00;E21D9/14
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 閆立德

1.一種深長距離富水隧道地下水多級過濾排泄系統,包括龍門吊和提升渣斗，其特征在于：

隧道排水沉淀系統，包括隧道排水溝、排水溝沉淀池和逐級翻水泵，隧道排水溝位于作業隧道地面兩側邊或中部，隧道排水溝的下底面呈間隔距設有低于下底面的排水溝沉淀池，隧道排水溝的出口相通位于豎井橫通道地面兩側邊或中部的橫通道過水溝，隧道排水溝的上端面設帶孔水泥蓋板；

豎井橫通道排水系統，由橫通道過水溝、豎井沉淀池和提升水泵所構成，橫通道過水溝位于豎井橫通道地面兩側邊或中部，橫通道過水溝連通隧道排水溝的出口，橫通道過水溝相通豎井沉淀池，豎井沉淀池位于豎井的地面下端，豎井沉淀池的上端設有鋼網蓋，提升水泵的抽水口位于豎井沉淀池的上部，提升水泵的出水口與一級沉淀池上端相通；

地下泥沙清淤系統，由小型挖掘機、龍門吊和提升渣斗所構成，小型挖掘機用于掌子面的挖掘施工，龍門吊和提升渣斗用于將挖掘渣土及排水溝沉淀池和豎井沉淀池的清淤沉淀物運至地面；

地面多級過濾沉淀系統，由一級沉淀池、二級沉淀池、三級沉淀池和四級沉淀池所構成，各級沉淀池用鋼筋混凝土澆筑或者鋼板焊接而成，各級沉淀池內設有過濾材料，提升水泵的出水口與一級沉淀池上端相通，位于一級沉淀池下端的濾水出口通過泵相通二級沉淀池上端的進水口，位于二級沉淀池下端的濾水出口通過泵相通三級沉淀池上端的進水口，位于三級沉淀池下端的濾水出口通過泵相通四級沉淀池上端的進水口，位于四級沉淀池下端的濾水出口相通的重新利用集水箱；

泥沙自動清除機，用于機械過濾清理位于一級沉淀池和二級沉淀池內上端的泥沙污物，泥沙自動清除機的機架呈V字型，泥沙自動清除機的機架上呈間隔設有兩端與對應部機架軸接的承重輥，機架的兩端設有由慢速電機帶動的傳動輥及導向輥，環形的過濾傳送帶套設在承重輥及導向輥和傳動輥上，環形的過濾傳送帶的寬度與貫通的一級沉淀池或二級沉淀池內部適配，提升水泵的出水口位于過濾傳送帶的上端。

2.根據權利要求1所述的深長距離富水隧道地下水多級過濾排泄系統,其特征在于：所述的隧道排水溝分為順坡排水溝和反坡排水溝，隧道的地面逐漸高于或等于橫通道地面的隧道排水溝為順坡排水溝，隧道地面逐漸低于橫通道地面的隧道排水溝為反坡排水溝，反坡排水溝中位于出口端的排水溝沉淀池與橫通道過水溝之間及各相鄰的排水溝沉淀池之間設逐級翻水泵，逐級翻水泵的抽水口位于下端排水溝沉淀池的上部，逐級翻水泵的出水口位于上端排水溝沉淀池的上部或位于橫通道過水溝的上部。

3.根據權利要求1所述的深長距離富水隧道地下水多級過濾排泄系統,其特征在于：所述的隧道排水溝斷面形狀為矩形，排水溝沉淀池平面形狀為四邊形。

4.根據權利要求1所述的深長距離富水隧道地下水多級過濾排泄系統,其特征在于：所述的一級沉淀池內的過濾材料從上至下依次為過濾傳送帶、過濾纖維層、粗沙層、粗細沙層和細沙層。

5.根據權利要求4所述的深長距離富水隧道地下水多級過濾排泄系統,其特征在于：所述的一級沉淀池內的粗沙層、粗細沙層和細沙層的厚度比為2:1:1。

6.根據權利要求1所述的多級過濾排泄系統,其特征在于：所述的二級沉淀池內的過濾材料從上至下依次為過濾纖維層、粗沙層、粗細沙層和細沙層。

7.根據權利要求1所述的深長距離富水隧道地下水多級過濾排泄系統,其特征在于：所述的三級沉淀池內的過濾材料從上至下依次為過濾纖維層、粗細沙層和細沙層。

8.根據權利要求7所述的深長距離富水隧道地下水多級過濾排泄系統,其特征在于：所述的三級沉淀池內的粗細沙層和細沙層的厚度比為1:2。

9.根據權利要求1所述的深長距離富水隧道地下水多級過濾排泄系統,其特征在于：所述的四級沉淀池內的過濾材料從上至下依次為過濾纖維層和細沙層。

10.一種實現權利要求1所述的深長距離富水隧道地下水多級過濾排泄系統的施工方法,其特征在于，包括如下步驟：

(1)在豎井的中部上端地面設龍門吊和提升渣斗，在豎井旁的地面上設一～四級沉淀池，制備好泥沙自動清除機，并將其設置在一級沉淀池或一級沉淀池和二級沉淀池的上端；

(2)在豎井的底面下設豎井沉淀池，提升水泵的抽水口位于豎井沉淀池的上部，提升水泵的出水口與一級沉淀池上端的過濾傳送帶的上端相通，豎井沉淀池的上端設有鋼網蓋；

(3)在豎井橫通道地面兩側邊或中部設橫通道過水溝，橫通道過水溝連通隧道排水溝的出口，橫通道過水溝連通豎井沉淀池；

(4)在作業隧道地面兩側邊或中部設隧道排水溝，在隧道排水溝的下底面每間隔10～30m位置設低于隧道排水溝下底面的排水溝沉淀池，其中：

若隧道的地面逐漸高于或等于橫通道地面的隧道排水溝為順坡排水溝，隧道排水溝的出口相通位于豎井橫通道地面兩側邊或中部的橫通道過水溝，在隧道排水溝的下底面設低于隧道排水溝下底面的排水溝沉淀池，隧道排水溝的上端面設帶孔水泥蓋板；

若隧道地面逐漸低于橫通道地面的隧道排水溝為反坡排水溝，反坡排水溝中位于出口的排水溝沉淀池與橫通道過水溝之間及各相鄰的排水溝沉淀池之間設逐級翻水泵，逐級翻水泵的抽水口位于下端排水溝沉淀池的上部，逐級翻水泵的出水口位于上端排水溝沉淀池的上部或橫通道過水溝的上部，隧道排水溝的上端面設帶孔水泥蓋板；

(5) 隨作業隧道掌子面的推進，隨時設隧道排水溝，隧道排水溝將作業隧道內污水經其內的排水溝沉淀池初步沉淀后，再經隧道排水溝排入豎井沉淀池經二次沉淀后，豎井沉淀池的水再經提升水泵分別經過過濾傳送帶和一～四級沉淀池沉淀過濾后，清水儲存成為施工用水，沉淀污物隨渣土定期清除。