[發明專利]巖溶區隧道排水系統結晶堵塞模擬試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 201811570661.2
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109827958B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 葉飛;田崇明;趙猛;歐陽奧輝;秦楠;梁興;王思宇
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/01
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 何彩霞

一種巖溶區隧道排水系統結晶堵塞模擬試驗裝置,在支架上設置有初支模型，初支模型前后兩端設置有初支模型環向壁、左右兩側設置有集水槽、上表面設置有相互連通的縱向灑水管和環向灑水管，兩側集水槽上均連通設置有引水管，引水管上設置有排水閥門并與排水系統相連通，排水系統與過濾裝置相連通、排水系統上方設置有監測裝置，監測裝置將信號傳送給電腦，排水系統由設置于地面的可調節支架支撐，過濾裝置通過回水管與供水箱相連通、通過平衡管與收集箱相連通，供水箱頂部設置有攪拌裝置支架、攪拌裝置，供水箱與環向灑水管、濃度平衡裝置相連通；本發明適用于不同巖溶區排水系統堵塞機理研究，試驗數據可以為不同巖溶地層隧道排水系統堵塞年限提供依據。

技術領域

本發明屬于隧道工程技術領域，具體涉及到一種關于巖溶區隧道排水系統結晶堵塞和巖溶水對不同建筑材料影響作用的模型試驗裝置及試驗方法。

背景技術

中國是一個巖溶大國，隨著社會經濟的快速發展，對公路交通運輸也提出了更高的要求，隧道扮演著越來越重要的角色。高速公路穿越巖溶地區的情況越來越普遍，然而巖溶區隧道在修筑以及運營的過程中，排水系統結晶堵塞的問題突顯，伴隨巖溶區隧道陸續投入運營，隧道排水系統堵塞的問題也將越來越突出。當隧道排水系統發生堵塞、排水不暢時，輕則造成襯砌滲漏水，若發現或處治較晚，甚至會引起隧道襯砌開裂、底板隆起等嚴重危害，對隧道結構造成永久性損傷，影響隧道的正常使用以及行車安全。目前針對隧道排水系統結晶堵塞這種病害的治理，已經花費了大量的財力物力和資源，但對排水系統結晶堵塞機理的研究尚未有突破性進展，也沒有一套完善的裝置模擬隧道排水系統運行，并有效地通過其分析與研究隧道排水系統結晶堵塞機理及處治方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術的不足,提供一種設計合理、可模擬一般隧道排水過程、巖溶區隧道排水管上結晶沉積過程、預測巖溶區隧道排水系統堵塞年限的試驗裝置及試驗方法。

解決上述技術問題采用的技術方案是：在支架上設置有初支模型，初支模型前后兩端均設置有初支模型環向壁，初支模型的上表面設置有相互連通的縱向灑水管和環向灑水管，縱向灑水管上加工有若干出水孔，初支模型的左右兩側均設置有集水槽，兩側集水槽上均連通設置有引水管，引水管上設置有排水閥門并與排水系統相連通，排水系統與過濾裝置相連通，排水系統由設置于地面的可調節支架支撐，排水系統上方設置有監測裝置，監測裝置通過自帶WiFi功能將信號傳送給電腦，過濾裝置通過回水管與供水箱相連通、通過安裝在平衡管上的收集箱閥門與收集箱相連通，供水箱頂部設置有攪拌裝置支架，攪拌裝置支架上設置有攪拌裝置，供水箱通過安裝在主管道上的供水泵與環向灑水管相連通，供水箱與濃度平衡裝置相連通。

本發明的初支模型為：初支模型本體內部依次設置有土工布、防水板、鋼板，所述的初支模型本體為模擬隧道的半圓拱結構，采用干噴或濕噴工藝制成。

本發明的排水系統為：縱向排水管通過彎頭與橫向排水管相連通；所述的初支模型左、右兩側均設置有4根縱向排水管，右側縱向排水管管徑是左側縱向排水管管徑的2～3倍，橫向排水管的數量和管徑與縱向排水管相適應。

本發明的初支模型的上表面均布設置有7組縱向灑水管，7組縱向灑水管均與環向灑水管相連通。

本發明的初支模型右側3組縱向灑水管管徑是左側3組縱向灑水管管徑的2～3倍。

本發明的排水系統距地面的高度高于回水管距地面的高度，平衡管距地面的高度高于回水管距地面的高度并低于排水系統距地面的高度。

本發明的過濾裝置為：過濾裝置本體內部間隔設置有多層過濾板，過濾板上鋪設有過濾布。

本發明的濃度平衡裝置為：濃度平衡裝置本體通過連接軟管與供水箱相連通，連接軟管上設置有微型泵。

本發明的監測裝置為：可調節支架上設置有橫桿，橫桿上設置有微型攝像機，微型攝像機的設置位置和數量與縱向排水管以及橫向排水管的位置和數量相對應。