[發明專利]一種基于大數據控制的隧道防結晶排水系統

有效

• 申請號: 202110777907.9
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113294206B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 周元輔;張學富;劉士洋;劉真;丁燕平
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: E21F16/02
• 分類號: E21F16/02;B08B9/032
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 楊俊華

本發明屬于隧道排水系統的沖洗反沖洗技術領域，具體涉及一種基于大數據控制的隧道防結晶排水系統，包括排水系統、頂部沖洗管、儲水洞、集水洞、排水池、工控機和云端服務器等結構。由云端服務器進行大數據分析，根據不同路段的隧道遇到降雨后的雨水在隧道排水系統中不同監測點的排水規律，控制閥門的開閉，從而對水流量下降后的環形盲管進行沖洗，從而能夠保證排水系統中固體顆粒物或者結晶物的及時清理。利用頂部沖洗管將水注入到沖洗水溝中，由于沖洗水溝與環向盲管相連，并且水會被環向盲管分流，從而對排水系統中的環形盲管進行沖洗。

技術領域

本發明屬于隧道排水系統的沖洗反沖洗技術領域，具體涉及一種基于大數據控制的隧道防結晶排水系統。

背景技術

隨著我國鐵路建設高速發展，我國交通基礎設施建設規模不斷擴大，高等級公路和鐵路建設發展迅猛，取得了舉世矚目的成就，時速200km以上高標準雙線鐵路修建越來越多。目前，我國同時在建和規劃的公路隧道位列世界首位。隧道工程常有“十隧九漏”之說，滲漏水是隧道工程之頑疾。隧道排水系統結晶致塞是一種常見且難以徹底根治的隧道病害，許多學者對其病害處治進行了不少研究，但處治效果難以令人滿意且經濟性不顯著，給隧道結構安全和行車安全留下隱患。

隧道的排水系統是隧道安全運營過程中的重要部分。通常情況下，在隧道排水系統中，圍巖中的水通過環向盲管、縱向盲管、橫向盲管排入中心溝。特別在西南山區，由于石灰巖地層廣泛分布；由于巖溶及巖溶水發育具有復雜性、多樣性及無規律性等特點，長大巖溶隧道修建風險特別是運營風險越來越高；同時我國西南地區的水資源豐富，經常降雨，而降雨后，雨水逐漸滲透沿著山體到達隧道位置，雨水所攜帶的沉淀結晶物以及圍巖碎片及圍巖顆粒隨地下水滲流運動而進入到隧道排水管內，造成排水系統結晶堵塞現象，排水系統結晶堵塞現象的惡化將會而致使隧道排水系統整體失效，惡化了隧道結構受力與服役狀態，嚴重影響到隧道結構服役與運營安全。隧道排水管包括橫向盲管、縱向盲管和環向盲管，其中橫向盲管和縱向盲管最容易堵塞。因此，如果在降雨后及時對隧道排水系統中殘留的固體顆粒和結晶物進行處理成為了有待解決的問題。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述問題，本方案提供了一種基于大數據控制的隧道防結晶排水系統。

本發明所采用的技術方案為：

一種基于大數據控制的隧道防結晶防堵系統，包括：

排水系統，包括環向盲管、縱向管和沖洗水溝，在隧道的洞壁內埋設有若干環向盲管，在隧道的左右兩側分別埋設有一縱向管；兩個縱向管沿隧道的走向布置，并與各個環向盲管連通；沖洗水溝沿隧道的走向埋設在隧道的頂部處且與各個環向盲管連通；

頂部沖洗管，固定于隧道內側的頂部并沿隧道的走向布置，并且所述頂部沖洗管與沖洗水溝之間連接有若干支路管道，在每個支路管道上均設置有沖洗支路閥；

儲水洞，設置于隧道上方的山體上，所述儲水洞與頂部沖洗管通過管道連通，在儲水洞的出水口處設置有沖洗總閥；

工控機，分別電連接沖洗總閥和各個沖洗支路閥，在縱向管上選擇多個監測點，并在每個監測點上處設置流量計；每個流量計均電連接工控機；

云端服務器，與工控機通信連接，并接收工控機所發送的縱向管各處所測流量數據；該云端服務器分析每個監測點的水流量變化情況；在水流量處于下降趨勢并到達設定值時，控制工控機打開沖洗總閥和對應監測點所覆蓋區域的沖洗支路閥。

可選的：在隧道中的每個監測點處均設置有檢查井，檢查井的進口連通到隧道內的地面處，每個監測點處的流量計均位于對應的檢查井內。

可選的：在隧道內設置有隧道側溝，在隧道側溝與縱向管之間連接有多個橫向管，橫向管與縱向管的連接位置位于監測點的下游側，橫向管的管徑不小于縱向管。

可選的：在隧道地面的中心處埋設中心水溝，隧道側溝通過若干匯流管與中心水溝相連通。