一种洞式泄洪道辅助排水结构的制作方法

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1.本发明属于洞式溢洪道的技术领域，具体涉及一种洞式泄洪道辅助排水结构。

背景技术：

2.洞式溢洪道是与隧道连通，用于将隧道内的积水迅速排出的结构。由于洞式溢洪道的水流量相较于一般的溢洪道更大，且洞式溢洪道外排的水流中多含有大量的砂石，这就使得洞式溢洪道需要满足大流量的泄洪需求。传统的洞式溢洪道只具备单一的泄洪流道，单一的泄洪流道的泄洪能力有限，在泄洪流量突然增大时，单一的泄洪流道就不能满足大流量及时泄洪的需求，往往会出现洪水反灌的情况。同时，由于洪水中含有砂石等固相，当大量洪水涌入单一的泄洪流道时，极易造成单一的泄洪流道堵塞或降低单一的泄洪流道的泄洪通量，进而影响单一的泄洪流道的泄洪效果。因此，针对现有的单一的泄洪流道存在的泄洪量有限，在泄洪流量突然增加时容易被固相堵塞的缺陷，本发明公开了一种洞式泄洪道辅助排水结构。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种洞式泄洪道辅助排水结构，能够针对大流量洪水进行分流泄洪，进而满足大流量及时泄洪的需求，同时有效防止泄洪道堵塞。
4.本发明通过下述技术方案实现：一种洞式泄洪道辅助排水结构，包括从上至下依次设置的水石分离溢洪道、溢流溢洪道、辅助溢洪道，所述水石分离溢洪道包括水石分离流道以及设置在水石分离流道外侧的液相流道，所述水石分离流道的底部用于分离水石并与液相流道连接，所述液相流道的左右两侧的第一标高位置通过第一溢流管与辅助溢洪道的底部连接，所述辅助溢洪道的顶部通过第二溢流管与溢流溢洪道的底部连接。
5.水石分离溢洪道的一端为进口，固液混合的流体通过进口进入水石分离溢洪道，并在水石分离溢洪道中进行固液分离，流体中的石块、泥沙等固相以及部分液相存积在水石分离流道中，并沿着水石分离流道流向出口端的沉积场。流体中的大部分液相经过水石分离流道的底部流向液相流道，液相流道中低于第一标高的液相沿着液相流道流动至出口处的积水区，液相流道中高于第一标高的液相则通过第一溢流管溢流至辅助溢洪道并经过辅助溢洪道进行辅助泄洪，以对水石分离溢洪道进行分流。当泄洪量增加导致辅助溢洪道中充满液相时，液相通过第二溢流管进入溢流溢洪道进行辅助泄洪。
6.通过设置辅助溢洪道进行一级分流泄洪，通过设置溢流溢洪道实现二级分流泄洪，进而能够满足大流量泄洪需求。
7.为了更好地实现本发明，进一步的，所述液相流道的底部的左右两侧分别设置有沉积槽，所述沉积槽的顶部设置有向下倾斜的沉积格栅，所述沉积格栅与沉积槽的顶部开口之间预留有沉积间隙。通过水石分离流道底部分离流出的液相进入液相流道后，继续朝向液相流道的左右两侧流动至沉积槽，液相在沉积槽中进行沉积，使得液相中的细小泥沙
进一步分离。通过设置沉积槽，使得液相中剩余的小粒径的固体沉积，进而降低溢流至辅助溢洪道中的液相中的固体含量，避免辅助溢洪道以及第一溢流管堵塞。
8.为了更好地实现本发明，进一步的，所述水石分离流道的左右两侧的第二标高位置设置有液相溢流孔，所述第二标高的高度高于第一标高的高度。
9.为了更好地实现本发明，进一步的，所述水石分离流道的底面上沿水流方向间隔设置有过滤格栅，所述过滤格栅的迎流端设置有消能坎。
10.为了更好地实现本发明，进一步的，所述水石分离流道的进端设置有水石分离部，所述水石分离部包括若干呈金字塔形排布的水石分离桩，所述水石分离部的大端靠近水石分离流道的进端设置，所述水石分离部的小端远离水石分离流道的进端设置。
11.水石分离部用于将直径大于500mm的固相分离，避免大粒径的固相直接进入水石分离流道造成水石分离流道的堵塞。
12.为了更好地实现本发明，进一步的，所述水石分离部的进端设置有消能坡面。
13.为了更好地实现本发明，进一步的，所述水石分离部的左右两侧设置有固相沉积部。
14.为了更好地实现本发明，进一步的，所述溢流溢洪道的一侧设置有预埋溢洪道，所述溢流溢洪道的底部通过预埋管与预埋溢洪道连接。
15.为了更好地实现本发明，进一步的，所述溢流溢洪道的内部位于第三标高设置有液位传感器，所述预埋管上设置有电磁阀，所述电磁阀与液位传感器连接。
16.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：（1）本发明通过从上至下依次设置水石分离溢洪道、溢流溢洪道、辅助溢洪道，当水石分离溢洪道中的洪水超过第一标高时即通过第一溢流管溢流至辅助溢洪道进行一级分流泄洪，当辅助溢洪道满溢时则通过第二溢流管溢流至溢流溢洪道进行二级分流泄洪，进而满足突发性大流量泄洪需求，有效避免泄洪道流量超标造成反灌；（2）本发明通过将水石分离溢洪道设置为内侧的水石分离流道以及外侧的液相流道双层结构，通过水石分离流道进行固液分离，使得固相停留在水石分离流道中并外排至沉积场，而分离的液相则进入液相流道进行固液分离以及溢流分流，进而有效避免固相将整个泄洪道堵塞，进而保证整体泄洪道的正常泄洪。
附图说明
17.图1为洞式泄洪道辅助排水结构的横截面剖视图；图2为水石分离溢洪道的结构示意图；图3为图1的a-a向剖视图。
18.其中：1-水石分离溢洪道；2-溢流溢洪道；3-辅助溢洪道；4-预埋溢洪道；11-水石分离流道；12-液相流道；13-沉积槽；14-沉积格栅；15-过滤格栅；16-水石分离桩；100-第一溢流管；200-第二溢流管；300-液相溢流孔。
具体实施方式
19.实施例1：本实施例的一种洞式泄洪道辅助排水结构，如图1和图2所示，包括从上至下依次
设置的水石分离溢洪道1、溢流溢洪道2、辅助溢洪道3，所述水石分离溢洪道1包括水石分离流道11以及设置在水石分离流道11外侧的液相流道12，所述水石分离流道11的底部用于分离水石并与液相流道12连接，所述液相流道12的左右两侧的第一标高位置通过第一溢流管100与辅助溢洪道3的底部连接，辅助溢洪道3的顶部通过第二溢流管200与溢流溢洪道2的底部连接。
20.水石分离溢洪道1的一端设置有与隧道连接的进口，水石分离溢洪道1用于进行主要泄洪。洪水首先进入水石分离流道11，并沿着水石分离流道11流动至另一端的出口的沉积场。在洪水经过水石分离流道11时，通过水石分离流道11的底部对洪水中的大粒径石块、泥沙进行过滤分离，使得固相以及部分液相存留在水石分离流道11中并流向出口处的沉积场进行沉积。大部分液相则经过水石分离流道11的底部进入液相流道12实现固液分离，液相流道12中低于第一标高的液相沿着液相流道12流向出口处的积水区。当泄洪量较大时，使得液相流道12中的液相超过第一标高，则超过第一标高的液相经过第一溢流管100溢流至辅助溢洪道3，通过辅助溢洪道3对液相流道12进行分流泄洪。当泄洪量进一步增大，导致辅助溢洪道3中的液相充满辅助溢洪道3时，多余的液相通过第二溢流管200溢流至溢流溢洪道2的内部，实现二次分流。进而使得整体排水结构能够兼容适应小流量、大流量、超大流量的泄洪作业。同时通过水石分离流道11对洪水进行固液分离，避免大粒径的固相进入辅助溢洪道3与溢流溢洪道2，进而有效保证辅助溢洪道3与溢流溢洪道2的通畅排水作业。
21.实施例2：本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，如图1和图2所示，所述液相流道12的底部的左右两侧分别设置有沉积槽13，所述沉积槽13的顶部设置有向下倾斜的沉积格栅14，所述沉积格栅14与沉积槽13的顶部开口之间预留有沉积间隙。
22.水石分离流道11的底部设置有固液分离结构，通过固液分离结构的固液分离作用，使得水石分离流道11中的大部分液相经过固液分离结构流向液相流道12，并从液相流道12的中部朝向左右两侧流动至沉积槽13。液相流动至沉积槽13的顶部时，部分液相经过沉积间隙直接进入沉积槽13，另一部分液相则经过沉积格栅14的分离，使得液相中的小粒径的固体预先存留在沉积格栅14上，然后再沿着沉积格栅14缓速进入沉积槽13，进而保证沉积槽13内的小粒径固体能够快速沉积。
23.所述水石分离流道11的左右两侧的第二标高位置设置有液相溢流孔300，所述第二标高的高度高于第一标高的高度。当水石分离流道11中的洪水流量过大超过水石分离流道11底部固液分离结构的固液分离效率时，此时水石分离流道11中的水位上升，超过第二标高的液相通过液相溢流孔300直接溢流至液相流道12，以对水石分离流道11进行辅助分流。
24.本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。
25.实施例3：本实施例在上述实施例1或2的基础上做进一步优化，如图3所示，所述水石分离流道11的底面上沿水流方向间隔设置有过滤格栅15，过滤格栅15的迎流端设置有消能坎。
26.过滤格栅15作为固液分离结构设置在水石分离流道11的底面上，通过过滤格栅15进行固液分离。同时在过滤格栅15的迎流端设置有消能坎，通过消能坎对洪水进行缓冲消能，降低洪水的流速，延长洪水经过过滤格栅15的时间，进一步提升固液分离的效果。
27.本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。
28.实施例4：本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上做进一步优化，如图3所示，所述水石分离流道11的进端设置有水石分离部，所述水石分离部包括若干呈金字塔形排布的水石分离桩16，所述水石分离部的大端靠近水石分离流道11的进端设置，所述水石分离部的小端远离水石分离流道11的进端设置；所述水石分离部的左右两侧设置有固相沉积部。
29.通过呈金字塔形布置的若干水石分离桩16首先对洪水进行固液分离，将洪水中直径超过500mm的石块等固相过滤分离，同时通过金字塔形布置的若干水石分离桩16将固相导流至两侧的固相沉积部中，避免大粒径的固相进入水石分离流道11导致水石分离流道11堵塞。
30.所述水石分离部的进端设置有消能坡面，通过消能坡面对洪水进行缓冲消能以降低洪水的流速，进而降低洪水中大粒径的固相对水石分离桩16的冲击力。
31.本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。
32.实施例5：本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上做进一步优化，如图1和图2所示，所述溢流溢洪道2的一侧设置有预埋溢洪道4，所述溢流溢洪道2的底部通过预埋管与预埋溢洪道4连接。
33.在极端情况下，即使通过溢流溢洪道2与辅助溢洪道3进行分流泄洪，超标的水量依然有可能导致溢流溢洪道2满溢。此时溢流溢洪道2中溢出的洪水则通过预埋管溢流至预埋溢洪道4中，避免溢流溢洪道2中出现洪水反灌的情况。
34.所述溢流溢洪道2的内部位于第三标高设置有液位传感器，所述预埋管上设置有电磁阀，所述电磁阀与液位传感器连接。当溢流溢洪道2中的水位超过第三标高时，液位传感器检测到水位并发送信号至外部控制器，外部控制器控制预埋管上的电磁阀开启，进而通过预埋管进行紧急分流泄洪。
35.本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。
36.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种洞式泄洪道辅助排水结构，其特征在于，包括从上至下依次设置的水石分离溢洪道（1）、溢流溢洪道（2）、辅助溢洪道（3），所述水石分离溢洪道（1）包括水石分离流道（11）以及设置在水石分离流道（11）外侧的液相流道（12），所述水石分离流道（11）的底部用于分离水石并与液相流道（12）连接，所述液相流道（12）的左右两侧的第一标高位置通过第一溢流管（100）与辅助溢洪道（3）的底部连接，所述辅助溢洪道（3）的顶部通过第二溢流管（200）与溢流溢洪道（2）的底部连接。2.根据权利要求1所述的一种洞式泄洪道辅助排水结构，其特征在于，所述液相流道（12）的底部的左右两侧分别设置有沉积槽（13），所述沉积槽（13）的顶部设置有向下倾斜的沉积格栅（14），所述沉积格栅（14）与沉积槽（13）的顶部开口之间预留有沉积间隙。3.根据权利要求2所述的一种洞式泄洪道辅助排水结构，其特征在于，所述水石分离流道（11）的左右两侧的第二标高位置设置有液相溢流孔（300），所述第二标高的高度高于第一标高的高度。4.根据权利要求3所述的一种洞式泄洪道辅助排水结构，其特征在于，所述水石分离流道（11）的底面上沿水流方向间隔设置有过滤格栅（15），所述过滤格栅（15）的迎流端设置有消能坎。5.根据权利要求4所述的一种洞式泄洪道辅助排水结构，其特征在于，所述水石分离流道（11）的进端设置有水石分离部，所述水石分离部包括若干呈金字塔形排布的水石分离桩（16），所述水石分离部的大端靠近水石分离流道（11）的进端设置，所述水石分离部的小端远离水石分离流道（11）的进端设置。6.根据权利要求5所述的一种洞式泄洪道辅助排水结构，其特征在于，所述水石分离部的进端设置有消能坡面。7.根据权利要求6所述的一种洞式泄洪道辅助排水结构，其特征在于，所述水石分离部的左右两侧设置有固相沉积部。8.根据权利要求1-7任一项所述的一种洞式泄洪道辅助排水结构，其特征在于，所述溢流溢洪道（2）的一侧设置有预埋溢洪道（4），所述溢流溢洪道（2）的底部通过预埋管与预埋溢洪道（4）连接。9.根据权利要求8所述的一种洞式泄洪道辅助排水结构，其特征在于，所述溢流溢洪道（2）的内部位于第三标高设置有液位传感器，所述预埋管上设置有电磁阀，所述电磁阀与液位传感器连接。

技术总结

本发明公开了一种洞式泄洪道辅助排水结构，包括从上至下依次设置的水石分离溢洪道、溢流溢洪道、辅助溢洪道，所述水石分离溢洪道包括水石分离流道以及设置在水石分离流道外侧的液相流道，所述水石分离流道的底部用于分离水石并与液相流道连接，所述液相流道的左右两侧的第一标高位置通过第一溢流管与辅助溢洪道的底部连接，所述辅助溢洪道的顶部通过第二溢流管与溢流溢洪道的底部连接；本发明能够针对大流量洪水进行分流泄洪，进而满足大流量及时泄洪的需求，同时有效防止泄洪道堵塞。同时有效防止泄洪道堵塞。同时有效防止泄洪道堵塞。