本發(fā)明涉及土木工程地下工程領(lǐng)域，具體涉及一種可拆卸更換型隧洞內(nèi)外水壓力調(diào)節(jié)閥門(mén)裝置。

背景技術(shù)：

富水環(huán)境下地下水對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)作用的荷載問(wèn)題以及隧洞建設(shè)地下水過(guò)度排放問(wèn)題一直是隧道工程難以解決的技術(shù)問(wèn)題，尤其是近幾年來(lái)大埋深、高外水條件下隧洞工程越來(lái)越多，地下水所引起的一系列問(wèn)題更加突出。針對(duì)富水環(huán)境下隧洞外地下水處置問(wèn)題，早期多采取“以排為主”的處理原則，但長(zhǎng)期排水常常造成地下水位下降、土地沙化、植被枯萎等嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。近年來(lái)，隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)及襯砌排水技術(shù)的提升，在處理富水環(huán)境下隧道外地下水問(wèn)題時(shí)，多采取“以排為主、排堵結(jié)合”的原則，即降低作用于襯砌外壁地下水壓力的同時(shí)，亦減少地下水排放量。但對(duì)于穿越富水環(huán)境的長(zhǎng)距離隧洞而言，灌漿堵水和沿洞線(xiàn)的排水系統(tǒng)布置，一方面工作造價(jià)較高、施工工藝較為復(fù)雜，另一方面如排水系統(tǒng)發(fā)生局部堵塞，難以發(fā)現(xiàn)堵塞位置進(jìn)行維修，勢(shì)必?zé)o法保證在隧洞使用壽命期內(nèi)仍可有效發(fā)揮排水降壓作用。此外，對(duì)于具有特殊作用的地下隧洞而言，如水工有壓輸水隧洞，直接采用交通隧洞中在襯砌上鉆打排水孔降低外水壓力措施，則無(wú)法解決內(nèi)水外滲問(wèn)題。最后，目前的工程勘察技術(shù)在襯砌設(shè)計(jì)前并不能有效的厘清地下水分布情況，襯砌設(shè)計(jì)時(shí)具有較大的安全裕度考慮，常規(guī)的防排水措施雖可減少富水環(huán)境中地下水的排放量，但無(wú)法充分利用襯砌外水壓力與排放量關(guān)系，調(diào)控地下水排放量大小，進(jìn)而發(fā)揮襯砌安全裕度，保護(hù)地下水資源。綜合上述分析，目前地下隧洞工程中防排水系統(tǒng)具有諸多的不足之處，包括：第一，排水方案和設(shè)施被動(dòng)，無(wú)法更換或維修；第二，襯砌內(nèi)、外水壓力和地下水排放量大小無(wú)法進(jìn)行調(diào)節(jié)；第三，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種地下隧洞襯砌內(nèi)外水壓力調(diào)節(jié)裝置，當(dāng)?shù)叵滤矶粗幸r砌外水壓力過(guò)大時(shí)，可以自動(dòng)開(kāi)啟閥門(mén)，使外水進(jìn)入隧洞，從而降低襯砌外水壓力，同時(shí)裝置需能拆卸更換閥門(mén)，達(dá)到維修或改變外水進(jìn)入襯砌所需壓力差的目的。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

提供了一種可拆卸更換型隧洞襯砌內(nèi)外水壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)裝置，包括連通襯砌兩側(cè)的內(nèi)外水連通管，內(nèi)外水連通管的一端為單向閥進(jìn)水端，另一端為單向閥出水端，在內(nèi)外水連通管的進(jìn)水端一側(cè)設(shè)置有土工布支撐板和覆蓋在土工布支撐板上的土工布，土工布通過(guò)土工布支撐板錨固螺栓與土工布支撐板錨固連接，土工布支撐板上設(shè)有土工布支撐板透水孔，內(nèi)外水連通管中設(shè)置有單向閥，包括兩端的單向閥進(jìn)水端和單向閥出水端，在單向閥的底部設(shè)置有單向閥底板，單向閥進(jìn)水端和單向閥出水端內(nèi)形成球形內(nèi)腔，在內(nèi)腔中設(shè)有密封圓球，單向閥底板上設(shè)有反力彈簧，反力彈簧上連接密封圓球，單向閥底板上還設(shè)置有可改變厚度的單向閥底板墊圈。

進(jìn)一步地，在單向閥進(jìn)水端上設(shè)有單向閥進(jìn)水口，在單向閥出水端設(shè)有單向閥出水口，單向閥進(jìn)水端在單向閥進(jìn)水口處設(shè)有單向閥螺紋接口，單向閥螺紋接口與內(nèi)外水連通管螺紋接口對(duì)接，將單向閥進(jìn)水端與內(nèi)外水連通管進(jìn)行連接，在單向閥螺紋接口與內(nèi)外水連通管螺紋接口中間設(shè)有單向閥密封墊圈。

進(jìn)一步地，單向閥進(jìn)水端和單向閥出水端通過(guò)單向閥進(jìn)出水端錨固螺栓錨固連接，在連接處設(shè)置有單向閥進(jìn)出水端密封墊圈，單向閥底板與單向閥出水端通過(guò)單向閥底板錨固螺栓與內(nèi)外水連通管錨固連接。單向閥底板與內(nèi)外水連通管之間設(shè)有單向閥底板墊圈。

進(jìn)一步地，單向閥進(jìn)水端、單向閥出水端、單向閥進(jìn)出水端密封墊圈、單向閥進(jìn)出水端錨固螺栓、單向閥底板、反力彈簧、密封圓球、單向閥底板錨固螺栓和單向閥底板墊圈組成獨(dú)立的單向閥體，可整體進(jìn)行安裝、維修或更換。

進(jìn)一步地，內(nèi)外水連通管兩側(cè)設(shè)為喇叭口形狀，在襯砌澆筑后保證內(nèi)外水連通管穩(wěn)固，同時(shí)便于水流通過(guò)。

進(jìn)一步地，單向閥進(jìn)水端中設(shè)置有進(jìn)水端球形內(nèi)壁，進(jìn)水端球形內(nèi)壁與單向閥進(jìn)水口連接處設(shè)進(jìn)水端密封曲面，以實(shí)現(xiàn)密封圓球與單向閥進(jìn)水端密閉貼合。

進(jìn)一步地，單向閥出水端中設(shè)置有出水端球形內(nèi)壁，出水端球形內(nèi)壁與單向閥出水口連接處設(shè)出水端密封曲面，以實(shí)現(xiàn)如反力彈簧損壞進(jìn)行雙向密封的功能。

進(jìn)一步地，單向閥底板墊圈可變換厚度，從而改變反力彈簧預(yù)壓縮變形量，改變反力彈簧壓縮彈力，進(jìn)而改變襯砌外地下水進(jìn)入襯砌內(nèi)所需的與襯砌內(nèi)水壓力的壓力差。

進(jìn)一步地，單向閥底板設(shè)單向閥底板透水孔，襯砌外進(jìn)入單向閥進(jìn)水口的外水通過(guò)單向閥出水口和單向閥底板透水孔進(jìn)入襯砌內(nèi)部，在密封圓球密閉情況下，內(nèi)水通過(guò)單向閥底板透水孔和單向閥出水口進(jìn)入內(nèi)腔將水壓力作用于密封圓球上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明結(jié)構(gòu)安全、設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行高效，可拆卸可調(diào)節(jié)；單向閥單向開(kāi)啟，襯砌內(nèi)水不會(huì)通過(guò)本發(fā)明裝置進(jìn)入襯砌外；襯砌外水壓力超過(guò)預(yù)設(shè)壓力差之后，單向閥自動(dòng)開(kāi)啟；通過(guò)更換單向閥反力彈簧或改變其壓縮量來(lái)調(diào)節(jié)其壓縮彈力，從而控制襯砌外水進(jìn)入內(nèi)部所需的壓力差；單向閥出水口設(shè)密閉曲面，在單向閥損壞情況下可保證裝置雙向封閉，不會(huì)大量過(guò)水；裝置中單向閥整體或部分均可拆卸更換，滿(mǎn)足檢修維護(hù)的需要。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明裝置剖面圖。

圖2為本發(fā)明裝置仰視圖。

圖3為本發(fā)明裝置俯視圖。

圖4為本發(fā)明中內(nèi)外水連通管仰視圖。

圖5為本發(fā)明中內(nèi)外水連通管俯視圖。

圖6為本發(fā)明中土工布支撐板仰視圖。

圖7為本發(fā)明中單向閥進(jìn)水端剖面圖。

圖8為本發(fā)明中單向閥進(jìn)水端仰視圖。

圖9為本發(fā)明中單向閥進(jìn)水端俯視圖。

圖10為本發(fā)明中單向閥出水端剖面圖。

圖11為本發(fā)明中單向閥出水端仰視圖。

圖12為本發(fā)明中單向閥出水端俯視圖。

圖13為本發(fā)明中單向閥底板剖面圖。

圖14為本發(fā)明中單向閥底板仰視圖。

圖15為本發(fā)明中單向閥底板俯視圖。

圖16為本發(fā)明中單向閥密封墊圈平面圖。

圖17為本發(fā)明中單向閥進(jìn)出水端密封墊圈平面圖。

圖18為本發(fā)明中單向閥底板墊圈平面圖。

其中，1-內(nèi)外水連通管；2-土工布支撐板；3-土工布；4-土工布支撐板錨固螺栓；5-單向閥進(jìn)水端；6-單向閥密封墊圈；7-單向閥出水端；8-單向閥進(jìn)出水端密封墊圈；9-單向閥進(jìn)出水端錨固螺栓；10-單向閥底板；11-反力彈簧；12-密封圓球；13-單向閥底板錨固螺栓；14-單向閥底板墊圈；15-土工布支撐板透水孔；16-土工布支撐板螺栓孔；17-內(nèi)外水連通管與土工布支撐板螺紋接口。18-內(nèi)外水連通管螺紋接口；19-單向閥進(jìn)水口；20-單向閥螺紋接口；21-進(jìn)水端密封曲面；22-進(jìn)水端球形內(nèi)壁；23-進(jìn)水端螺栓接口；24-出水端球形內(nèi)壁；25-出水端密封曲面；26-單向閥出水口；27-出水端進(jìn)出水端連接螺栓孔；28-單向閥底板與出水端連接螺紋接口；29-單向閥底板連接螺栓孔；30-單向閥底板透水孔；31-單向閥進(jìn)出水端密封墊圈螺栓孔；32-單向閥底板墊圈螺栓孔。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚完整的描述。應(yīng)該了解，下面所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分，而非全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1～18，本發(fā)明實(shí)施例中，提供了一種可拆卸更換型隧洞襯砌內(nèi)外水壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)裝置，包括內(nèi)外水連通管1、土工布支撐板2，土工布3，土工布支撐板錨固螺栓4，單向閥進(jìn)水端5，單向閥密封墊圈6，單向閥出水端7，單向閥進(jìn)出水端密封墊圈8，單向閥進(jìn)出水端錨固螺栓9，單向閥底板10，反力彈簧11，密封圓球12，單向閥底板錨固螺栓13，單向閥底板墊圈14。

所述的單向閥進(jìn)水端5、單向閥出水端7、單向閥底板10、反力彈簧11、密封圓球12、單向閥進(jìn)出水端密封墊圈8和單向閥底板墊圈14可通過(guò)單向閥進(jìn)出水端錨固螺栓9和單向閥底板錨固螺栓13組成獨(dú)立的單向閥體，整體進(jìn)行安裝、維修或更換。

所述的內(nèi)外水連通管1可由不銹鋼金屬、鋁鎂合金或其他耐久性較好、強(qiáng)度滿(mǎn)足要求的材料制成，其中心設(shè)有內(nèi)外水連通管螺紋接口18，可與單向閥進(jìn)水端5上的單向閥螺紋接口20進(jìn)行連接，單向閥螺紋接,20長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足實(shí)際工程水壓條件下強(qiáng)度要求；單向閥螺紋接口20上設(shè)單向閥密封墊圈6以保證其密封；所述的內(nèi)外水連通管1兩側(cè)設(shè)為喇叭口形狀，其作用一是在襯砌澆筑后保證內(nèi)外水連通管1嵌入襯砌中，加強(qiáng)與襯砌相互作用，保持穩(wěn)固，不至被高內(nèi)外水壓力擠出襯砌，其作用二是大口徑方便匯流。

所述的內(nèi)外水連通管1襯砌一側(cè)設(shè)有土工布3和土工布支撐板2，二者通過(guò)土工布支撐板錨固螺栓4和土工布支撐板螺栓孔16與內(nèi)外水連通管1連接；土工布支撐板2主要作用是支撐土工布3，防止其在施工工程中被混凝土壓壞；土工布支撐板2上設(shè)有土工布支撐板透水孔15以允許水流通過(guò)；土工布3設(shè)置于土工布支撐板2外側(cè)，以防止?jié)仓r砌時(shí)漿液進(jìn)入內(nèi)外水連通管1及單向閥進(jìn)水口19。

所述的單向閥進(jìn)水端5和單向閥出水端7組成的閥體中心設(shè)有密封圓球12通過(guò)反力彈簧11固定于單向閥底板10，密封圓球12的材料可為橡膠或其他耐久性、密閉性好的材料；反力彈簧11壓縮彈力將密封圓球12壓緊堵住單向閥進(jìn)水口19內(nèi)側(cè)進(jìn)水端密封曲面21上，以阻止襯砌內(nèi)水流向襯砌外；襯砌外水通過(guò)單向閥進(jìn)水口19作用于密封圓球12上，當(dāng)外水壓力超過(guò)內(nèi)水壓力及反力彈簧11壓縮彈力之和便頂開(kāi)密封圓球12，外水通過(guò)內(nèi)外水連通管1、單向閥進(jìn)水口19、單向閥出水口26和單向閥底板透水孔30進(jìn)入襯砌內(nèi)，外水壓力降低。

所述的單向閥出水端7在單向閥出水口26與出水端球形內(nèi)壁24連接處設(shè)出水端密封曲面25，以實(shí)現(xiàn)在反力彈簧11損壞的情況下可進(jìn)行雙向密封的功能，避免襯砌內(nèi)外大量過(guò)水。

所述的單向閥底板10設(shè)單向閥底板透水孔30，襯砌外進(jìn)入單向閥進(jìn)水口19的外水通過(guò)單向閥出水口26和單向閥底板透水孔30進(jìn)入襯砌內(nèi)部；同時(shí)在密封圓球12密閉情況下，內(nèi)水通過(guò)單向閥底板透水孔30和單向閥出水口26進(jìn)入閥體將水壓力作用于密封圓球12上。

所述的單向閥進(jìn)水端5、單向閥出水端7、單向閥底板20、反力彈簧11和密封圓球12可進(jìn)行拆卸更換，也可通過(guò)更換反力彈簧11或通過(guò)改變單向閥底板墊圈14的厚度而改變其壓縮量來(lái)控制其壓縮彈力，以控制襯砌外水進(jìn)入內(nèi)部所需的壓力差；單向閥進(jìn)水口19、單向閥出水口26以及單向閥底板透水孔30的尺寸應(yīng)根據(jù)實(shí)際過(guò)水需求確定。

顯然，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例的細(xì)節(jié)。上述實(shí)施例應(yīng)被視為是示范性的，而非限制性的。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定，且包括落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)被視為對(duì)所涉及的權(quán)利要求具有限制性。

此外，本說(shuō)明書(shū)應(yīng)被視為一個(gè)整體，上述實(shí)施方式并非本發(fā)明唯一的獨(dú)立技術(shù)方案，實(shí)施例中的技術(shù)方案可經(jīng)適當(dāng)組合調(diào)整，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的其他實(shí)施方式。