[发明专利]一种用于深层调蓄隧道排气的驼峰型通气系统

说明书

本发明公开了一种用于深层调蓄隧道排气的驼峰型通气系统，在主隧内部管顶每隔一定距离设一个驼峰，用于聚集隧道中的空气，集中排除管线中大量的截留气团，以提高管线的使用效率，避免压力波动，减少对管道的冲击，增加管道的使用寿命。当隧道内的水流逐渐由明流状态转变为有压状态时，该系统快速聚集气体，气体从驼峰排入通气仓，进而排出竖井，当空气排完时，管道中水位上升，驼峰处浮球上升，带动橡胶杆结构转动至关闭位置，停止排气。本发明在满足其他条件的情况下，可以快速聚集并集中排出深层隧道内的空气，避免的截留气团出现过大的压力。

技术领域

本发明涉及一种用于深层调蓄隧道排气的驼峰型通气系统，属于给排水工程领域。

背景技术

随着我国城市化进程的加快，传统城市建设模式带来的内涝频发、径流污染加剧、水资源流失、水生态环境恶化等突出雨水问题，已成为制约社会发展的限制性因素之一。在环境承载能力日益饱和的今天，建设“海绵城市”成为当今我国社会发展的必然需求。针对城市中心城区水面率低、建筑密度高、地下管线错综复杂、人口密集和防汛安全压力大等特点，采用大型深层调蓄隧道，作为托底工程。辅以源头径流控制，成为解决城市内涝以及初雨污染的有效手段。

为了避开对地下管线以及地铁等设施的影响，城市深层隧道调蓄排水隧道一般建设在地下40m-60m处，当发生暴雨时，地面汇集的大量雨水通过入流竖井流入地下隧道，存储部分雨水。深隧系统在晴天或者暴雨之前，排空了主隧洞中的水体，即隧洞中为空气。当发生暴雨时，深隧系统启动，水流将通过入流竖井流入主隧洞。当水流持续进入主隧道时，隧道内的水位逐渐增加，水流由明流状态转变为有压状态，出现明满流交界面，并导致大量气团滞留在管道中。另外，雨水在跌落竖井过程中，也会挟带大量气体进入隧道，进一步加剧了管道内的滞留气团现象。隧道竖井水位的不断上升，滞留气团受到冲击和挤压，其压力变化常数倍于稳态压力，严重甚至会导致出现弥合水锤，产生非常大的水锤压力和压力振荡等，对深隧系统的结构产生破坏。

可以看出，对于深层调蓄隧道排水系统，若不能及时的排出隧道中的气团，系统的安全性将面临很大的威胁。在给水领域相关研究中，对于管道系统，往往通过间隔一定的距离设置通气孔来排出管道内的气团，但对于深隧系统，该技术无法使用，因为主隧洞处于地下40-60m，两个入流竖井之间的长度约2km左右，因而在竖井之间的主隧上方无法设置通气措施，另外，深隧管道中存在大量有毒气体，也无法直接通过通气孔排出。本发明提出一种用于深层调蓄隧道排气的驼峰型通气系统，能够快速排出隧道中的截留气团，避免管道中出现过大气团压力，保证系统运行安全。本发明提出的结构和装置，在现有的城市深隧系统设计及施工中没见任何报导。

发明内容

发明目的：管道中滞留气团会导致较大压力，破坏管道结构已经是水利领域的共识，常规管网输水系统中，通常采用通气孔减少管道内滞留的气体。但对于城市深隧系统，该技术无法使用，因为主隧洞处于地下40m-60m处，两个入流竖井之间的长度约2km左右，在竖井之间的主隧上方无法设置通气措施，即使有条件设置，其代价也是非常高，另外，深隧管道中含有大量有毒气体，无法通过通气孔直接排出。为了解决深隧系统管道内的滞留气团的问题，本发明提出一种用于深层调蓄隧道排气的驼峰型通气系统，能够快速排出隧道中的截留气团，避免管道中出现过大气团压力，保证系统运行安全。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提出一种用于深层调蓄隧道排气的驼峰型通气系统，即在主隧内部管顶处，沿管线走向设置密闭排气通道，排气通道孔口位于竖井内，排气孔口高程高于竖井内的最大水位。同时，在排气通道沿线每隔一定距离设置一个驼峰，用于聚集空气，集中排除管线中大量的截留气团。

具体地，所述管道中设有浮球控制的铰接橡胶杆结构，浮球通过水位的变化上浮或下沉，控制橡胶杆转动，达到控制管道中通气仓开关的目的。

具体地，所述管道中设有驼峰，驼峰一边坡度较缓，一边坡度较陡，达到聚集气团的目的。

具体地，所述管道中的铰接橡胶杆结构，借助中心轴上的平衡力量，达到自动开关的作用。