[实用新型]一种隧道涌水监测装置

说明书

本实用新型公开了一种隧道涌水监测装置，包括插入排水管内部进行固定的插接管和固定安装于插接管外端的流量计安装管，所述流量计安装管的另一端固定设置有紊流控制管，且流量计安装管的顶部设置有用于测量水流量的流量计；所述紊流控制管采用软质胶管，端部排水段设置为无水流时呈两侧壁贴合的闭合状态、有水流时且随水流压力的增大而两侧壁逐渐打开直至全开状态的结构；或者紊流控制管采用PVC管，包括一段竖直向上具有一定高度的竖向增压段，本实用新型能够实时监测隧道排水管中水量的微量变化，不受紊流或非满管的影响，监测精度高。

技术领域

本实用新型涉及一种隧道涌水监测装置，属于轨道交通领域。

背景技术

随着铁路、公路建设的纵深推进，富水、断裂带、岩溶等不良地质隧道越来越多。与之相伴的是，受地下水的影响，使得隧道施工安全风险及运营安全风险很高。通过实时监测获取隧道地下水排放量，对地下水量的变化趋势进行分析，施工过程中能够识别可能存在的突涌水风险，运营过程中能够识别排水管道堵塞的风险，进而降低隧道施工安全风险及运营安全风险。而如何实时监测隧道地下水量，是摆在隧道技术人员面前的一道难题。

现有技术中，通常是对排水管5管口是否被沉淀物堵塞等现象进行分析来判定地下水量，手段落后。也有通过对排水沟6（排水管5和排水沟6为垂直分布，如图1为排水管5纵剖面和排水沟6的横断面的结构示意图）水位的监测来判定地下水量。排水沟水位监测一般采用水位传感器来完成。水位传感器分为两大类，接触式和非接触式。接触式需要将传感器放置到水中测量数据，主要有量水堰计、振弦式渗压计和光纤光栅渗压计。非接触式需要将传感器探头放在水沟上方进行测量，包括超声波液位计和雷达液位计。

（1）接触式水位传感器：

虽然振弦式渗压计和光纤光栅渗压计的测量精度高于量水堰计，但是如果排水沟6中的水流中含有较多泥沙，会堵塞振弦式渗压计和光纤光栅渗压计，影响测量；同时，振弦式渗压计和光纤光栅渗压计的价格也高于量水堰计，所以，更常用的还是量水堰计。图2为量水堰计的现场安装图。但是量水堰计需要在排水沟6内安装堰板，并在排水沟盖子上打孔安装量水堰计；同时还需要配备专门的振弦式数据采集仪计算出水位。然后数据采集仪将数据通过无线或者RS-485线连接到隧道传输网络中。

（2）非接触式水位传感器

超声波液位计相对于雷达液位计结构简单、价格便宜，因此，非接触式应用广泛的是超声波液位计，超声波液位计的现场安装图如图3所示（图中符号：B：盲区，D：孔距，L：物位，H：安装高度，F：物位满度，L=H-D）。工作原理为：探头先向下发送超声波，遇到水面后反射回探头，利用往返时间和声速计算出探头到水面的距离。因为排水沟6上方需要铺设盖板，所以超声波液位计安装时需要将此处盖板去掉，或者将盖板打孔并加高。超声波液位计的数据直接在设备中计算出通过有线传输，如果无线传输，则需要加一个无线发射器。

采用水位传感器监测排水沟6的水位变化，这种方法不够精确，因为，测量的是水沟内水流顶面，有波浪不稳定；并且水沟沟底内沉积物变化时，会影响水沟横断面，因此难以准确描述地下水位的微量变化。

并且，从隧道环向排水管排出的水经常存在不满管且紊流的情况，难以采用流量计进行监测。但是隧道重点地段的地下水量和水压变化趋势，是隧道施工安全和运营安全管控的重要依据。因此，设计一种特殊的水位监测装置，能够实现排水管（非满管且紊流）流量的实时监测是亟需解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题，提供一种隧道涌水监测装置，能够实时监测隧道排水管中水量的微量变化，不受紊流或非满管的影响，监测精度高。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种隧道涌水监测装置，包括插入排水管内部进行固定的插接管和固定安装于插接管外端的流量计安装管，所述流量计安装管的另一端固定设置有紊流控制管，且流量计安装管的顶部设置有用于测量水流量的流量计；