[发明专利]用于解决隧道中心沟排水能力不足的缓冲系统及控制方法

权利要求书

1.一种用于解决隧道中心沟排水能力不足的缓冲系统，以所述中心沟的中心线方向为纵向，所述中心沟的两侧分别设置有纵向排水管，所述中心沟与所述纵向排水管之间通过多个横向排水管相通连接，多个所述横向排水管中，以最靠近泄水洞起点的所述横向排水管为第一个；其特征在于：所述中心沟的边缘设有多个纵向排列的溢流井，所述隧道外侧与所述溢流井对应的位置设有缓冲池，所述溢流井与所述缓冲池之间通过溢流管相通连接，所述缓冲池与所述中心沟之间通过排水管连接，所述缓冲池内安装有排水泵，所述排水泵的出水口与所述排水管的入水口连接。

2.根据权利要求1所述的缓冲系统，其特征在于：所述溢流井与所述缓冲池为一一对应连接结构。

3.根据权利要求1所述的缓冲系统，其特征在于：所述溢流管与所述排水管上均安装有阀门。

4.根据权利要求3所述的缓冲系统，其特征在于：所述阀门为电控阀门，所述中心沟内位于所述溢流井上游方向且靠近所述溢流井的位置设有用于检测水位的水位检测仪，所述缓冲池内的顶部和底部分别安装有顶部水位传感器和底部水位传感器，所述水位检测仪的信号输出端、所述顶部水位传感器的信号输出端和所述底部水位传感器的信号输出端分别与控制器的信号输入端连接，所述控制器的控制输出端分别与所述电控阀门的控制输入端和所述排水泵的控制输入端连接。

5.根据权利要求1～4中任何一项所述的缓冲系统，其特征在于：多个所述溢流井的设置位置满足以下条件：设第一个所述横向排水管～第i+1个所述横向排水管为第一段区域的横向排水管，i为大于1的自然数，其最大流量值分别为q₁～q_i+1，所述中心沟的预设最大流量值为Q_max，在下述式I和式II同时成立时，第一个所述溢流井设于所述第i个所述横向排水管和所述第i+1个所述横向排水管之间：

∑q_i=q₁+q₂+…+q_i=Q_i<Q_max   （式I）

∑q_i+1=q₁+q₂+…+q_i+q_i+1=Q_i+1≥Q_max   （式II）

设在第i个所述横向排水管以后的第一个所述横向排水管～第j+1个所述横向排水管为第二段区域的横向排水管，j为大于1的自然数，其最大流量值分别为r₁～r_j+1,在下述式III和式IV同时成立时，第二个所述溢流井设于所述第j个所述横向排水管和第j+1个所述横向排水管之间：

∑r_j=Q_maxX+r₁+r₂+…+r_j=R_j<Q_max    （式III）

∑r_j+1=Q_maxX+r₁+r₂+…+r_j+r_j+1=R_j+1≥Q_max   （式IV）

式III和式IV中，X为上一段区域中心沟溢水后的剩余系数，取值为30～60%，实际取值根据前一个所述溢流井的溢流速度而定；

其它的所有所述溢流井按照第二个所述溢流井的位置设置方法设置位置。

6.一种如权利要求3或4所述的缓冲系统的控制方法，其特征在于：设中心沟的高度为h，当溢流井稍靠上游的中心沟内的水高为0.8h以上时，开启溢流管上的阀门，同时关闭排水泵和排水管上的阀门，在此过程中，如果缓冲池内水未满，则一直开启溢流管上的阀门，如果缓冲池内水满，则关闭溢流管上的阀门；当溢流井稍靠上游的中心沟内的水高为0.3h～0.8h时，关闭溢流管上的阀门，此时，如果预计下段时间上游水量不会增加，则开启排水泵和排水管上的阀门，如果预计下段时间上游水量会增加，则关闭排水泵和排水管上的阀门；当溢流井稍靠上游的中心沟内的水高为0.3h以下时，关闭溢流管上的阀门，同时开启排水泵和排水管上的阀门，直至缓冲池内的水排完，再关闭排水泵和排水管上的阀门。