[发明专利]一种适用于地下工程的多层级长路径限量排装置

说明书

本发明公开了一种适用于地下工程的多层级长路径限量排装置，包括限量排水管网系统和集水结构；地下主体结构侧墙外按照固定间隔设置级配碎石滤层，每个级配碎石滤层中设有纵向透水盲管，相邻两个纵向透水盲管通过多段斜向导流管相连，底层的纵向透水盲管与多个竖向排水管顶部相连，每个竖向排水管底部与对应的横向排水管相连。每段斜向导流管上均设有与控制器相连的终端阀门；所述地下主体结构旁的地层中设有与控制器相连的水压力传感器，所述水压力传感器分别位于相邻级配碎石滤层之间，用于感应附近土体内孔隙水压力。本装置可以快速有效减小地下结构外部净水压力，削弱高水头对地下结构产生的不利影响。

技术领域

本发明属于地下工程限排技术领域，具体涉及一种适用于地下工程的多层级长路径限量排装置。

背景技术

随着城市交通需求量的不断增多，地下空间的开发与利用成为我国交通发展新趋势，因此城市地下工程的建设相应增多。在海滨城市，地下水位较高，高水头会对城市地下工程结构产生不利影响。目前针对高水头主要有全排和全堵两种解决方案。全排方案可以减小水压，降低外水压力对地下主体结构的不利影响，但容易导致出现水害，破坏水环境平衡并带来环境问题(地下水分布紊乱带来的不良影响)；全堵方案可以避免水环境破坏，但会导致地下主体结构承受高水压，需要采用抗水压衬砌，其增加了建设成本，并且长期运营过程中可能因耐久性降低导致地下主体结构承载能力不足而破裂。因此兼顾降水泄压和水环境平衡的限量排放方案具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在上述问题，本发明目的是提供一种适用于地下工程的多层级长路径限量排装置，当城市地下工程建设在地下水位较高区域时，该装置可以快速有效减小地下结构外部净水压力，削弱高水头对地下结构产生的不利影响。

为实现上述目的，本申请的技术方案为：一种适用于地下工程的多层级长路径限量排装置，包括限量排水管网系统和集水结构；所述限量排水管网系统包括竖向排水管、横向排水管、斜向导流管；所述集水结构包括级配碎石滤层、纵向透水盲管；地下主体结构侧墙外按照固定间隔设置级配碎石滤层，每个级配碎石滤层中设有纵向透水盲管，相邻两个纵向透水盲管通过多段斜向导流管相连，底层的纵向透水盲管与多个竖向排水管顶部相连，每个竖向排水管底部与对应的横向排水管相连；每段斜向导流管上均设有与控制器相连的终端阀门；所述地下主体结构旁的地层中设有与控制器相连的水压力传感器，所述水压力传感器分别位于相邻级配碎石滤层之间，用于感应附近土体内孔隙水压力。

进一步的，所述纵向透水盲管外周包裹有尼龙膜过滤层。

进一步的，每个横向排水管上均设有与控制器相连的电动压力阀，在横向排水管端部下方设有排水槽。

进一步的，水因重力从顶层纵向透水盲管经过上层斜向导流管、进入中层纵向透水盲管和中层斜向导流管，最后通过底层纵向透水盲管进入竖向排水管。

进一步的，每段斜向导流管上的终端阀门与该层对应的水压力传感器等高设置。

更进一步的，奇数层的纵向透水盲管的出水口位于虚拟垂直线a上，偶数层的纵向透水盲管的出水口位于虚拟垂直线b上，所述虚拟垂直线a与虚拟垂直线b交替设置，使纵向透水盲管与斜向导流管之间呈网格型。

更进一步的，所述地下主体结构侧墙与每个级配碎石滤层之间设有隔水层。

作为更进一步的，每层的斜向导流管直径，按深度的增大呈正比例增加。

作为更进一步的，上述一种适用于地下工程的多层级长路径限量排装置的最大排水量为：

其中Q是流量，n为管内壁粗糙度，v是流速，λ为阻力系数，g为重力加速度，d_j为全管道平均直径。