[发明专利]隧道排水系统清洗装置与方法及清洗半球构造设计方法

说明书

本发明公开的隧道排水系统清洗装置与方法及清洗半球构造设计方法，包括清洗管，清洗管包括注液管，所述注液管周侧连通设置有伸缩管，所述伸缩管远离注液管的一端螺纹连接有清洗半球。所述清洗半球包括壳状的圆柱段和半球段，所述半球段端部设置有V型槽，V型槽内设置有反滤层，所述半球段上还设置有喷嘴罩。所述注液管由若干管节拼接而成。本发明适用隧道排水系统各种直径的圆形管道，同时可以实现长距离管道冲刷清洗，提高隧道养护效率，降低养护成本。同时，通过对清洗半球结构装置设计，使其能够达到最佳清洗效果，还可以节约大量冲洗液体，满足绿色施工，响应节约资源倡导。

技术领域

本发明隧道排水系统属于领域，尤其涉及隧道排水系统清洗装置与方法及清洗半球构造设计方法。

背景技术

隧道排水系统往往伴随运营年限增加，排水管道堵塞愈发严重，导致隧道排水系统受阻或完全失效，进而造成隧道结构出现裂缝、渗漏水等病害，严重的会造成隧道结构处于高水压状态，隧道衬砌结构出现掉块或者坍塌，对隧道通行安全造成一定威胁。现阶段隧道排水管道清洗多采用注射高压水或者其他除垢溶液，通常有两种管道疏通清洗技术：1、化学清洗：利用酸液、碱液或者有机溶剂；2、物理清洗：机械疏通、水冲刷清淤、气水脉冲。因排水管道尺寸不一，利用现有单一清洗设备不能适应全部类型排水管道除垢，也只适合局部清洗，无法实现长距离管道清洗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种隧道排水系统清洗装置与方法及清洗半球构造设计方法。本发明适用隧道排水系统各种直径的圆形管道，同时可以实现长距离管道冲刷清洗，提高隧道养护效率，降低养护成本；同时，通过对清洗半球结构装置设计，使其能够达到最佳清洗效果，还可以节约大量冲洗液体，满足绿色施工，响应节约资源倡导。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种隧道排水管清洗装置，包括清洗管，清洗管包括注液管，所述注液管周侧连通设置有伸缩管，所述伸缩管远离注液管的一端螺纹连接有清洗半球。

进一步的，所述清洗半球包括壳状的圆柱段和半球段，所述半球段端部设置有V型槽，V型槽内设置有反滤层，所述半球段上还设置有喷嘴罩。

进一步的，所述注液管由若干管节拼接而成。

一种隧道排水管清洗方法，包括如下步骤：

S1，确定排水管的位置并进行钻孔检查，从而确定排水管内各段管道内径以及管道内部的堵塞情况；

S2，将若干管节拼接成清洗管，并根据排水管内各段管道的内径调节伸缩管的长度，使得清洗半球与排水管内壁间距在15-20cm之间；然后将拼接好的注液管沿着将要清洗的排水管内壁缓慢放入至指定位置；

S3，通过清洗管将有压液体注入；有压液体通过伸缩管流入到清洗半球，通过V型槽喷嘴喷射而出，有压液体喷射到排水管内，并部分附着在内壁上；

S4，通过转动注液管带动伸缩管和清洗半球同步转动，且增加回旋，可对排水管道全方位清洗；

S5，清洗完毕后，将清洗装置收回。

一种清洗半球的设计方法，包括如下步骤：

步骤1，定义V型槽的半角为开槽半角α，开槽深度为t，清洗半球所射出的射流水两侧的外轮廓切线之间的夹角为扩散角为θ，半球段的半径为r，圆柱段直径为d，圆柱段长度为L，有压液体的流量为q；

其中，随着V型槽开槽半角α增大，射流水的厚度的增加，使射流水的表面张力増大，从而使射流水不易扩散，最终导致扩散角θ减小，清洗范围减小；并且当V型槽开槽半角增大时，使出口截面积增大，从而流量增大；

由开槽半角与扩散角度、流量关系求得最佳开槽角度：

扩散角度与开槽半角关系：