本實(shí)用新型涉及一種地鐵過海區(qū)間排水型隧道的輔助兼轉(zhuǎn)輸排水泵站，特別是在不增加土建集水池容積前提下，通過自動控制實(shí)現(xiàn)工作模式切換，可停泵維護(hù)。適用于地鐵過海區(qū)間排水型隧道的排水量大，區(qū)間長、埋深深等特點(diǎn)，提高運(yùn)營排水的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

背景技術(shù)：

隨著青島、廈門等臨海多島城市的軌道交通快速發(fā)展，越來越多的軌道交通線路要穿越海灣將市內(nèi)島嶼經(jīng)濟(jì)體區(qū)域聯(lián)系起來，這就需要修建眾多海底隧道。海底隧道的水位一般較高，隧道受水壓力較大。故海底隧道的防水多采用半包防水，使水壓力減小，結(jié)構(gòu)受力減小，但導(dǎo)致隧道排水量大且持續(xù)。以目前已投入運(yùn)營的某公路海底隧道為例，結(jié)構(gòu)采用半包防水排水型隧道，日常運(yùn)營排水量達(dá)約4000m³/d。某在設(shè)計階段地鐵過海隧道結(jié)構(gòu)專業(yè)所提供排水量資料，結(jié)構(gòu)排水量約3600m³/d。同時，地鐵海底隧道長度長，埋深深，隧道全長均在8公里左右，海底最深處距地面高差達(dá)80m左右，如由海底設(shè)泵站一次性提升排出室外，水泵揚(yáng)程將達(dá)到120多米，水泵難于實(shí)現(xiàn)，且揚(yáng)程過高揚(yáng)水管承壓過大極易發(fā)生水錘事故。因此需探索采用其他可行、可靠且更為經(jīng)濟(jì)的泵站設(shè)置方案。

為減少水泵揚(yáng)程，目前投入運(yùn)行的膠州灣跨海隧道采用二級泵站提升。在海底隧道最低點(diǎn)設(shè)置主泵站，在主泵站兩側(cè)設(shè)置轉(zhuǎn)輸泵站。但兩側(cè)轉(zhuǎn)輸泵站的上游隧道來水完全截留至該轉(zhuǎn)輸泵站中，無法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)輸泵站的停泵維護(hù)，當(dāng)轉(zhuǎn)輸泵站出現(xiàn)故障，上游結(jié)構(gòu)排水無法及時排除。其他設(shè)計方案中，為滿足轉(zhuǎn)輸泵站的停泵維護(hù)，需加大轉(zhuǎn)輸泵站集水池容積，將集水池內(nèi)分隔為兩個互為備用的部分，該方案增大土建投資費(fèi)用及施工難度，且分隔出的多余容積日常得不到有效利用，造成資源浪費(fèi)。目前，專門針對地鐵過海區(qū)間排水型隧道輔助兼轉(zhuǎn)輸排水泵站的優(yōu)化設(shè)計尚屬空白沒有先例。因此，亟待研發(fā)一種可行、可靠、經(jīng)濟(jì)的輔助兼轉(zhuǎn)輸排水泵站，對地鐵地下過海區(qū)間的建設(shè)及運(yùn)營具有重要的價值和意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)空白，本實(shí)用新型的目的是提供一種地鐵過海區(qū)間排水型隧道的輔助兼轉(zhuǎn)輸排水泵站，該泵站既可接收上游隧道結(jié)構(gòu)重力排水，同時對下游泵站來水做轉(zhuǎn)輸提升，又可不接收上游隧道結(jié)構(gòu)重力排水，使上游排水超越該泵站直接排至下游，滿足該泵站的停泵檢修與維護(hù)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種地鐵過海區(qū)間排水型隧道的輔助兼轉(zhuǎn)輸排水泵站，其中：所述排水泵站包括有上游排水溝、上游截水槽、導(dǎo)流隔墻、格柵、控制閘門、泄壓消能池、隔墻配水孔、集水池、排水泵、檢修平臺、溢流水槽、下游排水溝、壓力排水管、管道夾層、廢水泵房地面層、設(shè)備運(yùn)輸通道、水泵吊裝孔、控制臺、控制柜、人孔、吊裝孔、泵房檢修工具間。

所述地鐵過海區(qū)間排水型隧道的輔助兼轉(zhuǎn)輸排水泵站包括上下兩層，下層的上游排水溝連接接入上游截水槽，上游截水槽內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流隔墻、格柵和控制閘門，通過控制閘門連接泄壓消能池及溢流水槽，泄壓消能池通過隔墻配水孔連通集水池，泵站集水池內(nèi)設(shè)排水泵；在集水池周邊距池底不大于3m距池頂不小于2m高度設(shè)置方便檢修維護(hù)的檢修平臺，溢流水槽依次連通下游排水溝、下游排水泵站，下游排水泵站的壓力排水管通過泵站設(shè)在下層上游截水槽和溢流水槽之間的管道夾層連通接入泄壓消能池。

所述地鐵過海區(qū)間排水型隧道的輔助兼轉(zhuǎn)輸排水泵站的上層為地面層，在所述集水池上方的廢水泵房地面層內(nèi)設(shè)置高出地面層0.7m的控制臺，在控制臺上放置控制柜，在廢水泵房地面層地面上對應(yīng)下層排水泵位置設(shè)置水泵吊裝孔，在管道夾層上方地面層設(shè)置設(shè)備運(yùn)輸通道，廢水泵房地面層旁設(shè)置泵房檢修工具間，廢水泵房地面層、設(shè)備運(yùn)輸通道及泵房檢修工具間設(shè)置通至集水池及檢修平臺的人孔和吊裝孔。

本實(shí)用新型的效果是通過地鐵過海區(qū)間排水型隧道泵站的合理布置，在適當(dāng)位置采用該輔助兼轉(zhuǎn)輸排水泵站，減少海底主排水泵站水泵揚(yáng)程和壓力排水管道內(nèi)壓力，且可通過上游結(jié)構(gòu)排水的超越排放，實(shí)現(xiàn)在不增加集水池容積及水泵數(shù)量前提下，對該泵站進(jìn)行停泵維護(hù)。填補(bǔ)了針對地鐵過海區(qū)間排水型隧道的輔助兼轉(zhuǎn)輸排水泵站的空白。

同樣以某在建地鐵排水型隧道過海區(qū)間為例，采用該實(shí)用新型輔助兼轉(zhuǎn)輸排水泵站較不采用僅設(shè)海底排水泵站直接排出室外作比較，海底排水泵揚(yáng)程可減少40m，壓力排水管網(wǎng)系統(tǒng)中承受最大壓力降低約0.2MPa，大大減少管道滲漏及水錘爆管危險。采用該實(shí)用新型輔助兼轉(zhuǎn)輸排水泵站較采用普通排水泵站作為轉(zhuǎn)輸泵站比較如下：

采用該實(shí)用新型輔助兼轉(zhuǎn)輸排水泵站與普通排水泵站對比

經(jīng)對比可見，本實(shí)用新型自動化程度高，降低土建投資及施工難度、降低運(yùn)營排水管網(wǎng)壓力，提高運(yùn)營維護(hù)可靠性，對地鐵過海區(qū)間排水型隧道適用性強(qiáng)，有很好的推廣前景。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型泵站下層平面示意圖；

圖2為本實(shí)用新型泵站上層平面示意圖。

圖中：

1、上游排水溝 2、上游截水槽 3、導(dǎo)流隔墻 4、格柵 5、控制閘門

6、泄壓消能池 7、配水孔 8、集水池 9、潛污排水泵 10、檢修平臺

11、溢流水槽 12、下游排水溝 13、壓力排水管 14、管道夾層

15、廢水泵房地面層 16、設(shè)備運(yùn)輸通道 17、水泵吊裝孔 18、控制臺

19、控制柜 20、人孔 21、吊裝孔 22、泵房檢修工具間

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的地鐵過海區(qū)間排水型隧道的輔助兼轉(zhuǎn)輸排水泵站結(jié)構(gòu)進(jìn)一步說明。

如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的地鐵過海區(qū)間排水型隧道的輔助兼轉(zhuǎn)輸排水泵站結(jié)構(gòu)是包括有上游排水溝1、上游截水槽2、導(dǎo)流隔墻3、格柵4、控制閘門5、泄壓消能池6、配水孔7、集水池8、潛污排水泵9、檢修平臺10、溢流水槽11、下游排水溝12、壓力排水管13、管道夾層14、廢水泵房地面層15、設(shè)備運(yùn)輸通道16、水泵吊裝孔17、控制臺18、控制柜19、人孔20、吊裝孔21、泵房檢修工具間22和其他配套管道附件等組成。

所述地鐵過海區(qū)間排水型隧道的輔助兼轉(zhuǎn)輸排水泵站包括上下兩層，下層的上游排水溝1連接接入上游截水槽2，上游截水槽2內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流隔墻3、格柵4和控制閘門5，通過控制閘門5連接泄壓消能池6及溢流水槽11，泄壓消能池6通過隔墻配水孔7連通集水池8，泵站集水池8內(nèi)設(shè)排水泵9；在集水池8周邊距池底不大于3m距池頂不小于2m高度設(shè)置方便檢修維護(hù)的檢修平臺10，溢流水槽11依次連通下游排水溝12、下游排水泵站，下游排水泵站的壓力排水管13通過泵站設(shè)在下層上游截水槽2和溢流水槽11之間的管道夾層14連通接入泄壓消能池6。

所述地鐵過海區(qū)間排水型隧道的輔助兼轉(zhuǎn)輸排水泵站的上層為地面層，在所述集水池8上方的廢水泵房地面層15內(nèi)設(shè)置高出地面層0.7m的控制臺18，在控制臺18上放置控制柜19，在廢水泵房地面層15地面上對應(yīng)下層排水泵9位置設(shè)置水泵吊裝孔17，在管道夾層14上方地面層設(shè)置設(shè)備運(yùn)輸通道16，廢水泵房地面層15旁設(shè)置泵房檢修工具間22，廢水泵房地面層15、設(shè)備運(yùn)輸通道16及泵房檢修工具間22設(shè)置通至集水池8及檢修平臺10的人孔20和吊裝孔21。

所述上游截水槽2底標(biāo)高高度小于上游排水溝1接入截水槽2處的底標(biāo)高高度，且在正對上游排水溝1位置設(shè)置有防沖刷擋墻。

所述控制閘門5包括有手動控制、電動控制及遠(yuǎn)程監(jiān)控的控制結(jié)構(gòu)，并與設(shè)置在集水池8內(nèi)的超聲波液位計連接，所述超聲波液位計及控制閘門5的各控制結(jié)構(gòu)均與控制柜19接線連接。

所述下游排水溝12連接溢流水槽11處的底標(biāo)高小于上游排水溝1連接上游截水槽2處的底標(biāo)高，且大于溢流水槽11底標(biāo)高；上游截水槽2底部為傾斜坡，坡度不小于0.2％，坡向排水泵房方向。

所述檢修平臺10外側(cè)邊緣設(shè)防護(hù)欄桿，并設(shè)有通至廢水泵房地面層15、泵房檢修工具間22內(nèi)人孔20的爬梯和通至集水池8底的爬梯。

所述下游排水泵站壓力排水管13通過管道夾層14依次穿過上游截水槽2、泄壓消能池6，穿過上游截水槽2處需在槽內(nèi)預(yù)埋通長球墨鑄鐵管，壓力排水管13在上游截水槽2內(nèi)的預(yù)埋管內(nèi)穿過上游截水槽2。

所述泄壓消能池6底設(shè)有防止水流對池底沖刷的300mm厚混凝土保護(hù)層，隔墻配水孔7設(shè)置在高于泄壓消能池6底1m處，以滿足配水及水泵最低水位要求。

本實(shí)用新型的地鐵過海區(qū)間排水型隧道的輔助兼轉(zhuǎn)輸排水泵站功能是這樣實(shí)現(xiàn)的：

所述上游截水槽2底標(biāo)高低于上游排水溝1底標(biāo)高，且在正對上游排水溝1位置設(shè)置有防沖刷擋墻，用于收集上游結(jié)構(gòu)排水。所述控制閘門5包括有手動控制、電動控制及遠(yuǎn)程監(jiān)控的控制方式，且根據(jù)設(shè)置在集水池8內(nèi)的液位信號進(jìn)行相應(yīng)啟閉動作。在集水池8內(nèi)設(shè)置超聲波液位計，并將液位信號傳至控制柜19中，當(dāng)集水池8內(nèi)液位達(dá)到預(yù)設(shè)的超高報警液位，傳感器信號報警，并通過控制柜19中的控制模塊，自動關(guān)閉泄壓消能池6側(cè)的閘門，打開溢流水槽11側(cè)的閘門，使上游排水超越該泵站排至下游排水溝。所述的下游排水溝12底標(biāo)高不超過上游排水溝1底標(biāo)高，且高于溢流水槽11底標(biāo)高，實(shí)現(xiàn)上游結(jié)構(gòu)排水超越泵站排至下游。所述檢修平臺10外側(cè)邊緣設(shè)防護(hù)欄桿，并設(shè)有通至其上方與上層人孔20連接的爬梯和通至其下方集水池8底的爬梯。所述下游排水泵站壓力排水管通過管道夾層穿過上游截水槽再穿至泄壓消能池，穿過上游截水槽2處需在槽內(nèi)預(yù)埋通長DN300-DN400球墨鑄鐵管，壓力排水管13在預(yù)埋管內(nèi)穿過上游截水槽2。所述泄壓消能池6底設(shè)有防止水流對池底沖刷的300mm厚混凝土保護(hù)層，隔墻配水孔7孔中心距泄壓消能池6底1m，以滿足配水及水泵最低水位要求。所述的下游排水泵站壓力排水管13由管道夾層14穿過上游截水槽2穿至泄壓消能池6，使泵站具有轉(zhuǎn)輸提升下游泵站來水之功能。

具體實(shí)施的地鐵過海區(qū)間排水型隧道的輔助兼轉(zhuǎn)輸排水泵站結(jié)構(gòu)包括上下兩層，排水通過下層的上游排水溝1、上游截水槽2、槽內(nèi)設(shè)置的導(dǎo)流隔墻3和格柵4、利用槽內(nèi)設(shè)置的控制閘門5選擇排水去向，既可排入泄壓消能池6、也可排至溢流水槽11。泄壓消能池6內(nèi)水通過隔墻預(yù)留的配水孔7，排至泵站集水池8，利用池內(nèi)排水泵9，提升排至室外。在集水池8周邊適當(dāng)高度設(shè)置檢修平臺10方便檢修維護(hù)。溢流水槽11內(nèi)水溢流排至下游排水溝12，排至下游排水泵站。下游排水泵站壓力排水管13由管道夾層14將下游排水泵站水提升排入該泵站泄壓消能池6內(nèi)。上層為地面層，在集水池8上方為廢水泵房地面層15，在泵房內(nèi)設(shè)置高出地面0.7m的控制臺18并在其上放置控制柜19，防止泵房內(nèi)積水對控制柜造成影響，在泵房地面上設(shè)置水泵吊裝孔17，用于下方水泵的吊裝，在管道夾層14上方地面設(shè)置設(shè)備運(yùn)輸通道16，廢水泵房地面層15旁設(shè)置泵房檢修工具間22用于存放設(shè)備備件及工具，上層地面設(shè)置通至下層的人孔20和吊裝孔21，方便人員及材料設(shè)備的運(yùn)輸安裝。

平時運(yùn)行時，可關(guān)閉溢流水槽11側(cè)閘門，打開泄壓消能池6側(cè)閘門，使上游結(jié)構(gòu)排水排至該泵站集水池8內(nèi)，通過水泵提升，同時下游泵站揚(yáng)水管13可由管道夾層14將下游排水泵站水提升排入該泵站泄壓消能池6內(nèi)，該泵站作為下游排水泵站轉(zhuǎn)輸泵站。在該泵站需停泵維護(hù)時，可通過現(xiàn)場手動或自動控制閘門5啟閉，可打開溢流水槽11側(cè)閘門，關(guān)閉泄壓消能池6側(cè)閘門，同時關(guān)閉下游排水泵站壓力排水管13上的閥門，使水不排至該泵站內(nèi)，上游結(jié)構(gòu)排水由溢流水槽11溢流排至下游排水溝12排至下游泵站集水池，待完成該泵站的維護(hù)工作后再行啟用。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均認(rèn)為屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。