[00112161]在用公路隧道排水系统维护技术及装备研发

1.任务来源 本项目来源于交通运输建设科技项目”在用公路隧道排水系统维护技术及装备研发”（编号：2011 318 740 440）。 2.应用领域和技术原理 应用领域：公路隧道、铁路隧道、城市隧道、地下空间等的地下排水系统和城市地下管网的检测、评定和维护等。 技术原理：采用文献调研、现场调研、室内实验、现场测试、理论分析等科学手段,以公路隧道排水系统研究为出发点,通过对隧道渗漏水原因和机理、隧道排水系统病害类型、隧道排水系统检测和疏通装备、新型可维护型隧道排水系统、隧道排水系统恢复技术等几个方面科技攻关,完成了“在用公路隧道排水系统维护技术及装备研发”的科学研究工作。 3.性能指标 合同要求的性能指标： （1）研制的公路隧道排水管道智能型高压清洗装备和岩溶地区隧道导通装备具有良好的经济性、实用性,能提高管道检测效率,节约清洗和疏通时间,减少对交通的干扰。 （2）缩短公路隧道防排水系统维护时间30%;提高隧道防排水系统使用寿命5～10年。 实际达到的性能指标： （1）研制了公路隧道排水系统检测、清洗及导通多功能机器人（MFRT）。该机器人能实现隧道排水管道的高压清洗和导通疏通;设备能进入直径φ300～φ1000直径的圆形管沟和300（1000）X300（1000）mm的矩形管沟进行智能可视化检测,其配套设备内窥镜能适合φ80mm以上的小管径的可视化检测;高压旋转喷头适用于φ80～φ200的纵向盲管和横向导水管的导通,适用于中心管沟局部硬质堵塞物的破碎,并适用于新打设横向导水管;高压喷头适用于φ80～φ200的纵向盲管和横向导水管的高压清洗,并适用于中心管沟高压冲洗。 （2）公路隧道排水系统检测、清洗及导通多功能机器人由于其检测方便,对交通干扰小,根据现场试验,能缩短防排水系统维护时间30%以上,同时有了畅通的排水管道,又能极大提高隧道使用寿命。 4.与国内外同类技术比较 相比国内外的同类型的设备,本项目设计的公路隧道排水系统检测、清洗及导通多功能机器人处于领导地位,暂时国内外没有能同时完成隧道排水管道检测、疏通和清洗的同类设备。设备性能占据国内领先地位,能有效解决了隧道排水管道的检测、清洗和导通问题,为多功能一体机器人。本设备的先进性体现在以下两个方面： （1）整体设计的先进性 本机器人首次将高压水设备与管道爬行器进行结构,形成公路隧道排水系统检测、清洗及导通多功能机器人,目前国内外均没有类似的设备。 （2）进给驱动机构设计的先进性 高压水驱动钻头的进给驱动机构是针对本项目特殊应用的创新设计,在两侧的四个圆弧压轮的挤压下,同步带与水管接触面积增大、气压增强,从而增大摩擦力。在马达的带动下两组同步带向相反方向传动,进而带动水管的前进和后退。当电机停止时由于涡轮蜗杆的自锁力使水管有一定的自锁力。能满足对隧道横向导水管疏通的需要。 5.成果的创造性、先进性 （1）首次研发了公路隧道排水系统检测、清洗及导通多功能机器人（MFRT）。 （2）首次研发了带驱动钻头的高压管推进器,实现了隧道横向导水管的钻进和疏通。 （3）开发了一种全寿命周期不中断交通的公路隧道可维护型排水系统。 （4）首次建立了公路隧道排水管道病害处治技术体系。 6.作用意义 本项目成果直接应用在依托工程重庆渝湘高速公路秀山隧道上和新建公路隧道重庆酉阳至贵州沿河高速公路（重庆段）酉阳1号隧道上,另外项目成果也应用在重庆九龙隧道和青海214线通天河隧道工程中,直接经济效益2300余万元。 通过本项目的研究,取得了如下显著社会效益： （1）缩短了隧道排水管道的维护时间。 （2）减少了隧道排水管道维护对运营隧道交通的干扰。 （3）提高了隧道排水管道维护机械化操作水平,减少了人力成本。 （4）项目研究成果形成了样机、指南和专利,将提高全国公路隧道排水管道的检测和维护技术、装备水平。 7.推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见 本项目成果科推广应用于铁路隧道、城市隧道、城市地下空间等地下排水管道的检测、维护和评定上。 我国为全世界公路隧道最多的国家,因此我国面临公路隧道养护和维护的任务越来越重;结合我国高速公路隧道的现状,今后将有大量的隧道需要维护和建设。本项目研究成果对于公路隧道市场在相当长一段时间内,都将存在广阔的应用前景。 要推广应用本项目成果,建议继续进一步开展以下工作： （1）样机采用传统的高压清洗机,为实现一体化的作业,建议下阶段开展车载高压清洗和导通装备的研发。（2）目前对排水管道的检测没有强制性要求。建议制定相应制度,并纳入规范,实行隧道排水管道竣工验收和定期检测制度。