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龙图腾网获悉中铁十四局集团第三工程有限公司;中国铁路兰州局集团有限公司;兰州理工大学申请的专利保持隧道盲管内水压力和防止空气进入的设备及应用方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114753884B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210387136.7，技术领域涉及：E21F16/02；该发明授权保持隧道盲管内水压力和防止空气进入的设备及应用方法是由朱耀璋;唐先习;董朝阳;刘建勋;李荣贺;张亮;独云龙;张振琼;唐先周;李昊杰;包小森;柴亮;车鹏辉;王军明;梁栋设计研发完成，并于2022-04-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本保持隧道盲管内水压力和防止空气进入的设备及应用方法在说明书摘要公布了：保持隧道盲管内水压力和防止空气进入的设备及应用方法，设备包括连接装置、保压与防气装置两部分。连接装置包括预埋管、固定环、固定钢筋、法兰盘四部分。保压与防气装置包括输水管、扩容箱、封水板、弹簧四部分。扩容箱前壁由下向上开有三个方口，每个方口安装有一个封水板。弹簧挂在封水板下部和扩容箱侧壁上，由水压对封水板的推力和弹簧对封水板的拉力的大小来控制封水板的开合。封水板根据水压的大小由下而上依次打开放水。应用方法的步骤为：1在衬砌内预留连接装置安装空间。2安装连接装置，安装完后用混凝土将预留空间补上。3安装保压与防气装置，在此过程中封水板打开。4关闭封水板，设备开始工作。

本发明授权保持隧道盲管内水压力和防止空气进入的设备及应用方法在权利要求书中公布了：1.保持隧道盲管内水压力和防止空气进入的设备，包括连接装置1、保压与防气装置2两部分，其特征在于连接装置1包括预埋管3、固定环4、固定钢筋5、法兰盘6四部分，其中预埋管3的内径稍大于盲管7外径，能套在盲管7外面，预埋管3的另一端设有法兰盘6，法兰盘上设有螺栓孔8；预埋管3、固定环4与固定钢筋5固结在一起；保压与防气装置2包括输水管10、扩容箱11、封水板12、弹簧13四部分；输水管10一端和扩容箱11固结在一起，另一端通过法兰盘6与预埋管3连接；扩容箱11为一方形箱，扩容箱后壁14与输水管10固结在一起，扩容箱前壁15由下向上开有三个方口16；每个方口16安装有一个封水板12；三个方口16的构造与尺寸相同，三个封水板12的构造与尺寸相同； 封水板12上部有一个旋转孔17，用一根连接轴18将封水板12旋转孔17和方口16侧面的预留孔19连接起来；封水板12能绕着连接轴18旋转；在方口16顶底部和两侧均有挡条20； 封水板12下部两端各设一个圆环21，用来挂住弹簧13，弹簧13的另一端则挂在扩容箱侧壁22的圆环21上；封水板12打开放水时，先打开下层的封水板A12-1放水；若水压继续上升，再打开中间的封水板B12-2放水；若水压还是继续上升，则打开上层的封水板C12-3放水；封水板12打开时的控制力由弹簧13的拉力来提供，由下向上三组弹簧13的拉力也不同，每组两个弹簧；三组弹簧13的长度相同，由下向上三组弹簧13分别为弹簧A13-1、弹簧B13-2、弹簧C13-3，弹性系数分别为k1、k2、k3，并且k1k2k3； 封水板12的开合用以下公式来计算，以下层封水板A12-1为例来计算，其他封水板计算公式相同，只是弹簧的弹性系数取不同的值： 封水板A12-1受水压面积：s＝b1×h2 封水板A12-1受到的压力：f1＝p1×s＝p1×b1×h2 封水板A12-1受到的水压力对其连接轴18的力矩为： f1×h22+h3＝p1×b1×h2×h22+h3 一根弹簧A13-1的拉力：f2＝k1×Δl1 一组弹簧A13-1为两根，弹簧A13-1组的拉力对封水板连接轴18的力矩为： 2×f2×h1＝2×k1×Δl1×h1 当弹簧A13-1组对封水板A12-1的拉力产生的力矩不小于水压对封水板A12-1产生的力矩时，即满足公式： p1×b1×h2×h22+h3≤2×k1×Δl1×h11时，封水板A12-1就不会打开；否则，封水板就会打开放水； 其中：b1-封水板A12-1受水压的宽度；h1-弹簧A13-1中心到封水板A12-1连接轴18中心的距离；h2-封水板A12-1受水压的高度；h3-挡条20边缘至连接轴18中心的距离；p1-不使水体结晶的最小压强，由试验测定和工程经验得出；Δl1-弹簧A13-1的伸长量，由Δl1＝l1-l0计算，其中：l1-弹簧A13-1的实际长度，l0-弹簧A13-1的初始长度；k1-弹簧A13-1的弹性系数； 当下层封水板A12-1完全打开后，水压继续增大，增大到隧道衬砌可承担的最大水压的50％时，中间封水板B12-2打开放水，此时弹簧B13-2的弹性系数k2可由公式1计算确定，压强取p2； 增大到p3时，即隧道衬砌可承担的最大水压的80％时，上面的封水板C12-3打开放水，此时弹簧C13-3的弹性系数k3可由公式1计算确定，压强取p3。

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