【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及基坑施工，具體為一種河流補(bǔ)給與降雨作用的基坑抽排水自動(dòng)控制方法。
技術(shù)介紹
1、傳統(tǒng)的基坑抽排水方法不能充分考慮降雨條件、河流補(bǔ)給等干擾因素對(duì)基坑水位的影響，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)抽水泵啟停的精準(zhǔn)控制，導(dǎo)致資源浪費(fèi)嚴(yán)重、水位降低不準(zhǔn)確且不及時(shí)，尤其是在河道附近的基坑施工中，這些問(wèn)題表現(xiàn)得尤為突出，同時(shí)，由于基坑水位與河流水位之間的關(guān)系不明確，傳統(tǒng)方法難以對(duì)基坑水位進(jìn)行有效預(yù)測(cè)，另外，傳統(tǒng)的降水控制過(guò)于依賴人工巡檢來(lái)控制抽水泵的啟停，自動(dòng)化程度低，不僅投入的人力成本更高，而且效率低下。
2、而本申請(qǐng)的基坑抽排水方法可以減少人工長(zhǎng)期巡檢的投入，通過(guò)智能測(cè)量模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基坑所在區(qū)域的含水層參數(shù)，并利用中央處理模塊進(jìn)行高效分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)抽水泵啟停的精準(zhǔn)控制，從而提高排水效率。同時(shí)，本申請(qǐng)的方法還考慮了河流補(bǔ)給等因素對(duì)基坑水位的影響，能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)和調(diào)節(jié)基坑水位，確保基坑施工的安全性和穩(wěn)定性。
3、現(xiàn)有的基坑抽排水方法存在的缺陷是：
4、1、專利文件cn110055989b公開(kāi)了一種基于三維降深的懸掛式帷幕承壓水基坑抽水量確定方法，該文件主要考慮如何提高抽水量預(yù)測(cè)效果的問(wèn)題，并沒(méi)有考慮到如何減少人工長(zhǎng)期巡檢的投入，提高排水效率，確保基坑施工的安全性和穩(wěn)定性的問(wèn)題；
5、2、專利文件cn112695792b公開(kāi)了一種混凝土大壩壩段基坑排水及其壩基澆筑方法，該文件主要考慮如何緩減基坑混凝土澆筑工作面存在積水的問(wèn)題，并沒(méi)有考慮到如何解決傳統(tǒng)基坑抽排水方法監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確和決策依據(jù)不足的問(wèn)題；>
6、3、專利文件cn108978692b公開(kāi)了一種深基坑排水系統(tǒng)，該文件主要考慮如何實(shí)現(xiàn)將基坑側(cè)壁內(nèi)的雨水排出且能防止基坑側(cè)壁坍塌的問(wèn)題，并沒(méi)有考慮到如何解決傳統(tǒng)基坑抽排水方法預(yù)警與響應(yīng)不及時(shí)、遠(yuǎn)程控制不便與效率低下和數(shù)據(jù)利用不足與決策困難的問(wèn)題；
7、4、專利文件cn117071616b公開(kāi)了一種用于土建施工的基坑排水結(jié)構(gòu)及其排水方法，該文件主要考慮如何提高抽水泵對(duì)基坑內(nèi)積水的抽取效率的問(wèn)題，并沒(méi)有考慮到如何解決傳統(tǒng)基坑抽排水方法抽水流量調(diào)節(jié)不精準(zhǔn)、系統(tǒng)適應(yīng)性差、資源浪費(fèi)嚴(yán)重和施工安全風(fēng)險(xiǎn)高的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種河流補(bǔ)給與降雨作用的基坑抽排水自動(dòng)控制方法，以解決上述
技術(shù)介紹
中提出的問(wèn)題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種河流補(bǔ)給與降雨作用的基坑抽排水自動(dòng)控制方法，包括如下步驟：
3、步驟s1、通過(guò)智能測(cè)量模塊測(cè)量基坑所在區(qū)域的含水層參數(shù)；
4、步驟s2、設(shè)置目標(biāo)水位h0，預(yù)期時(shí)間t0，計(jì)算初始抽水流量q0；
5、步驟s3、經(jīng)過(guò)抽水時(shí)間t，通過(guò)智能測(cè)量模塊讀取觀測(cè)點(diǎn)水位h和抽水流量qw1，智能測(cè)量模塊監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線通信和有線通信技術(shù)上傳至中央處理模塊；
6、步驟s4、中央處理模塊比較觀測(cè)點(diǎn)水位h和目標(biāo)水位h0，若觀測(cè)點(diǎn)水位h大于或等于目標(biāo)水位h0，停止抽水，通過(guò)智能測(cè)量模塊持續(xù)監(jiān)測(cè)；
7、步驟s5、若觀測(cè)點(diǎn)水位h小于目標(biāo)水位h0，計(jì)算觀測(cè)點(diǎn)水位h與目標(biāo)水位h0的差值△h；
8、步驟s6、通過(guò)△h計(jì)算新的抽水流量qw2，通過(guò)自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)抽水流量，通過(guò)智能測(cè)量模塊持續(xù)監(jiān)測(cè)。
9、優(yōu)選的，智能測(cè)量模塊包括水位傳感器、降雨量計(jì)、土壤滲透性測(cè)試儀、測(cè)距儀、gps和流量傳感器；
10、含水層參數(shù)包括河道水位、降雨入滲強(qiáng)度、隔水邊界到河流的距離、抽水井抽水流量、觀測(cè)點(diǎn)垂直于河道邊界的距離、觀測(cè)點(diǎn)與抽水井的距離、抽水井垂直于河道邊界的距離和觀測(cè)點(diǎn)垂直于抽水井的距離。
11、優(yōu)選的，水位傳感器用于測(cè)量基坑中的水位高度，得到河道水位；
12、降雨量計(jì)和土壤滲透性測(cè)試儀用于測(cè)量降雨強(qiáng)度和評(píng)估土壤對(duì)降雨的吸收能力，得到降雨入滲強(qiáng)度；
13、測(cè)距儀和gps用于測(cè)量隔水邊界到河流的距離、觀測(cè)點(diǎn)垂直于河道邊界的距離、觀測(cè)點(diǎn)與抽水井的距離、抽水井垂直于河道邊界的距離和觀測(cè)點(diǎn)垂直于抽水井的距離
14、流量傳感器安裝在抽水井的出水口，用于測(cè)量抽水井抽水流量。
15、優(yōu)選的，在步驟s2中還包括：
16、計(jì)算公式(一)如下：
17、
18、其中：△h為觀測(cè)點(diǎn)水位與目標(biāo)水位的差值(m)；h1為河道水位(m)；ε為降雨入滲強(qiáng)度(m/d)；β為蒸發(fā)強(qiáng)度(m/d)；k為滲透系數(shù)(m/d)；l為隔水邊界到河流的距離(m)；qw為抽水井抽水流量(m3/d)；a為水位傳導(dǎo)系數(shù)(m2/d)；x為觀測(cè)點(diǎn)垂直于河道邊界的距離(m)；r為觀測(cè)點(diǎn)與抽水井的距離(m)；t為抽水時(shí)間；和用u代替，w(u)為井函數(shù)，w(u)＝-0.577-lnu；
19、計(jì)算公式(二)如下：
20、ρ2＝(x0+x)2+y2；
21、其中：x0為抽水井垂直于河道邊界的距離(m)，y為觀測(cè)點(diǎn)垂直于抽水井的距離(m)。
22、優(yōu)選的，中央處理模塊包括智能預(yù)警單元、遠(yuǎn)程手動(dòng)干預(yù)單元和數(shù)據(jù)可視化單元。
23、優(yōu)選的，智能預(yù)警單元利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和異常檢測(cè)算法，通過(guò)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)抽水流量的變化趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警和故障預(yù)測(cè)與診斷功能。
24、優(yōu)選的，遠(yuǎn)程手動(dòng)干預(yù)單元利用遠(yuǎn)程通信技術(shù)和遠(yuǎn)程控制技術(shù)，通過(guò)控制策略算法和安全性算法，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與調(diào)整和緊急響應(yīng)與恢復(fù)功能。
25、優(yōu)選的，數(shù)據(jù)可視化單元利用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)和交互式設(shè)計(jì)技術(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)映射算法和交互邏輯算法，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)展示與分析和決策支持功能。
26、優(yōu)選的，數(shù)據(jù)展示與分析和決策支持包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)展示、歷史數(shù)據(jù)查詢與分析、異常數(shù)據(jù)檢測(cè)與報(bào)警、數(shù)據(jù)對(duì)比與趨勢(shì)預(yù)測(cè)和應(yīng)急響應(yīng)方案制定。
27、優(yōu)選的，自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊利用自適應(yīng)控制算法根據(jù)智能測(cè)量模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)的目標(biāo)值，通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)優(yōu)化控制策略，動(dòng)態(tài)調(diào)整抽水流量。
28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：
29、1、本專利技術(shù)通過(guò)結(jié)合井流方程、河流-地下水補(bǔ)給關(guān)系，建立河流與基坑降水之間的聯(lián)系，提出了一種考慮河流補(bǔ)給作用、降雨入滲以及蒸發(fā)作用下基坑降水過(guò)程中的基坑水位計(jì)算方法，不僅顯著提升了基坑抽水過(guò)程的精準(zhǔn)度，更使得抽水作業(yè)能夠緊密貼合實(shí)際水文地質(zhì)條件，有效避免了因過(guò)度抽水導(dǎo)致的水資源浪費(fèi)和地下水位過(guò)度下降，以及因抽水不足引發(fā)的基坑積水風(fēng)險(xiǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了水資源的合理利用與環(huán)境保護(hù)的雙重目標(biāo)，同時(shí)，結(jié)合先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了基坑水位的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與智能控制，極大減少了人工長(zhǎng)期巡檢的頻次與強(qiáng)度，不僅節(jié)省了人力資源成本，還提高了工作效率，使得項(xiàng)目管理人員能夠?qū)崟r(shí)掌握基坑水位動(dòng)態(tài)，迅速響應(yīng)水位異常，有效降低了因人為疏忽導(dǎo)致的安全隱患，更為關(guān)鍵的是，通過(guò)對(duì)基坑水位的精確控制，本專利技術(shù)從根本上解決了因水位波動(dòng)過(guò)大而可能引發(fā)的施工安全問(wèn)題，無(wú)論是水位過(guò)高導(dǎo)致的基坑壁失穩(wěn)和地本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種河流補(bǔ)給與降雨作用的基坑抽排水自動(dòng)控制方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種河流補(bǔ)給與降雨作用的基坑抽排水自動(dòng)控制方法，其特征在于：智能測(cè)量模塊包括水位傳感器、降雨量計(jì)、土壤滲透性測(cè)試儀、測(cè)距儀、GPS和流量傳感器；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種河流補(bǔ)給與降雨作用的基坑抽排水自動(dòng)控制方法，其特征在于：水位傳感器用于測(cè)量基坑中的水位高度，得到河道水位；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種河流補(bǔ)給與降雨作用的基坑抽排水自動(dòng)控制方法，其特征在于：在步驟S2中還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種河流補(bǔ)給與降雨作用的基坑抽排水自動(dòng)控制方法，其特征在于：中央處理模塊包括智能預(yù)警單元、遠(yuǎn)程手動(dòng)干預(yù)單元和數(shù)據(jù)可視化單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種河流補(bǔ)給與降雨作用的基坑抽排水自動(dòng)控制方法，其特征在于：智能預(yù)警單元利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和異常檢測(cè)算法，通過(guò)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)抽水流量的變化趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警和故障預(yù)測(cè)與診斷功能。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種河流補(bǔ)給與降雨作用的基坑抽排水自動(dòng)控制
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種河流補(bǔ)給與降雨作用的基坑抽排水自動(dòng)控制方法，其特征在于：數(shù)據(jù)可視化單元利用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)和交互式設(shè)計(jì)技術(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)映射算法和交互邏輯算法，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)展示與分析和決策支持功能。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種河流補(bǔ)給與降雨作用的基坑抽排水自動(dòng)控制方法，其特征在于：數(shù)據(jù)展示與分析和決策支持包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)展示、歷史數(shù)據(jù)查詢與分析、異常數(shù)據(jù)檢測(cè)與報(bào)警、數(shù)據(jù)對(duì)比與趨勢(shì)預(yù)測(cè)和應(yīng)急響應(yīng)方案制定。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種河流補(bǔ)給與降雨作用的基坑抽排水自動(dòng)控制方法，其特征在于：自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊利用自適應(yīng)控制算法根據(jù)智能測(cè)量模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)的目標(biāo)值，通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)優(yōu)化控制策略，動(dòng)態(tài)調(diào)整抽水流量。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種河流補(bǔ)給與降雨作用的基坑抽排水自動(dòng)控制方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種河流補(bǔ)給與降雨作用的基坑抽排水自動(dòng)控制方法，其特征在于：智能測(cè)量模塊包括水位傳感器、降雨量計(jì)、土壤滲透性測(cè)試儀、測(cè)距儀、gps和流量傳感器；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種河流補(bǔ)給與降雨作用的基坑抽排水自動(dòng)控制方法，其特征在于：水位傳感器用于測(cè)量基坑中的水位高度，得到河道水位；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種河流補(bǔ)給與降雨作用的基坑抽排水自動(dòng)控制方法，其特征在于：在步驟s2中還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種河流補(bǔ)給與降雨作用的基坑抽排水自動(dòng)控制方法，其特征在于：中央處理模塊包括智能預(yù)警單元、遠(yuǎn)程手動(dòng)干預(yù)單元和數(shù)據(jù)可視化單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種河流補(bǔ)給與降雨作用的基坑抽排水自動(dòng)控制方法，其特征在于：智能預(yù)警單元利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和異常檢測(cè)算法，通過(guò)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)抽水流量的變化趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警和故...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：代磊，梁越，張斌，許彬，左江瑞，蔡文鋒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：重慶交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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