论文部分内容阅读
滨海地区地下水位高,地层具有较强透水性,受气候影响,雨水充沛,基坑地下水位变化频繁且变化幅度较大,大型船闸基坑开挖过程中降水要求高,且船闸施工周期长,基坑降水能源消耗巨大。如何保证船闸基坑在变动地下水条件下降水的有效性,且最大限度地节约能耗是值得深入研究的课题。基于此,本文以基坑船闸智能降水为切入点,开展了一系列的模型研究与系统开发,主要的研究内容及成果如下:
1)基于地下水井流运动理论,建立了八堡船闸基坑三维地下水模型,模拟结果表明:模型水位结果与现场实测水位结果有较好的拟合度,证明了模型的准确性。随后基于基坑三维地下水模型进行了滨海强涌潮、强降雨、井点失效三种工况的模拟计算,模拟结果表明:强降雨与井点失效会给船闸基坑带去比强涌潮更大的威胁。随后进行了上述三种工况组合计算,模拟结果表明:任意两种工况的组合对基坑都有较大威胁,施工期间遇到多种不利工况组合的情况,需要提前采取措施保障基坑施工安全。
2)基于滨海地区水位变动较快,传统的人工测量不能满足水位的测量要求,开发了一套基坑自动监测设备用于监测基坑水位及水泵流量,选择适用于粉土地区的孔压及流量传感器,通过在微型电脑中嵌入python代码实现对整套系统的控制。自动监测设备经室内调试后安装至八堡船闸基坑内,并以5分钟一组水位流量数据传输至云端服务器,经过PC端或手机端可以将云端的数据实时展示给用户。通过现场几个月运行及调试,证实了自动监测设备的稳定性和可靠性。
3)基于基坑施工安全及节能减排的设想,开发了一套基坑水泵智能决策系统,该系统基于自动监测的设备构架基础上增加了变频器、变频水泵、继电器三种设备,使得水泵智能控制变为可能。智能决策系统一共设计了两套方案,方案一以继电器为水泵控制端,通过微型电脑控制继电器回路,实现对水泵开关控制,该方案设备简单、程序简洁,但只能控制水泵的启动或停止。方案二以变频器为水泵控制端,通过微型电脑控制变频器,实现对变频水泵多频率的调节。同时引入水库库容调节思路,通过程序对基坑水位进行智能的预调节,实现基坑的安全降水的同时并兼顾能源的最小消耗。此外,系统编写了自动警报程序,在水位异常且系统无法处理的情况下可以通过邮件上报管理员,进行人工的干预,保障工程的安全。
1)基于地下水井流运动理论,建立了八堡船闸基坑三维地下水模型,模拟结果表明:模型水位结果与现场实测水位结果有较好的拟合度,证明了模型的准确性。随后基于基坑三维地下水模型进行了滨海强涌潮、强降雨、井点失效三种工况的模拟计算,模拟结果表明:强降雨与井点失效会给船闸基坑带去比强涌潮更大的威胁。随后进行了上述三种工况组合计算,模拟结果表明:任意两种工况的组合对基坑都有较大威胁,施工期间遇到多种不利工况组合的情况,需要提前采取措施保障基坑施工安全。
2)基于滨海地区水位变动较快,传统的人工测量不能满足水位的测量要求,开发了一套基坑自动监测设备用于监测基坑水位及水泵流量,选择适用于粉土地区的孔压及流量传感器,通过在微型电脑中嵌入python代码实现对整套系统的控制。自动监测设备经室内调试后安装至八堡船闸基坑内,并以5分钟一组水位流量数据传输至云端服务器,经过PC端或手机端可以将云端的数据实时展示给用户。通过现场几个月运行及调试,证实了自动监测设备的稳定性和可靠性。
3)基于基坑施工安全及节能减排的设想,开发了一套基坑水泵智能决策系统,该系统基于自动监测的设备构架基础上增加了变频器、变频水泵、继电器三种设备,使得水泵智能控制变为可能。智能决策系统一共设计了两套方案,方案一以继电器为水泵控制端,通过微型电脑控制继电器回路,实现对水泵开关控制,该方案设备简单、程序简洁,但只能控制水泵的启动或停止。方案二以变频器为水泵控制端,通过微型电脑控制变频器,实现对变频水泵多频率的调节。同时引入水库库容调节思路,通过程序对基坑水位进行智能的预调节,实现基坑的安全降水的同时并兼顾能源的最小消耗。此外,系统编写了自动警报程序,在水位异常且系统无法处理的情况下可以通过邮件上报管理员,进行人工的干预,保障工程的安全。