[发明专利]深基坑施工钢支撑轴力自适应实时补偿系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于深基坑施工领域，尤其涉及一种深基坑施工钢支撑轴力自适应实时补偿系统及方法。

背景技术

伴随着城市轨道交通的大发展，加之土地资源的极度紧缺，近邻地铁的深基坑工程日益增多。我们不得不面临一个问题，地铁的安全问题。目前基坑开挖已趋于大规模化及大深度化，且施工多以明挖顺作法为主，众所周知，深基坑明挖施工往往伴随着极强的环境效应，若不对深基坑施工进行严格的变形控制，邻近的地铁会因为较大变形而影响其正常使用，严重时甚至引发事故，所造成的经济损失和社会影响是不可估量的。因此，超深基坑施工对邻近地铁的安全影响控制已逐渐演化为现代基坑工程研究的主要方向之一。目前，在上海等软土地区城市深基坑的开挖支护常用钢筋砼支撑和Φ609×δ16的钢支撑。一般钢支撑时，均按设计要求施加预应力。但在施工时，随着时间的推移，钢支撑上所加的预应力会降低，有时会降低很多，甚至降低量达50％以上，而且此时又很难去往钢支撑上施加支撑轴力，故极易引起墙体位移。当位移过大时，将直接影响基坑旁边运营中地铁的安全。

所以，如何设计了一套能有效控制深基坑施工变形并确保运行地铁隧道安全的深基坑施工钢支撑轴力自适应实时补偿与监控系统是本领域亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深基坑施工钢支撑轴力自适应实时补偿系统及方法，可以实现建筑工程深基坑施工时钢支撑轴力的实时补偿，以减少基坑的变形，确保基坑周围管线及建筑物的安全。

为了达到上述的目的，本发明采用如下技术方案：

一种深基坑施工钢支撑轴力自适应实时补偿系统，包括：若干现场控制站、若干液压比例伺服控制泵站装置、若干检测元件、操作站和监控站，所述现场控制站、操作站和监控站通过CAN总线连接通信，所述CAN总线采用标准拓朴结构由主干和分枝连接而成，所述现场控制站、操作站和监控站分别连接在各分枝上；

每个所述现场控制站与若干所述液压比例伺服控制泵站装置连接，每个液压比例伺服控制泵站装置包括液压泵站和若干千斤顶，所述液压泵站分别与所述千斤顶连接并控制各千斤顶支撑各自对应的钢支撑，所述钢支撑沿基坑边一字排开并就间隔设置；

每个所述检测元件分别检测各个千斤顶的运行情况，并将该信息反馈到所属的现场控制站；

所述监控站用以监控各液压泵站的实时运行情况并对各千斤顶的运行参数进行设定；以及显示和输出各的液压泵站的实际压力值；

所述操作站用以监控各液压泵站的实时运行情况并对各千斤顶的运行参数进行设定，以及集中显示所有液压泵站的故障。

在上述的深基坑施工钢支撑轴力自适应实时补偿系统中，所述现场控制站、操作站和监控站的通信连接采用树状即插分布式模块结构。

在上述的深基坑施工钢支撑轴力自适应实时补偿系统中，所述分枝和主干通过三通接线盒连接。

在上述的深基坑施工钢支撑轴力自适应实时补偿系统中，所述千斤顶采用机械锁加液压锁的双重安全装置。

在上述的深基坑施工钢支撑轴力自适应实时补偿系统中，所述检测元件为设于液压泵站和千斤顶之间的连接管路的压力传感器。

还公开了一种采用如上所述的补偿系统的深基坑施工钢支撑轴力自适应实时补偿方法，包括如下步骤：第一步，基坑每开挖一段后，施工人员将液压泵站、千斤顶及钢支撑安装就绪；第二步，通过监控站或操作站设定各千斤顶的设定压力值后，将该千斤顶所对应的钢支撑投入支撑作业；第三步，现场控制站通过各检测元件采集对应的千斤顶的实际压力值，并通过CAN总线将各千斤顶的实际压力值该传送到所述监控站和所述操作站；第四步，监控站或操作站分别对各千斤顶的实际压力值和各自的设定压力值进行比对、分析和处理后向对应的现场控制站发送控制指令，现场控制站根据该控制指令控制所述液压泵站使得各千斤顶的实际压力值分别符合各自的设定压力值；第五步，进行第三步，进入循环，从而实现深基坑施工钢支撑轴力自适应实时补偿。

在上述的深基坑施工钢支撑轴力自适应实时补偿方法中，所述现场控制站、操作站和监控站的通信连接采用树状即插分布式模块结构。

在上述的深基坑施工钢支撑轴力自适应实时补偿方法中，所述分枝和主干通过三通接线盒连接。

在上述的深基坑施工钢支撑轴力自适应实时补偿方法中，所述千斤顶采用机械锁加液压锁的双重安全装置。

在上述的深基坑施工钢支撑轴力自适应实时补偿方法中，所述检测元件为设于液压泵站和千斤顶之间的连接管路的压力传感器。

本发明的有益效果如下：