[发明专利]装配式地下结构施工智能控制系统

说明书

本发明提供一种装配式地下结构施工智能控制系统，包括压电橡胶传感器、中继器、网关、综合服务器和施工设备自动操控系统，压电橡胶传感器由压电橡胶构件、数据线、控制器和无线发射器组成，压电橡胶构件嵌入地下结构预制件接缝处的的橡胶密封垫中，压电橡胶传感器与中继器、网关及综合服务器通讯连接，综合服务器与施工设备自动操控系统控制连接。本发明可对装配式地下结构施工做实时动态的智能调控，提升装配式地下结构的施工质量。

技术领域

本发明涉及一种装配式地下结构施工智能控制系统，应用于沉管隧道、盾构隧道、顶管隧道和地下综合管廊等预制拼装式地下结构施工的智能调控。

背景技术

随着城市地下空间开发的迅猛发展，地下构筑物布设呈现密集化的态势。为避让既有地下构筑物和地基基础，减小对既有地下结构的扰动和破坏，确保既有地下结构安全，在隧道线路规划中，曲线隧道日益增加，且曲线隧道半径也越来越小。而小半径曲线隧道对装配式地下结构的施工质量要求非常高，施工质量不佳会诱发如下工程问题：（1）装配式地下结构渗漏水，地下结构长期赋存于地下水环境中，为了满足防水要求，装配式地下结构接头部位设置了橡胶密封垫止水结构，通过橡胶密封垫止水结构压缩挤密来抵抗水压力，而橡胶密封垫的压缩挤密状态与装配式地下结构的施工质量密切相关，施工质量不佳会导致装配式地下结构连接部位出现张开和错动，从而诱发渗漏水；（2）装配式地下结构破损，曲线型地下结构拼装质量不佳会导致相邻管片（节）之间发生碰撞和挤压，严重情况下会导致预制管片（节）的端部破损，对地下结构安全产生不利影响；（3）盾构机盾尾与管片发生卡壳，盾构机的盾壳与管片之间仅有几厘米的间隙，如果曲线隧道拼装质量不佳，会导致盾构隧道盾尾被新拼装的管片环卡主，盾构机无法向前掘进。目前，通过人工观测的方法，测量装配式地下结构连接处的张开量和错动量，根据相邻管片（节）之间的位移量，评价装配式地下结构的拼装质量，间接评估接缝处的橡胶密封垫的止水性能。然而人工监测精度有限，且效率不高，无法进行实时评价和预警，对管片施工质量的实时动态反馈效果较差。为了提升装配式地下结构的施工质量，开发实时动态的装配式地下结构施工智能调控系统就成为亟待解决的技术问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明设计一种对装配式地下结构施工做实时动态的智能调控的控制系统，以提升装配式地下结构的施工质量。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的装配式地下结构施工智能控制系统，包括压电橡胶传感器、中继器、网关、综合服务器和施工设备自动操控系统，所述压电橡胶传感器包括压电橡胶构件、数据线、控制器和无线发射器，所述压电橡胶构件嵌入地下结构预制件接缝处的橡胶密封垫中，所述压电橡胶传感器与中继器、网关及综合服务器通讯连接，所述综合服务器与施工设备自动操控系统控制连接。

具体地，所述压电橡胶传感器布置于装配式地下结构顶部、底部和左、右两侧的拱腰（边墙）处，在隧道横断面内各传感器对称等间距布置，且每个断面内的传感器测点不低于4个。每个测点处至少布设两个压电橡胶构件，压电橡胶构件即可布设于橡胶密封垫的同一侧，也可以布设于橡胶密封垫的两侧，当同侧布置时，压电橡胶构件靠近橡胶密封垫左右两边缘布置，且距外边缘的距离不宜超过密封垫宽度的1/3；当两侧布置时，两侧的压电橡胶构件靠近橡胶密封垫边缘布置，且距外边缘的距离不宜超过密封垫宽度的1/3，且两侧的压电橡胶构件要错位布置。

具体地，所述综合服务器包括无线数据采集系统、数据存储系统、智能评估系统和智能控制系统组成，无线数据采集系统通过无线网络接收由无线压电传感器实时监测的橡胶密封垫接触压力，并对监测数据进行预处理，预处理后的监测数据存储在数据存储系统中，智能评估系统调取数据存储系统中的接触压力监测数据，利用智能评估方法对管片拼装质量进行实时评估，智能控制系统依据评估结果，智能控制施工设备自动操控系统，施工设备自动操控系统调控影响装配式管片（节）拼装质量的各施工参数；

本发明同时提供上述系统的智能评估方法，包括装配式地下结构的拼装施工质量判别方法和装配式地下结构施工参数智能优化方法。