[发明专利]一种基于集水井自动抽排水的地下结构上浮预警系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种基于集水井自动抽排水的地下结构上浮预警系统及其工作方法，该系统包括雷达水位监测器、数据处理模块、自动抽排水模块、阈值分析模块、控制及预警器。本发明通过雷达水位监测器监测集水井内水位值进一步控制感应式抽水泵抽排水，达到地下水抽排自动化的目的，实现基坑开挖等地下工程降水系统的节能；同时采用集水井内水位动态情况间接表征施工位置地下水量及实时动态，通过上浮预警模块判断地下结构上浮与否，完成将地下水对地下结构的作用信息化处理过程；利用控制及预警器实现对集水井抽排水控制的优先级和对地下结构上浮预警的可视化，便于相关人员通过简便操作实现工程降水和地下结构上浮事故的预警。

技术领域

本发明属于地下工程地下水灾害预警领域，具体涉及一种基于集水井自动抽排水的地下结构上浮预警系统及其工作方法。

背景技术

在国家基础设施建设高速发展的背景下，涉及地下空间的工程不断增多，因此也呈现出地域分布广泛、地质及工程环境多样化的特点，给工程地下部分的施工带来极大挑战。在近海临湖、雨季施工、地质条件复杂的工程中，基坑排水不畅以及地下结构上浮的问题屡屡发生，造成了较大的工程风险和经济损失。

为避免地下结构上浮的事故发生，本领域人员追本溯源，发现地下水位的升高是核心问题，并从地下结构抽排水装置、以及抽排水自动化两个角度解决施工中地下水位升高问题，进一步攻克预防地下结构上浮的技术难题。

如CN110258660A公开了一种地下室抗浮的减压泄水井的制作工艺以及封井工艺，该发明以围井用的透水砖和泄水井上部设置的泄水口作为排水通道。该发明的缺点在于：1)仅以透水砖和泄水口作为地下室抗浮设施，如遇雨季地下水位猛增则无法达到较高的排水效率；2)该技术方案仅为一种地下室排水方式，未涉及抗浮相关问题。

如CN202132072U公开了一种集水井自动抽排水装置，该实用新型采用导线和浮球的组合触发电路使集水井抽排水。该实用新型的缺点在于：1)该集水井控制水位为距井顶面50cm和距井底50cm的恒定值，当水位变动大时无法根据具体情况自动调整，存在潜水泵无法及时抽排大量灌入的地下水的缺陷；2)该法仅实现了地下工程自动抽排水，无法对地下结构上浮进行及时合理的预测和预警。

综上所述，现有的处理施工中地下水的技术多聚焦于新型的抽排水装置以及抽排水的自动化，难以全面解决地下结构上浮监测、预防、预警的技术难题，亟需一种操作方便、高效可靠的，能够实现地下水位监测、自动抽排水以及预警上浮事故的智能一体化系统。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了基于集水井自动抽排水的地下结构上浮预警系统，该系统可应用于任一基础工程的开挖中，实现集水井的自动节能抽排水以及对集水井内水位、地下结构上浮等情况的全自动实时监测、数据分析与预报预警。

本发明为克服上述技术的不足，提供一种操作简单、能自动实现集水井抽排水、水位监测和地下结构上浮预警的智能系统及其工作方法。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于集水井自动抽排水的地下结构上浮预警系统，包括雷达水位监测器、数据处理模块、自动抽排水模块、阈值分析模块、控制及预警器。

所述雷达水位监测器包括信号收发装置和时间记录仪；所述信号收发装置置于距集水井上方并与集水井内水面垂直，定时向集水井发射雷达脉冲并接收被井内水面反射回的脉冲；所述时间记录仪与信号收发装置的天线相连，记录每次雷达脉冲往返所需时间t₁、t₂、……、t_n与雷达脉冲发射时刻T_r1、T_r2、……、T_rn；

所述数据处理模块包括集水井水位计算装置、集水井水位涨速计算装置；