[发明专利]一种综合管廊信息预警系统及方法

摘要

本发明提供一种综合管廊信息预警系统及方法，该系统包括应变传感器、应力传感器、土压力盒、钢筋应力计、水压力传感器、水位计、计算机。计算机中设有地基土层预警单元、管廊垫层预警单元、管廊衬砌结构预警单元。本发明有助于综合管廊建造过程信息化，利用参数化设计软件建立综合管廊的三维信息模型，具有便于修改，三维可视，准确输出市政综合管廊施工图的特点，另外本发明具有工程预判报警功能，在工程中应用能够监控综合管廊在施工过程中的各项指标并实时给出预警，以便施工人员及时调整施工。有利于设计人员合理施工，减少审图工作，减少返工和设计变更，做到现场准确施工，保证地下管廊净空高度，便于综合管廊使用过程中的检修与维护。

主权项

一种综合管廊信息预警系统，包括：应变传感器：铺设在管廊垫层与地基土层之间，实时采集地基土层顶部的应变值；应力传感器：铺设在管廊衬砌结构顶板上表面和下表面、管廊衬砌结构竖板内表面和外表面，实时采集管廊衬砌结构顶板的应力值和竖板的应力值；土压力盒：安装在综合管廊施工开挖基坑底部和侧壁，实时采集基坑土压力值；钢筋应力计：安装在管廊衬砌结构内的受力钢筋上，实时采集管廊衬砌结构的钢筋应力值；水压力传感器：铺设在管廊垫层底部，实时采集管廊垫层的水压力值；水位计：安装在管廊垫层底部，实时采集管廊垫层底部的地下水位；计算机：根据建造工艺要求和建造场地条件建立地基土层三维模型、管廊垫层三维模型、管廊衬砌结构三维模型，将各三维模型拼装生成综合管廊整体三维模型，根据综合管廊施工过程中土压力值、地基土层顶部的应力值、管廊衬砌结构顶板的应力值和竖板的应力值、地基土层顶部的应变值、管廊衬砌结构的钢筋应力值，对综合管廊进行信息预警；其特征在于，所述计算机中设有：地基土层预警单元：建立基于数据驱动的地基土层三维模型，根据地基土的重度、含水率、内摩擦角、黏聚力，计算土压力理论值，施工过程中根据基坑土压力值对地基土层三维模型进行标识，数值越大标识的颜色越深，基坑土压力值超过土压力理论值时，则将地基土层三维模型中对应位置高亮显示预警；管廊垫层预警单元：建立基于数据驱动的管廊垫层三维模型，根据采集的地基土层顶部的应变值，判断管廊垫层是否有应变值突变，是，则综合管廊有发生不均匀沉降的风险，在管廊垫层三维模型中的突变处高亮显示预警，并输出突变处位置信息，否则，没有发生不均匀沉降的风险；当管廊垫层某处地下水位超过管廊底部标高时，根据水压力值进行抗浮验算，若验算不合格，将该处在管廊垫层三维模型高亮显示预警，并输出位置信息；管廊衬砌结构预警单元：根据管廊断面形状、仓位数目、沉降缝位置信息构建不同的基于数据驱动的管廊衬砌结构三维模型，管廊衬砌结构顶板的应力、竖板的应力、或者钢筋应力值超过设定阈值，则管廊衬砌结构三维模型相应部位高亮显示预警。