一种基于实时降雨量的基坑降水自动控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种基坑降水装置技术领域，尤其涉及一种基于实时降雨量的基坑降水自动控制装置。


背景技术：

2.在基坑开挖时，地下水位高于开挖底面,地下水会不断渗入坑内，对基坑开挖具有严重安全威胁，为保证基坑能在干燥条件下施工，防止边坡失稳、基础流砂、坑底隆起、坑底管涌和地基承载力下降，基坑开挖前或开挖过程中必须进行必要的降水工作。
3.目前工程中常用的基坑降水方法主要有：明沟加集水井降水、轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水、深井井点降水等；不论哪种方法进行降水，都需要使用抽水装置。最理想的抽水状态就是，持续渗水不断被抽走，单位时间的渗水量和单位时间的抽水量维持平衡，水泵保持一个持续工作状态。
4.在我国长三角地区的梅雨季节或其他地区的雨季进行基坑开挖时，由于大量间歇性的地表水源补充，需要使用具有更大抽水能力的水泵进行降水工作，否则将导致基坑降水不足而出现坑底管涌、支护结构失稳和地基承载力下降等一系列危险。
5.实际降水过程中若无法及时调整水泵抽水能力，将导致单位时间的抽水量总是大于单位时间的渗水量，最终出现渗水被抽干而水泵空转的现象。若无法及时停止，则水泵可能出现电机烧毁或其他故障。当前施工中的做法是增加人员巡查密度，当发现渗水量减少时及时关闭水泵，这会显著增加施工的人力成本；但当是巡视间隔过大或巡查不力、尤其是夜间巡视难度加大或者巡视次数减少等原因时，就会导致水泵损坏率和维修率增加，从而增加施工成本，甚至导致间歇性降雨降临时无法及时抽水，导致基坑降水不足而出现坑底管涌、支护结构失稳和地基承载力下降等一系列问题，危及基坑施工安全。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是针对上述传统基坑降水装置在雨季无法及时调节抽水速度而导致水泵损坏、抽水不及时等难题，提供一种可以根据实时降雨量安全及时调节水泵抽水功率，保证水泵稳定工作状态的装置。
7.为解决上述技术问题并达到预期目标，本实用新型采用的技术方案是：
8.一种基于实时降雨量的基坑降水自动控制装置，包括：实时雨量监测装置，用于实时监测降雨量，并装备有无线传输模块，以及时传递降雨量无线信号；水泵功率控制单片机模块，用于接收降雨量无线信号，判断降雨量所处区间并控制水泵功率，同时当降雨量超过最大限值时还负责向蜂鸣报警器传递报警信号；可调节功率水泵，用于基坑降水；蜂鸣报警器，用于当降雨量超过水泵最大抽水能力时进行及时报警。
9.所述实时雨量监测装置，设置在基坑降水井地表附近位置，采用双翻斗计量雨量方法，当降雨发生时可实时监测雨量；同时在底座中装有无线信号发射装置，可将雨量信息转化为无线信号传输给水泵功率控制单片机。
10.所述水泵功率控制单片机模块，设置在水泵的电源控制处位置。在接收到实时降雨量数据后，可根据水泵最大抽水能力作为上限值将降雨量分为数级，并根据降雨量等级动态调节水泵抽水功率。
11.当基坑雨季施工发生间歇性降雨时，设置在降水井地表附近的实时雨量监测装置开始工作，将监测到的实时雨量传输信号无线传输给水泵功率控制单片机模块。水泵功率控制单片机中设有按照水泵最大抽水能力设置的雨量分级参数，其优选分级数量等于水泵功率调节挡位数。水泵功率控制单片机根据接收的实时雨量信号和雨量分级参数，判断实时雨量处于的雨量级别，并据此调节水泵抽水功率挡位，使得水泵抽水量与雨水补给量大致相等，从而达到根据实时雨量调节水泵抽水功率，保证水泵稳定工作状态的效果。当实时雨量超过水泵最大抽水能力时，水泵功率控制单片机模块向蜂鸣报警器发出报警信号，向施工人员提示当前降雨量过大，基坑无法及时降水排水，需要及时采取必要措施从而防范可能发生支护结构失稳等危险。
12.一种基于实时降雨量的基坑降水自动控制装置，其有益效果在于：可以根据实时雨量自动调节水泵抽水功率，使得水泵保持稳定的工作状态，提升抽水效率，降低能源消耗；减少施工人员巡视次数甚至无需人员看管，降低水泵损坏几率，维护工作量可降至最低；及时预警基坑降水能力不足，提示施工人员采取必要措施，从而保障基坑施工安全和稳定。
附图说明
13.图1为本实用新型提出的基于实时降雨量的基坑降水自动控制装置的布置示意图。
14.其中有：1.基坑开挖部分；2.基坑周边土体；3.基坑降水井；4.实时雨量监测装置；5.可调节功率水泵；6.抽水管；7.水泵电源；8.水泵功率控制单片机模块；9.蜂鸣报警器。
具体实施方式
15.下面结合附图和具体较佳实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
16.如图1所示，一种基于实时降雨量的基坑降水自动控制装置，其特征在于包括：实时雨量监测装置4，布置在基坑降水井3附近的地表位置，用于实时监测降雨量，在其底座中并装备有无线传输模块，以将实时降雨量通过无线信号传输至水泵功率控制单片机模块8；水泵功率控制单片机模块8，布置在水泵电源7上，用于接收降雨量无线信号，判断降雨量所处区间并据此控制水泵电源7的输出功率，使得降水井3的渗水量与可调节功率水泵5抽水量大致相等，降雨量超过水泵5的最大抽水能力时还负责向蜂鸣报警器9传递报警信号；可调节功率水泵5，布置在基坑降水井3附近地表，用于抽出基坑降水井3中聚集的地下渗水和间歇性降雨雨水；蜂鸣报警器9，当接收到水泵功率控制单片机模块8传递的报警信号时进行蜂鸣报警，用于提示实时降雨量超过水泵最大抽水能力，提醒施工人员及时采取措施。
17.所述实时雨量监测装置4，其优选承雨口径为200mm，响应时间小于2s；其底座上设置有无线传输模块，其优选形式为nb
‑
iot/lora，优选信号传输间隔为10分钟，。
18.所述水泵功率控制单片机模块8，布置在水泵电源7上，其内部设有根据水泵最大抽水能力q设定的雨量等级判断逻辑，其优选雨量等级可设为4级，分别为0～q/4，q/4～q/
2，q/2～3q/4以及3q/4～q。根据实时雨量监测传递的雨量信号进行等级判断，并据此控制水泵电源7的输出功率。
19.所述可调节功率水泵5，设置在基坑降水井3附近地表位置，其电源7可根据水泵功率控制单片机模块8发出的信号实时调节输出功率，其优选最大功率为7.5kw，并可根据降水井深度进行适当调整。
20.所述蜂鸣报警器9，其优选布置方案为在基坑两侧每隔50m布置一个，同时在项目管理部和施工人员住宿地点各设1个，其优选报警音量需达到90db。
21.以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种基于实时降雨量的基坑降水自动控制装置，其特征在于：包括设置基坑降水井附近地表的实时雨量监测装置，设置在可调节功率水泵的电源控制处位置的水泵功率控制单片机模块和用于当降雨量超过水泵最大抽水能力时进行及时报警的蜂鸣报警器。2.根据权利要求1所述的实时雨量监测装置，其特征在于，其选承雨口径为200mm，响应时间小于2s；其底座上设置有nb
‑
iot/lora无线传输模块，以10分钟为时间间隔传递雨量信号。3.根据权利要求1所述的实时水泵功率控制单片机模块，其特征在于，通过无线接收模块接收实时雨量监测装置传递的雨量信号，并根据水泵最大抽水能力q设定的雨量等级判断逻辑控制抽水水泵的抽水功率。

技术总结
本实用新型公开了一种基于实时降雨量的基坑降水自动控制装置，包括：实时雨量监测装置，用于实时监测降雨量，并装备有无线传输模块，以及时传递降雨量无线信号；水泵功率控制单片机模块，用于接收降雨量无线信号，判断降雨量所处区间并控制水泵功率，同时当降雨量超过最大限值时还负责向蜂鸣报警器传递报警信号；可调节功率水泵，用于基坑降水；蜂鸣报警器，用于当降雨量超过水泵最大抽水能力时进行及时报警。可以根据实时雨量自动调节水泵抽水功率，使得水泵保持稳定的工作状态，提升抽水效率，降低能源消耗；减少施工人员巡视次数甚至无需人员看管，降低水泵损坏几率，维护工作量可降至最低；及时预警基坑降水能力不足，提示施工人员采取必要措施，从而保障基坑施工安全和稳定。全和稳定。全和稳定。


技术研发人员：尹鹏 郑永胜 唐强 李文闻 刘浩宇 吴庆培 居俊 车尚志 黄钰程 郝晋序
受保护的技术使用者：中铁四局集团第二工程有限公司
技术研发日：2021.03.05
技术公布日：2021/12/3