一种围堰自动注水纠偏系统及方法与流程

本发明属于深水基础双壁钢围堰施工，具体涉及一种围堰自动注水纠偏系统及方法。

背景技术：

1、双壁钢围堰的堰壁钢壳是由有加劲肋的内外壁板和若干层水平桁架所组成，水平桁架的间距根据围堰灌水下沉和围堰内抽水各阶段的水头压力计算，为1.0～1.4m不等。双壁钢围堰一般用以配合深水中的大直径钻孔群桩基础施工，双壁钢围堰法修筑基础即为浮式(着床型与非着床型)沉井加钻孔基础，钢沉井只起施工围堰的作用，不参与主体结构受力、其基底不采取大面积清理基底淤泥方式，而是钻孔嵌入岩石。围堰内无支撑体系，工作面开阔，吸泥下沉、清基钻孔、灌注水下混凝土均很方便。钢围堰在施工中仅仅起临时围堰作用，工程完成到一定阶段后进行水下切割拆除回收，可以进行重复利用，下部不能切除部分可以对钻孔桩基础起到保护作用，可以防止因河床变迁引起的基础冲刷和对风化岩的破坏。

2、在以往双壁钢围堰注水下沉过程中，通常为在围堰壁板上设置连通阀，通过关闭侧板局部连通阀，采用潜水泵连接至进出水阀门抽取河水，在围堰侧板对称布置进出水阀门同时往围堰井壁内灌水，保持灌水量一致，调整围堰平面位置及倾斜度，确保围堰整体平衡下沉着床至稳定层。

3、但是该注水过程需要专人随时进行水位监测控制，效率低下，且过程控制精准度较低，容易造成误差。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有技术中存在的上述至少一个技术问题，提供了一种围堰自动注水纠偏系统及方法。

2、本发明采用如下的技术方案实现：一种围堰自动注水纠偏系统，包括倾角计、数据收发机、集中控制器、注水管道和注水电磁阀，其中围堰的四角处均设置有倾角计，倾角计用于监测围堰的倾斜状态，数据收发机用于采集倾角计监测到的实时数据，并将该数据传输至集中控制器，集中控制器将上述数据分析处理后与系统内置的预警值对比，并向注水电磁阀发送导通或关闭指令；注水管道沿围堰设置一圈，围堰的内腔通过隔板分隔为多个独立的注水舱，多个注水舱沿围堰一周顺序布置，注水管道的下端对应每个注水舱的位置均设置有一道分注水管，注水电磁阀设置在分注水管上用于控制对注水舱的注水。

3、优选地，还包括gnss监测装置，gnss监测装置设置于围堰的四角处，用于监测围堰四角处的平面偏位变化值，起到辅助判别围堰倾斜状态的作用。

4、优选地，注水舱低于围堰顶部，注水管道通过弧形卡扣锚固在围堰上部的斜撑板上，分注水管的下端伸入注水舱中。

5、优选地，注水管道通过钢丝软管与置于围堰外侧水中的抽水管连接，抽水管下端连接有潜水泵，钢丝软管与注水管道和抽水管之间均通过法兰连接，注水电磁阀与注水管道和分注水管之间均通道法兰连接。

6、优选地，注水舱的数量为12个，分别为c1舱、c2舱、c3舱、c4舱、c5舱、c6舱、c7舱、c8舱、c9舱、c10舱、c11舱和c12舱，其中c1舱和c12舱、c4舱和c5舱、c6舱和c7舱、c10舱和c11舱分别位于围堰的四角处；倾角计的数量为4个，分别为第一倾角计、第二倾角计、第三倾角计和第四倾角计，gnss监测装置的数量为4个，分别为第一gnss监测装置、第二gnss监测装置、第三gnss监测装置和第四gnss监测装置；其中第一倾角计和第一gnss监测装置均位于c1舱和c12舱的连接处，第二倾角计和第二gnss监测装置均位于c4舱和c5舱的连接处，第三倾角计和第三gnss监测装置均位于c6舱和c7舱的连接处，第四倾角计和第四gnss监测装置均位于c10舱和c11舱的连接处。

7、本发明还提供了一种围堰自动注水纠偏方法，包括以下步骤：

8、s1：通过倾角计和gnss测点装置对围堰的四角处的位置信息进行实时采集；

9、s2：将采集到的实时数据经数据收发机传输至集中控制器，集中控制器比较4个倾角计和gnss测点装置的测试数据，判断围堰的倾斜方向；

10、s3：根据判断出的倾斜方向，集中控制器将倾斜点位处的实时数据与系统内置的预警值进行对比，若超过预警值，则执行步骤s4，若未超过预警值，则执行步骤s6；

11、s4:集中控制器控制倾斜点位标高升高位置的注水电磁阀导通，向相应的注水舱进行注水；

12、s5:对倾斜点位处的实时数据与系统内置的预警值进行持续对比，直至低于预警值，集中控制器关闭步骤s4中的注水电磁阀，解除预警，恢复对围堰下沉的正常施工，并重复执行上述步骤；

13、s6：继续对围堰执行下沉施工，并重复执行上述步骤。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、本发明在围堰下沉过程，采用分隔壁舱注水的方式进行纠偏处理，可以提高效率，保证围堰下沉过程顺利，同时利用平面位置和倾角监测结果，分析处理后与预警值比较，判断是否向相关的注水舱注水，进行自动纠偏。

技术特征：

1.一种围堰自动注水纠偏系统，其特征在于：包括倾角计、数据收发机、集中控制器、注水管道(2)和注水电磁阀(3)，

2.根据权利要求1所述的一种围堰自动注水纠偏系统，其特征在于：还包括gnss监测装置，gnss监测装置设置于围堰的四角处，用于监测围堰四角处的平面偏位变化值，起到辅助判别围堰倾斜状态的作用。

3.根据权利要求1所述的一种围堰自动注水纠偏系统，其特征在于：所述注水舱低于围堰顶部，注水管道(2)通过弧形卡扣锚固在围堰上部的斜撑板上，分注水管(2.1)的下端伸入注水舱中。

4.根据权利要求1所述的一种围堰自动注水纠偏系统，其特征在于：所述注水管道(2)通过钢丝软管与置于围堰外侧水中的抽水管连接，抽水管下端连接有潜水泵，钢丝软管与注水管道(2)和抽水管之间均通过法兰连接，注水电磁阀(3)与注水管道(2)和分注水管(2.1)之间均通道法兰连接。

5.根据权利要求2所述的一种围堰自动注水纠偏系统，其特征在于：所述注水舱的数量为12个，分别为c1舱、c2舱、c3舱、c4舱、c5舱、c6舱、c7舱、c8舱、c9舱、c10舱、c11舱和c12舱，其中c1舱和c12舱、c4舱和c5舱、c6舱和c7舱、c10舱和c11舱分别位于围堰的四角处；倾角计的数量为4个，分别为第一倾角计(1.1)、第二倾角计(1.2)、第三倾角计(1.3)和第四倾角计(1.4)，gnss监测装置的数量为4个，分别为第一gnss监测装置(4.1)、第二gnss监测装置(4.2)、第三gnss监测装置(4.3)和第四gnss监测装置(4.4)；其中第一倾角计(1.1)和第一gnss监测装置(4.1)均位于c1舱和c12舱的连接处，第二倾角计(1.2)和第二gnss监测装置(4.2)均位于c4舱和c5舱的连接处，第三倾角计(1.3)和第三gnss监测装置(4.3)均位于c6舱和c7舱的连接处，第四倾角计(1.4)和第四gnss监测装置(4.4)均位于c10舱和c11舱的连接处。

6.一种围堰自动注水纠偏方法，依托于如权利要求1至5任一项所述的围堰自动注水纠偏系统，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明属于深水基础双壁钢围堰施工技术领域，提供了一种围堰自动注水纠偏系统及方法，解决了围堰下沉注水中需要专人随时进行水位监测控制，效率低下，且过程控制精准度较低，容易造成误差的问题。围堰的四角处均设置有倾角计，倾角计用于监测围堰的倾斜状态，数据收发机用于采集倾角计监测到的实时数据，并将该数据传输至集中控制器，集中控制器将上述数据分析处理后与系统内置的预警值对比，并向注水电磁阀发送导通或关闭指令；注水管道沿围堰设置一圈，注水管道的下端对应每个注水舱的位置均设置有一道分注水管，注水电磁阀设置在分注水管上用于控制对注水舱的注水。本发明可实现对围堰下沉时的精确自动纠偏。

技术研发人员：刘国成,王熙,李军锋,刘小青,褚晓晖,赵云飞,宋桢,周正鑫,冯镜源,刘乙能,刘泽兴,何凯楠
受保护的技术使用者：中铁三局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11