CN102691524A - 地下工程施工突水突泥远程数字智能预警方法与系统 - Google Patents

地下工程施工突水突泥远程数字智能预警方法与系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102691524A
CN102691524A CN2012102064920A CN201210206492A CN102691524A CN 102691524 A CN102691524 A CN 102691524A CN 2012102064920 A CN2012102064920 A CN 2012102064920A CN 201210206492 A CN201210206492 A CN 201210206492A CN 102691524 A CN102691524 A CN 102691524A
Authority
CN
China
Prior art keywords
underground
warning
engineering construction
early
underground engineering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012102064920A
Other languages
English (en)
Inventor
唐述林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Railway 21st Bureau Group Co Ltd
Original Assignee
China Railway 21st Bureau Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Railway 21st Bureau Group Co Ltd filed Critical China Railway 21st Bureau Group Co Ltd
Priority to CN2012102064920A priority Critical patent/CN102691524A/zh
Publication of CN102691524A publication Critical patent/CN102691524A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Alarm Systems (AREA)

Abstract

本发明基于FLAC3D之流体—固体相互作用分析技术原理、地下水动力学理论等，建立地下工程作业区特定围岩孔隙水渗流数值模型；并基于VTK商业软件系统，建立地下工程施工突水突泥远程数字三维可视化安全预警平台；采集孔隙水压力数据，将实时监测数据传输并加载到远程计算机特定围岩孔隙水渗流数值模型；围岩孔隙水渗流数值模型将得到的实测数据进行分析，由地下工程施工突水突泥远程数字三维可视化安全预警平台进行展现；将实测孔隙水压力值与孔隙水渗流数值模型给出的孔隙水压力阈值进行比较分析后，对围岩孔隙水压力变化情况进行分级预警，预警信息以手机短信方式发送至现场施工与地面管理人员的手机，完成地下工程施工突水突泥远程数字智能预警。

Description

地下工程施工突水突泥远程数字智能预警方法与系统
技术领域
本发明属于隧道以及地下工程施工领域，用于隧道与地下工程施工过程以及矿山开采施工中突水突泥安全监控和预警；具体涉及一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警方法，本发明还涉及地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统。
背景技术
隧道穿越江河以及海底隧道以及高地下水位区域等地下工程施工以及矿山开采施工中，突水突泥安全控制问题始终是个难题。这类地下工程施工以及矿山开采中突水突泥事故经常发生，对施工人员的生命安全构成了威胁。因此开发地下工程施工突水突泥远程数字预警具有十分重要的实际意义。         
国内外在地下工程施工突水突泥远程数字预警系统研究方面尚少，截至目前尚未见集围岩特定孔隙水渗流数值模型以及地下工程施工突水突泥远程数字三维可视化安全预警平台于一体的地下工程施工突水突泥远程数字智能预警方法与系统的文献报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警方法，本发明要解决的另一技术问题在于提供一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统。使用本发明提供的方法与系统，能够实时连续监测地下工程施工中围岩孔隙水压力变化数据，并将孔隙水压力变化数据实时连续传输到远程监测主机，根据孔隙水压力数据的逐级变化，完成地下工程施工突水突泥远程数字智能预警。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警方法，包括下述步骤：
a．选择被研究的地下工程作业区作为地下工程施工突水突泥远程数字智能预警方法与系统系统实施的对象；收集被研究的地下工程作业区域围岩工程地质参数以及围岩突水突泥性等水力学参数，收集地下工程作业区设计参数信息资料；
b.基于步骤a收集的围岩工程地质参数、围岩突水突泥性等水力学参数以及设计参数信息资料；远程计算机基于连续介质快速拉格朗日分析程序FLAC3D之流体——固体相互作用分析技术原理、地下水动力学理论以及地下工程作业区围岩水力学特性，建立地下工程作业区特定围岩孔隙水渗流数值模型；
c．远程计算机基于VTK(Visualization Toolkit)商业软件系统，建立地下工程施工突水突泥远程数字三维可视化安全预警平台； 
d．在地下工程作业区上、中、下部位安装孔隙水压力计，采集孔隙水压力数据，将实时监测数据传输并加载到远程计算机地下工程作业区特定围岩孔隙水渗流数值模型；
e．地下工程作业区特定围岩孔隙水渗流数值模型将得到的实测数据，进行分析，通过地下工程施工突水突泥远程数字三维可视化安全预警平台进行展现；并将实测的孔隙水压力值与孔隙水渗流数值模型给出的孔隙水压力阈值进行比较分析后，对围岩孔隙水压力变化情况进行分级预警，预警信息通过与远程计算机连接的短信模块，以手机短信方式发送至现场施工管理相关人员以及地面管理人员的手机，从而完成地下工程施工突水突泥远程数字智能预警。 
一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统，包括多个孔隙水压力计；其特征在于：还包括依次连接的自动化数据采集仪、GPRS静态数据采集仪、通信发射基站、商用卫星、通信接收基站、互联网及远程计算机；自动化数据采集仪输入端有线连接孔隙水压力计；自动化数据采集仪输出端无线连接GPRS静态数据采集仪，GPRS静态数据采集仪、通信发射基站、商用卫星、通信接收基站与互联网之间依次无线信号通讯连接，互联网与远程计算机连接，远程计算机连接有F2003GSMDTU短信模块，F2003GSMDTU短信模块与数个手机无线信号通讯连接。
依据地下工程实际情况，确定孔隙水压力计的布设。  
本发明提供了一种将基于孔隙水压力计的地下工程围岩突水突泥远程数字智能预警与地下工程施工过程相结合的技术。使施工管理相关人员根据预警信息及时采取预防措施，提高施工安全性。  
附图说明
图1是地下工程作业区内孔隙水压力计、自动化数据采集仪以及GPRS静态数据采集仪布置纵断面图，
图2 是地下工程作业区内孔隙水压力计布置横断面图，
图3是本发明的结构与数据采集传输示意图。 
图中： 1—孔隙水压力计，2—自动化数据采集仪，3—GPRS静态数据采集仪，4—施工区间，5—掌子面，6—初级支护体，7—地下工程作业区围岩临空面，8—商用卫星，9—通信发射基站，10—互联网，11—远程计算机，12—F2003GSMDTU短信模块，13—手机，14—通信接受基站。 
具体实施方式   
系统实施例    如图1、图2与图3所示：一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统，包括多个孔隙水压力计1，还包括依次连接的自动化数据采集仪2、GPRS静态数据采集仪3、通信发射基站9、商用卫星8、通信接收基站14、互联网10及远程计算机11；多个孔隙水压力计1连接在一根主连接线上，主连接线与自动化数据采集仪2输入端相连接；自动化数据采集仪2输出端无线连接GPRS静态数据采集仪3，GPRS静态数据采集仪3、通信发射基站14、商用卫星8、通信接收基站14与互联网10之间依次无线信号通讯连接，互联网10与远程计算机11连接，远程计算机11连接有F2003GSMDTU短信模块12，F2003GSMDTU短信模块12与数个手机13无线信号通讯连接。
隧道施工过程中，通常包括施工区间4与掌子面5，地下工程作业区围岩临空面7的下面设置初级支护体6。图1示出孔隙水压力计1布设情况；在施工区间4设置多个孔隙水压力计1，施工区间4还设置自动化数据采集仪2和GPRS静态数据采集仪3。
图2示出孔隙水压力计1在隧道横断面的布设方式，孔隙水压力计1设置在隧道拱顶、拱腰以及拱脚。
远程计算机11建立有地下工程作业区特定围岩孔隙水渗流数值模型以及地下工程施工突水突泥远程数字三维可视化安全预警平台。地下工程作业区特定围岩孔隙水渗流数值模型的建立是基于FLAC3D流体——固体相互作用分析技术原理、地下水动力学理论以及地下工程作业区围岩水力学特性。地下工程施工突水突泥远程数字三维可视化安全预警平台基于VTK(Visualization Toolkit)商业软件系统。
方法实施例
（1）选择一地下工程作业区作为地下工程施工突水突泥远程数字智能预警方法与系统系统实施的对象；收集该施工区域围岩工程地质参数以及围岩突水突泥性等水力学参数，收集地下工程作业区设计参数信息资料；
（2）以步骤（1）所得到的施工区域围岩工程地质参数以及围岩突水突泥性等水力学参数，地下工程作业区设计参数信息资料为基础；远程计算机基于FLAC3D之流体——固体相互作用分析技术原理、地下水动力学理论以及地下工程作业区围岩水力学特性，建立预警系统实施对象区域围岩特定孔隙水渗流数值模型；
（3）远程计算机基于VTK(Visualization Toolkit)商业软件系统，建立地下工程施工突水突泥远程数字三维可视化安全预警平台；
（4）地下工程作业区施工中，依据地下工程实际情况同步安装孔隙水压力计1，采集孔隙水压力数据，并将实时监测数据通过自动化数据采集仪2发送至GPRS静态数据采集仪2，再通过GPRS静态数据采集仪3附近通信发射基站9发至商用卫星8，之后传输到其他通信接收基站14，并进入互联网10传输到远程计算机11并调用特定围岩孔隙水渗流数值模型；
（4）围岩特定孔隙水渗流数值模型将得到的实测数据，进行分析，通过地下工程施工突水突泥远程数字三维可视化安全预警平台进行展现；并将实测孔隙水压力值与围岩特定孔隙水渗流数值模型给出的孔隙水压力阈值进行比较分析后，对围岩孔隙水压力变化情况进行分级预警，预警信息通过与远程计算机连接的短信模块，以手机短信方式发送至现场施工管理相关人员以及地面管理人员的手机，从而完成地下工程施工突水突泥远程数字智能预警。

Claims (6)

1.一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警方法，其特征在于包括下述步骤：
a．选择被研究的地下工程作业区作为地下工程施工突水突泥远程数字智能预警方法与系统系统实施的对象；收集被研究的地下工程作业区域围岩工程地质参数以及围岩突水突泥性等水力学参数，收集地下工程作业区设计参数信息资料；
b.基于步骤a收集的围岩工程地质参数、围岩突水突泥性等水力学参数以及设计参数信息资料；远程计算机基于连续介质快速拉格朗日分析程序FLAC3D之流体——固体相互作用分析技术原理、地下水动力学理论以及地下工程作业区围岩水力学特性，建立地下工程作业区特定围岩孔隙水渗流数值模型；
c．远程计算机基于VTK即Visualization Toolkit商业软件系统，建立地下工程施工突水突泥远程数字三维可视化安全预警平台； 
d．在地下工程作业区上、中、下部位安装孔隙水压力计，采集孔隙水压力数据，将实时监测数据传输并加载到远程计算机地下工程作业区特定围岩孔隙水渗流数值模型；
e．地下工程作业区特定围岩孔隙水渗流数值模型将得到的实测数据，进行分析，通过地下工程施工突水突泥远程数字三维可视化安全预警平台进行展现；并将实测的孔隙水压力值与孔隙水渗流数值模型给出的孔隙水压力阈值进行比较分析后，对围岩孔隙水压力变化情况进行分级预警，预警信息通过与远程计算机连接的短信模块，以手机短信方式发送至现场施工管理相关人员以及地面管理人员的手机，从而完成地下工程施工突水突泥远程数字智能预警。
2.如权利要求1所述的一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警方法，其特征在于步骤d孔隙水压力计采集的孔隙水压力数据，通过自动化数据采集仪发送至GPRS静态数据采集仪，再通过GPRS静态数据采集仪附近的通信发射基站发至商用卫星，之后传输到通信接收基站，进入互联网传输到用户远程计算机并调用隧道智能位移反分析模型。
3.一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统，包括多个孔隙水压力计；其特征在于：还包括依次连接的自动化数据采集仪、GPRS静态数据采集仪、通信发射基站、商用卫星、通信接收基站、互联网及远程计算机；自动化数据采集仪输入端有线连接孔隙水压力计；自动化数据采集仪输出端无线连接GPRS静态数据采集仪，GPRS静态数据采集仪、通信发射基站、商用卫星、通信接收基站与互联网之间依次无线信号通讯连接，互联网与远程计算机连接，远程计算机连接有F2003GSMDTU短信模块，F2003GSMDTU短信模块与数个手机无线信号通讯连接。
4.如权利要求3所述的一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统，其特征在于：多个孔隙水压力计连接在一根主连接线上，主连接线与自动化数据采集仪输入端相连接。
5.如权利要求3或4所述的一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统，其特征在于：自动化数据采集仪和GPRS静态数据采集仪设置于隧道。
6.如权利要求5所述的一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统，其特征在于：孔隙水压力计设置在隧道拱顶、拱腰与拱脚。
CN2012102064920A 2012-06-21 2012-06-21 地下工程施工突水突泥远程数字智能预警方法与系统 Pending CN102691524A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012102064920A CN102691524A (zh) 2012-06-21 2012-06-21 地下工程施工突水突泥远程数字智能预警方法与系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012102064920A CN102691524A (zh) 2012-06-21 2012-06-21 地下工程施工突水突泥远程数字智能预警方法与系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102691524A true CN102691524A (zh) 2012-09-26

Family

ID=46857242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012102064920A Pending CN102691524A (zh) 2012-06-21 2012-06-21 地下工程施工突水突泥远程数字智能预警方法与系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102691524A (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102943459A (zh) * 2012-12-04 2013-02-27 中铁二十一局集团有限公司 深基坑变形稳定性远程智能监测及三维预警方法与系统
CN102968884A (zh) * 2012-12-04 2013-03-13 中铁二十一局集团有限公司 滑面法高边坡稳定性远程三维数字预警方法与预警系统
CN102979071A (zh) * 2012-12-04 2013-03-20 中铁二十一局集团有限公司 深基坑受力稳定性远程智能监测及三维预警方法与系统
CN103031862A (zh) * 2013-01-12 2013-04-10 中铁二十一局集团有限公司 深基坑变形稳定性远程智能监测三维数字预警方法与设施
CN103046525A (zh) * 2013-01-09 2013-04-17 中铁二十一局集团有限公司 深基坑力学稳定性远程智能监测及三维预警方法与设施
CN103344378A (zh) * 2013-06-28 2013-10-09 成都汉康信息产业有限公司 遥测式土壤渗透水压测量装置
CN104035142A (zh) * 2014-06-05 2014-09-10 同济大学 一种海底隧道突涌水险情早期预警方法
CN109283117A (zh) * 2018-11-15 2019-01-29 中国计量大学 基于热传导的岩土渗流实时测量仪器系统
CN110513149A (zh) * 2019-07-19 2019-11-29 武强 一种突水监测装置及突水监测方法
CN112594007A (zh) * 2020-12-01 2021-04-02 石家庄铁道大学 一种深埋隧道施工突水智能监测系统
WO2024098810A1 (zh) * 2022-11-07 2024-05-16 西南交通大学 一种地下工程流体压力模拟系统、方法及相关设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010020359A1 (de) * 2008-08-19 2010-02-25 Rag Aktiengesellschaft Verfahren zur positions- und lagebestimmung von grubenräumen und/oder betriebsmitteln unter nutzung der rfid-technik
CN202140118U (zh) * 2011-07-25 2012-02-08 中铁二十一局集团有限公司 基于三维数字隧道平台的隧道施工安全预警系统
CN202673366U (zh) * 2012-06-21 2013-01-16 中铁二十一局集团有限公司 地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010020359A1 (de) * 2008-08-19 2010-02-25 Rag Aktiengesellschaft Verfahren zur positions- und lagebestimmung von grubenräumen und/oder betriebsmitteln unter nutzung der rfid-technik
CN202140118U (zh) * 2011-07-25 2012-02-08 中铁二十一局集团有限公司 基于三维数字隧道平台的隧道施工安全预警系统
CN202673366U (zh) * 2012-06-21 2013-01-16 中铁二十一局集团有限公司 地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
冯现大等: "海底隧道涌水量影响因素的数值模拟研究", 《山东大学学报（工学版）》, vol. 39, no. 4, 16 August 2009 (2009-08-16) *
刘玉芳等: "基于VTK的三维地层可视化探讨", 《河南理工大学学报(自然科学版) 》, vol. 28, no. 3, 15 June 2009 (2009-06-15) *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102943459B (zh) * 2012-12-04 2015-03-18 中铁二十一局集团有限公司 深基坑变形稳定性远程智能监测及三维预警方法与系统
CN102968884A (zh) * 2012-12-04 2013-03-13 中铁二十一局集团有限公司 滑面法高边坡稳定性远程三维数字预警方法与预警系统
CN102979071A (zh) * 2012-12-04 2013-03-20 中铁二十一局集团有限公司 深基坑受力稳定性远程智能监测及三维预警方法与系统
CN102943459A (zh) * 2012-12-04 2013-02-27 中铁二十一局集团有限公司 深基坑变形稳定性远程智能监测及三维预警方法与系统
CN103046525A (zh) * 2013-01-09 2013-04-17 中铁二十一局集团有限公司 深基坑力学稳定性远程智能监测及三维预警方法与设施
CN103031862A (zh) * 2013-01-12 2013-04-10 中铁二十一局集团有限公司 深基坑变形稳定性远程智能监测三维数字预警方法与设施
CN103344378A (zh) * 2013-06-28 2013-10-09 成都汉康信息产业有限公司 遥测式土壤渗透水压测量装置
CN104035142A (zh) * 2014-06-05 2014-09-10 同济大学 一种海底隧道突涌水险情早期预警方法
CN109283117A (zh) * 2018-11-15 2019-01-29 中国计量大学 基于热传导的岩土渗流实时测量仪器系统
CN109283117B (zh) * 2018-11-15 2023-07-25 中国计量大学 基于热传导的岩土渗流实时测量仪器系统
CN110513149A (zh) * 2019-07-19 2019-11-29 武强 一种突水监测装置及突水监测方法
CN110513149B (zh) * 2019-07-19 2024-08-20 中国矿业大学(北京) 一种突水监测装置及突水监测方法
CN112594007A (zh) * 2020-12-01 2021-04-02 石家庄铁道大学 一种深埋隧道施工突水智能监测系统
CN112594007B (zh) * 2020-12-01 2022-02-01 石家庄铁道大学 一种深埋隧道施工突水智能监测系统
WO2024098810A1 (zh) * 2022-11-07 2024-05-16 西南交通大学 一种地下工程流体压力模拟系统、方法及相关设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102691524A (zh) 地下工程施工突水突泥远程数字智能预警方法与系统
CN102943459B (zh) 深基坑变形稳定性远程智能监测及三维预警方法与系统
CN102900466B (zh) 基于三维数字隧道平台的隧道施工安全预警方法与系统
CN202140118U (zh) 基于三维数字隧道平台的隧道施工安全预警系统
CN104879169B (zh) 地下工程和深基坑无人值守实时监控预警系统及其工作方法
CN102979071B (zh) 深基坑受力稳定性远程智能监测及三维预警方法与系统
CN102691525A (zh) 隧道施工塌方远程三维数字安全预警方法与系统
CN103077585A (zh) 高边坡综合稳定性远程三维数字安全预警方法与系统
CN102797503A (zh) 隧道初级支护体变形稳定性远程三维数字预警方法与系统
CN211181020U (zh) 一种地质环境治理监测系统
CN110927821A (zh) 一种基于bim+gis的隧道施工超前地质预报信息系统
CN102968884B (zh) 滑面法高边坡稳定性远程三维数字预警方法
CN102797504A (zh) 隧道初级支护体变形稳定性远程三维数字预警方法与设施
CN102829759B (zh) 路基表面沉降远程智能三维数字预警方法与系统
CN104950782A (zh) 一种山区公路隧道施工变形特性远程监控系统
CN103061322B (zh) 深基坑稳定性远程智能监测三维数字综合预警方法与系统
CN103021137B (zh) 表面位移法高边坡稳定性远程三维数字预警方法
CN202969361U (zh) 深基坑变形稳定性远程智能监测及三维预警系统
CN103031862A (zh) 深基坑变形稳定性远程智能监测三维数字预警方法与设施
CN204832898U (zh) 一种山区公路隧道施工变形特性远程监控系统
CN203034434U (zh) 深基坑稳定性远程智能监测三维数字综合预警系统
CN103046525A (zh) 深基坑力学稳定性远程智能监测及三维预警方法与设施
CN102691523A (zh) 地下工程有害气体远程数字智能监控预警方法与系统
CN103046526A (zh) 深基坑底面隆起远程智能监测三维数字预警方法与系统
CN202970793U (zh) 隧道初级支护体变形稳定性远程与现场三维数字预警设施

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120926