CN105332378A - 混凝土坝接缝智能温控灌浆系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，应用于拱坝横缝、有灌浆要求的重力坝纵缝等，系统包括测控子系统及服务器，测控子系统包括主控芯片、第一无线传输模块、布设于混凝土内的温度传感器、布设于缝端部的测缝计，温度传感器、测缝计的数据输出端与主控芯片的数据输入端相连接，主控芯片的控制信号输出端与自动灌浆设备的控制端、冷水管路上的开关部件相连接，服务器包括处理器、第二无线传输模块、数据处理模块，数据采集模块依据温度传感器、测缝计实时感测的混凝土温度、缝开度数据，按照混凝土温度-时间梯度变化线图，预测灌浆时机，并向测控子系统发送混凝土降温、灌浆的控制指令。本发明可有效提高混凝土坝接缝的灌浆质量。

Description

混凝土坝接缝智能温控灌浆系统

技术领域

本发明涉及一种混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，属于水利水电工程技术领域。

背景技术

大坝施工过程中，为了减小温度应力，适应地基不均匀变形，防止开裂和满足施工要求等，需要对大体积混凝土结构分缝、分块，即设置横缝或纵缝。接缝由其是横缝必须进行接缝灌浆，并在浆液结石达到预期强度后，坝体方能挡水受力，接缝灌浆需要在缝开度及混凝土温度均满足一定要求时才可进行，根据混凝土温度、缝开度，决定灌浆时机和进度直接关系到接缝灌浆的质量。

现有的横缝灌浆方法一般通过人工测量实现，技术人员于施工期每天利用温度计测量混凝土温度，同时利用测缝计测量横缝开度，并记录测量结果，直到混凝土温度和横缝开度均达到灌浆要求时，开启自动灌浆设备进行灌浆，显然，这种方法测量精度低，费时费力，且无法保证灌浆质量。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，能够自动测量混凝土温度、缝开度，并根据测量数据于最佳的灌浆时机实现自动灌浆，从而大幅提高接缝灌浆的质量和施工效率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，应用于拱坝横缝、有灌浆要求的重力坝纵缝等处，包括冷水管路、灌浆管路、安装于灌浆管路上的自动灌浆设备，还包括测控子系统及服务器，

该测控子系统包括主控芯片、第一无线传输模块、布设于混凝土内的温度传感器、布设于缝端部的测缝计，该温度传感器、测缝计的数据输出端与主控芯片的数据输入端相连接，主控芯片的控制信号输出端与自动灌浆设备的控制端、冷水管路上的开关部件相连接，

该服务器包括处理器、第二无线传输模块、数据处理模块，

该温度传感器、测缝计分别感测的混凝土温度、缝开度数据经该第一无线传输模块、第二无线传输模块传输至该数据处理模块，该数据处理模块用于依据该混凝土温度、缝开度数据，按照混凝土温度-时间变化线图结合实际的缝开度，预测横缝灌浆时机，并向该测控子系统发送混凝土降温、灌浆的控制指令。

进一步的，

所述数据处理模块根据所述混凝土温度、缝开度数据，判断混凝土温度是否达到灌浆温度，若未达到灌浆温度，则发送混凝土降温的控制指令，若已达到灌浆温度，则判断横缝开度是否达到开度要求，若未达到开度要求，则发送混凝土降温的控制指令，所述测控子系统收到降温的控制指令，在满足混凝土温控防裂的要求下，控制接通所述冷水管路以对混凝土进行降温处理，若已达到开度要求，则发送灌浆的控制指令，所述测控子系统收到灌浆的控制指令，控制开启所述自动灌浆设备进行灌浆。

所述服务器还包括图形绘制模块，用于根据所述混凝土温度、缝开度数据绘制典型点缝开度过程线图、缝位移过程线图、缝开度云图，绘制缝开度-混凝土温度变化过程线图。

所述服务器还包括报警单元，当监测的混凝土温度偏离所述混凝土温度-时间梯度变化线图上的温度阈值时，该报警单元用于进行温差报警。

所述服务器还包括通讯模块，用于将灌浆时机、灌浆进度等信息传输至通讯设备上。

所述混凝土温度-时间梯度变化线图上，水管冷却控制过程从施工期上分为一期冷却、中期冷却和二期冷却共三期冷却。

本发明的优点是：

本发明的混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，能够自动测量混凝土温度、缝开度，根据测量数据对混凝土温度进行控制，根据监测数据提供最佳的灌浆时机，同时控制灌浆设备自动灌浆，实现了灌浆系统的自动化、智能化，有效提高了混凝土坝接缝灌浆的质量及工程施工效率。

附图说明

图1是本发明的系统组成框图。

图2是本发明的系统自动控制流程图。

图3是大坝施工期水管冷却和温度梯度控制分布示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的系统组成框图，如图所示，本发明公开的混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，包括测控子系统及服务器，

测控子系统包括主控芯片、第一无线传输模块、布设于混凝土内的温度传感器、布设于缝端部的测缝计、布设于需要通水冷却部位的冷水管路、灌浆管路及安装于灌浆管路上的自动灌浆设备，温度传感器、测缝计的数据输出端与主控芯片的数据输入端相连接，主控芯片的控制信号输出端与自动灌浆设备的控制端、冷水管路上的开关部件相连接，可控制自动灌浆设备的启动/停止、冷水管路的接通/断开，主控芯片的输入/输出端与第一无线传输模块相连接，可将采集的混凝土温度、缝开度数据经第一无线传输模块传输至服务器，并可经第一无线传输模块接收服务器发送的灌浆、降温等控制指令；

服务器设置于控制室，其包括处理器、第二无线传输模块、数据处理模块、图形绘制模块、显示器等，处理器的输入/输出端与第二无线传输模块相连接，可经第二无线传输模块接收测控子系统发送的混凝土温度、缝开度数据，并可将灌浆、降温等控制指令经第二无线传输模块传输至测控子系统；处理器接收到测控子系统采集的混凝土温度及缝开度数据后，数据处理模块对采集的数据进行处理，当混凝土温度达到灌浆温度，同时缝开度达到开度要求(例如，横缝开度大于等于0.5mm)时，处理器向测控子系统发出灌浆的控制指令，测控子系统开启自动灌浆设备开始灌浆，具体的说，

如图2所示，数据处理模块根据接收到的混凝土温度、缝开度数据，判断混凝土温度是否达到灌浆温度，若未达到灌浆温度，在满足混凝土温控防裂的前提下，根据实际温度与灌浆温度的差值发出混凝土降温的控制指令，若已达到灌浆温度，进一步判断缝开度是否达到开度要求，若未达到开度要求，则发送混凝土降温的控制指令，测控子系统收到降温的控制指令，控制接通冷水管路以对混凝土进行降温处理，若已达到开度要求，则发送灌浆的控制指令，测控子系统收到灌浆的控制指令，控制开启自动灌浆设备进行灌浆。

如图3所示，本发明的混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，按照图3所示混凝土温度-时间梯度变化线图监控混凝土的温度，通过控制接通/断开冷水管对混凝土降温，使得混凝土能够达到灌浆温度。水管冷却控制过程从施工期上分为一期冷却、中期冷却和二期冷却共三期冷却，每期冷却应满足降温速率及目标温度的要求，其中，于二期冷却期间，当混凝土温度和横缝开度达到灌浆要求时，可以启动灌浆。

图形绘制模块用于根据采集的混凝土温度、缝开度数据绘制典型点缝开度过程线图、横位移过程线图、缝开度云图(以开度为单位的表征缝不同部位在同一时刻的开度云图)，绘制缝开度-混凝土温度变化过程线图等，能够反馈分析缝开度，预测缝的未来开度，根据缝开度-混凝土温度变化过程线图结合图3所示温度梯度变化线图能够准确预报灌浆时机。

服务器还包括数据存储单元、报警单元、通讯模块等，数据存储单元用于存储采集的混凝土温度、缝开度数据，绘制的各图形，处理后得出的数据等；当监测的混凝土温度偏离图3所示梯度线上的温度阈值时，报警单元用于实现温差报警；通讯模块用于将灌浆时机、灌浆进度等信息传输至工程相关人员的通讯设备上，实现灌浆进度的远程在线监控。

本发明的混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，能够自动、实时测量混凝土温度、缝开度，根据测量数据及施工进度对混凝土温度进行控制，根据监测数据准确提供最佳的灌浆时机，同时控制灌浆设备自动灌浆；自动绘制各种缝开度相关、缝开度与混凝土温度关系线图，能够直观、形象的反馈缝开度过程，同时能够将灌浆进度信息发送至现场工作人员，实现了远程监控功能。本发明实现了灌浆系统的自动化、智能化，能够有效提高混凝土坝接缝的灌浆质量及工程施工效率。

以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，应用于拱坝横缝、有灌浆要求的重力坝纵缝等处，包括冷水管路、灌浆管路、安装于灌浆管路上的自动灌浆设备，其特征在于，还包括测控子系统及服务器，

该测控子系统包括主控芯片、第一无线传输模块、布设于混凝土内的温度传感器、布设于缝端部的测缝计，该温度传感器、测缝计的数据输出端与主控芯片的数据输入端相连接，主控芯片的控制信号输出端与自动灌浆设备的控制端、冷水管路上的开关部件相连接，

该服务器包括处理器、第二无线传输模块、数据处理模块，

该温度传感器、测缝计分别感测的混凝土温度、缝开度数据经该第一无线传输模块、第二无线传输模块传输至该数据处理模块，该数据处理模块用于依据该混凝土温度、缝开度数据，按照混凝土温度-时间变化线图结合实际的缝开度，预测横缝灌浆时机，并向该测控子系统发送混凝土降温、灌浆的控制指令。

2.如权利要求1所述的拱坝横缝智能灌浆系统，其特征在于，所述数据处理模块根据所述混凝土温度、缝开度数据，判断混凝土温度是否达到灌浆温度，若未达到灌浆温度，则发送混凝土降温的控制指令，若已达到灌浆温度，则判断横缝开度是否达到开度要求，若未达到开度要求，则发送混凝土降温的控制指令，所述测控子系统收到降温的控制指令，在满足混凝土温控防裂的要求下，控制接通所述冷水管路以对混凝土进行降温处理，若已达到开度要求，则发送灌浆的控制指令，所述测控子系统收到灌浆的控制指令，控制开启所述自动灌浆设备进行灌浆。

3.如权利要求1所述的拱坝横缝智能灌浆系统，其特征在于，所述服务器还包括图形绘制模块，用于根据所述混凝土温度、缝开度数据绘制典型点缝开度过程线图、缝位移过程线图、缝开度云图，绘制缝开度-混凝土温度变化过程线图。

4.如权利要求1所述的拱坝横缝智能灌浆系统，其特征在于，所述服务器还包括报警单元，当监测的混凝土温度偏离所述混凝土温度-时间梯度变化线图上的温度阈值时，该报警单元用于进行温差报警。

5.如权利要求1所述的拱坝横缝智能灌浆系统，其特征在于，所述服务器还包括通讯模块，用于将灌浆时机、灌浆进度等信息传输至通讯设备上。

6.如权利要求1所述的拱坝横缝智能灌浆系统，其特征在于，所述混凝土温度-时间梯度变化线图上，水管冷却控制过程从施工期上分为一期冷却、中期冷却和二期冷却共三期冷却。