CN109441544A - 防止地下工程围岩渗压突变的导压扩散与预警装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止地下工程围岩渗压突变的导压扩散与预警装置及方法，包括导压扩散装置、监测模块、控制电路和预警发布模块，一级排水通道设置在二级排水通道和三级排水通道之间，二级排水通道和三级排水通道内分别设有泄压阀电磁阀，两个动水圧力传感器分别装在二级排水通道的入水口和三级排水通道的入水口，数字显示屏装在二级排水通道的外表面，围岩应力传感器、围岩应变传感器和两个动水圧力传感器均与数字显示屏连接，同时围岩应力传感器、围岩应变传感器、两个动水圧力传感器和两个泄压阀电磁阀均与控制电路中的单片机连接；能根据监测的不同情况自动化调整导压排水通道数量，从而减弱地下水对围岩造成的巨大压力及其它不利影响。

Description

防止地下工程围岩渗压突变的导压扩散与预警装置及方法

技术领域

本发明涉及一种防止地下工程围岩渗压突变的装置及方法，具体是一种防止地下工程围岩渗压突变的导压扩散与预警装置及方法。

背景技术

处于自然平衡状态的含水地下工程围岩在爆破扰动、开挖卸荷、冲击地压等动载因素影响下，常发生地层活化现象，从而导致围岩原有裂隙的进一步扩张和新裂隙的产生，而贯通的裂隙将会逐渐形成渗水通道，此时在外部因素扰动下易引发渗透水压突变，渗流剧增，导致突水灾害发生，将给整个工程施工带来困难，造成严重的工期延误、人员伤亡、经济损失，甚至会诱发地表沉陷等环境地质灾害，威胁到社会稳定与经济发展，如何实现快速导压排水并准确实时预警显得尤为重要。

传统的导压排水通道只有一处排水通道，当水流量急剧增多时，无法快速导压排水，导致围岩压力过大，易引发突水灾害。地下工程解决突水灾害常用的技术手段是通过设置排水点进行导压，进行钻孔时会对围岩造成扰动，影响围岩的稳定性，而其中的排水泵更需要人工手动操作，在应对突水灾害、围岩失稳等突发性事件时，人工难以做到对地下工程围岩应力场、渗透压等实时动态连续性监测，更难以实现预警决策，导致突水灾害来临时施工人员无法提前撤离，造成人员伤亡。由此可见，目前的技术手段无法及时应对地下工程围岩渗压突变所造成的突发性突水灾害等一系列问题，不能保证地下工程及施工人员的安全。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种防止地下工程围岩渗压突变的导压扩散与预警装置及方法，能对地下围岩应力场、渗透压、水量进行实时动态监测，根据监测的不同情况自动化调整导压排水通道数量，从而减弱地下水对围岩造成的巨大压力及其它不利影响。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种防止地下工程围岩渗压突变的导压扩散与预警装置，包括导压扩散装置、监测模块、控制电路和预警发布模块，所述监测模块包括围岩应力传感器、围岩应变传感器、两个动水圧力传感器和数字显示屏，

所述导压扩散装置包括一级排水通道、二级排水通道和三级排水通道，一级排水通道设置在二级排水通道和三级排水通道之间，二级排水通道和三级排水通道内分别设有泄压阀电磁阀，两个动水圧力传感器分别装在二级排水通道的入水口和三级排水通道的入水口，数字显示屏装在二级排水通道的外表面，围岩应力传感器、围岩应变传感器和两个动水圧力传感器均与数字显示屏连接，同时围岩应力传感器、围岩应变传感器、两个动水圧力传感器和两个泄压阀电磁阀均与控制电路中的单片机连接；

所述控制电路包括单片机、预警电路和两个泄压控制电路，两个泄压控制电路的电路结构相同，所述预警电路包括电阻R1、R2，继电器K1及其常开触点K1-1，三极管Q1，二极管D1，发光二极管LED，电铃SP；单片机的输出端口通过电阻R1与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与继电器K1的一端和二极管D1的正极连接，继电器K1的另一端与二极管D1的负极和常开触点K1-1的一端连接后接+5V电源，常开触点K1-1的另一端与电阻R2的一端和电铃SP的一端连接，电阻R2的另一端与发光二极管LED1的正极连接，发光二极管LED的负极与电铃SP的另一端连接后接地；

所述两个泄压控制电路分别与单片机的P2口和P3口连接，其中与单片机P2口连接的泄压控制电路包括电阻R3～R6，继电器K2及其常开触点K2-1，三极管Q2，光电耦合器SW，二极管D2，泄压电磁阀线圈FA；单片机的P2口通过电阻R3与光电耦合器SW中发光二极管的正极连接，发光二极管的负极接地，光电耦合器SW中光敏三极管的集电极与二极管D2的负极、继电器K2的一端和常开触点K2-1的一端连接后接电源VCC，二极管D2的正极与继电器K2的另一端和三极管Q2的集电极连接，三极管Q2的基极与电阻R4的一端和电阻R5的一端连接，电阻R4的另一端与光电耦合器SW中光敏三极管的发射极连接，电阻R5的另一端与三极管Q2的发射极连接后接地；常开触点K2-1的另一端与泄压电磁阀线圈FA的一端和电阻R6的一端连接，泄压电磁阀线圈FA的另一端与电阻R6的另一端连接后接地。

进一步，还包括预警发布模块，所述预警发布模块包括无线网关系统、通信服务器和FTP服务器，单片机与无线网关系统连接，无线网关系统与通信服务器连接，通信服务器与FTP服务器无线通信，FTP服务器与电脑或手机无线通信。

进一步，所述单片机的型号为C51。

一种防止地下工程围岩渗压突变的导压扩散与预警装置的使用方法，具体步骤为：

Ⅰ、装置组装及安放：

A、首先组装多个排水通道，将一级排水通道设置在二级排水通道和三级排水通道之间；

B、将控制电路和预警发布模块连接后放在耐腐蚀箱内，然后安置在二级排水通道上方；

C、将两个泄压电磁阀和两个动水圧传感器分别安装在二级排水通道和三级排水通道内，数字显示屏装在二级排水通道上，泄压电磁阀与控制电路连接，围岩应力传感器、围岩应变传感器和动水圧传感器均与数字显示屏和控制电路连接；完成导压扩散与预警装置的组装；

Ⅱ、多源数据监测：

①根据围岩渗漏水实际情况，确定地下工程围岩所需监测的渗水区域，将导压扩散与预警装置安放在该渗水区域，并将围岩应力传感器和围岩应变传感器安装在导压扩散与预警装置周围的围岩处；

②导压扩散与预警装置中的动水圧传感器、围岩应力传感器和围岩应变传感器分别对渗水压力及水流量、渗漏点的围压应力和围压应变进行监测，并将监测数据传输到控制电路进行分析，然后根据分析情况传递给预警发布模块；

Ⅲ、多级预警处理及自动化导压：

㈠在单片机中预先设定渗水压力阈值、围压应力及应变阈值和水流量阈值；

㈡控制电路实时接收动水圧传感器、围岩应力传感器和围岩应变传感器传来的渗水压力、水流量、围压应力及应变的监测数据，然后将监测数据与设定的阈值进行比较后做出决策，具体如下：

a、若仅围岩的应力及应变数据达到或超过阈值，则表明围压受力较大，可能是动水压力过大，此时执行Ⅰ级预警及导压排水模式，二级排水通道和三级排水通道均处于关闭状态，地下水从一级排水通道排出，同时电铃SP发出报警音和发光二极管LED发光；

b、若渗水压力、水流量、围压应力及应变中任意两项监测数据达到或超过阈值时，此时执行Ⅱ级预警及导压排水模式，则控制电路控制处于三级排水通道内的泄压电磁阀开启，使三级排水通道导通，地下水从一级排水通道和三级排水通道同时排出，同时电铃SP发出报警音和发光二极管LED发光；

c、若渗水压力、水流量、围压应力及应变全部达到或超过阈值，此时执行Ⅲ级预警及导压排水模式，则控制电路控制处于二级排水通道内和三级排水通道内的泄压电磁阀开启，使二级排水通道和三级排水通道均导通，地下水从一级排水通道、二级排水通道和三级排水通道同时排出，同时电铃SP发出报警音和发光二极管LED发光；

若渗水压力、水流量、围压应力及应变均未超过阈值，上述各个数值也可从二级排水通道上数字显示屏读取示数，若各个监测数据临近阈值，工作人员通过查看也能及时进行处理。

Ⅳ、多模式发布预警：

若导压扩散与预警装置处于Ⅰ级预警及导压排水模式、Ⅱ级预警及导压排水模式和Ⅲ级预警及导压排水模式之一时，控制电路通过无线网关系统并结合通信服务器、FTP服务器将预警情况通过无线通信进行发布，用户通过电脑或手机能实时接收信息。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)针对地下工程围岩突水特点，采用本发明的方案可实现快速排水导压、多级预警、防止渗压突变，将传统导压排水、预警处理两套系统功能择优重新进行组合。

(2)采用导压扩散装置、监测模块、控制电路和预警发布模块协同进行工作，实时动态对地下工程围岩进行保护，为地下工程施工及安全运营提供了有利条件。

(3)根据实际的水流量、动水压力通过控制电路控制泄压电磁阀升降，从而启动相应多级排水通道，实现自动化快速导压排水，克服了传统排水管不能适应大流量问题，减轻了动水压力对围岩造成的负荷，降低了突水、泥沙等事故发生的概率。

(4)采用声光报警提示，无线网关系统发布预警，传统预警模式采用网络进行传输信息，避免因网络延迟，网络故障无法发布预警信息，通过微信小程序、手机短信、电脑端多模式查看预警信息。

(5)本发明在监测模块、控制电路和预警发布模块基础上预留了开发接口，可根据工况，不同地质环境做出优化，更好应对地下工程围岩渗压突变。

(6)本发明建立了突水灾害预警机制，有效对地下工程围岩进行自动化导压排水，减弱地下水对围岩造成的巨大压力及其它不利影响，对地下工程围岩应力场、渗透压等实时动态连续性监测，全方位保障地下工程的施工、运营期安全。

附图说明

图1是本发明在地下工程围岩的布置示意图；

图2是本发明中导压扩散装置的结构示意图；

图3是本发明的电路原理图；

图4是本发明中预警发布模块的数据传输原理图；

图5是本发明中自动导压控制及预警发布框架图。

图中：1、围岩，2、支护结构，3、耐腐蚀箱，4、导压扩散装置，5、排水沟，6、一级排水通道，7、二级排水通道，8、三级排水通道，9、泄压电磁阀，10、动水圧传感器，11、围岩应力传感器，12、围岩应变传感器，13、数字显示屏，14、控制电路，15、报警指示灯，16、预警发布模块，17、无线网关系统，18、通信服务器，19、FTP服务器，20、电脑，21、手机。

具体实施方式

下面将对本发明做进一步说明。

如图所示，一种防止地下工程围岩渗压突变的导压扩散与预警装置，包括导压扩散装置4、监测模块、控制电路14和预警发布模块16，所述监测模块包括围岩应力传感器11、围岩应变传感器12、两个动水圧力传感器10和数字显示屏13，

所述导压扩散装置4包括一级排水通道6、二级排水通道7和三级排水通道8，一级排水通道6设置在二级排水通道7和三级排水通道8之间，二级排水通道7和三级排水通道8内分别设有泄压阀电磁阀9，两个动水圧力传感器10分别装在二级排水通道7的入水口和三级排水通道8的入水口，数字显示屏13装在二级排水通道7的外表面，围岩应力传感器11、围岩应变传感器12和两个动水圧力传感器10均与数字显示屏13连接，同时围岩应力传感器11、围岩应变传感器12、两个动水圧力传感器10和两个泄压阀电磁阀9均与控制电路14中的单片机连接；

所述控制电路14包括单片机、预警电路和两个泄压控制电路，两个泄压控制电路的电路结构相同，所述预警电路包括电阻R1、R2，继电器K1及其常开触点K1-1，三极管Q1，二极管D1，发光二极管LED，电铃SP；单片机的输出端口通过电阻R1与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与继电器K1的一端和二极管D1的正极连接，继电器K1的另一端与二极管D1的负极和常开触点K1-1的一端连接后接+5V电源，常开触点K1-1的另一端与电阻R2的一端和电铃SP的一端连接，电阻R2的另一端与发光二极管LED1的正极连接，发光二极管LED的负极与电铃SP的另一端连接后接地；

所述两个泄压控制电路分别与单片机的P2口和P3口连接，其中与单片机P2口连接的泄压控制电路包括电阻R3～R6，继电器K2及其常开触点K2-1，三极管Q2，光电耦合器SW，二极管D2，泄压电磁阀线圈FA；单片机的P2口通过电阻R3与光电耦合器SW中发光二极管的正极连接，发光二极管的负极接地，光电耦合器SW中光敏三极管的集电极与二极管D2的负极、继电器K2的一端和常开触点K2-1的一端连接后接电源VCC，二极管D2的正极与继电器K2的另一端和三极管Q2的集电极连接，三极管Q2的基极与电阻R4的一端和电阻R5的一端连接，电阻R4的另一端与光电耦合器SW中光敏三极管的发射极连接，电阻R5的另一端与三极管Q2的发射极连接后接地；常开触点K2-1的另一端与泄压电磁阀线圈FA的一端和电阻R6的一端连接，泄压电磁阀线圈FA的另一端与电阻R6的另一端连接后接地。

进一步，还包括预警发布模块16，所述预警发布模块16包括无线网关系统17、通信服务器18和FTP服务器19，单片机与无线网关系统17连接，无线网关系统17与通信服务器18连接，通信服务器18与FTP服务器19无线通信，FTP服务器19与电脑20或手机21无线通信。

进一步，所述单片机的型号为C51。

一种防止地下工程围岩渗压突变的导压扩散与预警装置的使用方法，具体步骤为：

Ⅰ、装置组装及安放：

A、首先组装多个排水通道，将一级排水通道6设置在二级排水通道7和三级排水通道8之间；

B、将控制电路和预警发布模块16连接后放在耐腐蚀箱3内，然后安置在二级排水通道7上方；

C、将两个泄压电磁阀9和两个动水圧传感器10分别安装在二级排水通道7和三级排水通道8内，数字显示屏13装在二级排水通道7上，泄压电磁阀9与控制电路14连接，动水圧传感器10分别与数字显示屏13和控制电路14连接；围岩应力传感器11、围岩应变传感器12和动水圧传感器10均与数字显示屏13和控制电路14连接；完成导压扩散与预警装置的组装；控制电路14内根据需要设置三个预警电路，三个预警电路中发光二极管LED的发光颜色分别为蓝色、黄色、红色，三个发光二极管LED组成报警指示灯15；

Ⅱ、多源数据监测：

①根据围岩1渗漏水实际情况，确定地下工程围岩所需监测的渗水区域，将导压扩散与预警装置安放在该渗水区域，并将围岩应力传感器11和围岩应变传感器12安装在导压扩散与预警装置周围的围岩1处；

②导压扩散与预警装置中的动水圧传感器10、围岩应力传感器11和围岩应变传感器12分别对渗水压力及水流量、渗漏点的围压应力和围压应变进行监测，并将监测数据传输到控制电路14进行分析，然后根据分析情况传递给预警发布模块16；

Ⅲ、多级预警处理及自动化导压：

㈠在单片机中预先设定渗水压力阈值、围压应力及应变阈值和水流量阈值；

㈡控制电路14实时接收动水圧传感器10、围岩应力传感器11和围岩应变传感器12传来的渗水压力、水流量、围压应力及应变的监测数据，然后将监测数据与设定的阈值进行比较后做出决策，具体如下：

a、若仅围岩1的应力及应变数据达到或超过阈值，则表明围压受力较大，可能是动水压力过大，此时执行Ⅰ级预警及导压排水模式，二级排水通道7和三级排水通道8均处于关闭状态，地下水从一级排水通道6排出，同时电铃SP发出报警音和发光二极管LED发出蓝色光；

b、若渗水压力、水流量、围压应力及应变中任意两项监测数据达到或超过阈值时，此时执行Ⅱ级预警及导压排水模式，则控制电路14控制处于三级排水通道8内的泄压电磁阀9开启，使三级排水通道8导通，地下水从一级排水通道6和三级排水通道8同时排出，同时电铃SP发出报警音和发光二极管LED发出黄色光；

c、若渗水压力、水流量、围压应力及应变全部达到或超过阈值，此时执行Ⅲ级预警及导压排水模式，则控制电路14控制处于二级排水通道7内和三级排水通道8内的泄压电磁阀9开启，使二级排水通道7和三级排水通道8均导通，地下水从一级排水通道6、二级排水通道7和三级排水通道8同时排出，同时电铃SP发出报警音和发光二极管LED发出红色光；

上述控制电路14控制泄压电磁阀9工作、电铃SP工作和发光二极管LED工作的具体过程为：

当单片机接收到的动水圧传感器10、围岩应力传感器11和围岩应变传感器12传来的渗水压力、水流量、围压应力及应变的监测数据均小于设定的阈值时，单片机的P1口输出低电平，此时三极管Q1处于截止状态，使继电器K1不得电，常开触点K1-1处于断开状态，电铃SP和发光二极管LED所处的电路无电压因此均不工作；同时单片机的P2口和P3口均输出低电平，其中与单片机P2口连接的泄压控制电路工作过程为：由于为低电平此时光电耦合器中的发光二极管不工作，使光电耦合器中的光敏三极管处于截止状态，进而使三极管Q2处于截止状态，继电器K2不得电，常开触点K2-1处于断开状态，泄压电磁阀线圈FA所处的电路无电压，使得泄压电磁阀处于关闭状态；与单片机P3口连接的泄压控制电路的工作过程与其相同。

当单片机接收到的动水圧传感器10、围岩应力传感器11和围岩应变传感器12传来的渗水压力、水流量、围压应力及应变的监测数据其中之一大于设定的阈值时，单片机的P1口输出高电平，此时三极管Q1处于导通状态，使继电器K1得电，进而常开触点K1-1处于闭合状态，电铃SP和发光二极管LED所处的电路得电，使电铃SP发出报警音和发光二极管LED发出警示光；同时单片机的P2口和P3口均输出低电平，其中与单片机P2口连接的泄压控制电路工作过程为：由于为低电平此时光电耦合器中的发光二极管不工作，使光电耦合器中的光敏三极管处于截止状态，进而使三极管Q2处于截止状态，继电器K2不得电，常开触点K2-1处于断开状态，泄压电磁阀线圈FA所处的电路无电压，使得泄压电磁阀处于关闭状态；与单片机P3口连接的泄压控制电路的工作过程与其相同。

当单片机接收到的动水圧传感器10、围岩应力传感器11和围岩应变传感器12传来的渗水压力、水流量、围压应力及应变的监测数据中有两项大于设定的阈值时，单片机的P1口输出高电平，此时三极管Q1处于导通状态，使继电器K1得电，进而常开触点K1-1处于闭合状态，电铃SP和发光二极管LED所处的电路得电，使电铃SP发出报警音和发光二极管LED发出警示光；同时单片机的P2口输出高电平，此时光电耦合器中的发光二极管得电发光，使光电耦合器中的光敏三极管处于导通状态，进而使三极管Q2处于导通状态，继电器K2得电，使常开触点K2-1处于闭合状态，泄压电磁阀线圈FA所处的电路有电压，最终使泄压电磁阀9处于开启状态；单片机的P3口输出低电平，使与其连接的泄压控制电路不工作。

当单片机接收到的动水圧传感器10、围岩应力传感器11和围岩应变传感器12传来的渗水压力、水流量、围压应力及应变的监测数据中三项全部大于设定的阈值时，单片机的P1口输出高电平，此时三极管Q1处于导通状态，使继电器K1得电，进而常开触点K1-1处于闭合状态，电铃SP和发光二极管LED所处的电路得电，使电铃SP发出报警音和发光二极管LED发出警示光；同时单片机的P2口和P3口均输出高电平，其中与单片机P2口连接的泄压控制电路工作过程为：由于为高电平此时光电耦合器中的发光二极管得电发光，使光电耦合器中的光敏三极管处于导通状态，进而使三极管Q2处于导通状态，继电器K2得电，使常开触点K2-1处于闭合状态，泄压电磁阀线圈FA所处的电路有电压，最终使泄压电磁阀9处于开启状态；单片机的P3口输出低电平，使与其连接的泄压控制电路不工作；与单片机P3口连接的泄压控制电路的工作过程与其相同。

其中，二极管D1起到对三极管Q1的保护作用，在三极管Q1的关断瞬间，避免被反向击穿。电阻R6采用压敏电阻，压敏电阻对电压十分敏感，电压的微增就可引起大电流增量，从而利用压敏电阻特性而吸收各种干扰过电压，对泄压电磁阀线圈FA起到保护作用。

若渗水压力、水流量、围压应力及应变均未超过阈值，上述各个数值也可从二级排水通道7上数字显示屏13读取示数，若各个监测数据临近阈值，工作人员通过查看也能及时进行处理。

Ⅳ、多模式发布预警：

若导压扩散与预警装置处于Ⅰ级预警及导压排水模式、Ⅱ级预警及导压排水模式和Ⅲ级预警及导压排水模式之一时，控制电路14通过无线网关系统17并结合通信服务器18、FTP服务器19将预警情况通过无线通信进行发布，用户通过电脑20或手机21能实时接收信息。

Claims (4)

1.一种防止地下工程围岩渗压突变的导压扩散与预警装置，其特征在于，包括导压扩散装置、监测模块、控制电路和预警发布模块，所述监测模块包括围岩应力传感器、围岩应变传感器、两个动水圧力传感器和数字显示屏，

所述导压扩散装置包括一级排水通道、二级排水通道和三级排水通道，一级排水通道设置在二级排水通道和三级排水通道之间，二级排水通道和三级排水通道内分别设有泄压阀电磁阀，两个动水圧力传感器分别装在二级排水通道的入水口和三级排水通道的入水口，数字显示屏装在二级排水通道的外表面，围岩应力传感器、围岩应变传感器和两个动水圧力传感器均与数字显示屏连接，同时围岩应力传感器、围岩应变传感器、两个动水圧力传感器和两个泄压阀电磁阀均与控制电路中的单片机连接；

所述控制电路包括单片机、预警电路和两个泄压控制电路，两个泄压控制电路的电路结构相同，所述预警电路包括电阻R1、R2，继电器K1及其常开触点K1-1，三极管Q1，二极管D1，发光二极管LED，电铃SP；单片机的输出端口通过电阻R1与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与继电器K1的一端和二极管D1的正极连接，继电器K1的另一端与二极管D1的负极和常开触点K1-1的一端连接后接+5V电源，常开触点K1-1的另一端与电阻R2的一端和电铃SP的一端连接，电阻R2的另一端与发光二极管LED1的正极连接，发光二极管LED的负极与电铃SP的另一端连接后接地；

所述两个泄压控制电路分别与单片机的P2口和P3口连接，其中与单片机P2口连接的泄压控制电路包括电阻R3～R6，继电器K2及其常开触点K2-1，三极管Q2，光电耦合器SW，二极管D2，泄压电磁阀线圈FA；单片机的P2口通过电阻R3与光电耦合器SW中发光二极管的正极连接，发光二极管的负极接地，光电耦合器SW中光敏三极管的集电极与二极管D2的负极、继电器K2的一端和常开触点K2-1的一端连接后接电源VCC，二极管D2的正极与继电器K2的另一端和三极管Q2的集电极连接，三极管Q2的基极与电阻R4的一端和电阻R5的一端连接，电阻R4的另一端与光电耦合器SW中光敏三极管的发射极连接，电阻R5的另一端与三极管Q2的发射极连接后接地；常开触点K2-1的另一端与泄压电磁阀线圈FA的一端和电阻R6的一端连接，泄压电磁阀线圈FA的另一端与电阻R6的另一端连接后接地。

2.根据权利要求1所述的一种防止地下工程围岩渗压突变的导压扩散与预警装置，其特征在于，还包括预警发布模块，所述预警发布模块包括无线网关系统、通信服务器和FTP服务器，单片机与无线网关系统连接，无线网关系统与通信服务器连接，通信服务器与FTP服务器无线通信，FTP服务器与电脑或手机无线通信。

3.根据权利要求1所述的一种防止地下工程围岩渗压突变的导压扩散与预警装置，其特征在于，所述单片机的型号为C51。

4.一种根据权利要求1所述的防止地下工程围岩渗压突变的导压扩散与预警装置的使用方法，其特征在于，具体步骤为：

Ⅰ、装置组装及安放：

A、首先组装多个排水通道，将一级排水通道设置在二级排水通道和三级排水通道之间；

B、将控制电路和预警发布模块连接后放在耐腐蚀箱内，然后安置在二级排水通道上方；

C、将两个泄压电磁阀和两个动水圧传感器分别安装在二级排水通道和三级排水通道内，数字显示屏装在二级排水通道上，泄压电磁阀与控制电路连接，围岩应力传感器、围岩应变传感器和动水圧传感器均与数字显示屏和控制电路连接；完成导压扩散与预警装置的组装；

Ⅱ、多源数据监测：

①根据围岩渗漏水实际情况，确定地下工程围岩所需监测的渗水区域，将导压扩散与预警装置安放在该渗水区域，并将围岩应力传感器和围岩应变传感器安装在导压扩散与预警装置周围的围岩处；

②导压扩散与预警装置中的动水圧传感器、围岩应力传感器和围岩应变传感器分别对渗水压力及水流量、渗漏点的围压应力和围压应变进行监测，并将监测数据传输到控制电路进行分析，然后根据分析情况传递给预警发布模块；

Ⅲ、多级预警处理及自动化导压：

(1)在单片机中预先设定渗水压力阈值、围压应力及应变阈值和水流量阈值；

(2)控制电路实时接收动水圧传感器、围岩应力传感器和围岩应变传感器传来的渗水压力、水流量、围压应力及应变的监测数据，然后将监测数据与设定的阈值进行比较后做出决策：

a、若仅围岩的应力及应变数据达到或超过阈值，此时执行Ⅰ级预警及导压排水模式，二级排水通道和三级排水通道均处于关闭状态，地下水从一级排水通道排出，同时电铃SP发出报警音和发光二极管LED发光；

b、若渗水压力、水流量、围压应力及应变中任意两项监测数据达到或超过阈值时，此时执行Ⅱ级预警及导压排水模式，则控制电路控制处于三级排水通道内的泄压电磁阀开启，使三级排水通道导通，地下水从一级排水通道和三级排水通道同时排出，同时电铃SP发出报警音和发光二极管LED发光；

c、若渗水压力、水流量、围压应力及应变全部达到或超过阈值，此时执行Ⅲ级预警及导压排水模式，则控制电路控制处于二级排水通道内和三级排水通道内的泄压电磁阀开启，使二级排水通道和三级排水通道均导通，地下水从一级排水通道、二级排水通道和三级排水通道同时排出，同时电铃SP发出报警音和发光二极管LED发光；

Ⅳ、多模式发布预警：

若导压扩散与预警装置处于Ⅰ级预警及导压排水模式、Ⅱ级预警及导压排水模式和Ⅲ级预警及导压排水模式之一时，控制电路通过无线网关系统并结合通信服务器、FTP服务器将预警情况通过无线通信进行发布，用户通过电脑或手机能实时接收信息。