CN112523271A - 一种压控型智能排水泄压装置及其排水泄压方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑抗浮技术领域，公开了一种压控型智能排水泄压装置，包括控制器、电动阀门、泄水管道。泄水管道包括导水管和排水管，泄水管道的一端埋入集水坑侧墙或底部，经手动阀门、电动阀门后引入集水坑内。控制器由PLC设计，通过测试安装在管道阀门前端的水压力计，当水压力超过预警值后，自动启动阀门。本发明还公开了一种排水泄压方法，利用上述压控型智能排水泄压装置实现建筑物的主动排水泄压抗浮。本发明解决了现有抗浮装置结构复杂、造价高、施工不便的问题，并实现智能化。

Description

一种压控型智能排水泄压装置及其排水泄压方法

技术领域

本发明涉及建筑抗浮技术领域，尤其涉及一种压控型智能排水泄压装置及其排水泄压方法。

背景技术

高水位地区的建筑施工中，往往存在地下水位高、水头压力大、地下水位季节变化大的特点，建筑物的地下室底板承受着巨大的浮力作用；建筑设计和施工时传统是采用设置抗浮锚杆和基坑降排水结合的方法处理抗浮问题，但是如果建筑设计和施工都按照最高水位设防，施工成本和工期都将巨幅提升，如果按照较低水位设防，建筑物底板由于水压作用容易产生裂缝，造成地下室渗漏，影响结构安全。

主动抗浮措施，可用于永久性抗浮和应急抗浮工程。采用排水泄压后，可少用甚至不用抗浮锚杆、抗浮桩等被动抗浮措施，大大降低工程造价，加之其施工简单、节省工期等优点，逐渐成为目前工程抗浮的主要组成部分。排水泄压装置是排水泄压主动抗浮的重点，目前已经初步形成了一些机械式的排水泄压装置，但这些装置不能反馈地下水压力、地下水流量、设备运行状态等信号，不能实现智能化控制和运行，在建筑物使用阶段需要人工定时查看水位以及人工开阀泄压，费时费力。

发明内容

本发明意在提供一种压控型智能排水泄压装置及其排水泄压方法，以解决现有的排水泄压装置不能实现智能化控制和运行，在建筑物使用阶段需要人工定时查看水位以及人工开阀泄压，费时费力的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种压控型智能排水泄压装置，包括控制器、导水管和呈倒U形的排水管，所述导水管的一端埋入集水坑侧墙，所述导水管的另一端设置有排污口，所述排水管包括第一竖直部、第二竖直部和水平部，所述第一竖直部与导水管连接，所述第一竖直部沿排水方向设有机械式水压计和手动阀门，所述水平部沿排水方向依次设有静水压力测试元件和电动阀门，所述静水压力测试元件和电动阀门均与控制器电连接。

本发明还提供了一种排水泄压方法，利用上述压控型智能排水泄压装置实现建筑物的排水泄压，包括如下步骤：

S1、根据建筑物的自重及结构强度，计算抗浮要求的临界地下水位；

S2、测量建筑物的实际最高地下水位；

S3、若实际最高地下水位高于临界地下水位，安装压控型智能排水泄压装置；

S4、控制器输入运行参数，压控型智能排水泄压装置开启工作模式。

优选地，所述步骤S4中，运行参数包括基底水头阈值、水压力测点位置高度和阀门打开持时。

优选地，所述步骤S4中，所述压控型智能排水泄压装置的工作模式包括自动模式和手动模式。

优选地，所述自动模式包括以下步骤：

a、控制器读取静水压力测试元件测得的水压力，计算得到基底水压力，判断基底水压力是否超过预设的基底水头阈值；

b、若基底水压力超过预设的基底水头阈值，控制器控制电动阀门打开，开始排水泄压；

c、控制器接收到电动阀门已打开的信号，记录阀门打开持时；

d、当阀门打开持时达到预设值，控制器控制电动阀门关闭；

e、控制器再次读取静水压力测试元件测得的水压力，计算得到基底水压力，并判断基底水压力是否超过预设的基底水头阈值；

f、若基底水压力超过预设的基底水头阈值，重复上述步骤a-e，直至水压力低于预设的基底水头阈值。

优选地，所述手动模式包括：通过控制器上的打开阀门、关闭阀门按钮人工控制电动阀门开闭状态。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

(1)能减少或取消传统抗浮锚杆或基坑降排水的设计与施工，大幅降低成本与工期。

(2)能智能调整建筑物板底水压，当板底水压超过阈值，无需人工操作，能够自动平缓安全的泄压排水，减少底板压力与裂缝，避免因底板开裂造成钢筋锈蚀，保证结构的安全，确保各阶段建筑物的沉降与稳定。

(3)压控型智能排水泄压装置具有自动模式和手动模式两种工作模式，可通过手动模式判断电动阀门的工作是否正常，并且在紧急情况时强制打开或关闭电动阀门，同时还可利用机械水压计判断静水压力测试元件是否正常，确保压控型智能排水泄压装置的正常运行。

(4)压控型智能排水泄压装置结构简单，造价低，安装和更换零部件方便。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种压控型智能排水泄压装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种排水泄压方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：控制器1、导水管2、排水管3、排污口4、机械式水压计5、手动阀门6、静水压力测试元件7、电动阀门8。

如图1所示的，一种压控型智能排水泄压装置，包括控制器1、导水管2和呈倒U形的排水管3。控制器1包括可编程逻辑控制器(PLC)、触摸屏、电源开关、继电器、手动按钮、声光警报器、接线端子和航空插头。导水管2的右端埋入集水坑侧墙，导水管2的左端设置有排污口4，排水管3包括第一竖直部、第二竖直部和水平部，第一竖直部与导水管2采用双面满焊连接，第一竖直部沿排水方向依次设有机械式水压计5和手动阀门6，水平部沿排水方向依次设有静水压力测试元件7和电动阀门8，静水压力测试元件7和电动阀门8均与控制器1电连接。

导水管2和排水管3均采用304不锈钢管件，管件内径为65mm，外径为76mm，电动阀门8、手动阀门6和排水管3之间采用法兰连接；静水压力测试元件7采用电阻式水压力计，测量精度0.1m，并与排水管3螺纹连接；电动阀门8采用12～24mA电流控制，可采用蝶阀、闸阀或球阀，阀体采用不锈钢材质。

可编程逻辑控制器能获取静水压力测试元件7的水压力数据、阀门工作状态、触摸屏、手动按钮、声光报警器的信号，并通过上述信号控制阀门的工作状态、声光报警和触摸屏显示

如图2所示的，一种排水泄压方法，利用上述压控型智能排水泄压装置实现建筑物的排水泄压，包括如下步骤：

S1、根据建筑物的自重及结构强度，计算抗浮要求的临界地下水位；

S2、测量建筑物的实际最高地下水位；

S3、若实际最高地下水位高于临界地下水位，安装压控型智能排水泄压装置；

S4、控制器1输入运行参数，压控型智能排水泄压装置开启工作模式。

优选地，步骤S4中，运行参数包括基底水头阈值、水压力测点位置高度和阀门打开持时。

优选地，步骤S4中，压控型智能排水泄压装置的工作模式包括自动模式和手动模式。

优选地，自动模式包括以下步骤：

a、控制器1读取静水压力测试元件7测得的水压力，计算得到基底水压力，判断基底水压力是否超过预设的基底水头阈值；

b、若基底水压力超过预设的基底水头阈值，控制器1控制电动阀门8打开，开始排水泄压；

c、控制器1接收到电动阀门8已打开的信号，记录阀门打开持时；

d、当阀门打开持时达到预设值，控制器1控制电动阀门8关闭；

e、控制器1再次读取静水压力测试元件7测得的水压力，计算得到基底水压力，并判断基底水压力是否超过预设的基底水头阈值；

f、若基底水压力超过预设的基底水头阈值，重复上述步骤a-e，直至水压力低于预设的基底水头阈值。

优选地，手动模式包括：通过控制器1上的打开阀门、关闭阀门按钮人工控制电动阀门8开闭状态。

具体的，根据抗浮要求，计算建筑物的自重、结构或被动抗浮措施所能承受的临界地下水压力，测得建筑物的实际最高地下水位，如果实际最高地下水位低于临界地下水位，则无需安装排水泄压装置，否则需要安装排水泄压装置；现场安装排水泄压装置，新建工地应预埋导水管2，既有建筑应开孔，开孔直径为80mm，再将导水管2埋入，用连接胶填充孔隙，再将导水管2和排水管3连接，最后再安装手动阀门6、电动阀门8、静水压力测试元件7、机械式水压计5，并接通电源，导水管2和排水管3的最高位置不能高于实际最高地下水位；控制器1上输入基底水头阈值、水压力测点位置高度和阀门打开持时，基底水头阈值取建筑物的自重、结构或被动抗浮措施正常使用状态的水压力。控制器1内设有程序，可通过水压力测点位置高度和静水压力测试元件7测得的水压力计算出对应的基底水头，测点位置高度为静水压力测试元件7监测点与抗水板(筏板)的距离。

压控型智能排水泄压装置一般安装在集水坑内或集水坑附近，直接将水排入集水坑中，集水坑内的水通过给排水系统排出室外，本装置所需的电源可直接采用集水坑内水泵的电源，电源等级相同。

压控型智能排水泄压装置运行时，控制器1读取静水压力测试元件7测得的水压力，换算得到对应的基底水压力，判断基底水压力是否超过预设的基底水头阈值；若基底水压力超过预设的基底水头阈值，控制器1控制电动阀门8阀门打开，开始排水泄压；控制器1接收到电动阀门8已打开的信号，记录阀门打开持时；当阀门打开持时达到预设值，控制器1控制电动阀门8关闭，当打开电动阀门8和关闭电动阀门8的时长超过正常的工作时长，而智能控制器1未接收到阀门已打开或已关闭的信号时，电动阀门8工作故障，智能控制器1发送报警信号，声光警报器报警；控制器1再次读取静水压力测试元件7测得的水压力，并判断基底水压力是否超过预设的基底水头阈值，这样是保证水处于静止状态，测得的水压力是准确的；若基底水压力超过预设的基底水头阈值，重复上述步骤a-e，直至水压力低于预设的基底水头阈值。

本装置可定期通过对比静水压力测试元件7和机械式水压计5的测试结果，判断静水压力测试元件7是否正常。可通过手动模式判断电动阀门8的工作是否正常。正常运营阶段，手动阀门6(总阀保持打开状态)，需要维修时，可关闭手动阀门6。定期打开排污口4的盲板，进行手动排污。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种压控型智能排水泄压装置，其特征在于：包括控制器、导水管和呈倒U形的排水管，所述导水管的一端埋入集水坑侧墙，所述导水管的另一端设置有排污口，所述排水管包括第一竖直部、第二竖直部和水平部，所述第一竖直部与导水管连接，所述第一竖直部沿排水方向依次设有机械式水压计和手动阀门，所述水平部沿排水方向依次设有静水压力测试元件和电动阀门，所述静水压力测试元件和电动阀门均与控制器电连接。

2.一种排水泄压方法，其特征在于，利用权力要求1所述的压控型智能排水泄压装置实现建筑物的排水泄压，包括如下步骤：

S1、根据建筑物的自重及结构强度，计算抗浮要求的临界地下水位；

S2、测量建筑物的实际最高地下水位；

S3、若实际最高地下水位高于临界地下水位，安装压控型智能排水泄压装置；

S4、控制器输入运行参数，压控型智能排水泄压装置开启工作模式。

3.根据权利要求2所述的一种排水泄压方法，其特征在于，所述步骤S4中，运行参数包括基底水头阈值、水压力测点位置高度和阀门打开持时。

4.根据权利要求2所述的一种排水泄压方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述压控型智能排水泄压装置的工作模式包括自动模式和手动模式。

5.根据权利要求4所述的一种排水泄压方法，其特征在于，所述自动模式包括以下步骤：

a、控制器读取静水压力测试元件测得的水压力，计算得到基底水压力，判断基底水压力是否超过预设的基底水头阈值；

b、若基底水压力超过预设的基底水头阈值，控制器控制电动阀门打开，开始排水泄压；

c、控制器接收到电动阀门已打开的信号，记录阀门打开持时；

d、当阀门打开持时达到预设值，控制器控制电动阀门；

e、控制器再次读取静水压力测试元件测得的水压力，计算得到基底水压力，并判断基底水压力是否超过预设的基底水头阈值；

f、若基底水压力超过预设的基底水头阈值，重复上述步骤a-e，直至基底水压力低于预设的基底水头阈值。

6.根据权利要求4所述的一种排水泄压方法，其特征在于，所述手动模式包括：通过控制器上的打开阀门、关闭阀门按钮人工控制电动阀门开闭状态。

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