CN113756318A - 一种用于超大深基坑疏干过程的动态监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于超大深基坑疏干过程的动态监测系统及方法，动态监测系统包括采集单元和处理单元，其中，采集单元包括用于获取地下水位监测数据的疏干采集模块，处理单元用于接收并处理采集单元发送的监测数据，疏干采集模块能够通过在观测井内设置的沿降水井管内壁纵向间隔布设的若干孔隙水压传感器，采集疏干实施阶段和/或疏干间歇阶段中与时间相关的地下水位监测数据，以传输至处理单元建立疏干过程中监测数据与时间相关的关联曲线，其中，采集单元获取的监测数据传输于处理单元的传输节点是以发生预设一单位变化值为驱动事件来设定的。

Description

一种用于超大深基坑疏干过程的动态监测系统及方法

技术领域

本发明涉及深基坑降水技术领域，尤其涉及一种用于超大深基坑疏干过程的动态监测系统及方法。

背景技术

在松散地层覆盖地区，基坑工程通常位于地下水位以下，因此，绝大多数基坑均涉及地下水控制问题。在基坑开挖施工中，通常采取基坑疏干降水方法与手段，以控制开挖深度范围内的地下水。通过疏干降水可以防止基坑底面与坡面渗水，保证坑底干燥，便于施工；增加边坡和坑底的稳定性，防止边坡或坑底的土层颗粒流失，防止流砂产生；减少被开挖土体含水量，便于机械挖土、土方外运、坑内施工作业；有效提高土体的抗剪强度与基坑稳定性。

CN 102518141 B公开了一种分段控制的深基坑降水疏干-减压合成井，包括高压导气管、井管、潜水含水层滤管、气囊止水盘(包括环形钢槽、气囊、连接件、密封垫片、进气口、橡皮筋)、承压含水层滤管、沉淀管、气泵。该发明可将深基坑降水中的潜水疏干井和承压水减压井合二为一，在潜水含水层和承压含水层中分段设置滤管，在两段滤管中间设置气囊止水盘。成井施工完成后，启动气囊止水盘，通过高压气体张开气囊，并使之在环形钢槽内充分张开，实现井管内潜水和承压水的分离。在需要开启减压井时，气囊放气并抽气，在内置橡皮筋及负压的作用下气囊恢复到原位，下入水泵至承压水井管段，进行潜水含水层和承压含水层的共同排水。该合成井克服了以往混合井中潜水和承压水无法分离，长时间抽取承压水而产生环境地质问题的难题，实现了两井合一的目的，从而大大减少了降水井数量。

CN 209854731 U公开了一种基坑地下水控制系统，包括基坑、支护结构和管井；其特征在于，所述基坑内壁设有支护结构，支护结构外侧设有闭合的周向分布的高压旋喷挡水墙，高压旋喷挡水墙外侧设有呈周向等距分布的管井，该实用新型通过在支护结构和管井之间增设一高压旋喷桩挡水墙，防止管井无法疏干的部分地下水从坑壁流入基坑内，无需坑内明排二次降水，可有效解决坑壁渗流破坏和坑内地基被浸泡而强度降低的工程问题，施工简便且较为经济，通过采用进入隔水层一定深度的管井抽出绝大部分的地下水，达到降低透水层地下水位、减小作用于支护结构之上水压力的作用。

但是在实际疏干过程中，往往主要针对疏干实施过程进行较为细致的监测而忽视了疏干间歇过程存在的风险，同时，基于不同的疏干工艺和/或疏干顺序使得疏干方式的稍微改动都会对整个疏干过程甚至基坑周边土层的沉降产生影响。现有技术对于实际监测工作也存在较多的不确定性，这些因素都极大地影响了监测和预警的准确性。很多时候，监测到的数据还没达到报警条件，却仍有事故发生。因此，如何对疏干过程进行有效的动态监测及建立疏干过程与周边土层沉降的影响关联程度，是当前没有解决的技术问题。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种用于超大深基坑疏干过程的动态监测系统及方法。现有技术中，数据监测通常是采用固定的采样时间周期来对监测指标进行监测的。在未达到采样时间周期而出现监测数据异常的情况下，不能够及时地发现数据的异常而及早地做出应对策略，只有在到达采样时间周期获取监测数据后才能够发现，无疑使得异常数据的获取出现延迟。而且对于疏干过程而言，通常在疏干实施阶段以大量的数据采集以实现精准的动态监测，反而忽视了疏干间歇阶段的高精度监测，使得对于在疏干实施阶段未出现异常的时间段内，频繁采集的大量监测数据作用有限，而对于在疏干间歇阶段出现异常的时间段内，不能及时获取水位的变化趋势和情况。采集单元频繁向处理单元发送数据不仅增加了数据的传输量、处理单元的数据计算量和数据存储量，而且大量数据传输必然会加剧数据的延迟效应，使得处理单元发现异常的时间以毫秒级单位延迟，甚至延迟1秒。这对于预防基坑风险来说无疑是不利的。

本发明公开了一种用于超大深基坑疏干过程的动态监测系统，其包括采集单元和处理单元，其中，采集单元包括用于获取地下水位监测数据的疏干采集模块，处理单元用于接收并处理采集单元发送的监测数据，疏干采集模块能够通过在观测井内设置的沿降水井管内壁纵向间隔布设的若干孔隙水压传感器，采集疏干实施阶段和/或疏干间歇阶段中与时间相关的地下水位监测数据，以传输至处理单元建立疏干过程中监测数据与时间相关的关联曲线，其中，采集单元获取的监测数据传输于处理单元的传输节点是以发生预设一单位变化值为驱动事件来设定的。

疏干采集模块配置的降水井管位于待测承压水层区域内的一侧通过呈中空状态的滤管连通于底部呈密封状态的沉淀管，以基于孔隙水压传感器的监测通过伸至滤管的抽水管在抽吸作用下将地下水位维持在目标深度和阈值深度之间，从而交替完成疏干实施阶段和疏干间歇阶段。

疏干采集模块将完成预设一单位变化值所用的时间设定为采样时间周期，通过调节预设一单位变化值的方式改变采样时间周期以基于疏干过程影响因素对采样频率进行调节，其中，疏干过程的预设一单位变化值能够包括预设水位降落深度和/或预设水位复位深度。

预设一单位变化值能够基于疏干过程影响因素的不同而以增大或减小的趋势调节，其中，疏干过程影响因素至少包括但不限于基坑开挖深度、实时降水情况和/或周边土层沉降情况。

本发明通过将发生相应的预设一单位变化值的时间作为采样时间周期来对主干过程进行监测，有利于更及时地发现异常数据。在相应数据变化较慢时，采集单元能够减少发送数据的频率以及数据量。在相应数据变化较快时，采集单元能够更快地将监测数据和/或时间数据发送至处理单元。甚至在预设一单位变化值确定的情况下，采集单元仅需要将发生预设一单位变化值的时间数据发送至处理单元即可，数据量少，降低了数据在传输过程中的数据延迟现象，使得处理单元能够对异常数据进行快速响应，从而及时做出提醒和/或提出调整建议。

处理单元能够配置有若干处理模块，以通过至少一个处理模块建立地下水位实时监测数据与时间相关的第二关联曲线，并通过与其他处理模块基于样本监测数据和/或模拟检测数据建立的其他关联曲线进行对比，以判断疏干实施阶段和/或疏干间歇阶段的疏干情况，其中，第二关联曲线至少能够由第二处理模块建立。

第二处理模块能够基于第二关联曲线与其他处理模块建立的其他关联曲线的超出预设阈值的差异情况，发送预设一单位变化值调节信息和/或疏干方式调节信息。

采集单元能够配置有用于获取基坑周边土层沉降监测数据的沉降采集模块，处理单元能够基于多个处理模块建立的关联曲线之间的差异情况，以缩小预设一单位变化值的方式判断周边土层的沉降情况，其中，周边土层沉降监测数据的预设一单位变化值为预设土层单位沉降深度。

处理单元在确定周边土层沉降异常时，能够以至少一次地缩小预设水位降落深度和/或预设水位复位深度的方式精确判断疏干过程对周边土层沉降的影响，以确定包括对疏干方式进行调节的应对策略。

疏干方式在调节之后，采集单元能够以减小各预设一单位变化值的方式提高采样频率，以至少在疏干方式调节初期保证疏干过程的稳定性。

本发明还公开了一种用于超大深基坑疏干过程的动态监测方法，其采用前述任一动态监测系统，其中，用户能够基于终端接收到的由处理单元通过传输单元发送的疏干过程监测信息，对包括但不限于疏干工艺和/或疏干顺序的疏干方式进行及时调整。

附图说明

图1是本发明动态监测系统在一种优选实施方式中的逻辑模块示意图；

图2是本发明动态监测系统在一种优选实施方式中的疏干过程监测的局部结构示意图。

附图标记列表

100：采集单元；110：疏干采集模块；111：观测井；112：降水井管； 113：滤管；114：沉淀管；115：孔隙水压传感器；116：抽水管；120：沉降采集模块；200：处理单元；210：第一处理模块；220：第二处理模块；230：第三处理模块；300：传输单元；400：终端。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

如图1所示为本发明动态监测系统在一种优选实施方式中的逻辑模块示意图，如图2所示为本发明动态监测系统在一种优选实施方式中的疏干过程监测的局部结构示意图。

本发明公开了一种用于超大深基坑疏干过程的动态监测系统及方法，也可以是基坑周围沉降受疏干过程影响的实时监测系统和方法。

一种用于超大深基坑疏干过程的动态监测系统，其包括至少包括用于获取监测数据的采集单元100和用于根据监测数据判断疏干过程情况的处理单元200，其中，采集单元100可包括疏干采集模块110和沉降采集模块 120，以使得动态监测系统能够对疏干过程中地下水情况和基坑周围土层沉降情况进行获取，从而通过处理单元200的分析判断出疏干过程存在的风险情况及疏干过程对基坑周围土层沉降量的影响情况。

处理单元200可包括若干处理模块，以使得采集单元100的不同采集模块能够分别与若干处理模块彼此建立数据连接。

优选地，处理单元200能够与传输单元300实现信号连接，以使得处理单元200能够通过传输单元300以有线和/或无线的方式与终端400连接将经过分析处理获取的数据信息传递至终端400，其中，无线传输方式可包括蓝牙、WiFi、ZigBee等。

可选地，处理单元200的若干处理模块可以是处理器、服务器、云服务器、专用集成芯片中的一种或几种。

可选地，终端400可以是计算机、显示器、便携移动终端400、智能设备中的一种或几种，其中，便携移动终端400可例如是便携式计算机、智能手表、智能眼镜、智能手环、平板电脑中的一种或几种。

优选地，处理单元200可至少配置有第一处理模块210和第二处理模块220以处理和/或储存不同类型的数据，例如，第一处理模块210能够被配置为用于处理和/或储存带有时间维度参数的样本监测数据，第二处理模块220能够被配置为用于处理和/或储存带有时间维度参数的实时监测数据。

第一处理模块210能够通过传输单元300从云端大数据中选取与本次施工条件及基坑参数匹配度或关联度最高的数据作为样本监测数据，以此形成样本监测数据随时间变化的第一关联曲线，其中，在本次施工条件和/或基坑参数出现变动以影响对应样本数据的匹配度或关联度时，第一处理模块210能够重新获取最高匹配度或关联度的样本数据以作替换。

第二处理模块220能够直接地获取采集单元100采集的监测数据以进行分析处理，从而生成实时监测数据随时间变化的第二关联曲线。

采集单元100发送至第二处理模块220经分析处理得到的与时间维度参数相关的实时监测数据是以预设一单位变化值为驱动事件来记录的，其中，预设一单位变化值可以是用户基于样本监测数据和/或工程经验值预先设置的一单位值。例如，对于疏干采集模块110获取的地下水位数据，预设一单位变化值为预设水位单位降落深度和/或预设水位单位恢复深度；对于沉降采集模块120获取的周边沉降数据，预设一单位变化值为预设土层单位沉降深度。

对于在第一处理模块210的样本监测数据中定义变动预设一单位变化值所用的时间为采样时间周期(t)。监测指标中任一监测数据每变动相应的一单位预设值所用的时间对应于相应数据的变化速率，当其变化速率改变时，与预设一单位变化值对应的采样时间周期也会发生变化。采样时间周期与相应数据的比为相应数据与时间的关联曲线的曲线斜率。曲线斜率越大，表示预设一单位变化值变动所需的采样时间周期越长，相应数据的变化速度越慢。反之，曲线斜率越小，表示预设一单位变化值变动所需的采样时间周期越短，相应数据的变化速度越快。

优选地，处理单元200还可配置有第三处理模块230以用于分析处理带有时间维度参数的模拟监测数据，从而生成模拟监测数据随时间变化的第三关联曲线，其中，模拟监测数据能够至少基于基坑参数与实时监测数据的结合预测基坑在t时刻后的监测指标对应的数据，以用于在第一处理模块 210能够获取高匹配度样本监测数据时作为判断降水对施工风险及周边沉降影响的依据并提醒用户及时对施工方式进行调整和规避，或用于在第一处理模块210不能够获取高匹配度样本监测数据时作为更符合实际情况的预设数据进行优化替换。数据正常的样本监测数据和/或模拟监测数据能够作为预设数据对实时监测数据进行分析，以判断疏水过程情况。

进一步地，第三处理模块230能够基于不同采样时间周期的采样节点进行动态模拟，以基于对应数据在所属范围内的变化情况分别获取在各采样节点经过下一采样周期后的下一次序采样节点对应的模拟监测数据。当位于下一次序采样节点的模拟监测数据与样本监测数据超出设定阈值时，可将警告信号通过传输单元300发送至终端400，以使得用户能够对模拟监测数据和样本监测数据的差值情况进行判断，若由于模型算法的不适配、迭代运算的不收敛或疏干初期监测数据的不稳定等因素引起模拟监测数据异常时，用户可通过终端400对第三处理模块230的运算分析方法进行及时调整；若由于样本监测数据与本次施工情况较低匹配度而引起样本监测数据的异常时，用户可通过终端400对第一处理模块210选取样本数据的规则和/或目标进行及时调整；若模拟监测数据与样本监测数据均未出现异常时，则表明继续按照同样的疏干方式进行疏干作业，在下一次序采样节点的时刻很有可能会存在风险甚至引起事故，因此用户需要及时对疏干方式进行调整以规避风险。

基于上述各种为解除异常数据的调整方式，处理单元200中至少包括第一处理模块210和/或第三处理模块230可对相应的样本监测数据和/或模拟监测数据进行更新，以更新第一关联曲线和/或第三关联曲线的信息。更新后的样本监测数据和模拟监测数据能够对比各自处于当前时刻在t时刻和 /或t+1时刻后的采样节点对应的数据，以判断经过调节后对疏干过程的影响趋势，其中，调节方式对疏干过程的影响趋势可包括正向影响、反向影响和无影响。

基于t时刻和t+1时刻的分析能够更好地判断调节方式对疏干过程在未来的影响趋势，例如，当前时刻到t时刻的曲线斜率小于当前时刻到t+1时刻的曲线斜率时，说明通过调节降低了风险可能；反之，说明通过调节增加了风险可能，可对调节方式进行再次调整。

现有技术中，通过固定的采样时间周期来对监测指标进行监测。在监测数据异常时，出现风险的几率增高，然而监测系统只有在到达采样时间周期获取监测数据后才能够发现，无疑使得异常数据的获取出现延迟。不仅如此，对于未出现风险的时间段，此阶段疏干过程安全程度高，采集单元100频繁采集的监测数据的作用有限，采集单元100频繁采集并向处理单元200发送数据不仅增加了数据的传输量、处理单元200的数据计算量和数据存储量，而且大量数据传输必然会加剧数据的延迟效应，使得处理单元200发现异常的时间以毫秒级单位延迟，甚至延迟1秒。这对于预防基坑风险来说无疑是不利的。

本发明通过将发生一单位数据变化的时间作为采样时间周期来对基坑疏干过程进行监测，有利于更及时地发现异常数据。在相应数据变化较慢时，采集单元100能够减少发送数据的频率以及数据量。在相应数据变化较快时，采集单元100能够更快地将监测数据和/或时间数据发送至处理单元 200。甚至在一单位数据确定的情况下，采集单元100仅需要将发生一单位数据的时间数据发送至处理单元200即可，数据量少，降低了数据在传输过程中的数据延迟现象，使得处理单元200能够对异常数据进行快速响应。

通过模拟监测数据可对样本监测数据选取合理性进行判断，以使得样本监测数据能够以更高的精度来确定实时监测数据的正常/异常情况。优选地，采样用的一单位数据至少是以随施工进程的推进而缩短采样时间周期的方式来设定的。随着施工进程的推进，发生风险的几率越高。因此，随施工进程的推进，一单位数据变化值减小，即采样时间周期缩短，使得对风险的监测有效性提高。

根据一种优选实施方式，基坑的地下水控制通常采用疏干井和减压井相配合的方式实现疏干过程，其中，部分疏干井可兼作减压井以更好地实现井点的布设。采用潜水钻泥浆护壁开设观测井111内设置的降水井管112内壁纵向间隔布设有若干信号连接于处理单元200孔隙水压传感器115，降水井管112位于待测承压水层区域内的底部依次连接于滤管113和底部呈密封状态的沉淀管114。降水井管112的上部与观测井111的孔壁之间填充有封孔黏土，降水井管112的下部与观测井111的孔壁之间填充有止水黏土。滤管113与观测井111的孔壁之间以及沉淀管114与观测井111的孔壁之间填充有砂砾滤料。由此，观测井111能够作为疏干采集模块110 完成对承压水水位降深精确的动态采集，从而通过处理单元200对监测数据的分析处理以实现完整的承压水降水动态监测。进一步地，疏干采集模块110能够分别对疏干实施阶段的水位下降情况和疏干间歇阶段的水位上升情况进行水位监测数据的动态采集，其中，针对于疏干采集模块110获取的监测数据，处理单元200可具备数据处理、分析、绘图和/或预警等功能。

将连接于离心水泵、浸没式潜水泵或深井泵等类型的抽水泵的抽水管 116伸至滤管113以进行抽水，使得经过a时刻后各个孔隙水压传感器115 采集水位降深的平均值达到了预设的目标深度时停止抽水，待水位恢复到阈值深度后，重新进行抽水。疏干采集模块110能够基于预设水位单位降落深度进行数据采样传输，以获取疏干实施阶段的水位下降情况。

在水位从目标深度恢复至阈值深度的过程中，用户可规定预设水位单位恢复深度作为预设一单位变化值，以使得疏干采集模块110能够基于预设水位单位恢复深度所对应的采样时间周期反馈监测数据。即疏干采集模块110 采集与时间相关的水位数据是以发生预设水位单位恢复深度为驱动事件来记录的。采样用的预设水位单位恢复深度能够以随影响事件变化而调整采样时间周期的方式设定。影响事件可包括但不限于基坑开挖深度、实时降水情况等。基坑开挖深度越大，发生事故的可能性就越高，可导致地下水更容易在短时间内发生灾害性突发涌水，可通过调小预设水位单位恢复深度的方式缩短采样时间周期。实时降水情况也能够很大程度地影响疏干过程，丰水期时可通过调小预设水位单位恢复深度的方式缩短采样时间周期，而枯水期时可通过适当调大预设水位单位恢复深度的方式延长采样时间周期。缩短采样时间周期有利于提高监测基坑的时间密度，从而及时发现基坑的沉降异常，而在保证安全的前提下适当延长采样时间周期可减少数据的采集、储存、传输及运算，减轻了监测系统的运算负荷和数据传输的延迟，以便于监测系统能够在疏干过程及整个施工过程高效精确地完成动态监测。

本发明通过监测采样时间周期的变化来监测基坑地下水位恢复的速度变化，通过监测关联曲线的斜率变化来分析基坑低下水位恢复速度是否异常。在恢复速度异常的情况下，发生预设水位单位恢复深度的采样时间周期变化，导致曲线斜率异常。因此，本发明通过曲线斜率异常来及时调整预设水位单位恢复深度的设定值，从而进一步监测关联曲线的斜率变化，及时确定基坑的实时低下水位并发生预警。

根据一种优选实施方式，在第一关联曲线数据正常的情况下，可仅采用第一关联曲线与第二关联曲线进行对比。并且在预设水位单位恢复深度相同的情况下，第一关联曲线与第二关联曲线的对比，尤其可对比曲线斜率的差异。在曲线斜率存在差异时，需要进一步判断第二关联曲线是否存在涌水风险。

在第二关联曲线与第一关联曲线存在差异的情况下，第二处理模块220 能够调节通过预设水位单位恢复深度来调节采样时间周期；优选地，在第二关联曲线与第一关联曲线存在差异的情况下，第二处理模块220以将预设水位单位恢复深度缩小的方式来缩短采样时间周期，其中，每达到一次预设水位单位恢复深度的时间为采样时间周期。之所以在关联曲线出现差异时优选为以将预设水位单位恢复深度缩小的方式来缩短采样时间周期，是因为即使可能基于外界气候条件、地质条件和/或施工条件等因素而出现水位恢复速度放缓的趋势，也不能排除其他因素在基于扩大预设水位单位恢复深度后延长的采样时间周期中带来的影响，因此，对于出现的关联曲线差异的情况应优选为缩小预设水位单位恢复深度以规避风险。

具体地，第二处理模块220将预设水位单位恢复深度调小来缩短采样时间周期，从而使得第二关联曲线的曲线斜率变化更明显。同时，第一处理模块210也根据新的预设水位单位恢复深度来更新第一关联曲线，使得第一关联曲线与第二关联曲线能够进行更直观的曲线斜率变化的对比，使得第一关联曲线与第二关联曲线的差异更加明显。

如若仅根据当前的差异判断地下水位是否发生异常，很可能会出现结果偏差，有可能在疏干过程中，地下水位恢复的过程是正常的，低下水位恢复的若干误差导致了当前曲线斜率的整体误差。因此，在发现曲线斜率异常时，对曲线斜率的变化进一步微观化，才能够体现基坑的实时水位监测数据与样本水位检测数据的差异性，从而有利于施工人员对当前的疏干方式甚至是施工方式进行调整，其中，疏干方式可包括疏干工艺、疏干顺序等。

本发明中，调节预设水位单位恢复深度的次数不限于一次，可以是两次甚至更多次，使得第二关联曲线形成近似光滑的曲线，有利于显示第二关联曲线与第一关联曲线之间的斜率差异是否超出了差异阈值，从而及时发出预警信息。

例如，第二关联曲线与第一关联曲线的斜率差异为-0.2，差异阈值为 -0.1。明显地，第二关联曲线的斜率出现了异常，即地下水位恢复过快，采样时间周期缩短，曲线斜率变小。此时，在第二处理模块220通过传输单元 300向至少一个终端400发出预警信息的同时，需要进一步缩小预设水位单位恢复深度以增加数据采集密度。直至在预设水位单位恢复深度调节至最小水位恢复值时，若第二关联曲线的斜率依然异常，则第二处理模块220能够提高预警信息的等级以发送至终端400。

优选地，响应于第二处理模块220发送的预设水位单位恢复深度调节信息、疏干方式调节信息和/或施工方式调节信息，第一处理模块210调节与预设水位单位恢复深度对应的采样时间周期从而同步更新第一关联曲线信息。

具体地，当第二关联曲线的预设水位单位恢复深度或者疏干方式或者施工方式信息调节时，第二处理模块220将调节信息发送至第一处理模块 210。第一处理模块210接收调节信息，根据调节信息来调节第一关联曲线，使得两个关联曲线的预设水位单位恢复深度或疏干方式、施工方式一致或者趋近。如此设置，当第二关联曲线与第一关联曲线进行对比时，预设水位单位恢复深度一致能够更好地显示第二关联曲线与第一关联曲线的差异，从而有利于施工人员及时发现异常并且对施工情况进行调整。

优选地，第二处理模块220比较第二关联曲线与第一关联曲线在同一疏干方式及施工方式的基坑的周期变化差异值，在周期变化差异值大于周期差异阈值时发出预警信息。

根据一种优选实施方式，沉降采集模块120能够基于上述数据采集及传输逻辑获取周边土体沉降情况，即采集与时间相关的周边土体沉降信息是以发生预设土层单位沉降深度为驱动事件来记录的，其有利于更及时地监测到沉降速度的异常。在周边沉降缓慢时，沉降采集模块120能够减少发送数据的频率以及数据量。在周边沉降速度加快时，沉降采集模块120能够将沉降数据以及时间数据发送至处理单元200。甚至在预设土层单位沉降深度确定的情况下，沉降采集模块120仅需要将发生预设土层单位沉降深度的时间数据发送至处理单元200即可，数据量少，降低了数据在传输过程中的数据延迟现象，使得处理单元200能够对异常数据进行快速响应，从而及时发出预警信息和/或施工建议。采样用的预设土层单位沉降深度至少能够以随开挖深度变大而缩短采样时间周期的方式来设定的，以使得预设土层单位沉降深度可随着基坑的施工推进而适应性地以缩短采样时间周期的方式来调节。

处理单元200在接收到沉降采集模块120获取的与时间相关的监测数据时，能够建立与沉降信息相关的第二关联曲线，以通过第二关联曲线对比于基于沉降的样本监测数据与时间建立的第一关联曲线和/或基于沉降的模拟监测数据与时间建立的第三关联曲线，以通过关联曲线差异动态判断基坑周边土层沉降情况。

处理单元200能够建立疏干过程对基坑周边土层沉降影响的动态关联，以使得在处理单元200判断出基坑周边土层沉降异常时，能够以减小采集单元100预设一单位变化值的方式确定在疏干实施阶段和/或疏干间歇阶段导致沉降数据异常的原因。处理单元200的第二处理模块220还可以基于沉降数据的异常而发送疏干方式调节信息，以通过对疏干工艺和/或疏干顺序等疏干方式的调节来降低由疏干过程引起的异常沉降带来的影响，直至异常沉降消除。

疏干方式在调节之后，采集单元100能够以减小各预设一单位变化值的方式提高采样频率，以至少在疏干方式调节初期保证疏干过程的稳定性，其中，减小的预设一单位变化值可包括预设水位单位降落深度、预设水位单位恢复深度和/或预设土层单位沉降深度，以使得能够在疏干方式调节后的疏干实施阶段和/或疏干间歇阶段以增大采样频率的方式进行动态监测，从而获取调节方案对疏干过程的影响情况。同时，基于对土层沉降的高密度采集，以精确判断调节后的疏干过程对周围土层沉降的影响。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。

Claims (10)

1.一种用于超大深基坑疏干过程的动态监测系统，其包括：

采集单元(100)，包括用于获取地下水位监测数据的疏干采集模块(110)，

处理单元(200)，用于接收并处理所述采集单元(100)发送的监测数据，

其特征在于，

所述疏干采集模块(110)能够通过在观测井(111)内设置的沿降水管井(112)内壁纵向间隔布设的若干孔隙水压传感器(115)，采集疏干实施阶段和/或疏干间歇阶段中与时间相关的地下水位监测数据，以传输至所述处理单元(200)建立疏干过程中监测数据与时间相关的关联曲线，

其中，所述采集单元(100)获取的监测数据传输于所述处理单元(200)的传输节点是以发生预设一单位变化值为驱动事件来设定的。

2.根据权利要求1所述的动态监测系统，其特征在于，所述疏干采集模块(110)配置的所述降水管井(112)位于待测承压水层区域内的一侧通过呈中空状态的滤管(113)连通于底部呈密封状态的沉淀管(114)，以基于所述孔隙水压传感器(115)的监测通过伸至滤管(113)的抽水管(116)在抽吸作用下将地下水位维持在目标深度和阈值深度之间，从而交替完成疏干实施阶段和疏干间歇阶段。

3.根据权利要求1或2所述的动态监测系统，其特征在于，所述疏干采集模块(110)将完成预设一单位变化值所用的时间设定为采样时间周期，通过调节预设一单位变化值的方式改变采样时间周期以基于疏干过程影响因素对采样频率进行调节，其中，疏干过程的预设一单位变化值能够包括预设水位降落深度和/或预设水位复位深度。

4.根据权利要求1～3任一项所述的动态监测系统，其特征在于，所述预设一单位变化值能够基于疏干过程影响因素的不同而以增大或减小的趋势调节，其中，所述疏干过程影响因素至少包括但不限于基坑开挖深度、实时降水情况和/或周边土层沉降情况。

5.根据权利要求1～4任一项所述的动态监测系统，其特征在于，所述处理单元(200)能够配置有若干处理模块，以通过至少一个处理模块建立地下水位实时监测数据与时间相关的第二关联曲线(2)，并通过与其他处理模块基于样本监测数据和/或模拟检测数据建立的其他关联曲线进行对比，以判断疏干实施阶段和/或疏干间歇阶段的疏干情况，其中，所述第二关联曲线(2)至少能够由第二处理模块(220)建立。

6.根据权利要求1～5任一项所述的动态监测系统，其特征在于，所述第二处理模块(220)能够基于所述第二关联曲线(2)与其他处理模块建立的其他关联曲线的超出预设阈值的差异情况，发送预设一单位变化值调节信息和/或疏干方式调节信息。

7.根据权利要求1～6任一项所述的动态监测系统，其特征在于，所述采集单元(100)能够配置有用于获取基坑周边土层沉降监测数据的沉降采集模块(120)，所述处理单元(200)能够基于多个处理模块建立的关联曲线之间的差异情况，以缩小预设一单位变化值的方式判断周边土层的沉降情况，其中，周边土层沉降监测数据的预设一单位变化值为预设土层单位沉降深度。

8.根据权利要求1～7任一项所述的动态监测系统，其特征在于，所述处理单元(200)在确定周边土层沉降异常时，能够以至少一次地缩小预设水位降落深度和/或预设水位复位深度的方式精确判断疏干过程对周边土层沉降的影响，以确定包括对疏干方式进行调节的应对策略。

9.根据权利要求1～8任一项所述的动态监测系统，其特征在于，所述疏干方式在调节之后，所述采集单元(100)能够以减小各预设一单位变化值的方式提高采样频率，以至少在疏干方式调节初期保证疏干过程的稳定性。

10.一种用于超大深基坑疏干过程的动态监测方法，其特征在于，所述动态监测方法采用前述任一权利要求所述的动态监测系统，其中，用户能够基于终端(400)接收到的由处理单元(200)通过传输单元(300)发送的疏干过程监测信息，对包括但不限于疏干工艺和/或疏干顺序的疏干方式进行及时调整。

Images