CN202883018U - 地下工程施工突水突泥远程与现场三维数字智能预警系统 - Google Patents

Abstract

地下工程施工突水突泥远程与现场三维数字智能预警系统，包括多个孔隙水压力计、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；自动化数据采集仪一端无线连接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；还包括声光报警器，声光报警器一端与孔隙水压力计有线连接，另一端与自动化数据采集仪有线连接。它对围岩孔隙水压力变化情况进行分级预警，以手机短信方式发送至现场施工与地面管理人员的手机，同时，预警信息还回传到安装在施工现场作业面的声光报警器进行声、光报警。

Description

地下工程施工突水突泥远程与现场三维数字智能预警系统

技术领域

本实用新型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与现场三维数字智能预警系统。

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与现场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与现场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数字智能预警方法与系统的文献报道。申请号为201220293668.6的中国实用新型专利申请，请求保护的是地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统，未涉及将突水突泥的预警信息对施工现场进行报警。

实用新型内容

本实用新型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与现场三维数字智能预警系统。使用本实用新型提供的系统，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智能预警；预警信息不仅传输给相关管理人员的手机，还能实现对施工现场进行声光报警。

本实用新型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与现场三维数字智能预警系统，包括多个孔隙水压力计、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；自动化数据采集仪一端无线连接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；其特征在于：该预警系统还包括声光报警器，声光报警器一端与孔隙水压力计有线连接，另一端与自动化数据采集仪有线连接。

依据地下工程实际情况，确定孔隙水压力计的布设位置以及数量。  

本实用新型提供了一种基于孔隙水压力计的地下工程围岩突水突泥远程与施工现场三维数字智能预警，该系统与地下工程施工过程紧密结合。预警信息不仅通过与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，使施工管理相关人员根据预警信息及时采取预防措施。同时，预警信息还通过预警平台回传到安装在施工现场作业面的声光报警器进行声、光报警，使施工现场的作业人员及时采取相关措施；进一步提高施工安全性。

附图说明

图1是地下工程作业区内孔隙水压力计、声光报警器、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及声光报警器布置横断面图，

图3是本实用新型的结构、数据采集传输与数据回传的示意图。

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，15—声光报警器。 

具体实施方式

如图1、图2与图3所示：一种地下工程施工突水突泥远程与现场三维数字智能预警系统，包括多个孔隙水压力计1，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；还包括声光报警器15，多个孔隙水压力计1连接在一根主连接线上，主连接线与声光报警器15有线连接，声光报警器15另一端与自动化数据采集仪2有线连接；自动化数据采集仪另一端无线连接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。声光报警器15采用ADS-R3串口塔式LED声光报警器，由深圳市艾德斯科技有限公司提供。

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等的布设情况；在隧道施工区间4设置多个孔隙水压力计1，施工区间4还设置有声光报警器15、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与声光报警器15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，声光报警器15设置在隧道拱顶与拱腰之间，便于施工人员看见的地方。

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FLAC^3D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。

本实用新型的使用与工作过程大致如下：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、声光报警器15、自动化数据采集仪2及GPRS静态数据采集仪3，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3，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；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，预警信息通过三维可视化安全预警平台经互联网10、通信接受基站14、商用卫星8、通信发射基站9、GPRS静态数据采集仪3及自动化数据采集仪2回传到安装在隧道作业面的声光报警器15进行声、光报警，声光报警器15的绿色、黄色以及红色灯光分别进行三级、二级以及一级报警；同时，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；完成地下工程施工突水突泥远程与施工现场数字智能预警。

Claims (4)

1.一种地下工程施工突水突泥远程与现场三维数字智能预警系统，包括多个孔隙水压力计、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；自动化数据采集仪一端无线连接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；其特征在于：该预警系统还包括声光报警器，声光报警器一端与孔隙水压力计有线连接，另一端与自动化数据采集仪有线连接。

2.如权利要求1所述的一种地下工程施工突水突泥远程与现场三维数字智能预警系统，其特征在于：多个孔隙水压力计连接在一根主连接线上，主连接线与声光报警器相连接。

3.如权利要求1或2所述的一种地下工程施工突水突泥远程与现场三维数字智能预警系统，其特征在于：声光报警器、自动化数据采集仪和GPRS静态数据采集仪设置于隧道。

4.如权利要求3所述的一种地下工程施工突水突泥远程与现场三维数字智能预警系统，其特征在于：孔隙水压力计设置在隧道拱顶、拱腰与拱脚。

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