深基坑變形穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)三維數(shù)字預(yù)警設(shè)施的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型基于深基坑巖土體物理力學(xué)參數(shù)、深基坑區(qū)域水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件及FLAC3D技術(shù)，建立施工區(qū)域深基坑開(kāi)挖變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型；基于VTK商業(yè)軟件系統(tǒng)建立深基坑穩(wěn)定性三維可視化安全預(yù)警平臺(tái)。通過(guò)全斷面激光掃描儀采集圍護(hù)樁水平位移、冠梁的水平位移以及基坑底面隆起變形實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)處理主機(jī)，深基坑開(kāi)挖變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型利用最初數(shù)組數(shù)據(jù)完成模型參數(shù)修正并將后續(xù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與模型參數(shù)閾值比對(duì)，通過(guò)深基坑穩(wěn)定性三維可視化安全預(yù)警平臺(tái)予以展現(xiàn)并對(duì)超警戒參數(shù)進(jìn)行分級(jí)安全預(yù)警；所有預(yù)警信息發(fā)送至相關(guān)人員手機(jī)，同時(shí)，預(yù)警信息回傳到安裝在施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)面的聲光報(bào)警器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)聲、光報(bào)警。
【專利說(shuō)明】深基坑變形穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)三維數(shù)字預(yù)警設(shè)施
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于城市地鐵車站、高層建筑地基開(kāi)挖等相關(guān)深基坑施工工程技術(shù)領(lǐng) 域，用于深基坑變形穩(wěn)定性智能監(jiān)測(cè)和安全預(yù)警；具體涉及深基坑變形穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān) 測(cè)及三維數(shù)字預(yù)警設(shè)施。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市地鐵、超高層建筑等建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，伴隨著深基坑施工項(xiàng)目越來(lái)越多。 深基坑施工過(guò)程中,基坑失穩(wěn)事故頻發(fā),基坑變形穩(wěn)定性越來(lái)越多弓I起業(yè)內(nèi)人們的關(guān)注,行 業(yè)基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程在遇到特殊水文地質(zhì)工程、地質(zhì)條件以及密集建筑物群環(huán)境時(shí)，有著 一定的局限性?？紤]安全經(jīng)濟(jì)的原則，開(kāi)發(fā)深基坑變形穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)三維數(shù)字預(yù)警 設(shè)施具有十分重要的實(shí)際意義。
[0003]國(guó)內(nèi)外在深基坑變形穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)及三維數(shù)字預(yù)警研究方面尚少，根據(jù)國(guó) 內(nèi)文獻(xiàn)記載，我國(guó)極少數(shù)公路、礦產(chǎn)、海底隧道、鐵路工程中構(gòu)建有數(shù)據(jù)庫(kù)、隧道施工多元信 息預(yù)警與安全管理。但目前為止，尚未見(jiàn)集深基坑開(kāi)挖變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型與深基坑 穩(wěn)定性三維可視化安全預(yù)警平臺(tái)于一體的深基坑變形穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)及三維數(shù)字預(yù) 警設(shè)施的文獻(xiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種深基坑變形穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)及 三維數(shù)字預(yù)警設(shè)施。使用該設(shè)施，能夠?qū)崟r(shí)連續(xù)監(jiān)深測(cè)基坑圍護(hù)樁水平位移、冠梁的水平位 移；實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)深基坑底面隆起變形數(shù)據(jù)，并將所得實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)連續(xù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)測(cè) 和數(shù)據(jù)處理主機(jī)，根據(jù)圍護(hù)樁水平位移、冠梁的水平位移和基坑底面隆起變形數(shù)據(jù)，完成對(duì) 深基坑變形穩(wěn)定性分級(jí)預(yù)警。
[0005]本實(shí)用新型解決上述另一技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:一種深基坑變形穩(wěn)定性 遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)及三維數(shù)字預(yù)警設(shè)施，包括全斷面激光掃描儀，還包括依次連接的自動(dòng)化數(shù) 據(jù)采集儀、GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀、通信發(fā)射基站、商用衛(wèi)星、通信接收基站、互聯(lián)網(wǎng)及遠(yuǎn)程計(jì) 算機(jī)；自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀一端無(wú)線連接GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀，GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀、通信 發(fā)射基站、商用衛(wèi)星、通信接收基站與互聯(lián)網(wǎng)之間依次無(wú)線信號(hào)通訊連接，互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程計(jì) 算機(jī)連接，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接有F2003GSMDTU短信模塊，F(xiàn)2003GSMDTU短信模塊與數(shù)個(gè)手機(jī)無(wú) 線信號(hào)通訊連接；其特征在于:還包括聲光報(bào)警器，聲光報(bào)警器一端與全斷面激光掃描儀 有線連接，另一端與自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀有線連接。
[0006]深基坑開(kāi)挖完成后，在基坑外兩邊各設(shè)置一臺(tái)全斷面激光掃描儀。
[0007]本實(shí)用新型提供了一種基于全斷面激光掃描儀的深基坑變形穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān) 測(cè)及三維數(shù)字預(yù)警技術(shù)。本實(shí)用新型基于深基坑巖土體物理力學(xué)參數(shù)、深基坑區(qū)域水文地 質(zhì)工程地質(zhì)條件以及FLAC3d技術(shù)，建立施工區(qū)域深基坑開(kāi)挖變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型；并 基于VTK(Visualization Toolkit)商業(yè)軟件系統(tǒng)建立深基坑穩(wěn)定性三維可視化安全預(yù)警平臺(tái)。通過(guò)全斷面激光掃描儀直接采集圍護(hù)樁水平位移、冠梁的水平位移以及基坑底面隆 起變形實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)處理主機(jī)，生成數(shù)據(jù)庫(kù)文件。深基坑開(kāi)挖變 形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型利用得到的最初數(shù)組數(shù)據(jù)完成自我參數(shù)修正并給出各參數(shù)模型閾 值，之后深基坑開(kāi)挖變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型將后續(xù)采集到的實(shí)時(shí)位移、變形數(shù)據(jù)與模型 參數(shù)閾值進(jìn)行比對(duì)，通過(guò)深基坑穩(wěn)定性三維可視化安全預(yù)警平臺(tái)予以展現(xiàn)并對(duì)超警戒參數(shù) 進(jìn)行分級(jí)安全預(yù)警；預(yù)警信息發(fā)送至相關(guān)人員的手機(jī)，預(yù)警信息還通過(guò)可視化安全預(yù)警平 臺(tái)回傳到安裝在施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的聲光報(bào)警器進(jìn)行聲、光報(bào)警，從而完成深基坑變形穩(wěn)定性 現(xiàn)場(chǎng)與遠(yuǎn)程三維數(shù)字安全預(yù)警，使相關(guān)人員根據(jù)預(yù)警信息及時(shí)采取預(yù)防措施，提高深基坑 施工人員安全性。本實(shí)用新型適用于各類深基坑施工環(huán)境，包括特殊水文地質(zhì)工程、地質(zhì)條 件以及密集建筑物群等深基坑施工環(huán)境。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是全斷面激光掃描儀、聲光報(bào)警器以及自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀、GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采 集儀平面布置示意圖，
[0009]圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集傳輸與數(shù)據(jù)回傳的示意圖。
[0010]圖中:I一全斷面激光掃描儀，2-自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀，3 — GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀， 4一聲光報(bào)警器，5—圍護(hù)樁，6—深基坑坡頂，7—工字鋼支撐，8—冠梁，9—基坑底面，10— 商用衛(wèi)星，11 一通信發(fā)射基站，12—互聯(lián)網(wǎng)，13—遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，也稱遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)處理主 機(jī)，14—F2003GSMDTU短信模塊，15—手機(jī)，16—通信接收基站。
[0011]【具體實(shí)施方式】
[0012]系統(tǒng)實(shí)施例如圖1與圖2所示:一種深基坑變形穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)及三維數(shù) 字預(yù)警設(shè)施，包括全斷面激光掃描儀1，還包括依次連接的聲光報(bào)警器4、自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集 儀2、GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3、通信發(fā)射基站11、商用衛(wèi)星10、通信接收基站16、互聯(lián)網(wǎng)12 及遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)13 ;全斷面激光掃描儀I與聲光報(bào)警器4有線連接，聲光報(bào)警器4與自動(dòng)化 數(shù)據(jù)采集儀2有線連接，自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀2另一端無(wú)線連接GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3，GPRS 靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3、通信發(fā)射基站11、商用衛(wèi)星10、通信接收基站16與互聯(lián)網(wǎng)12之間依次 無(wú)線信號(hào)通訊連接，互聯(lián)網(wǎng)12與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)13連接，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)13連接有F2003GSMDTU 短信模塊14，F(xiàn)2003GSMDTU短信模塊14與數(shù)個(gè)手機(jī)15無(wú)線信號(hào)通訊連接。
[0013]聲光報(bào)警器4采用ADS-R3串口塔式LED聲光報(bào)警器，由深圳市艾德斯科技有限公 司提供。
[0014]參見(jiàn)圖1與圖2:在基坑外兩邊各設(shè)置一臺(tái)全斷面激光掃描儀I ;2臺(tái)全斷面激光 掃描儀I依次串接并于與聲光報(bào)警器4連接于主線，聲光報(bào)警器4安裝在深基坑施工現(xiàn)場(chǎng) 作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)適當(dāng)位置。深基坑還包括深基坑坡頂6、基坑底面9、工字鋼支撐7以及冠梁8。
[0015]遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)13建立有深基坑開(kāi)挖變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型以及深基坑穩(wěn)定性三 維可視化安全預(yù)警平臺(tái)。深基坑開(kāi)挖變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型的建立是基于深基坑區(qū)域地 層水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件、該區(qū)域巖土體物理力學(xué)參數(shù)以及連續(xù)介質(zhì)快速拉格朗日分析程 序FLAC3d ;深基坑穩(wěn)定性三維可視化安全預(yù)警平臺(tái)基于VTK(Visualization Toolkit)商業(yè) 軟件系統(tǒng)。
[0016]本實(shí)用新型的實(shí)施方法如下:[0017]選擇一深基坑作為深基坑變形穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)及三維數(shù)字預(yù)警設(shè)施系統(tǒng)實(shí) 施的對(duì)象；調(diào)查深基坑區(qū)域地層水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件，獲取其巖土體物理力學(xué)參數(shù)；遠(yuǎn) 程監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)處理主機(jī)13建立預(yù)警設(shè)施實(shí)施對(duì)象區(qū)域深基坑開(kāi)挖變形穩(wěn)定性三維數(shù)值 模型，建立深基坑穩(wěn)定性三維可視化安全預(yù)警平臺(tái)。深基坑開(kāi)挖變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模 型的建立是基于深基坑區(qū)域地層水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件、該區(qū)域巖土體物理力學(xué)參數(shù)以 及連續(xù)介質(zhì)快速拉格朗日分析程序FLAC3d;深基坑穩(wěn)定性三維可視化安全預(yù)警平臺(tái)基于 VTK(Visualization Toolkit)商業(yè)軟件系統(tǒng)；深基坑開(kāi)挖完成后，在基坑外兩邊各設(shè)置一 臺(tái)全斷面激光掃描儀I ;現(xiàn)場(chǎng)同步安裝聲光報(bào)警器4 ;采集圍護(hù)樁5的水平位移、冠梁8的水 平位移以及基坑底面9的隆起變形實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；并將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集 儀2發(fā)送至GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀2，再通過(guò)GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3附近通信發(fā)射基站11 發(fā)至商用衛(wèi)星10，之后傳輸?shù)狡渌ㄐ沤邮栈?6，并進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)12傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和數(shù) 據(jù)處理主機(jī)13，生成數(shù)據(jù)庫(kù)文件，深基坑開(kāi)挖變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型實(shí)時(shí)調(diào)用這些數(shù)據(jù)； 深基坑開(kāi)挖變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型利用得到的最初數(shù)組數(shù)據(jù)完成自我參數(shù)修正并給出 各參數(shù)模型閾值，之后深基坑開(kāi)挖變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型將后續(xù)采集到的實(shí)時(shí)變形數(shù)據(jù) 與模型參數(shù)閾值進(jìn)行比對(duì)，通過(guò)深基坑穩(wěn)定性三維可視化安全預(yù)警平臺(tái)予以展現(xiàn)并對(duì)超警 戒參數(shù)進(jìn)行分級(jí)安全預(yù)警；預(yù)警信息通過(guò)與計(jì)算機(jī)連接的短信模塊14，以手機(jī)短信方式發(fā) 送至現(xiàn)場(chǎng)施工與地面管理相關(guān)人員的手機(jī)15，實(shí)現(xiàn)深基坑變形穩(wěn)定性遠(yuǎn)程預(yù)警；同時(shí)，預(yù) 警信息還通過(guò)可視化安全預(yù)警平臺(tái)回傳到安裝在施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)面的聲光報(bào)警器4進(jìn)行聲、 光報(bào)警，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警，使施工管理相關(guān)人員及施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)人員根據(jù)預(yù)警信息及時(shí)采 取相關(guān)預(yù)防措施，進(jìn)一步加強(qiáng)施工風(fēng)險(xiǎn)管理。
【權(quán)利要求】
1.一種深基坑變形穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)及三維數(shù)字預(yù)警設(shè)施，包括全斷面激光掃描儀 I，還包括依次連接的聲光報(bào)警器4、自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀2、GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3、通信發(fā)射 基站11、商用衛(wèi)星10、通信接收基站16、互聯(lián)網(wǎng)12及遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)13 ;全斷面激光掃描儀I 與聲光報(bào)警器4有線連接，聲光報(bào)警器4與自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀2有線連接，自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集 儀2另一端無(wú)線連接GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3，GPRS靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀3、通信發(fā)射基站11、商 用衛(wèi)星10、通信接收基站16與互聯(lián)網(wǎng)12之間依次無(wú)線信號(hào)通訊連接，互聯(lián)網(wǎng)12與遠(yuǎn)程計(jì) 算機(jī)13連接，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)13連接有F2003GSMDTU短信模塊14，F(xiàn)2003GSMDTU短信模塊14 與數(shù)個(gè)手機(jī)15無(wú)線信號(hào)通訊連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種深基坑變形穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)及三維數(shù)字預(yù)警設(shè)施，其 特征在于:2臺(tái)全斷面激光掃描儀分別設(shè)置在深基坑外兩邊。
3.如權(quán)利要求2所述的一種深基坑變形穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)及三維數(shù)字預(yù)警設(shè)施，其 特征在于:聲光報(bào)警器4安裝在深基坑施工現(xiàn)場(chǎng)適當(dāng)位置。
4.如權(quán)利要求3所述的一種深基坑變形穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)及三維數(shù)字預(yù)警設(shè)施，其 特征在于:2臺(tái)全斷面激光掃描儀I有線連接并于聲光報(bào)警器4連接于主線。
5.如權(quán)利要求2至4任意一項(xiàng)所述的一種深基坑變形穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)及三維數(shù)字 預(yù)警設(shè)施，其特征在于:聲光報(bào)警器4采用ADS-R3串口塔式LED聲光報(bào)警器。
6.如權(quán)利要求5所述的一種深基坑變形穩(wěn)定性遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)及三維數(shù)字預(yù)警設(shè)施，其 特征在于:遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)13建立有深基坑開(kāi)挖變形穩(wěn)定性三維數(shù)值模型以及深基坑穩(wěn)定性 三維可視化安全預(yù)警平臺(tái)。
【文檔編號(hào)】E02D17/02GK203452085SQ201320014890
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年1月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月12日
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