河口海岸工程管袋坝信息化施工系统技术方案

本发明专利技术公开了一种河口海岸工程管袋坝信息化施工系统。系统由相关监测设备及系统软件两部分构成。监测设备由渗流监测设备、水平位移监测设备、气象、浪潮监测设备、流速监测设备、数据传输设备与计算机控制设备组成；系统软件包含基础信息设置模块、信息实时采集模块、信息实时分析处理模块、异常信息实时预警模块与专家知识系统模块；对系统的组成部分、连接安装方式及监测数据分析方法进行了详细的介绍。系统集成方法包含了完整、集成化的现场实施方法。本发明专利技术系统科学合理、便于操作，监测方法简单实用，对河口海岸工程管袋坝裸坝建设过程中坝体失稳的因素进行全方位的监测分析，最大限度减小坝体失稳状况的发生。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种河口海岸工程管袋坝信息化施工系统。系统由相关监测设备及系统软件两部分构成。监测设备由渗流监测设备、水平位移监测设备、气象、浪潮监测设备、流速监测设备、数据传输设备与计算机控制设备组成；系统软件包含基础信息设置模块、信息实时采集模块、信息实时分析处理模块、异常信息实时预警模块与专家知识系统模块；对系统的组成部分、连接安装方式及监测数据分析方法进行了详细的介绍。系统集成方法包含了完整、集成化的现场实施方法。本专利技术系统科学合理、便于操作，监测方法简单实用，对河口海岸工程管袋坝裸坝建设过程中坝体失稳的因素进行全方位的监测分析，最大限度减小坝体失稳状况的发生。【专利说明】河口海岸工程管袋坝信息化施工系统
本专利技术涉及一种河口海岸工程管袋坝信息化施工系统，采用的技术主要有Access数据库技术、无接触监测技术、无线数据传输技术、串口通信技术和实时分析预警技术，系统适用于恶劣工程环境下沿海滩涂河口海岸工程中管袋坝裸坝施工，实时监测施工信息，保证施工安全，特别是对于管袋坝安全性要求较高的坝段施工。
技术介绍
所谓信息化施工，即采集施工信息进行分析处理，并用于指导、调整施工的过程。信息化施工系统主要包括工程信息采集仪器和计算机分析应用软件两个部分。工程信息采集仪器用于工程信息的采集，并将采集到的信息发送到计算机；计算机分析应用软件对接收到的信息进行实时分析与处理，通过分析结果对工程中出现的安全隐患进行实时预警，对施工质量给予实时评判，并给出相应的结论与处理措施。目前，工程中运用比较普遍的信息化施工系统主要有深基坑开挖信息化施工系统、高速公路隧道信息化施工系统和铁道建筑工程信息化施工系统等。信息化施工技术的引入极大地提高了施工效率，降低了施工成本。沿海地带地质条件差，风浪大，施工现场仪器布设困难；同时由于沿海滩涂河口海岸工程管袋坝失稳机理的复杂性，尚未有一套适用于管袋坝施工建设的信息化施工系统。 受沿海气候、地质条件的影响，沿海滩涂围垦区管袋坝裸坝施工往往会遇到各种工程问题。例如，在海浪淘刷作用下，地质条件比较差的坝基被掏空，坝体在自重作用下坍塌；在风浪、潮流等荷载作用下，坝体顶层管袋可能会出现滑塌等失稳问题。目前在大多数围垦施工现场，工程技术人员只能依据工程经验对管袋坝裸坝施工过程中坝体的稳定性进行定性的判定。 针对以上问题，经过研究分析，得到与管袋坝裸坝施工期稳定性有关的基本指标:坝体沉降、坝基侧向位移、坝基渗流压力、浪高、波坦、周期、风速、潮位、海流流速等；计算指标:坝基地基内渗流坡降、出口渗流坡降、管袋坝坝体稳定因子；当以上指标超出临界值时，管袋坝坝体将出现不稳定状况。 利用传统的采集仪器来采集上述基本指标信息理论上可以实现，实际操作往往会面临许多困难。传统采集仪器一般利用通信电缆来实现采集硬件与上位机软件之间的数据传输，给施工造成很大阻碍，且电缆极易被施工机械损坏。管袋坝施工场地一般位于潮间带，距离配电厂房较远，现场监测设备供电也无法满足要求。传统采集仪器多采用接触式采集方式，即传感器需要与建筑物贴合，在管袋坝施工现场中布设难度较大。近些年来，随着无线传输技术的发展，硬件设备之间可以通过无线通信方式实现数据的传输，极大降低了对通信电缆的依赖。太阳能电池板的引入能够满足现场设备的供电要求。以雷达传感器等无接触式传感器代替传统接触式传感器，能使使采集仪器集成更为紧凑，现场布设更加方便。 采集到的数据通过编制的计算机软件进行处理。Microsoft Visual Basic是一种基于组件且界面良好的编程开发软件，功能强大，常用于各种工程应用软件的开发。Access数据库具有强大的数据处理、统计分析能力，能够实现中小型规模数据库的开发。本专利技术计算机分析应用软件主体采用VB(Microsoft Visual Basic)编写,后台数据利用Access数据库进行储存。
技术实现思路
为预防和减少河口海岸工程管袋坝裸坝施工过程中出现的各种工程问题，本专利技术提供了一套完善的河口海岸工程管袋坝信息化施工系统。系统包括系统设备与系统软件两个部分；系统设备由渗流监测设备、水平位移监测设备、气象、浪潮监测设备、流速监测设备、数据传输设备及计算机控制设备共同组成；系统软件包含基础信息设置模块、信息实时采集模块、信息实时分析处理模块、异常信息实时预警模块与专家知识系统模块；渗流监测设备和水平平位移监测设备埋设于监测断面坝基中；在管袋坝坝前近海一侧建造监测平台，气象、浪潮监测设备集成安装于监测平台上；在靠近纳潮口坝头或坝线转角处的基床面位置安装流速监测设备；计算机控制设备通过无线数据传输设备与渗流监测设备、水平位移监测设备、气象、浪潮监测设备、流速监测设备连接。 渗流监测设备和水平位移监测设备包括渗压计传感器、测斜仪传感器和数据采集箱；气象、浪潮监测设备包括无接触式的气象站传感器、雷达波潮仪传感器和数据采集箱；流速监测设备包括电磁流速仪和流速仪安装支架，数据采集箱与气象、浪潮监测设备共用一套；无线数据传输设备包括无线数传电台或GPRS无线传输模块；计算机控制设备安装有管袋坝信息化施工系统的计算机。 从总平面布置上来看，围垦施工场地多为“ 口 ”字形结构，即利用一段海堤与三段管袋坝共同将围垦规划区匡围起来。在不与海堤相接的坝段之上预留纳潮口，形成右部带有缺口的近似“ 口 ”字形状。依据施工现场状况，制定了合适的施工监测断面布置方案，将整套系统的监测设备布置到典型监测断面位置处。典型监测断面的选取遵循“重点监测”的原贝U，即针对容易发生坍塌破坏的坝段(如坝轴线转折点、地基条件差和水流流速大的坝段)适当增加监测断面。纳潮口坝头位置受涨落潮往复水流的影响，水流流速大，坝体容易发生破坏，故本专利技术系统拟将典型监测断面选取在该位置处。 系统监测设备安装于选取的典型监测断面位置处，详细安装位置为:(I)渗压计和测斜仪通过打孔布设于坝基内部；(2)气象站、雷达波潮仪及其数据采集箱集成安装于坝前近海一侧的监测平台之上；(3)流速仪通过支架安装到靠近纳潮口坝头或坝线转角处的基床面位置(流速仪与气象站、雷达波潮仪共用一套数据采集箱)；(4)渗压计和测斜仪数据采集箱共用一套，放置于堤头支架上；(5)无线数据传输设备在计算机控制设备和每个数据采集箱上安装一部；当施工现场GPRS信号满足要求(SIM卡能通过GPRS连接网络)时，可以采用GPRS无线传输模块进行监测数据的传输，此时系统控制端理论上可以放置于任何位置(前提是计算机能够连接网络)，但为方便调试，系统控制端不宜距离典型监测断面位置超过1km ;当现场GPRS信号无法满足要求(SM卡无法通过GPRS连接网络)时，需要采用无线数传电台进行监测数据的传输；(6)计算机控制设备应放置于距离典型监测断面不超过5km(无遮挡环境)且供电有保证的位置。 监测设备通过无线数据传输设备将监测所得数据传送至计算机控制设备的信息实时采集模块；信息实时分析处理模块结合信息实时采集模块与基础信息设置模块的数据进行分析计算；异常信息实时预警模块对信息实时分析处理模块的计算结果进行监测，监测所得异常通过显示器以弹窗的方式显示出来；专家知识系统模块结合现场巡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种河口海岸工程管袋坝信息化施工系统，包括系统设备与系统软件两个部分；系统设备由渗流监测设备、水平位移监测设备、气象、浪潮监测设备、流速监测设备、数据传输设备及计算机控制设备共同组成；系统软件包含基础信息设置模块、信息实时采集模块、信息实时分析处理模块、异常信息实时预警模块与专家知识系统模块；其特征在于：所述渗流监测设备和水平位移监测设备埋设于监测断面坝基中；在管袋坝坝前近海一侧建造监测平台，气象、浪潮监测设备集成安装于监测平台上；在靠近纳潮口坝头或坝线转角处的基床面位置安装流速监测设备；计算机控制设备通过无线数据传输设备与渗流监测设备、水平位移监测设备、气象、浪潮监测设备、流速监测设备连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：束一鸣，刘欣欣，吴海民，顾克，满小磊，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32