混凝土坝接缝智能温控灌浆系统技术方案

本发明专利技术提供一种混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，应用于拱坝横缝、有灌浆要求的重力坝纵缝等，系统包括测控子系统及服务器，测控子系统包括主控芯片、第一无线传输模块、布设于混凝土内的温度传感器、布设于缝端部的测缝计，温度传感器、测缝计的数据输出端与主控芯片的数据输入端相连接，主控芯片的控制信号输出端与自动灌浆设备的控制端、冷水管路上的开关部件相连接，服务器包括处理器、第二无线传输模块、数据处理模块，数据采集模块依据温度传感器、测缝计实时感测的混凝土温度、缝开度数据，按照混凝土温度-时间梯度变化线图，预测灌浆时机，并向测控子系统发送混凝土降温、灌浆的控制指令。本发明专利技术可有效提高混凝土坝接缝的灌浆质量。

【技术实现步骤摘要】
混凝土坝接缝智能温控灌浆系统
本专利技术涉及一种混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，属于水利水电工程

技术介绍
大坝施工过程中，为了减小温度应力，适应地基不均匀变形，防止开裂和满足施工要求等，需要对大体积混凝土结构分缝、分块，即设置横缝或纵缝。接缝由其是横缝必须进行接缝灌浆，并在浆液结石达到预期强度后，坝体方能挡水受力，接缝灌浆需要在缝开度及混凝土温度均满足一定要求时才可进行，根据混凝土温度、缝开度，决定灌浆时机和进度直接关系到接缝灌浆的质量。现有的横缝灌浆方法一般通过人工测量实现，技术人员于施工期每天利用温度计测量混凝土温度，同时利用测缝计测量横缝开度，并记录测量结果，直到混凝土温度和横缝开度均达到灌浆要求时，开启自动灌浆设备进行灌浆，显然，这种方法测量精度低，费时费力，且无法保证灌浆质量。
技术实现思路
鉴于上述原因，本专利技术的目的在于提供一种混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，能够自动测量混凝土温度、缝开度，并根据测量数据于最佳的灌浆时机实现自动灌浆，从而大幅提高接缝灌浆的质量和施工效率。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，应用于拱坝横缝、有灌浆要求的重力坝纵缝等处，包括冷水管路、灌浆管路、安装于灌浆管路上的自动灌浆设备，还包括测控子系统及服务器，该测控子系统包括主控芯片、第一无线传输模块、布设于混凝土内的温度传感器、布设于缝端部的测缝计，该温度传感器、测缝计的数据输出端与主控芯片的数据输入端相连接，主控芯片的控制信号输出端与自动灌浆设备的控制端、冷水管路上的开关部件相连接，该服务器包括处理器、第二无线传输模块、数据处理模块，该温度传感器、测缝计分别感测的混凝土温度、缝开度数据经该第一无线传输模块、第二无线传输模块传输至该数据处理模块，该数据处理模块用于依据该混凝土温度、缝开度数据，按照混凝土温度-时间变化线图结合实际的缝开度，预测横缝灌浆时机，并向该测控子系统发送混凝土降温、灌浆的控制指令。进一步的，所述数据处理模块根据所述混凝土温度、缝开度数据，判断混凝土温度是否达到灌浆温度，若未达到灌浆温度，则发送混凝土降温的控制指令，若已达到灌浆温度，则判断横缝开度是否达到开度要求，若未达到开度要求，则发送混凝土降温的控制指令，所述测控子系统收到降温的控制指令，在满足混凝土温控防裂的要求下，控制接通所述冷水管路以对混凝土进行降温处理，若已达到开度要求，则发送灌浆的控制指令，所述测控子系统收到灌浆的控制指令，控制开启所述自动灌浆设备进行灌浆。所述服务器还包括图形绘制模块，用于根据所述混凝土温度、缝开度数据绘制典型点缝开度过程线图、缝位移过程线图、缝开度云图，绘制缝开度-混凝土温度变化过程线图。所述服务器还包括报警单元，当监测的混凝土温度偏离所述混凝土温度-时间梯度变化线图上的温度阈值时，该报警单元用于进行温差报警。所述服务器还包括通讯模块，用于将灌浆时机、灌浆进度等信息传输至通讯设备上。所述混凝土温度-时间梯度变化线图上，水管冷却控制过程从施工期上分为一期冷却、中期冷却和二期冷却共三期冷却。本专利技术的优点是：本专利技术的混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，能够自动测量混凝土温度、缝开度，根据测量数据对混凝土温度进行控制，根据监测数据提供最佳的灌浆时机，同时控制灌浆设备自动灌浆，实现了灌浆系统的自动化、智能化，有效提高了混凝土坝接缝灌浆的质量及工程施工效率。附图说明图1是本专利技术的系统组成框图。图2是本专利技术的系统自动控制流程图。图3是大坝施工期水管冷却和温度梯度控制分布示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术的系统组成框图，如图所示，本专利技术公开的混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，包括测控子系统及服务器，测控子系统包括主控芯片、第一无线传输模块、布设于混凝土内的温度传感器、布设于缝端部的测缝计、布设于需要通水冷却部位的冷水管路、灌浆管路及安装于灌浆管路上的自动灌浆设备，温度传感器、测缝计的数据输出端与主控芯片的数据输入端相连接，主控芯片的控制信号输出端与自动灌浆设备的控制端、冷水管路上的开关部件相连接，可控制自动灌浆设备的启动/停止、冷水管路的接通/断开，主控芯片的输入/输出端与第一无线传输模块相连接，可将采集的混凝土温度、缝开度数据经第一无线传输模块传输至服务器，并可经第一无线传输模块接收服务器发送的灌浆、降温等控制指令；服务器设置于控制室，其包括处理器、第二无线传输模块、数据处理模块、图形绘制模块、显示器等，处理器的输入/输出端与第二无线传输模块相连接，可经第二无线传输模块接收测控子系统发送的混凝土温度、缝开度数据，并可将灌浆、降温等控制指令经第二无线传输模块传输至测控子系统；处理器接收到测控子系统采集的混凝土温度及缝开度数据后，数据处理模块对采集的数据进行处理，当混凝土温度达到灌浆温度，同时缝开度达到开度要求(例如，横缝开度大于等于0.5mm)时，处理器向测控子系统发出灌浆的控制指令，测控子系统开启自动灌浆设备开始灌浆，具体的说，如图2所示，数据处理模块根据接收到的混凝土温度、缝开度数据，判断混凝土温度是否达到灌浆温度，若未达到灌浆温度，在满足混凝土温控防裂的前提下，根据实际温度与灌浆温度的差值发出混凝土降温的控制指令，若已达到灌浆温度，进一步判断缝开度是否达到开度要求，若未达到开度要求，则发送混凝土降温的控制指令，测控子系统收到降温的控制指令，控制接通冷水管路以对混凝土进行降温处理，若已达到开度要求，则发送灌浆的控制指令，测控子系统收到灌浆的控制指令，控制开启自动灌浆设备进行灌浆。如图3所示，本专利技术的混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，按照图3所示混凝土温度-时间梯度变化线图监控混凝土的温度，通过控制接通/断开冷水管对混凝土降温，使得混凝土能够达到灌浆温度。水管冷却控制过程从施工期上分为一期冷却、中期冷却和二期冷却共三期冷却，每期冷却应满足降温速率及目标温度的要求，其中，于二期冷却期间，当混凝土温度和横缝开度达到灌浆要求时，可以启动灌浆。图形绘制模块用于根据采集的混凝土温度、缝开度数据绘制典型点缝开度过程线图、横位移过程线图、缝开度云图(以开度为单位的表征缝不同部位在同一时刻的开度云图)，绘制缝开度-混凝土温度变化过程线图等，能够反馈分析缝开度，预测缝的未来开度，根据缝开度-混凝土温度变化过程线图结合图3所示温度梯度变化线图能够准确预报灌浆时机。服务器还包括数据存储单元、报警单元、通讯模块等，数据存储单元用于存储采集的混凝土温度、缝开度数据，绘制的各图形，处理后得出的数据等；当监测的混凝土温度偏离图3所示梯度线上的温度阈值时，报警单元用于实现温差报警；通讯模块用于将灌浆时机、灌浆进度等信息传输至工程相关人员的通讯设备上，实现灌浆进度的远程在线监控。本专利技术的混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，能够自动、实时测量混凝土温度、缝开度，根据测量数据及施工进度对混凝土温度进行控制，根据监测数据准确提供最佳的灌浆时机，同时控制灌浆设备自动灌浆；自动绘制各种缝开度相关、缝开度与混凝土温度关系线图，能够直观、形象的反馈缝开度过程，同时能够将灌浆进度信息发送至现场工作人员，实现了远程监控功能。本专利技术实现了灌浆系统的自动化、智能化，能够有效提高混凝土坝接缝的灌浆质量及工程本文档来自技高网...

【技术保护点】
混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，应用于拱坝横缝、有灌浆要求的重力坝纵缝等处，包括冷水管路、灌浆管路、安装于灌浆管路上的自动灌浆设备，其特征在于，还包括测控子系统及服务器，该测控子系统包括主控芯片、第一无线传输模块、布设于混凝土内的温度传感器、布设于缝端部的测缝计，该温度传感器、测缝计的数据输出端与主控芯片的数据输入端相连接，主控芯片的控制信号输出端与自动灌浆设备的控制端、冷水管路上的开关部件相连接，该服务器包括处理器、第二无线传输模块、数据处理模块，该温度传感器、测缝计分别感测的混凝土温度、缝开度数据经该第一无线传输模块、第二无线传输模块传输至该数据处理模块，该数据处理模块用于依据该混凝土温度、缝开度数据，按照混凝土温度‑时间变化线图结合实际的缝开度，预测横缝灌浆时机，并向该测控子系统发送混凝土降温、灌浆的控制指令。

【技术特征摘要】
1.混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，应用于拱坝横缝、有灌浆要求的重力坝纵缝处，包括冷水管路、灌浆管路、安装于灌浆管路上的自动灌浆设备，其特征在于，还包括测控子系统及服务器，该测控子系统包括主控芯片、第一无线传输模块、布设于混凝土内的温度传感器、布设于缝端部的测缝计，该温度传感器、测缝计的数据输出端与主控芯片的数据输入端相连接，主控芯片的控制信号输出端与自动灌浆设备的控制端、冷水管路上的开关部件相连接，该服务器包括处理器、第二无线传输模块、数据处理模块、图形绘制模块，该温度传感器、测缝计分别感测的混凝土温度、缝开度数据经该第一无线传输模块、第二无线传输模块传输至该数据处理模块，该数据处理模块用于依据该混凝土温度、缝开度数据，按照混凝土温度-时间变化线图结合实际的缝开度，预测横缝灌浆时机，并向该测控子系统发送混凝土降温、灌浆的控制指令；该图形绘制模块用于根据该混凝土温度、缝开度数据绘制缝开度图形。2.如权利要求1所述的混凝土坝接缝智能温控灌浆系统，其特征在于，所述数据处理模块根据所述混凝土温度、缝开度数据，判断混凝土温度是否达到灌浆温度，若未达到灌浆温度，则发送混凝土降温的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国新，李松辉，刘毅，张龑，张磊，刘有志，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11