一种地下管廊涌水量监测及预警系统、方法技术方案

本发明专利技术公开了一种地下管廊涌水量监测及预警系统、方法，监测及预警系统包括：无线自动雨量站实时监测降雨量；渗压计实时监测孔隙水压力；量水堰水位计实时监测排水沟涌水量；中央控制中心，包括数据综合处理软件，计算降雨量增大、减小的加速度，地下水位上涨、下降的加速度，以及排水沟内水位升高、降低的加速度，并通过整合降雨量、地下水位、排水沟涌水量数据，预测不同降雨量、极端降雨条件下管廊内涌水量数据，并提出处理措施。本发明专利技术主动式捕获管廊外气象信息、管廊内涌水信息，使用计算机算法融合多通道监测数据，实时感知识别外部环境变化，预警式、智能化解决管廊降排水问题，最大程度上减轻渗漏水危害。度上减轻渗漏水危害。度上减轻渗漏水危害。

【技术实现步骤摘要】
一种地下管廊涌水量监测及预警系统、方法


[0001]本专利技术属于综合管廊运维工程领域，具体涉及一种地下管廊涌水量监测及预警系统、方法。

技术介绍

[0002]管廊防排水主要通过管廊自动抽排水技术实现，即在管廊设计阶段构筑内外排水、防水系统，监测到排水沟内涌水达到阈值后借助机械装置将积水排出。现有管廊渗漏水事故频发，甚至以“十管九漏”之称，运营超过10年的管廊、隧道均出现不同程度的衬砌渗漏水现象。管廊隧道出现渗漏水的原因，绝大部分和施工有关，尽管在设计上已尽可能地考虑了防水，但在实施防水设计的施工过程中，由于人、材料、机械设备、天气及外部环境等原因，理想中的防水设计及施工管理在现实中效果并不是很好。因此，渗漏水问题与施工过程密切相关，是一个很难彻底解决的问题。
[0003]现有管廊防排水主要有如下形式：外排水系统：在管廊衬砌外表面适当位置构筑排水孔，在衬砌内布置透水管、纵向排水管、横向泄水管，将管廊外渗流水导入管廊内排水沟中；内排水系统：在管廊衬砌内侧底部的侧边设置水槽，管壁上的冷凝水、渗漏水向下流淌入排水沟内，外排水系统导入的流水通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地下管廊涌水量监测及预警系统，其特征在于包括：无线自动雨量站，布置于管廊所在地表一定周围内，用于实时监测降雨量，并传输至数据综合处理软件；渗压计，布置于地表以下的管廊外部，用于实时监测孔隙水压力，并传输至数据综合处理软件；量水堰水位计，布置于管廊排水沟内，用于实时监测排水沟涌水量，并传输至数据综合处理软件；中央控制中心，包括数据综合处理软件，数据综合处理软件通过降雨量计算降雨量增大、减小的加速度，通过孔隙水压力计算地下水位上涨、下降的加速度，通过排水沟涌水量计算排水沟内水位升高、降低的加速度，并通过整合降雨量、地下水位、排水沟涌水量数据，预测不同降雨量和极端降雨条件下管廊内涌水量信息，提出处理措施。2.根据权利要求1所述的地下管廊涌水量监测及预警系统，其特征在于：还具有反馈系统，包括机械排水泵和信息分发上报装置，机械排水泵直接受控于所述中央控制中心，具备长时间工作和实时功率调节能力，能够根据降雨量的变化增减运行功率；信息分发上报装置将信息实时传输给运维人员，便于实施决策。3.一种地下管廊涌水量监测及预警方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：获取历史气象信息、地质信息、衬砌信息；步骤2：根据历史气象信息、地质信息、衬砌信息进行算法训练，建立管廊涌水数据库；步骤3：获取实时气象信息，传输至数据综合处理软件；步骤4：数据综合处理软件调用数据库并执行算法处理，根据实时气象信息计算降雨量加速度b1、地下水位加速度c1、涌水量加速度d1的预测值，以及最大预测降雨量、最大预测涌水量、涌水预测需时；步骤5：数据综合处理软件根据各项指标预测值启动排水设备运行；步骤6：检测到降雨开始，监测实时降雨量、实时涌水量，数据综合处理软件调用数据库并执行算法处理，计算实时降雨量加速度b、地下水位加速度c、涌水量加速度d；步骤7：分析比对实际值与预测值，相应进行监测设备采样频率调整、排水系统运行功率调整。4.根据权利要求3所述的地下管廊涌水量监测及预警方法，其特征在于还包括：步骤8：检测到降雨发生突变，数据综合处理软件调用数据库并执行算法处理，计算新的降雨量加速度b2、地下水位加速度c2、涌水量加速度d2的预测值，以及新的最大预测降雨量、新的最大预测涌水量、新的涌水预测需时，调整排水系统运行功率、采样频率，并进行信息上报、发出警告；步骤9：数据综合处理软件执行算法处理，重新分析比对新的预测值与实际值，运维人员审核确认灾害等级；步骤10：根据灾害等级执行管廊应急处理，包括应急照明、应急监控、应急通风、应急供电以及应急处置力量布置。5.根据权利要求3所述的地下管廊涌水量监测及预警方法，其特征在于：步骤2中，算法训练的输入层数据来源包括：当地水文地质环境、地质构造、管廊建设规模、管廊开挖面积、岩性特征、管廊内渗水量、地下水位、地下水位变化速度、降雨量、涌水
量、涌水量变化速度、降水渗透速度。6.根据权利要求3所述的地下管廊涌水量监测及预警方法，其特征在于：步骤2中，进行算法训练时，建立管廊涌水量、涌水需时、管廊防排水预防措施与训练场景、训练变量之间的映射关系。7.根据权利要求6所述的地下管廊涌水量监测及预警方法，其特征在于：所述涌水需时指地表水渗流至管廊内排水沟所需要的时间，其统计方法为：在无降水时间段内采集管廊排水沟内的稳定水位数据，观察降雨信息，记录到降雨后开始统计时长，雨水渗流至管廊排水沟，待排水沟内水位数据增大直至稳定后结束时长的统计，即为涌水需时。8.根据权利要求6所述的地下管廊涌水量监测及预警方法，其特征在于：涌水量与各影响因素指标的映射关系概括为：式中：A为涌水量预测值；qt为气象部门提供信息；m为管廊埋深信息；k为管廊开挖面积；sc为实地取样研究渗流相关参数；ls为历史气象信息；sl为渗漏病害识别信息；sw为量水堰水位计信息；sy为管廊渗压计监测信息；wx为无线自动量雨站实时降雨信息，zp为管廊自排水措施信息；涌水需时与各影响因素指标的映射关系概括为：式中：B为涌水需时预测值；wx为无线自动量雨站实时降雨信息；ds为地下水位变化速度；sd为管廊外水头变化速度；sw为量水堰水位计信息；ls为历史气象信息；sl为渗漏病害识别信息；sy为管廊渗压计监测信息；sc为实地取样研究渗流相关参数；m为管廊埋深信息；zp为管廊自排水措施信息；管廊防排水预防措施与各影响因素指标的映射关系概括为：式中：C为采取预防措施；A为涌水量预测...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩宝江，张小燕，梁炜，江华，张建海，余刚，王冰，王磊，周阳，禹韶阳，刘佳宁，
申请(专利权)人：北京京投城市管廊投资有限公司中铁电气化局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：