大型沉井施工全过程控制方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种大型沉井施工全过程控制方法及应用，包括：土层参数模块，接高下沉组合模块，地基处理模块，沉井几何状态评估模块，泥面监测模块，沉井结构应力应变监测及分析模块，接高下沉计算及工艺选取模块，反演分析模块，计算结果导出模块，指令自动生成、自动预判及下达模块，开挖设备集群化控制模块以及系统控制客户端。本发明专利技术可对沉井施工全过程进行方案生成及比选，对施工阶段的主要参数监测及预警，依据参数的变化自动进行方案的修正并指挥各类机械进行施工，从而极大简化了技术人员的工作任务并起到指导施工的作用。工作任务并起到指导施工的作用。工作任务并起到指导施工的作用。

【技术实现步骤摘要】
大型沉井施工全过程控制方法及应用


[0001]本专利技术涉及土木工程领域中的桥梁沉井基础领域。更具体地说，本专利技术涉及一种大型沉井施工全过程控制方法及应用。

技术介绍

[0002]沉井是井筒状的结构物，它是以井内挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础。沉井具有埋置深度大、整体性强、稳定性好，承载力高、施工简单、对周边土体扰动小的优点，因此广泛应用于土木工程的多个领域。
[0003]在大型沉井施工的过程中，需要以各类地层参数为依据进行方案编写，但实际施工中所得到的地层参数地勘值往往偏保守，从而导致施工方案往往会难以推进；大型沉井由于其质量大，因此土层影响也大，与此同时大型沉井施工周期长，在漫长的施工周期内，地层参数也处于动态变化的过程中，所以针对某一特定地层参数所编写的方案往往无法指导沉井全过程的施工，而方案的编写、变更、比选工作极为繁琐，需耗费工程技术人员大量的精力；大型沉井的沉井姿态、泥面高度、结构受力及变形难以控制，虽然目前已经有诸多对沉井姿态、泥面变化、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型沉井施工全过程控制方法，其特征在于，包括：土层参数模块，接高下沉组合模块，地基处理模块，沉井几何状态评估模块，泥面监测模块，沉井结构应力应变监测及分析模块，接高下沉计算及工艺选取模块，反演分析模块，计算结果导出模块，指令自动生成、自动预判及下达模块，开挖设备集群化控制模块以及系统控制客户端；所述土层参数模块由土层参数采集端与土层参数分析端构成，土层参数采集端安装在沉井结构上，土层参数分析端集成于服务器上；所述土层参数采集端采集沉井施工场地内的水文及地质参数并传递到土层参数分析端，土层参数分析端通过内置算法计算获得关键参数值；所述接高下沉组合模块集成于服务器上，获取土层参数模块的数据，分析得到当前土层条件下的沉井多种接高下沉初步组合方案；所述地基处理模块，获取接高下沉组合模块的数据，确定沉井首次接高方案以及对应的地基处理方案；所述沉井几何状态评估模块由沉井几何状态采集端与沉井几何状态分析端构成；沉井几何状态采集端采集当前沉井几何姿态信息并传递到沉井几何状态分析端，沉井几何状态分析端根据获取的数据分析评估当前沉井的姿态；同时，沉井几何状态分析端基于土层参数模块和接高下沉计算及工艺选取模块，计算沉井几何姿态变化预期值；所述泥面监测模块由泥面监测采集端与泥面监测分析端构成，泥面监测采集端获取当前沉井泥面高度信息并传递到泥面监测分析端，泥面监测分析端利用泥面监测采集端所获取的数据，分析评估当前泥面的状况；同时，泥面监测分析端基于接高下沉计算及工艺选取模块，计算泥面变化预期值；所述沉井结构应力应变监测及分析模块由沉井结构应力应变采集端和沉井结构应力应变分析端构成；沉井结构应力应变采集端获取当前沉井的应力应变信息并传递到沉井结构应力应变分析端，沉井结构应力应变分析端利用沉井结构应力应变采集端所获取的数据，分析评估当前沉井的受力变形情况；同时，沉井结构应力应变分析端基于沉井几何状态评估模块和泥面监测模块的数据，计算沉井结构受力及变形预期值，制定沉井姿态、应力调整方案；所述接高下沉计算及工艺选取模块计算沉井各阶段下沉系数，确定需要开挖的面积，并结合沉井结构受力进行开挖工艺比选与优化，生成沉井开挖下沉工艺方案；所述反演分析模块集成于服务器上，其基于上述各个模块的监测信息及计算数据进行反演，获得关键参数，从而判断监测及计算结果的合理性；所述计算结果导出模块集成于服务器上，可将不同模块的计算结果进行统合并导出储存；所述指令自动生成、自动预判及下达模块集成于服务器上，将上述各个模块的分析及监测结果进行整合分析生成沉井施工整体方案并生成指令；所述开挖设备集群化控制模块接受指令自动生成、自动预判及下达模块的指令，并指挥与之连接的各类开挖设备依据方案进行施工；所述系统控制客户端，作为应用程序安装在电脑或这手机上。2.如权利要求1所述的大型沉井施工全过程控制方法，其特征在于，所述土层参数模块对相关地层参数进行动态监测并生成沉井三维立体仿真模型。
3.如权利要求1所述的大型沉井施工全过程控制方法，其特征在于，所述地基处理模块计算刃脚在砂垫层的扩散面积以及当前加固条件下的地基极限承载力，并基于固结作用进行承载力分析。4.如权利要求1所述的大型沉井施工全过程控制方法，其特征在于，所述接高下沉计算及工艺选取模块内置多种施工工艺及支撑方式模拟程序；所述接高下沉计算及工艺选取模块内置有深度学习程序。5.如权利要求1所述的大型沉井施工全过程控制方法，其特征在于，所述沉井几何状态评估模块基于土层参数模块建立沉井三维立体仿真模型。6.如权利要求1所述的大型沉井施工全过程控制方法，其特征在于，所述沉井几何状态评估模块、泥面监测模块、沉井结构应力应变监测及分析模块在监测值超出允许值后，进行预警；具体为：一级预警时，所述监测值Y超出允许值X1、小于或等于允许值X2，指令自动生成、自动预判及下达模块控制系统控制客户端进行提示，且在一级预警的情况下原始的开挖下沉施工指令不会发生更改；二级预警时，所述监测值Y超出允许值X2、小于或等于允许值X3，指令自动生成、自动预判及下达模...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永涛，杨钊，陈培帅，姬付全，李德杰，曾旭涛，夏崟濠，胡文勇，肖靖，饶为胜，朱俊涛，李嘉成，贺祖浩，罗会武，杨睿，孔茜，许超，周微强，高如超，李雪松，邱敏，梁晓腾，石章入，姚翔川，贺创波，刘杰，熊栋栋，张瑞元，
申请(专利权)人：中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：