计算机控制基坑降水技术的应用

2024-04-03 07:52:39| 收藏本文下载本文作者：cassie_liu

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计算机控制基坑降水技术的应用

篇1：计算机控制基坑降水技术的应用

【摘要】高层建筑和地下工程的构筑物中，几乎都需要在基坑工程中降低地下水水位，以保证工程施工的顺利进行，而基坑降水工程除需需要一个好的降水设计以外，施工方法和施工手段就显得十分重要了，传统的降水电气控制方法是通过在降水井内设置一根两芯控制线，检测水位的高度，从而控制水泵的起停，本文探讨了应用计算机控制建筑工程基坑降水技术。

【关键词】基坑;降水;计算机控制;动力载波通讯

城市中深基坑工程常处于密集的既有建筑物.道路桥梁.地下管线.地铁隧道或人防工程的近旁，虽属临时性工程，但其技术复杂性却远大于永久性的基础结构或上部结构，稍有不慎，不仅将危及基坑本身安全，而且会殃及临近的建(构)筑物.道路桥梁和各种地下设施，造成巨大损失。

因此，深基坑的设计，在设计时也应进行方案比较，设计出既安全可靠，又具有相对合理造价的深基坑。

一、基坑降水的作用

1.有效防止基坑坡面和基底的渗水，使基坑在开挖期间保持干燥状态，从而有利于机械化施工;

2.增加基坑边坡的稳定性和基坑底板的稳定性，防止边坡上或基底土层的流失。这是因为基坑开挖至地下水以下时，周围的地下水向坑内渗流，从而产生渗透力，对边坡和基底产生了不利影响。

降低基坑周围地下水位至开挖面以下时，不仅保持了基底的干燥，而且消除了渗透力的影响，防止流沙的产生，从而增加了边坡和基底的稳定性;

3.减少土体含量，有效提高物理力学性能指标，减少支护体系的变形，提高土体固节强度，增加土中有效应力。对于放坡开挖而言可提高边坡的.稳定性;对于支护开挖可增加被动区土抗力，减少主动区土体侧压力，从而提高支护体系的稳定度和强度保证，减少支护体系的变形。

降低地下水位，减少土体含水量，提高土体固结程度，减少土中孔隙水压力，增加土中有效应力。

4.保护降水基坑周围环境，如保护周边建筑物和地下管道等的安全。

二、传统基坑降水的控制方法

传统基坑降水系统的组成;系统由潜水泵，水位控制器、交流接触器、空气开关等设备组成，潜水泵一般采用1.5～2.2KW，三相380V，水位控制器采用强电控制方式，由中间继电器和探测水位的导线组成，导线插入井中，遇到水导通，接通中间继电器的控制回路，中间继电器吸合，控制交流接触器启动潜水泵工作，水位下降后，中间继电器断开，使交流接触器断开，潜水泵停止工作。

传统基坑降水的控制方法的弊病是显而易见的，没有事故报警系统，潜水泵故障、开关故障致使水泵停止工作不容易被发现，不能实时地监测各个降水井的水位，检查降水井工作状态只能靠人工巡井，靠人来发现故障，而巡井人员每天只能巡井几次(人的责任心)，夜间则无法巡井，这样就给降水系统的可靠性带来许多问题，有时还会出现工程事故。

三、计算机控制基坑降水的控制方法

计算机控制基坑降水系统的组成;计算机控制基坑降水系统由电子水位传感器、现场控制器和管理计算机、打印机等组成。

电子水位传感器：

电子水位传感器是一种压电器件，测量深度为0～10m，传感器根据水中的压力与空气中的压力差把液位高度变换成压力差，再把压力差转换成微弱的电信号，该微弱的电信号经放大器放大后送A/D变换器，单片机接收到数字信号后进行相应的处理。

本系统采用的传感器对精度要求的不是很高，这主要是考虑系统成本的问题。

现场控制器：

现场控制器是以单片机系统为核心(见图1)，由单片机外围电路、与电子水位传感器接口电路、A/D变换电路，与管理计算机通讯接口电路、与潜水泵连接的驱动电路和双向可控硅开关电路组成。

现场控制器可以独立工作，负责根据水位传感器的信号控制潜水泵的起停，也可以接受管理计算机的指令，向管理计算机传送潜水泵的工作状态和水位高度等信息。

管理计算机：

管理计算机负责与现场控制器通讯，接收现场控制器发来的潜水泵的工作状态，为现场控制器发送指令，设置控制参数，根据各井水位情况分析地下的水分布，统计各降水井故障情况、维修记录、打印报表等工作，对降水井进行实时监测和控制。

图1 现场控制器原理图

四、现场控制器的功能设置

现场控制器为每个降水井配置一个，既可以独立控制潜水泵的起停，也可接受管理计算机的指令来控制潜水泵，现场控制器的主要功能为：

1、将水位传感器的电讯号转换为数字讯号，并计算出降水井的水位高度值。

2、根据水位高度控制潜水泵的起停。

3、根据潜水泵的工作电流及电压，监测潜水泵的工作状态。

4、与管理计算机通讯，报送水位高度及各项工作状态。

五、管理计算机软件功能设置

管理计算机控制着所有现场控制器的运行，他的主要功能为：

1、为现场控制器发送初始参数设置，为降水井编号。

2、发送巡查指令，检查各降水井的工作状态，并保存到数据库中。

3、报警功能，发现降水井工作状态异常，可发出报警信号，并给出出现异常的降水井的编号或在屏幕上显示出报警井的位置、作出故障分析。

4、根据各井水位高度情况绘制现场水位分布图，供施工参考。

5、强制降水井启动或停止工作。

6、对所有降水井巡回监测检查。

7、为每一个降水井建立运行档案数据库，记录运行状态，工作时间，故障时间，维修情况，故障原因等数据。

8、对上述情况打印报表，作为施工记录。

六、管理计算机与现场控制器的通讯方式

目前作为控制总线可分为有线与无线两种，有线通讯有485总线、CAN总线等，无线方式有GPS、ZigBee等方式，还有介于两种通讯方式之间的动力载波通讯，本方案就是采用这种通讯方式。

动力载波通讯是利用现有的动力线做通讯信号的载体，不用再设通讯线路，这种通讯方式安全可靠，安装方便，特别适合建筑工地的场合。管理计算机可以安装在任何地方，只要现场控制器和管理计算机共用一个变压器，就可实现它们之间的通讯，由于本文主要介绍计算机控制基坑降水技术的应用，对于动力载波的实现方法和原理在此就不过多的阐述了。

七、计算机控制基坑降水技术的优势

基坑降水工程的重要性前面已经介绍了，因此，实时的检测降水井的工作状态就显得十分重要了。

计算机控制基坑降水技术保证了基坑降水工程的顺利进行，能够实时地报告降水井的工作状况，这是人工巡井所做不到的，管理计算机如果联网，网上的任意一台计算机经过授权后，都可以实时地看到所有降水井的工作状态和运行情况报告。这对建设单位，政府监管部门和监理单位对基坑降水工程的监管都提供了新的手段。

计算机控制基坑降水技术对传统的将水方式是一个革命性的进步，随着管理的科学化，计算机技术的进一步发展，计算机控制基坑降水技术将会不断地发展完善，更加科学地管理基坑降水工程，从而对基坑工程建筑主体工程保驾护航。

篇2：浅析软土地区基坑降水施工技术

浅析软土地区基坑降水施工技术

本文结合某工程实施的`具体情况,对其软土地区深基坑降水施工技术的主要施工工艺进行阐述和探讨,希望能为相关人员提供一点参考.

作者：邝世荣作者单位：湖南省郴州市第二建筑工程公司,湖南,郴州,423000 刊名：城市建设与商业网点英文刊名：CHENGSHI JIANSHE YU SHANGYE WANGDIAN 年，卷(期)： “”(23) 分类号：关键词：软土地区基坑降水施工

篇3：计算机控制技术在工业上的应用

摘要：本文介绍了计算机控制技术，重点阐述了计算机控制技术在自动化生产线上的应用，以及计算机控制技在未来的发展方向。

关键词：计算机控制技术 ;自动化生产线;生产应用

一、概述

计算机控制系统的发展是人类科学技术不断发展的产物，科技的进步与发展，技术的创新与改善，对控制系统的要求逐渐提高，精密仪器的生产过程以及微电子技术的制造都要求一套成熟而缜密的计算机控制系统，计算机控制系统需要有处理复杂程序，进行精密控制的能力，计算机控制系统的发展需要依托先进的计算机技术、强大的自动化控制为基础，计算机控制系统对工业自动化生产具有开拓意义。

企业应用计算机控制技术进行优化生产结构，将会为公司扩大生产、提高生产效率。

二、计算机控制技术

篇4：计算机控制技术在工业上的应用

摘要：随着科学技术的快速发展，计算机应用技术被应用到各个领域，包括国防、航空航天、工业、农业、医学等行业，不仅提高了生产效率，也促进了企事业单位的快速发展。

本文主要阐述了计算机技术在工业自动控制系统中的应用。

关键词：计算机应用;工业;自动控制

自从工业技术革命以来，工业生产技术得到了快速发展。

在工业生产过程中自动化系统的发展受到了人们的广泛关注，计算机技术在自动化系统中的应用，取得了非常明显的效果。

当前，它已经成为了工业生产中不可或缺的工具。

“计算机控制系统”综合了计算机、自动控制理论和自动化仪表等项技术，并将这些先进技术集成起来应用于工业生产过程。

计算机控制系统是自动控制技术和计算机技术相结合的产物，利用计算机来实现生产过程自动控制的系统，它由控制计算机本体和受控对象两大部分组成。

一、计算机控制技术的发展

计算机控制技术的思想始于上世纪五十年代中期，美国TRW航空公司与美国德克萨斯州的一个炼油厂合作，进行计算机控制的研究，他们设计出了一个利用计算机控制实现反应器供料最佳分配，根据催化剂活性测量结果来控制热水的流量以及确定最优循环的系统。

这项具有跨时代意义的工作为计算机控制技术的发展奠定了基础，从此，计算机控制技术迅速发展，并被各行各业广泛应用。

伴随着计算机技术的飞速发展，计算机控制技术也紧随其后，迅猛的发展起来，其发展过程大致可以分为四个阶段：(1)开创时期(2)直接数字控制时期(3)小型计算机时期(4)微型计算机时期。

如今计算机控制技术的发展又多了许多新的方向：计算机控制的网络化;计算机控制的集成化;计算机控制的智能化;计算机控制技术的标准化。

二、计算机控制技术的应用领域

(1)计算机控制技术在工业领域的应用：计算机控制技术在工业上的发展有几个阶段：最初能实现如信息处理、数据采集、过程控制、在线优化、甚至实时调度、生产计划等操作控制功能;到能满足如非线性、时变动态特性等要求的递阶控制;再到基于微处理器的分散控制;再到过程诊断技术，目前主要应用于电力和化工工业;然后到广泛地用于产品质量检测与控制等方面的传感器开发及高级控制技术;现在，美国、日本及其它工业发达的国家正投入大量的人力、物力和财力致力于机器人的研制与开发。

这些机器人主要应用于制造行业，也将在过程工业中发挥越来越重要的作用。

今后，社会将面临新的研究课题，制造系统和专家系统。

(2)计算机控制技术在医学领域的应用：根据我国现状，中药生产企业，一般把综合间歇控制系统分成两部分来搞，即生产管理部分和实时控制部分。

(3)计算机控制技术在农业领域的应用：智能温室大棚中利用计算机进行远程监控和操作，还可设计自动控制无人管理温室大棚。

根据远程传感器搜集来的温度、湿度、光照等模拟信息，经输入通道进行AD转换，传入计算机，计算机既可以利用这些数据进行监控，同时又可以利用这些数据对大棚进行控制，进行加湿、加温、增加光照等控制，从而实现温室大棚的自动化智能控制。

(4)计算机控制技术在航空领域的应用：近几年来，从我国载人航天技术成功以来，航空航天技术已经得到越来越多的国人关注，一个又一个瞩目成绩的取得离不开自动化控制技术的发展，而这其中计算机控制技术又占据着重要的位置。

三、工业计算机控制技术的发展趋势

(1)工业计算机控制技术的'网络化。

将控制系统网络化，使控制作用的实现不再局限于传统意义上的控制系统，而是由各种仪表单元分别独立完成各自的工作，然后再通过网络进行彼此间的信息交换和组织，并相互协作，最终实现预定完成的控制任务。

这种近似于模块化的思想，可以使各部分独立工作，不产生干扰，有可以根据需要增减控制网络中的个体，大大增强了系统的实用性。

(2)工业计算机控制技术的集成化。

计算机集成制造系统将成为21世纪占主导地位的新型生产方式，世界上很多国家包括我国都已经把发展计算机控制技术作为本国制造工业的发展战略，并制定了许多由政府或工业界支持的计划，用以推动计算机集成制造系统的开发与应用。

计算机控制系统的集成化也已经成为当今计算机控制技术的又一发展趋势。

(3)工业计算机控制技术的智能化。

目前的典型智能控制方法有：模糊控制、专家控制、神经网络控制等。

模糊控制绕过了对象的不确定性、不精确性、噪声、非线性、时变性以及时滞性等影响，实现简单，适应面广。

(4)工业计算机控制技术的标准化。

任何技术的发展最终都会趋向于标准化，计算机控制技术也不例外，将计算机控制技术标准化，可大大促进计算机控制技术的发展。

目前国际公认的标准尚未建立，但已有很多厂商愿意采用一些通用性较强的产品，相信不久的将来，计算机控制技术必将建立一套国际化通用标准。

综上所述，计算机控制在工业系统中的应用已取得了可喜的进展，而且随着计算机技术的继续发展，系统和控制理论与实践的不断深化，将得到进一步完善和发展，并为提高生产设备性能、产品质量，稀有资源的有效利用发挥更大的作用。

参考文献：

[1] 《现代控制系统》(第10版)?ISBN：978-7-302-16207-0

[2] 《计算机控制原理与应用》陈炳和ISBN：978-7-81124-167-9

篇5：浅谈管井降水在基坑施工中的应用论文

浅谈管井降水在基坑施工中的应用论文

摘要：在地下水位较高地区进行基础施工，降低地下水位，为基础结构施工提供一个干燥的作业环境是关键。本文主要介绍管井降水技术在某工程基础施工中的应用。

关键词：基坑；管井；降水

1工程概况及地质情况

某工程基坑开挖土质主要为粘性土，开挖边坡为1：3，根据施工现场以上实际情况，开挖边坡不进行支护。基坑的降排水为基坑开挖关键，开挖前，应降低地下水位，使其低于开挖面0.5m，严禁扰动天然地基，基坑底部预留30cm厚度保护层。基坑降水主要采用明沟排水及管井降水。

工程地质分为上中下三层：上部以人工堆积填土为主，中部为砖红色网纹状粘土，下部基岩以砂砾岩为主。

2材料及设备投入计划

井管：采用砼井管，井管内径φ300mm，管壁厚度50mm，其下部为1.0m的沉淀管，上部为无砂砼滤管。

水泵：明沟排水使用2台22kW泥浆泵，每口深井内配置1台150QJ20-26/4型深井泵，每台水泵配置一个控制开关。

3基坑降水施工思路

3.1总体施工方法

开挖边坡为1：3，这一阶段土料含水量适中，基坑直接进行开挖。在第二阶段52.0m高程以下土方开挖时采用明沟排水及管井排水；第二阶段从52.0m高程以下土方开挖前在52.0m高程开始打深井，在截渗墙施工结束七天后开始管井降水，以降低土体潜水，提高地下水位以下土方开挖效率，同时为提高降水效果，采用排水沟的方式辅助降水；第三阶段是在基坑开挖结束后利用管井井点作为集水井，采用明沟和管井同时降低地下水，确保结构施工在旱地进行。

3.2明沟排水布置

基坑为矩形，长50.6m，宽21m，随着基坑的开挖，当基坑深度接近52.0m时，沿基坑四周（基础轮廓线以外，基坑边缘坡脚0.3m内）设置排水沟，在基坑四角或每隔30~40m设一直径为0.8m的集水井，沟底宽0.3m，沟底比基坑低0.4m，集水井底比排水沟低0.8m。随着基坑开挖，排水沟和集水井随之分级设置与加深，直到坑底达到设计标高为止。基坑开挖至预定深度后，再对排水沟和集水井进行修整完善，沟壁不稳时须利用砖石干砌或用透水的砂袋进行支护。

3.3管井降水布置

抽降管井沿基坑周围距基坑外缘1.5m布置，在基坑左右侧各布置一排管井，每侧布置3口井，管井布置数量根据降水的'效果增加或减少。井中心距离建筑物边线1.5m，井间距为7m，井口直径为600mm，井管分节安装，随基坑开挖逐节拆除至开挖面以上30cm，结构施工期间井内常水位高程控制在48.0m以下，以保证土体地下水位低于基坑底面0.5m。

3.4深井施工方法

3.4.1 施工程序

井位放样→做井口、安护筒→钻机就位、钻孔→回填井底砂垫层→吊放井管→回填管壁与孔壁间的过滤层→安装抽水控制电路→试抽→降水井正常工作

3.4.2 成孔

采用XY-600型钻探设备钻探成孔。孔径按设计要求选用直径600mm三叶或四锥形钻头，一次成孔。配套水泵为BWT450/12泥浆泵，最大工作压力不低于1.2MPa，输浆量不低于5L/S，可钻性控制在2.5~4m/h，在粘土层可自造浆，进入砂性土层采用泥浆池合格泥浆。严格控制泥浆比重1.1至1.2，泥浆粘度18~20秒，含砂量小于5.0%，一般自钻孔流出的比重在1.2~1.3，经高位池沉淀滤后入低位池，经检测合格方可泵送到钻孔循环。

3.4.3 深井系统设备

井管：采用砼井管，井管内径φ300mm，管壁厚度50mm，其下部为1.0m的沉淀管，上部为无砂砼滤管。

水泵：每口深井内配置1台150QJ20-26/4型深井泵，每台水泵配置一个控制开关。

3.4.4 吊放井管、滤料回填及粘土止水

为保持钻孔与井管同心，井外壁绑扎导向木块，钻架不移动，用原钻架吊装混凝土管，在复量孔底高程无误后，填写记录。底端先配置一节混凝土盲管，用硬木托盘用钢丝绳揽吊，徐徐下落孔内，直至预定深度。盲管上接滤管，对好企口，外壁包一层80目尼龙滤布，两管接头200mm，用无纺布包扎，其外再用3~4根毛竹片竖向固定，用10#镀锌铁丝箍紧，管外回填中粗砂。

3.4.5 洗孔、抽水

井管安装好后，应立即进行洗孔，不可拖延。洗井后，出水量达到要求，即开始正式抽水，并且通过观测孔测记地下水位。边成井边测量边分析边改进边加井，直到基坑水位降到要求水位。其结构形式见管井柱状结构

3.4.6 封井

本工程在基础结构施工完成以后，经监理工程师批准，开始有序地停抽封井，确保质量，不留隐患。为了保证封堵安全，在拆封前先用砂砾回填，上部0.5m填粘土夯实。

4管井的运用管理

4.1组织机构

在深井开始施工前专门成立降水小组，人员组成由分管领导1名，施工员2名，并配专职电工2名、发电机工2名，现场值班安排6人24小时值班。

4.2供电系统保证

系统电采用防冲槽下游侧专用线路引接，并与备用电源并网，在系统电停电时启动备用电源，并保证在5分钟内正常运转，以专职电工及发电机工为保障。

4.3井的运行保证措施

4.3.1 制定严格的管理制度，将责任分解到每个人，使现场每一项具体工作有具体的人负责实施。

4.3.2 建立现场工作管理体系，并保证体系正常运转，使现场时刻处于受控状态。