地下水封洞库水幕孔自动注水系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于地下水封洞库水幕孔注水技术领域，特别涉及一种地下水封洞库水幕孔自动注水系统。
【背景技术】
[0002]地下水封储油洞库，就是在稳定的地下水位以下开挖岩洞，且洞壁不衬砌，利用洞库周围岩体内的地下水压力来封存油品。因此也可称为不衬砌地下水封储油洞库，或地下水封储油裸洞。地下储油洞库相对地上储油库(大多为地面钢罐)，因其占地少、投资小、损耗少、污染小、运营管理费用低、安全性能高、装卸速度快等优点，而在许多国家被广泛采用。
[0003]利用地下水压力保持气密性是地下水封洞库能够长期存储油品的关键，这要求在储油洞室上部的岩体中维持足够厚度的裂隙含水层。地下水封洞库一般修建在稳定地下水位以下且岩性较好的岩体中。洞室开挖前，地下水通过连通的节理裂隙渗透到岩层的深部并充满岩层空隙。然而在开挖地下洞室中，地下水会通过连通裂隙涌入被挖空的洞室，引起地下水流失。在天然地下水补给不足时，为了防止地下水位下降，可以在储油洞室上部开挖水幕巷道及水幕孔，通过水幕孔向岩体注水，对地下水回补，减少因开挖对地下水环境造成的破坏，保证储库水封条件。
[0004]在施工期，必须按照要求的设计注水压力对每个水幕孔持续注水，并记录实际注水压力和累计注水流量。此外，在进行水幕孔连通性试验和气密性试验时，更需要对水幕孔注水进行准确控制和量测。然而，由于地下水封洞库工程的建设在我国尚处于起步阶段，目前对水幕孔注水的控制仅仅依靠人工手动调节注水管上的阀门开度，且使用普通民用水表和压力表量测注水压力和累计注水量，实际操作中误差大，效率低，精确度低，常常出现注水过程失控的情况。至今还没有成型的水幕孔自动化注水设备。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供了一种地下水封洞库水幕孔自动注水系统，能够解决目前水幕孔注水设备简陋、测量精度低、依靠人工控制误差大、效率低下、且易出现注水过程失控的问题。
[0006]本实用新型采用的技术方案为:
[0007]集控单元通过控制线与若干个测控单元依次串联，并在集控单元内设置主控计算机；同时，集控单元通过有线或无线网络与上位机连接；测控单元内的水管段的一端与进水管连接，另一端与出水管连接；出水管的出口通过注水封孔栓塞与地下水封洞库的水幕孔密封连接；所述测控单元内的水管段上沿水流方向依次设置电磁阀、流量传感器、压力传感器；各测控单元内的电磁阀、流量传感器及压力传感器分别通过RS485通讯线路与集控单元内的主控计算机连接。
[0008]所述控制线为四芯控制线。其中两芯是RS485通讯线，另外两芯是电源线。所述集控单元内部还封装有蓄电池组、充电适配器和无线路由器，集控单元壳体上设置网络接口、四芯接头、外置天线、电缆接口；电缆穿过电缆接口与充电适配器连接，充电适配器的输出端通过两芯电源线分别与蓄电池组、无线路由器、主控计算机、四芯接头连接；主控计算机通过网线分别与无线路由器及网络接口连接，通过两芯RS485通讯线与四芯接头连接；无线路由器通过网线与外置天线连接。
[0009]所述电缆与充电适配器之间设置断路器。
[0010]所述测控单元内部还封装有I/O模块和端子排，测控单元的壳体上设置输入口四芯接头和输出口四芯接头；输入口四芯接头、端子排、输出口四芯接头之间通过两芯电源线串联；I/o模块通过两芯RS485通讯线分别与电磁阀、流量传感器、压力传感器、输入口四芯接头、输出口四芯接头连接；端子排通过两芯电源线分别与I/O模块、电磁阀、流量传感器、压力传感器连接。
[0011]所述测控单元的壳体上设置两个金属箍紧护套，进水管与出水管通过金属箍紧护套固定于壳体上；进水管与出水管的自由端分别安装快速接头；进水管上安装手动阀门。
[0012]所述集控单元和测控单元均采用密封式结构，防护等级为IP65。
[0013]所述进水管、测控单元内的水管段、出水管均为抗压强度大于3兆帕的高压水管。
[0014]所述压力传感器的测量精度为0.0lMPa,流量传感器的测量精度为0.lL/min。
[0015]所述上位机包括远程控制计算机及工业级掌上电脑。
[0016]本实用新型的有益效果为:
[0017]采用上述地下水封洞库水幕孔自动注水系统，可以实现对水幕孔的自动化注水控制，控制准确度和测量精度比人工测控大大提高。使用远程计算机，可以在洞库外的中控室中远程控制注水过程，并查看当前注水状态，实现了对注水过程的实时控制与观测。此外，本系统将主要元器件分别封装于集控单元和测控单元中，使本系统能够在恶劣地外部环境下运行，确保了系统可靠度。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型提供的水幕孔自动注水系统的结构示意图；
[0019]图2为本实用新型所述系统中的集控单元的内部结构图；
[0020]图3为本实用新型所述系统中的测控单元的内部结构图。
[0021]图中标号:
[0022]1-集控单元；2_测控单元；3_四芯控制线；4_手动阀门；5_注水封孔栓塞；6-远程控制计算机；7_工业级掌上电脑；8_有线网络；9_进水管；10_出水管；11-电缆；12_接地螺钉；13_断路器；14_充电适配器；15_蓄电池组；16_主控计算机；17_无线路由器；18-网线；19_外置天线；20_网络接口 ；21_两芯RS485通讯线；22_两芯电源线；23_四芯接头；24-1/0模块；25_端子排；26_电磁阀；27_流量传感器；28_压力传感器；29_三通管；30-金属箍紧护套；31_输入口四芯接头；32_输出口四芯接头；33_快速接头。
【具体实施方式】
[0023]本实用新型提供了一种地下水封洞库水幕孔自动注水系统，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做出详细的说明。
[0024]如图1所示，该地下水封洞库水幕孔自动注水系统包括集控单元1、各个水幕孔处的测控单元2、注水封孔栓塞5、远程控制计算机6。
[0025]集控单元I的结构如图2所示。集控单元I的外壳是一个IP65级的密封铝制壳体，在地下洞库施工过程中，湿潮、多尘、多爆破振动的恶劣环境下，能够保护其内部密封的各种元器件。集控单元I内部封装有蓄电池组15、充电适配器14、主控计算机16和无线路由器17，集控单元I壳体上设置网络接口 20、四芯接头23、外置天线19、电缆接口 ；电缆11穿过电缆接口通过断路器13与充电适配器14连接，且电缆11的地线与接地螺钉12连接；充电适配器14的输出端通过两芯电源线22分别与蓄电池组15、无线路由器17、主控计算机16、四芯接头23连接；主控计算机16通过网线18分别与无线路由器17及网络接口 20连接，通过两芯RS485通讯线21与四芯接头23连接；无线路由器17通过网线18与外置天线19连接。
[0026]主控计算机16是所述自动注水系统的核心控制部件，其内存储了自动注水系统的控制程序、测控单元2内传感器的配置参数和控制参数(包括注水目标压力、数据采集时间间隔)，并将测控单元2采集的注水压力和累计注水量数据存储到本机的数据库中。
[0027]测控单元2的结构如图3所示。测控单元2的外壳也是一个IP65级的密封铝制