专利名称：地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于隧道以及地下工程施工领域，用于隧道与地下工程施工过程以及矿山开采施工中突水突泥安全监控和预警；具体涉及一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统。
背景技术：
隧道穿越江河以及海底隧道以及高地下水位区域等地下工程施工以及矿山开采施工中，突水突泥安全控制问题始终是个难题。这类地下工程施工以及矿山开采中突水突泥事故经常发生，对施工人员的生命安全构成了威胁。因此开发地下工程施工突水突泥远程数字预警具有十分重要的实际意义。国内外在地下工程施工突水突泥远程数字预警系统研究方面尚少，截至目前尚未 见集围岩特定孔隙水渗流数值模型以及地下工程施工突水突泥远程数字三维可视化安全预警平台于一体的地下工程施工突水突泥远程数字智能预警方法与系统的文献报道。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于提供一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统。使用本实用新型提供的系统，能够实时连续监测地下工程施工中围岩孔隙水压力变化数据，并将孔隙水压力变化数据实时连续传输到远程监测主机，根据孔隙水压力数据的逐级变化，完成地下工程施工突水突泥远程数字智能预警。本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统，包括多个孔隙水压力计；其特征在于还包括依次连接的自动化数据采集仪、GPRS静态数据采集仪、通信发射基站、商用卫星、通信接收基站、互联网及远程计算机；自动化数据采集仪输入端有线连接孔隙水压力计；自动化数据采集仪输出端无线连接GPRS静态数据采集仪，GPRS静态数据采集仪、通信发射基站、商用卫星、通信接收基站与互联网之间依次无线信号通讯连接，互联网与远程计算机连接，远程计算机连接有F2003GSMDTU短信模块，F2003GSMDTU短信模块与数个手机无线信号通讯连接。依据地下工程实际情况，确定孔隙水压力计的布设。本实用新型提供了一种将基于孔隙水压力计的地下工程围岩突水突泥远程数字智能预警与地下工程施工过程相结合的技术。使施工管理相关人员根据预警信息及时采取预防措施，提高施工安全性。
图I是地下工程作业区内孔隙水压力计、自动化数据采集仪以及GPRS静态数据采集仪布置纵断面图，图2是地下工程作业区内孔隙水压力计布置横断面图，图3是本实用新型的结构与数据采集传输示意图。[0011]图中I一孔隙水压力计，2 —自动化数据采集仪，3 — GPRS静态数据采集仪，4一施工区间，5—掌子面，6—初级支护体，7—地下工程作业区围岩临空面，8—商用卫星，9一通 目发射基站，10—互联网，11—远程计算机，12 —F2003GSMDTU短彳目模块，13—手机，14一通信接受基站。
具体实施方式
如图I、图2与图3所示一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统，包括多个孔隙水压力计1，还包括依次连接的自动化数据采集仪2、GPRS静态数据采集仪3、通信发射基站9、商用卫星8、通信接收基站14、互联网10及远程计算机11 ;多个孔隙水压力计I连接在一根主连接线上，主连接线与自动化数据采集仪2输入端相连接；自动化数据采集仪2输出端无线连接GPRS静态数据采集仪3，GPRS静态数据采集仪3、通信发射基站14、商用卫星8、通信接收基站14与互联网10之间依次无线信号通讯连接，互联网10与远程计算机11连接，远程计算机11连接有F2003GSMDTU短信模块12，F2003GSMDTU短信模块12与数个手机13无线信号通讯连接。 隧道施工过程中，通常包括施工区间4与掌子面5，地下工程作业区围岩临空面7的下面设置初级支护体6。图I示出孔隙水压力计I布设情况；在施工区间4设置多个孔隙水压力计1，施工区间4还设置自动化数据采集仪2和GPRS静态数据采集仪3。图2示出孔隙水压力计I在隧道横断面的布设方式，孔隙水压力计I设置在隧道拱顶、拱腰以及拱脚。远程计算机11建立有地下工程作业区特定围岩孔隙水渗流数值模型以及地下工程施工突水突泥远程数字三维可视化安全预警平台。地下工程作业区特定围岩孔隙水渗流数值模型的建立是基于FLAC3d流体——固体相互作用分析技术原理、地下水动力学理论以及地下工程作业区围岩水力学特性。地下工程施工突水突泥远程数字三维可视化安全预警平台基于VTK(Visualization Toolkit)商业软件系统。本使用新型的使用与工作过程大致如下地下工程作业区施工中，依据地下工程实际情况同步安装孔隙水压力计1，采集孔隙水压力数据，并将实时监测数据通过自动化数据采集仪2发送至GPRS静态数据采集仪2，再通过GPRS静态数据采集仪3附近通信发射基站9发至商用卫星8，之后传输到其他通信接收基站14，并进入互联网10传输到远程计算机11并调用特定围岩孔隙水渗流数值模型；围岩特定孔隙水渗流数值模型将得到的实测数据，进行分析，通过地下工程施工突水突泥远程数字三维可视化安全预警平台进行展现；并将实测孔隙水压力值与围岩特定孔隙水渗流数值模型给出的孔隙水压力阈值进行比较分析后，对围岩孔隙水压力变化情况进行分级预警，预警信息通过与远程计算机连接的短信模块，以手机短信方式发送至现场施工管理相关人员以及地面管理人员的手机，从而完成地下工程施工突水突泥远程数字智能预警。
权利要求1.一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统，包括多个孔隙水压力计；其特征在于还包括依次连接的自动化数据采集仪、GPRS静态数据采集仪、通信发射基站、商用卫星、通信接收基站、互联网及远程计算机；自动化数据采集仪输入端有线连接孔隙水压力计；自动化数据采集仪输出端无线连接GPRS静态数据采集仪，GPRS静态数据采集仪、通信发射基站、商用卫星、通信接收基站与互联网之间依次无线信号通讯连接，互联网与远程计算机连接，远程计算机连接有F2003GSMDTU短信模块，F2003GSMDTU短信模块与数个手机无线信号通讯连接。
2.如权利要求I所述的一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统，其特征在于多个孔隙水压力计连接在一根主连接线上，主连接线与自动化数据采集仪输入端相连接。
3.如权利要求I或2所述的一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统，其特征在于自动化数据采集仪和GPRS静态数据采集仪设置于隧道的施工区间。
4.如权利要求3所述的一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统，其特征在于孔隙水压力计设置在隧道拱顶、拱腰与拱脚。
专利摘要一种地下工程施工突水突泥远程数字智能预警系统，包括多个孔隙水压力计；还包括依次连接的自动化数据采集仪、GPRS静态数据采集仪、通信发射基站、商用卫星、通信接收基站、互联网及远程计算机；自动化数据采集仪输入端有线连接孔隙水压力计；自动化数据采集仪输出端无线连接GPRS静态数据采集仪，GPRS静态数据采集仪、通信发射基站、商用卫星、通信接收基站与互联网之间依次无线信号通讯连接，互联网与远程计算机连接，远程计算机连接有F2003GSMDTU短信模块，F2003GSMDTU短信模块与数个手机无线信号通讯连接。本实用新型对围岩孔隙水压力变化情况进行分级预警，以手机短信方式发送至现场施工与地面管理人员的手机，完成地下工程突水突泥智能预警。
文档编号E21F17/18GK202673366SQ201220293668
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者唐述林 申请人:中铁二十一局集团有限公司