本發(fā)明屬于鋼圍堰位移監(jiān)測(cè)，具體公開(kāi)一種深水無(wú)封底雙壁鋼圍堰施工位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代水利工程、橋梁建設(shè)和海洋工程中，深水環(huán)境下的基礎(chǔ)施工面臨施工難度大、成本高等諸多挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)方法如土圍堰難以滿足這些需求。在此背景下，深水無(wú)封底雙壁鋼圍堰應(yīng)運(yùn)而生，雙壁鋼圍堰是一種由內(nèi)外兩層鋼板組成的特殊結(jié)構(gòu)，中間填充空氣或輕質(zhì)材料。這種設(shè)計(jì)增加了圍堰的整體剛度和穩(wěn)定性，使其在深水環(huán)境中能保持良好的形狀和位置。此外，雙壁鋼圍堰可預(yù)制并在現(xiàn)場(chǎng)快速拼裝，施工速度快，適應(yīng)性強(qiáng)，能夠根據(jù)不同的水深和地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)整。因此，雙壁鋼圍堰已成為深水環(huán)境基礎(chǔ)施工的必備工具。

2、由于雙壁鋼圍堰的施工采用分段拼裝的方式，每段鋼圍堰在深水下放過(guò)程中已下放段的位置偏移會(huì)直接影響后續(xù)段的下放穩(wěn)定性，這是由于已下放鋼圍堰段在水下環(huán)境中受水下地質(zhì)條件和水流沖擊的影響，容易發(fā)生位置偏移。因此，為了確保整個(gè)鋼圍堰結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和施工安全，有必要在鋼圍堰施工過(guò)程中對(duì)已下放段進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)。

3、針對(duì)鋼圍堰位移監(jiān)測(cè)現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)號(hào)為cn118911173a的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了深水雙壁鋼圍堰及其沉放施工方法，該方案中在將雙壁鋼圍堰各塊件吊至指定位置拼裝完成進(jìn)行下沉操作后實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)圍堰偏斜，其中對(duì)圍堰偏斜的監(jiān)測(cè)是使用傾斜儀、陀螺儀等來(lái)實(shí)現(xiàn)圍堰傾斜角度和旋轉(zhuǎn)的監(jiān)測(cè)，進(jìn)而根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果采用集中挖土法和回填砂石法，對(duì)雙壁鋼圍堰進(jìn)行糾偏。在該方案中對(duì)圍堰偏斜的監(jiān)測(cè)忽略了位移監(jiān)測(cè)設(shè)備在水下環(huán)境中的敏感性，特別是在深水環(huán)境中，一些位移監(jiān)測(cè)設(shè)備的無(wú)線信號(hào)傳輸容易受到干擾，尤其是在水位波動(dòng)和流速波動(dòng)的情況下，這種干擾會(huì)加劇數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟环€(wěn)定性，從而影響監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。如果不進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)設(shè)備的有效性驗(yàn)證而直接用于位移監(jiān)測(cè)，容易導(dǎo)致無(wú)效監(jiān)測(cè)，進(jìn)而無(wú)法為糾偏提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

4、又有現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)號(hào)為cn116537271a的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了深基坑監(jiān)控量測(cè)的方法，通過(guò)在圍堰的四角處、內(nèi)支撐等位置布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)用于監(jiān)測(cè)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各項(xiàng)位移數(shù)據(jù)，能夠及時(shí)精準(zhǔn)掌握施工過(guò)程中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并通過(guò)將實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和理論預(yù)測(cè)值進(jìn)行分析對(duì)比，在施工過(guò)程中有效控制基坑的形變量，實(shí)現(xiàn)對(duì)基坑的精準(zhǔn)監(jiān)控量測(cè)，該發(fā)明在基于監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各項(xiàng)位移數(shù)據(jù)進(jìn)行形變分析時(shí)僅關(guān)注形變量而未揭示形變方向及分布特征，導(dǎo)致形變分析過(guò)于表面化，從而使糾偏措施缺乏針對(duì)性，無(wú)法有效解決實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)而無(wú)形中增加糾偏操作的時(shí)間成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題或者至少部分地解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N深水無(wú)封底雙壁鋼圍堰施工位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，旨在從位移監(jiān)測(cè)設(shè)備選取和位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)使用兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)下放鋼圍堰位移的有效監(jiān)測(cè)。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種深水無(wú)封底雙壁鋼圍堰施工位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括下述模塊：監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)模塊，用于在深水下放鋼圍堰過(guò)程中對(duì)已下放的鋼圍堰段進(jìn)行角點(diǎn)和內(nèi)支撐連接點(diǎn)對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)。

3、位移試監(jiān)測(cè)模塊，用于在選取的試監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)利用多監(jiān)測(cè)源在各監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)形成各監(jiān)測(cè)點(diǎn)中各監(jiān)測(cè)源的位移時(shí)間序列，與此同時(shí)同步進(jìn)行水位和流速監(jiān)測(cè)形成水位時(shí)間序列和流速時(shí)間序列。

4、環(huán)境影響監(jiān)測(cè)源識(shí)別模塊，用于對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)中各監(jiān)測(cè)源的位移時(shí)間序列進(jìn)行突變分析，確定突變時(shí)間，并提取相應(yīng)時(shí)間的水位和流速數(shù)據(jù)進(jìn)行波動(dòng)分析，進(jìn)而將位移突變與水位和流速波動(dòng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)解析，從而識(shí)別環(huán)境影響監(jiān)測(cè)源。

5、位移有效監(jiān)測(cè)模塊，用于在對(duì)已下放鋼圍堰段進(jìn)行后續(xù)位移監(jiān)測(cè)中利用水位和流速的監(jiān)測(cè)結(jié)果結(jié)合環(huán)境影響監(jiān)測(cè)源選取有效監(jiān)測(cè)源進(jìn)行各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的有效位移監(jiān)測(cè)。

6、位移偏移識(shí)別模塊，用于從試監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)中各監(jiān)測(cè)源的位移時(shí)間序列提取各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的初始位移，進(jìn)而將各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的有效位移與初始位移進(jìn)行對(duì)比，識(shí)別存在偏移的監(jiān)測(cè)點(diǎn)記為偏移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并確定偏移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的偏移方向。

7、偏移導(dǎo)向分析模塊，用于定位偏離監(jiān)測(cè)點(diǎn)所處布設(shè)位置，由此結(jié)合偏離監(jiān)測(cè)點(diǎn)的偏移方向進(jìn)行已下放鋼圍堰段的偏移導(dǎo)向分析。

8、偏移調(diào)整模塊，用于依據(jù)已下放鋼圍堰段的偏移導(dǎo)向進(jìn)行偏移調(diào)整。

9、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果如下：（1）本發(fā)明通過(guò)在試監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)對(duì)已下放圍堰段進(jìn)行多源位移監(jiān)測(cè)，并同步進(jìn)行水位和流速監(jiān)測(cè)，借助位移的突變性分析識(shí)別環(huán)境影響監(jiān)測(cè)源，從而在后續(xù)位移監(jiān)測(cè)中結(jié)合水位和流速的監(jiān)測(cè)結(jié)果，選擇有效監(jiān)測(cè)源進(jìn)行精準(zhǔn)位移監(jiān)測(cè)。這一過(guò)程實(shí)現(xiàn)了位移監(jiān)測(cè)實(shí)施前的效果驗(yàn)證，最大限度地確保了位移數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

10、（2）本發(fā)明在利用位移監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析時(shí)通過(guò)識(shí)別偏移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并結(jié)合這些監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)位置及偏移方向進(jìn)行已下放鋼圍堰段的偏移導(dǎo)向分析，這一過(guò)程實(shí)現(xiàn)了位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的深度利用，能夠?yàn)槲灰萍m偏提供針對(duì)性指導(dǎo)，有利于提高糾偏效率和糾偏效果。

技術(shù)特征：

1.一種深水無(wú)封底雙壁鋼圍堰施工位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括下述模塊：

2.如權(quán)利要求1所述的一種深水無(wú)封底雙壁鋼圍堰施工位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)中各監(jiān)測(cè)源的位移時(shí)間序列進(jìn)行突變分析參見(jiàn)下述過(guò)程：

3.如權(quán)利要求2所述的一種深水無(wú)封底雙壁鋼圍堰施工位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述確定突變時(shí)間如下過(guò)程：

4.如權(quán)利要求1所述的一種深水無(wú)封底雙壁鋼圍堰施工位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述提取相應(yīng)時(shí)間的水位和流速數(shù)據(jù)進(jìn)行波動(dòng)分析參見(jiàn)下述過(guò)程：

5.如權(quán)利要求4所述的一種深水無(wú)封底雙壁鋼圍堰施工位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述將位移突變與水位和流速波動(dòng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)解析操作如下：

6.如權(quán)利要求5所述的一種深水無(wú)封底雙壁鋼圍堰施工位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述環(huán)境影響監(jiān)測(cè)源參見(jiàn)下述識(shí)別過(guò)程：

7.如權(quán)利要求6所述的一種深水無(wú)封底雙壁鋼圍堰施工位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述利用水位和流速的監(jiān)測(cè)結(jié)果結(jié)合環(huán)境影響監(jiān)測(cè)源選取有效監(jiān)測(cè)源參見(jiàn)下述過(guò)程：

8.如權(quán)利要求1所述的一種深水無(wú)封底雙壁鋼圍堰施工位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述進(jìn)行各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的有效位移監(jiān)測(cè)如下操作：

9.如權(quán)利要求1所述的一種深水無(wú)封底雙壁鋼圍堰施工位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述識(shí)別存在偏移的監(jiān)測(cè)點(diǎn)記為偏移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并確定偏移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的偏移方向參見(jiàn)下述過(guò)程：

10.如權(quán)利要求1所述的一種深水無(wú)封底雙壁鋼圍堰施工位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述已下放鋼圍堰段的偏移導(dǎo)向分析如下過(guò)程：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于鋼圍堰位移監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)一種深水無(wú)封底雙壁鋼圍堰施工位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)在試監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)對(duì)已下放圍堰段進(jìn)行多源位移監(jiān)測(cè)，并同步進(jìn)行水位和流速監(jiān)測(cè)，借助位移的突變性分析識(shí)別環(huán)境影響監(jiān)測(cè)源，從而在后續(xù)位移監(jiān)測(cè)中結(jié)合水位和流速的監(jiān)測(cè)結(jié)果，選擇有效監(jiān)測(cè)源進(jìn)行精準(zhǔn)位移監(jiān)測(cè)，這一過(guò)程實(shí)現(xiàn)了位移監(jiān)測(cè)實(shí)施前的效果驗(yàn)證，最大限度地確保了位移數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，與此同時(shí)在利用位移監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析時(shí)，通過(guò)識(shí)別偏移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并結(jié)合這些監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)位置及偏移方向，進(jìn)行已下放鋼圍堰段的偏移導(dǎo)向分析，這一過(guò)程實(shí)現(xiàn)了位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的深度利用，能夠?yàn)槲灰萍m偏提供針對(duì)性指導(dǎo)，有利于提高糾偏效率和糾偏效果。

技術(shù)研發(fā)人員：孫志遠(yuǎn),鄧鋒,丁得志,歐華,蔡忠,馬耀川,代家寶,王安陽(yáng),吳太白,李旭平,凌培武,黨楠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵四局集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6