基坑降水智能監測管控技術

我(wo)公司多年來一直從(cong)事(shi)深基坑、地鐵(tie)等工(gong)程(cheng)降(jiang)(jiang)水(shui)的(de)(de)設計(ji)與(yu)施工(gong)，積累了(le)大量(liang)的(de)(de)工(gong)程(cheng)降(jiang)(jiang)水(shui)經(jing)驗(yan)。在此過程(cheng)中(zhong)，也在不斷探索改良基坑降(jiang)(jiang)水(shui)的(de)(de)數據(ju)采集和水(shui)泵(beng)自(zi)動控制的(de)(de)方(fang)式方(fang)法。

近(jin)年來隨著物聯(lian)網(wang)及5G技術的(de)發展，我公司組(zu)織多(duo)部門人才全(quan)面攻堅，開始大(da)力(li)推進(jin)基坑(keng)降水智能監(jian)測(ce)和管(guan)控(kong)系統的(de)軟硬件研(yan)發，在(zai)2021年初推出(chu)了智能基坑(keng)降水監(jian)測(ce)管(guan)控(kong)柜及智能降水監(jian)測(ce)管(guan)控(kong)軟件，并申請了國家專利及相應工法，并于2021年在(zai)沈陽多(duo)個項目(mu)進(jin)行測(ce)試驗證成功，取得良好效果。

現階段水位、流(liu)量(liang)、降水監(jian)測數(shu)據(ju)，主要還是依靠人(ren)工依次測量(liang)得到，效率低(di)、誤差(cha)大、延時長，不能夠采集同(tong)一時間所有井的(de)實(shi)時數(shu)據(ju)，無(wu)法做(zuo)出精準(zhun)分(fen)析(xi)。

因為絕大部分(fen)降(jiang)(jiang)水工(gong)程無法實(shi)時(shi)采集區域水位，在降(jiang)(jiang)水井開泵數量調整時(shi)具有延時(shi)性，甚(shen)至需要降(jiang)(jiang)水井一直保持全開狀態，這就導致了降(jiang)(jiang)水用電量、排水量超過實(shi)際需求(qiu)量，造(zao)成(cheng)嚴重浪(lang)費。

降水(shui)(shui)(shui)工(gong)程關系基(ji)坑(keng)安(an)全(quan)，傳統抽水(shui)(shui)(shui)維護需要投入較多的(de)(de)人力物力來保證(zheng)(zheng)每天降水(shui)(shui)(shui)監(jian)測數(shu)據(ju)的(de)(de)采集，以及大量(liang)(liang)時間用(yong)于數(shu)據(ju)分析，以保證(zheng)(zheng)基(ji)坑(keng)降水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)安(an)全(quan)穩定運行，同時在(zai)調整開泵數(shu)量(liang)(liang)時需要派駐更多的(de)(de)人來跟蹤監(jian)測，導(dao)致管理成本增加(jia)。

4.配套設(she)備損耗嚴重

由(you)于配置的(de)降(jiang)水設備(bei)長期處于工作(zuo)狀態，部分設備(bei)可能會出(chu)現(xian)長時間(jian)空轉等情況，降(jiang)低了設備(bei)的(de)使用壽命，配套配電(dian)柜也會因(yin)此出(chu)現(xian)損耗。

為實現(xian)基(ji)坑降水智能(neng)(neng)監測管控(kong)技(ji)術(shu)，我公司通過發(fa)明(ming)“智能(neng)(neng)基(ji)坑降水監測管控(kong)柜”、“智能(neng)(neng)降水監測管控(kong)軟件（ICPS）”來實現(xian)。

技術特(te)點(dian) 

1.按需開采、節能(neng)環保

通過智能降水(shui)管控軟件（ICPS)智能分析數據，合理(li)控制開泵(beng)時間(jian)，做到“按需開采(cai)”。根據實時水(shui)位監測情況，實時感知地下水(shui)位變化(hua)，自動調整(zheng)開泵(beng)位置、數量(liang)、時間(jian)，實現按需開采(cai)地下水(shui)，降低對地下水(shui)環(huan)境(jing)的影(ying)響(xiang)，節能環(huan)保(bao)。

2.優化用(yong)電、降低成(cheng)本

通過(guo)智能分析、動態調(diao)控，確定合(he)理開(kai)泵(beng)方案，充(chong)分利用(yong)電費的(de)峰(feng)谷平(ping)計價規則，開(kai)啟峰(feng)谷平(ping)運(yun)行(xing)模(mo)式，實現降(jiang)水用(yong)電優(you)化，盡量在“用(yong)電峰(feng)值”時段減少開(kai)泵(beng)數(shu)量，在“用(yong)電谷值”時段增加(jia)開(kai)泵(beng)數(shu)量，降(jiang)低(di)電費和(he)電網負荷。

3.自動預警、高效安(an)全(quan)

通(tong)(tong)過智能降水監測設備實時監測采集數據(ju)，發(fa)現(xian)異常運行數據(ju)自動(dong)預(yu)警(jing)，通(tong)(tong)過現(xian)場(chang)報警(jing)裝置和手(shou)機App通(tong)(tong)知管理人員，并啟動(dong)應(ying)急模式(shi)自動(dong)調控(kong)，控(kong)制區域整體(ti)水位，滿(man)足降水要求(qiu)，同時技術人員可以遠(yuan)程(cheng)分析現(xian)場(chang)故障(zhang)，并通知維護人員處理。

4.自動控制、遠程管理(li)

監測(ce)系(xi)統(tong)自動采集(ji)數據、控(kong)制系(xi)統(tong)自動控(kong)制水(shui)(shui)泵(beng)開(kai)閉，管(guan)理人員可利用手機App與PC端(duan)管(guan)理軟件遠(yuan)程查看降水(shui)(shui)系(xi)統(tong)實時(shi)運行狀態、運行曲線，遠(yuan)程管(guan)理降水(shui)(shui)系(xi)統(tong)。

智能基坑降水監測管控流程

項目(mu)設(she)計18眼(yan)降(jiang)水(shui)(shui)井，設(she)計井深(shen)25m,自然水(shui)(shui)位(wei)-5.0m，水(shui)(shui)位(wei)降(jiang)至(zhi)-12.0m，泵量100m3/h，功率18.5kw/h，抽水(shui)(shui)時間約為兩(liang)年。

根據降(jiang)水(shui)經驗，區域降(jiang)水(shui)漏(lou)斗(dou)形成后，總涌水(shui)量(liang)(liang)會降(jiang)低至(zhi)設計涌水(shui)量(liang)(liang)的(de)75%~80%左(zuo)右，通過智(zhi)能控制(zhi)(zhi)系統我(wo)們可(ke)以按照最優水(shui)位控制(zhi)(zhi)，合(he)理調整開泵數(shu)量(liang)(liang)，減少排水(shui)總量(liang)(liang)、用電量(liang)(liang)，從而減少電費(fei)及(ji)水(shui)資(zi)源費(fei)排污費(fei)。

通過現場監測數據，我們將(jiang)智(zhi)能降(jiang)水與常規降(jiang)水做(zuo)了一(yi)個分析比較。

分(fen)析(xi)結論 

根據已投入(ru)使用多個項(xiang)目，提高約80%的(de)管理效(xiao)率，減(jian)少(shao)約30%排水(shui)量(liang)和用電量(liang)，并(bing)相應減(jian)少(shao)約30%水(shui)資源費(fei)及(ji)排污(wu)費(fei)。

應用范圍 

該技術因為(wei)具(ju)有實時監測、智能分析(xi)、自(zi)動預警、遠程(cheng)(cheng)(cheng)管控(kong)、安(an)全(quan)(quan)可(ke)靠、方便管控(kong)、節(jie)約成本、節(jie)能環(huan)保等(deng)優勢，特(te)別(bie)適(shi)合(he)(he)大范圍、長(chang)時間降水的(de)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)。適(shi)合(he)(he)在(zai)市政管廊工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)、地(di)下(xia)人防工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)、深基坑工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)、地(di)鐵工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)、隧道工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)等(deng)地(di)下(xia)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)的(de)降水施工(gong)(gong)(gong)中(zhong)使(shi)用，在(zai)安(an)全(quan)(quan)性和環(huan)保要求高的(de)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)更具(ju)有優勢。