阅读说明：本技术 无止水帷幕基坑的渗水源诊断和导流装置 (Water seepage source diagnosis and flow guide device for foundation pit without waterproof curtain ) 是由 岳建伟 刑旋旋 王永锋 赵丽敏 孔庆梅 于 2020-12-17 设计创作，主要内容包括：本发明属于基坑施工技术领域,尤其涉及无止水帷幕基坑的渗水源诊断和导流装置。所述装置包括导流机构和检测机构,所述导流机构包括导流管,导流管的管体由上至下分为负压段和渗流段,渗流段管壁上开设有数个渗流孔,且导流管的渗流段管体内填装有滤料；所述检测机构包括埋设于滤料中的数个传感器,传感器由上至下排列于滤料中,传感器的输出端通过导线与外界的信号采集仪输入端信号连接,信号采集仪的输出端与云平台服务端输入端无线信号连接。本发明能够有效探测无止水帷幕基坑的渗水源位置,提高基坑的安全性能。(The invention belongs to the technical field of foundation pit construction, and particularly relates to a water seepage source diagnosis and flow guide device for a foundation pit without a waterproof curtain. The device comprises a flow guide mechanism and a detection mechanism, wherein the flow guide mechanism comprises a flow guide pipe, the pipe body of the flow guide pipe is divided into a negative pressure section and a seepage section from top to bottom, the pipe wall of the seepage section is provided with a plurality of seepage holes, and the pipe body of the seepage section of the flow guide pipe is filled with filter materials; the detection mechanism comprises a plurality of sensors embedded in the filter material, the sensors are arranged in the filter material from top to bottom, the output ends of the sensors are in signal connection with the input end of an external signal acquisition instrument through a lead, and the output end of the signal acquisition instrument is in wireless signal connection with the input end of a cloud platform server. The method can effectively detect the position of the water seepage source of the foundation pit without the waterproof curtain, and improves the safety performance of the foundation pit.)

无止水帷幕基坑的渗水源诊断和导流装置

技术领域

本发明属于基坑施工技术领域，尤其涉及无止水帷幕基坑的渗水源诊断和导流装置。

背景技术

对于放坡、土钉、锚索等支护的无止水帷幕的基坑，经常遇到渗水现象，水源可能是污水、供水、河水等，引起土体的粘聚力、摩擦角急剧下降，引起基坑侧移和地表沉降，甚至引起基坑倒塌。近年来，基坑倒塌事故都与坑壁渗水有一定的关联。遇到基坑变形超过临界值时，通常采用基坑回填、注浆等方式进行抢险处理，一方面耽误了工期，增加了工程费用，另一方面引起基坑四周开裂，存在潜在安全隐患。但客观上，只要渗水水源未发现，渗水带来的土体力学性能下降、附加荷载增加、基坑潜在的危险就不能得到根本根除。因而，如何提供一种施工操作简单、成本低，且止水效果能够满足无止水帷幕基坑渗水点水源诊断和导流方法，是当前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种无止水帷幕基坑的渗水源诊断和导流装置，能够有效探测无止水帷幕基坑的渗水源位置，提高基坑的安全性能。

本发明采用的技术方案如下：

无止水帷幕基坑的渗水源诊断和导流装置，所述装置包括导流机构和检测机构，所述导流机构包括导流管，导流管的管体由上至下分为负压段和渗流段，渗流段管壁上开设有数个渗流孔，且导流管的渗流段管体内填装有滤料；所述检测机构包括埋设于滤料中的数个传感器，传感器由上至下排列于滤料中，传感器的输出端通过导线与外界的信号采集仪输入端信号连接，信号采集仪的输出端与云平台服务端输入端无线信号连接。

优选的，所述滤料为陶粒，所述渗流孔包括沿导流管周向分布的数列通孔，每列通孔沿导流管轴向延伸设置。

优选的，所述传感器成列且沿导流管轴向延伸设置，且数列传感器周向分布在导流管内。

优选的，所述导流管的负压段管体顶部连接真空泵的抽吸口。

优选的，所述装置还包括圆形的防渗膜，防渗膜铺设于以导流管顶端为圆心、导流管的轴半长为半径的范围地面处。

优选的，所述云平台服务端与移动终端无线信号连接。

优选的，所述真空泵、传感器和信号采集仪通过移动电源供电，移动电源为蓄电池或太阳能电池。

优选的，所述真空泵为水环式真空泵。

优选的，所述防渗膜为HDPE材质土工膜。

本发明的工作过程如下：

当基坑出现渗水现象时，于基坑四周处地面填埋多个本发明所述装置，然后进行检测。靠近渗水点处的装置可以快速从渗水孔中引入水源，水源透过陶粒并接触传感器，由于导流管内的传感器呈多方位分布，所以先接触到水的传感器利用自身方位可以判定渗水方向，从而判断渗水点水源的大致方位。

同时由于渗水点周围不同区域的含水率不同，不仅对水中的盐分有直接影响，同时也影响了水分的导电率等参数，而且不同类型的渗水点的水质参数也决然不同，如污水和普通水源等差距较大。传感器在确定初始水源参数和后续水源参数并传递至云平台服务端进行运算比对后，可以确定渗水点水源类型，并结合当地水文土质等数据记载实现渗水点水源位置和成型原因的判断，然后将相应数据传送至移动终端如手机等。现场施工人员可以有的放矢地进行渗水点水源开挖和基坑防护等操作。

进入导流管内的水分可以通过开启真空泵抽吸排出，一方面是装置本身的清理需要，另一方面是加快对渗水点的排水作业，尤其是小型渗水点，如果可以通过导流管快速排水，那么则无需进行后续的大型开挖排水作业。同时防渗膜的设置可以阻止空气进入土体内，当导流管抽吸排水时，可以使得导流管附近形成负压，进一步提高土体中存水的外排效率，降低真空泵的能耗。陶粒的设置，一方面是因为其具有强吸水作用，可以加速渗水点的水渗入导流管并被传感器感知以提高诊断效率，另一方面陶粒具有体积大、密度小的特点，不易堵塞渗流孔同时质量较轻便于装置整体的运输操作。本发明装置操作使用方便，而且通过水对土壤的影响来进行测试判断渗水点的位置和类型，原则上只要渗水点不结冰，本发明就满足使用前提。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1）本发明通过传感器感应渗水方向和水参数，并及时对比发现渗水点的方位和类型，提高后续施工处理的有效性，杜绝了现有技术中采用挖掘机盲目开挖寻找渗水点和路径，降低了施工机械对基坑侧壁的扰动，降低了基坑坍塌的可能性；

2）本发明可以及时控制基坑侧壁内的含水量，降低渗水对基坑侧壁土体影响，甚至可以提高侧壁土体的力学性能，以保证基坑的安全性能，同时在夏季等暴雨多发时节，可以迅速导流出基坑四周的积水，防止基坑渗水现象的发生。

附图说明

图1为

具体实施方式

中所述装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，无止水帷幕基坑的渗水源诊断和导流装置，包括导流机构和检测机构，所述导流机构包括导流管和圆形的防渗膜5，防渗膜5铺设于以导流管顶端为圆心、导流管轴半长为半径的范围的地面处。

导流管的管体由上至下分为负压段11和渗流段12，真空泵2的抽吸管穿过防渗膜5后与负压段11管体顶部连通；渗流段12管壁上开设有数个渗流孔13，且导流管的渗流段管体内填装有陶粒14，所述渗流孔13包括沿导流管周向分布的数列通孔，每列通孔沿导流管轴向延伸设置。

所述检测机构包括埋设于陶粒14中的数个传感器3，所述传感器3成列且沿导流管轴向延伸设置，且数列传感器3周向分布在导流管内。传感器3的输出端通过导线与外界的信号采集仪31输入端信号连接，信号采集仪31的输出端与云平台服务端输入端无线信号连接，所述云平台服务端与移动终端无线信号连接。

所述真空泵2为水环式真空泵，防渗膜5为HDPE材质土工膜，所述真空泵、传感器和信号采集仪通过移动电源供电，移动电源为蓄电池或太阳能电池。

本发明的工作过程如下：

当基坑出现渗水现象时，于基坑四周处地面4填埋多个本发明所述装置，然后进行检测。靠近渗水点处的装置可以快速从渗水孔中引入水源，水源透过陶粒并接触传感器，由于导流管内的传感器呈多方位分布，所以先接触到水的传感器利用自身方位可以判定渗水方向，从而判断渗水点水源的大致方位。

同时由于渗水点6周围不同区域的含水率不同，不仅对水中的盐分有直接影响，同时也影响水分的导电率等参数，而且不同类型的渗水点的水质参数也决然不同，如污水和普通水源等差距较大。传感器在确定初始水源参数和后续水源参数并传递至云平台服务端进行运算比对后，可以确定渗水点水源类型，并结合当地水文土质等数据记载实现渗水点水源位置和成型原因的判断，然后将相应数据传送至移动终端如手机等。现场施工人员可以有的放矢地进行渗水点水源开挖和基坑防护等操作。

进入导流管内的水分可以通过开启真空泵抽吸排出，一方面是装置本身的清理需要，另一方面是加快对渗水点的排水作业，尤其是小型渗水点，如果可以通过导流管快速排水，那么则无需进行后续的大型开挖排水作业。同时防渗膜的设置可以阻止空气进入土体内，当导流管抽吸排水时，可以使得导流管附近形成负压，进一步提高土体中存水的外排效率，降低真空泵的能耗。陶粒的设置，一方面是因为其具有强吸水作用，可以加速渗水点的水渗入导流管并被传感器感知以提高诊断效率，另一方面陶粒具有体积大、密度小的特点，不易堵塞渗流孔同时质量较轻便于装置整体的运输操作。本发明装置操作使用方便，而且通过水对土壤的影响来进行测试判断渗水点的位置和类型，原则上只要渗水点不结冰，本发明就能使用。

传感器的性能参数：直流供电电压10-30v，盐分精度±2%F.S，电导率精度±3% ，水分量程0%-100%，电导率量程0-20000us/cm，响应时间<1s。信号采集仪参数：DC10-30V直流宽电压供电，数据上传接口RS485/RJ45网口，储存数据52万条，数据上传间隔1-10000s。