本發(fā)明涉及運河工程，具體為一種運河工程圍堰施工安全評估方法。

背景技術(shù)：

1、運河工程圍堰施工是一種在水利工程中常用的施工方法，主要用于在建造、水利工程等領(lǐng)域中進行水面封堵、水流控制等操作，運河是交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，對促進經(jīng)濟發(fā)展和加強文化交流具有重要作用，隨著我國內(nèi)河水運事業(yè)的蓬勃發(fā)展，運河建設(shè)不斷加強，并逐漸實現(xiàn)跨流域水系連通和形成高等級航道網(wǎng)，圍堰是一種在運河等水利工程施工中使用的臨時性圍護結(jié)構(gòu)，它的主要作用是防止水流和泥沙進入工程修建位置，以便在干燥基坑內(nèi)進行施工作業(yè)，在運河修建過程中，圍堰可以為施工作業(yè)提供一個干燥和安全的環(huán)境，確保施工順利進行。

2、而在運河工程圍堰施工需要對施工進行安全評估，保證施工順利安全地完成，而目前現(xiàn)有的評估方法需要大量的人力、物力和財力投入，同時由于圍堰施工受水流、地質(zhì)條件、氣候條件等自然環(huán)境因素影響較大，圍堰施工存在的復(fù)雜性和多變性，常規(guī)的安全評估方法復(fù)雜度較高，精準(zhǔn)度和可靠性較差，而隨著科技的進步，已無法滿足目前的運河工程圍堰施工需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種運河工程圍堰施工安全評估方法，具備通過整合先進技術(shù)和科學(xué)管理策略，減少人力需求，降低成本，提高了評估的精確度和可靠性，降低了技術(shù)復(fù)雜度帶來的風(fēng)險等優(yōu)點，解決了人力、物力和財力投入大，復(fù)雜度較高，精準(zhǔn)度和可靠性較差的問題。

2、為實現(xiàn)上述通過整合先進技術(shù)和科學(xué)管理策略，減少人力需求，降低成本，提高了評估的精確度和可靠性，降低了技術(shù)復(fù)雜度帶來的風(fēng)險目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種運河工程圍堰施工安全評估方法，包括以下步驟：

3、步驟1、收集資料和分析設(shè)計，收集運河工程中圍堰的設(shè)計文件、施工圖紙和施工記錄等資料，分析圍堰的設(shè)計和施工質(zhì)量，確定可能存在的安全隱患；

4、步驟2、場地勘察，進行場地勘察，觀察圍堰周邊環(huán)境的狀況，并評估其對圍堰安全的影響，同時在施工過程進行實時勘察；

5、步驟3、數(shù)值模擬和評估，根據(jù)資料和實際勘察結(jié)果進行數(shù)值模擬，模擬不同情景下圍堰受到的力學(xué)和水動力載荷，然后根據(jù)模擬結(jié)果，評估圍堰的穩(wěn)定性和安全狀況；

6、步驟4、構(gòu)建水位預(yù)測模型，構(gòu)建水位預(yù)測主成分分析模型，獲取水位預(yù)測結(jié)果，利用有限元模型模擬鋼圍堰基坑施工過程中水位變化對鋼圍堰基坑穩(wěn)定性的影響，獲取內(nèi)部應(yīng)力及位移模擬數(shù)值數(shù)據(jù)；

7、步驟5、模型分析，對有限元模型進行敏感性分析，確定影響鋼圍堰基坑穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，在基于水位預(yù)測結(jié)果、模擬數(shù)值數(shù)據(jù)及關(guān)鍵因素對鋼圍堰基坑進行時變可靠度分析，獲取時變可靠度分析結(jié)果；

8、步驟6、構(gòu)建bim仿真模型，獲取bim仿真監(jiān)測數(shù)據(jù)并結(jié)合時變可靠度分析結(jié)果對鋼圍堰基坑進行安全性評估；

9、步驟7、制定風(fēng)險控制措施，制定相應(yīng)的風(fēng)險控制措施，包括修復(fù)和加固圍堰結(jié)構(gòu)、加強監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)等，并通過實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在問題，確保工程的順利進行；

10、步驟8、現(xiàn)場實時智能安全監(jiān)測，根據(jù)模型和分析對現(xiàn)場進行實時智能安全監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容包括圍堰結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化、變形程度和現(xiàn)場實時視頻監(jiān)控等，通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)實時傳送至云監(jiān)測平臺，進行數(shù)據(jù)分析和處理，以便及時發(fā)現(xiàn)潛在問題并采取措施；

11、步驟9、風(fēng)險評估，當(dāng)出現(xiàn)風(fēng)險時，結(jié)合之前的模型、監(jiān)控和分析進行詳細的風(fēng)險評估，識別施工過程中面臨的風(fēng)險，并按照之前指定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案進行實施。

12、優(yōu)選的，所述步驟2中的場地勘察具體可使用地質(zhì)雷達、鉆孔設(shè)備和水下聲吶等設(shè)備進行地質(zhì)條件勘察，以評估土質(zhì)穩(wěn)定性和地下水位的地質(zhì)條件；使用水文監(jiān)測設(shè)備進行水位、流速和水質(zhì)等實時監(jiān)測；使用氣象站設(shè)備收集溫度、降雨和風(fēng)力數(shù)據(jù)。

13、優(yōu)選的，所述步驟2中的場地勘察還包括使用無人機進行地形測繪和施工進度監(jiān)控，快速獲取施工現(xiàn)場的高精度地形數(shù)據(jù)，并實時勘察圍堰施工過程，確保施工按照計劃進行。

14、優(yōu)選的，所述步驟4中的構(gòu)建水位預(yù)測模型具體需要采集歷史水位數(shù)據(jù)，提取水位變化的影響因素特征向量，利用支持向量機進行水位預(yù)測，綜合考慮復(fù)雜水文場景和天氣變化，進行中短期水位預(yù)測。

15、優(yōu)選的，所述步驟5中的模型分析具體包括使用有限元軟件建立圍堰的三維模型，考慮土壓力、靜水壓力和水流力等多種荷載，進行受力分析，通過模擬不同施工階段下的圍堰結(jié)構(gòu)，分析其穩(wěn)定性和變形特性，確保設(shè)計滿足安全要求。

16、優(yōu)選的，所述步驟6中的構(gòu)建bim仿真模型還包括創(chuàng)建圍堰的bim模型，并添加與圍堰穩(wěn)定性相關(guān)的不確定因素，定義仿真場景，獲取基坑在不同時間點下的穩(wěn)定性響應(yīng)數(shù)據(jù)。

17、優(yōu)選的，所述步驟7中的制定風(fēng)險控制措施還包括實現(xiàn)對圍堰施工過程的遠程監(jiān)控，并在系統(tǒng)檢測到異常情況時及時發(fā)出預(yù)警，同時還需要加入全國地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查監(jiān)測、預(yù)報預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)的有機結(jié)合，提高對地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報預(yù)警工作的精確度和實用性。

18、優(yōu)選的，每個所述步驟均可形成評估報告文件，且報告文件分為紙質(zhì)和電子檔，其電子檔上傳至云端進行備份儲存。

19、優(yōu)選的，所述評估報告文件可包括采用文字和模型圖片展示評估報告內(nèi)容，并傳輸?shù)斤@示屏進行圖像顯示，來直觀了解施工安全情況。

20、優(yōu)選的，還包括在施工期間，需要施工安全評估結(jié)果轉(zhuǎn)化為詳細的安全施工方案，并對施工人員和管理進行不定期的安全教育和培訓(xùn)。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種運河工程圍堰施工安全評估方法，具備以下有益效果：

22、1、該運河工程圍堰施工安全評估方法，通過采用bim技術(shù)、有限元分析等先進技術(shù)，提高了評估的精確度和可靠性，降低了技術(shù)復(fù)雜度帶來的風(fēng)險，通過采用現(xiàn)代化的監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)，減少人力需求，降低成本，通過實時數(shù)據(jù)分析和監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，能夠更好地適應(yīng)環(huán)境變化，配合無人機和場地勘察設(shè)備，提高施工的靈活性和響應(yīng)速度，通過風(fēng)險事件識別、風(fēng)險等級評估和安全風(fēng)險分析，提供了更為全面的風(fēng)險控制措施，包括修復(fù)和加固圍堰結(jié)構(gòu)、加強監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)等，從而降低安全風(fēng)險。

23、2、該運河工程圍堰施工安全評估方法，通過利用有限元模型模擬和bim仿真模型，提供了更為科學(xué)的模型和分析手段，能夠?qū)臃€(wěn)定性的變化進行準(zhǔn)確量化和評估，通過構(gòu)建水位預(yù)測模型和bim仿真模型，結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)，提前了解深水圍堰施工中可能面臨的水位變化情況，及時發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險，進而采取相應(yīng)措施保障施工安全。

技術(shù)特征：

1.一種運河工程圍堰施工安全評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運河工程圍堰施工安全評估方法，其特征在于：所述步驟2中的場地勘察具體可使用地質(zhì)雷達、鉆孔設(shè)備和水下聲吶等設(shè)備進行地質(zhì)條件勘察，以評估土質(zhì)穩(wěn)定性和地下水位的地質(zhì)條件；使用水文監(jiān)測設(shè)備進行水位、流速和水質(zhì)等實時監(jiān)測；使用氣象站設(shè)備收集溫度、降雨和風(fēng)力數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種運河工程圍堰施工安全評估方法，其特征在于：所述步驟2中的場地勘察還包括使用無人機進行地形測繪和施工進度監(jiān)控，快速獲取施工現(xiàn)場的高精度地形數(shù)據(jù)，并實時勘察圍堰施工過程，確保施工按照計劃進行。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運河工程圍堰施工安全評估方法，其特征在于：所述步驟4中的構(gòu)建水位預(yù)測模型具體需要采集歷史水位數(shù)據(jù)，提取水位變化的影響因素特征向量，利用支持向量機進行水位預(yù)測，綜合考慮復(fù)雜水文場景和天氣變化，進行中短期水位預(yù)測。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運河工程圍堰施工安全評估方法，其特征在于：所述步驟5中的模型分析具體包括使用有限元軟件建立圍堰的三維模型，考慮土壓力、靜水壓力和水流力等多種荷載，進行受力分析，通過模擬不同施工階段下的圍堰結(jié)構(gòu)，分析其穩(wěn)定性和變形特性，確保設(shè)計滿足安全要求。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運河工程圍堰施工安全評估方法，其特征在于：所述步驟6中的構(gòu)建bim仿真模型還包括創(chuàng)建圍堰的bim模型，并添加與圍堰穩(wěn)定性相關(guān)的不確定因素，定義仿真場景，獲取基坑在不同時間點下的穩(wěn)定性響應(yīng)數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運河工程圍堰施工安全評估方法，其特征在于：所述步驟7中的制定風(fēng)險控制措施還包括實現(xiàn)對圍堰施工過程的遠程監(jiān)控，并在系統(tǒng)檢測到異常情況時及時發(fā)出預(yù)警，同時還需要加入全國地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查監(jiān)測、預(yù)報預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)的有機結(jié)合，提高對地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報預(yù)警工作的精確度和實用性。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運河工程圍堰施工安全評估方法，其特征在于：每個所述步驟均可形成評估報告文件，且報告文件分為紙質(zhì)和電子檔，其電子檔上傳至云端進行備份儲存。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種運河工程圍堰施工安全評估方法，其特征在于：所述評估報告文件可包括采用文字和模型圖片展示評估報告內(nèi)容，并傳輸?shù)斤@示屏進行圖像顯示，來直觀了解施工安全情況。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運河工程圍堰施工安全評估方法，其特征在于：還包括在施工期間，需要施工安全評估結(jié)果轉(zhuǎn)化為詳細的安全施工方案，并對施工人員和管理進行不定期的安全教育和培訓(xùn)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及運河工程技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種運河工程圍堰施工安全評估方法，包括以下步驟：步驟1、收集資料和分析設(shè)計；步驟2、場地勘察；步驟3、數(shù)值模擬和評估；步驟4、構(gòu)建水位預(yù)測模型；步驟5、模型分析；步驟6、構(gòu)建BIM仿真模型；步驟7、制定風(fēng)險控制措施；步驟8、現(xiàn)場實時智能安全監(jiān)測；步驟9、風(fēng)險評估。該運河工程圍堰施工安全評估方法，通過采用BIM技術(shù)、有限元分析等先進技術(shù)，提高了評估的精確度和可靠性，降低了技術(shù)復(fù)雜度帶來的風(fēng)險，通過采用現(xiàn)代化的監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)，減少人力需求，降低成本，通過實時數(shù)據(jù)分析和監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，能夠更好地適應(yīng)環(huán)境變化，配合無人機和場地勘察設(shè)備，提高施工的靈活性和響應(yīng)速度。

技術(shù)研發(fā)人員：韋德鑒,洪明,賴俊杰,陳志宗,楊二軍,何曉文,韓方濤,馮煒,龔義韜,李明星,李明道
受保護的技術(shù)使用者：中交天航南方交通建設(shè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24