基坑降水远程控制自动化监测方案

一、项目背景与行业痛点

基坑降水是深基坑、地下室、地铁车站、地下通道、综合管廊及其他地下工程施工中的重要地下水控制措施。其工程目标并不是将地下水位无限降低，而是在基坑开挖、基础施工和地下结构施工期间，将目标区域地下水位控制在满足基坑稳定、坑底施工、防突涌、防流砂及结构施工要求的合理范围内，同时尽可能减少过度降水对坑外地层和周边建构筑物造成的不利影响。

当基坑地下水位过高时，可能导致坑底积水、土体软化、渗流增大，并在特定地层和承压水条件下增加突涌、流砂、管涌或坑底稳定风险；但地下水位也并非越低越安全。持续过量抽水可能扩大地下水降落漏斗，引起坑外地下水位下降和土层有效应力变化，在软土、松散砂层或压缩性较高地层中可能进一步诱发地面沉降、周边建筑物沉降、道路变形以及地下管线附加变形。

因此，现代基坑降水控制的核心已经由传统“水泵持续运行”逐渐转向“按地下水位需求实施动态控制”。系统需要实时知道观测井水位当前处于什么位置、水位是在上升还是下降、当前有多少台降水泵处于运行状态、启泵以后水位是否产生合理响应，以及继续抽水是否已经超过工程实际需要。

传统基坑降水主要依靠人工测量水位和现场人工启停水泵。对于降水井数量较少、地下水变化缓慢的项目，该方式可以发挥作用；但对于超深基坑、大面积基坑、多层地下水、地铁车站或者周边环境敏感工程，人工计划难以持续覆盖夜间、暴雨、节假日以及不同施工阶段地下水快速变化过程。

另一方面，单纯建设“地下水位在线监测”仍不能解决降水管理问题。如果监测系统发现水位持续上涨，却仍需人员前往现场启泵，监测与控制之间仍然存在时间差。基坑降水远程控制自动化监测系统需要进一步建立水位监测与水泵控制之间的闭环关系，使地下水状态能够直接进入降水控制逻辑。

基坑降水自动化控制还必须正确处理“欠降水”和“过降水”之间的关系。欠降水可能影响坑内施工及基坑稳定，而过降水可能加大坑外地层水位变化。因此系统不应采用简单的“水位高就全部开泵、水位低就全部停泵”粗放模式，而应结合观测井分区、水位上下控制线、不同降水井影响范围、施工开挖标高和周边环境监测结果实施分区、分级和动态控制。

S-CGDEW01基坑降水自动化监测系统以井水位传感器、综合分析仪、水泵控制单元和无线采集设备组成现场综合在线与控制体系。观测井水位持续上传，控制系统依据工程设定的水位上下限、联动关系和授权人工指令启停相关降水井水泵，并通过SIYB®数据管理平台实现远程查看、手机控制、趋势分析、告警和运行记录管理。

系统总体技术链路为：水文地质分析与降水设计 → 观测井及降水井分区 → 地下水位实时监测 → 水位变化趋势判断 → 控制区间分析 → 水泵自动或远程控制 → 抽水响应监测 → 坑内外地下水位对比 → 周边沉降关联 → 动态优化降水 → 基坑施工安全控制。

二、建设目标与监测目标

1. 建设目标

建设一套覆盖“地下水位监测—水泵状态管理—远程控制—自动启停—水位反馈—异常预警—运行记录”的基坑降水远程控制自动化监测系统，使降水工程由依靠人工计划和人工启停逐步转变为基于地下水位状态的数字化、动态化控制。

系统应按照基坑分区、含水层、观测井和降水井之间的水力关系建立控制模型。每一口观测井不仅对应一个水位数据，还应明确其代表的基坑区域、目标含水层以及关联的降水井，使系统能够根据实际水位状态控制正确的水泵，而不是所有水泵无差别同步运行。

降水自动化系统还应服务于施工过程管理。随着基坑分层开挖，施工控制水位也可能发生阶段变化，因此平台应支持按照施工阶段配置和调整水位控制参数，并保存参数调整记录。

2. 监测与控制目标

系统持续获取各观测井地下水位，计算水位相对于施工控制线的距离以及单位时间变化速度；同步管理相关降水井水泵运行状态，实现现场、手机和远程平台控制，并按照批准的自动控制逻辑进行启停。

系统进一步分析启泵以后水位是否按预期下降、停泵以后水位恢复速度如何，以及同一区域多口观测井之间是否形成合理地下水位变化。通过坑内外水位、周边沉降和基坑结构监测数据融合，可进一步判断当前降水范围是否合理。

系统最终应能够回答：当前哪一个区域地下水位最高、水位是否正在快速上涨、哪些水泵正在运行、启动水泵以后水位下降是否正常、什么时候已经达到停泵条件、是否存在抽水过度、坑外地下水位是否同步下降，以及是否需要调整降水井组合和控制参数。

三、需求分析

1. 基坑降水应首先明确控制对象

项目设计阶段应明确需要控制的是潜水、承压水还是其他地下水类型，并结合地层结构、隔水层、含水层厚度、渗透性和基坑支护体系确定降水目标。不同含水层之间不能因为都称为“地下水位”就采用完全相同的控制逻辑。

2. 控制水位必须来源于降水设计

系统中的启泵水位、停泵水位及阶段控制线，应依据水文地质勘察、基坑支护设计、地下水控制设计以及施工阶段要求确定。传感器量程、平台显示范围和水泵能力均不能直接作为工程水位控制值。

3. 必须统一水位表达方式

现场传感器可能直接输出水面距离探头或井口的深度，而设计文件通常使用地下水位高程。平台主管理宜统一转换为工程高程体系，并同时保存原始测量值和换算后的地下水位高程，避免“水位升高”与“埋深变小”等表达方式混淆。

4. 降水不是水位越低越好

满足基坑稳定和施工要求以后继续大幅降低地下水位，不一定增加工程安全性，反而可能扩大周边水位降落范围。因此系统应同时具有高水位控制和低水位控制概念，通过上下限形成合理控制区间。

5. 观测井位置决定控制数据是否具有代表性

观测井不宜简单与某一降水井布置在完全相同位置。降水井附近水位可能受到局部井损和强抽水影响，与区域实际地下水状态存在差异。重要项目应根据降水设计布置具有代表性的坑内和坑外观测井。

6. 一口观测井可联动多口降水井，但必须有明确控制关系

S-CGDEW01支持一口观测井关联多口降水井。工程应用中应明确该观测井代表哪个降水分区，以及每口水泵的控制优先级、参与顺序和最大允许同时运行数量，防止一处水位轻微变化导致多台大功率水泵无差别同时启动。

7. 水泵启停需要滞回区间

如果启泵和停泵只使用一个临界水位，当水位在临界值附近小幅波动时，水泵可能频繁启停。工程上应采用不同的开泵和关泵控制线形成滞回区间，使水泵运行更加稳定。

8. 自动控制必须与人工控制区分

附件确认系统支持现场、手机和平台远程启停，同时支持水位上下限自动控制。实际工程中宜进一步定义“手动、远程、自动”等运行模式和操作权限，并形成明确优先级。该权限和联锁逻辑属于项目控制设计内容，应以最终控制柜和平台主管理程序为准。

9. 远程控制应防止误操作

手机或平台主管理水泵属于设备控制行为。工程设计宜配置用户权限、操作确认、控制记录和设备状态反馈，避免无权限人员或者误操作造成水泵异常启停。当前产品说明书没有详细列出双确认、角色权限或通信加密等功能，正式项目需根据平台和控制器最终版本确认。

10. 水位下降后必须观察周边环境

基坑内部水位达到要求并不代表降水系统已经达到最优状态。临近建筑物、道路、地下管线或既有轨道交通结构的工程，应同步关注坑外地下水位和周边沉降。

11. 仅有水位不能完整评价单井运行效率

高要求项目可以进一步增加水泵运行反馈、电流、电能和出水流量等监测，用于区分“水泵已经发出启动命令”和“水泵实际产生有效抽水”。这些属于扩展配置，当前S-CGDEW01附件没有给出具体参数，不能直接作为标准设备固定能力。

12. 通信异常不能冒充实时水位

平台发生传感器或通信异常时，应明确显示数据状态及最后有效测值时间，不应把最后一个历史数据持续标记为当前实时地下水位。

四、总体解决方案

S-CGDEW01基坑降水远程控制自动化监测系统采用“观测井水位感知＋无线采集＋综合分析仪＋水泵控制＋远程通信＋SIYB®数据管理平台”的总体架构。

项目首先根据水文地质条件和基坑降水设计，将基坑划分为若干地下水控制区域，并确定观测井与降水井之间的对应关系。观测井内部安装地下水位传感器，连续获取地下水状态，由无线采集设备或现场采集单元传输至综合分析仪。

综合分析仪根据经过项目批准的控制逻辑对地下水位进行判断。当观测井水位高于设定上限时，可启动与该观测井关联的降水井水泵；当水位降低至设定下限时，按照控制逻辑停止相应水泵，从而形成具有上下限滞回的地下水自动控制。

现场人员可以根据施工实际在本地进行水泵控制，授权人员也可通过手机或SIYB®数据管理平台实施远程启停。平台主管理实时水位、水泵运行状态、控制模式、启停事件、报警和历史趋势，使降水工程管理人员能够远程掌握整个基坑地下水控制状态。

对于周边环境敏感基坑，可进一步接入坑外地下水位、建筑物沉降、地表沉降、围护墙水平位移、支撑轴力等监测数据，将“基坑内部降水是否满足施工要求”和“降水是否对外部环境产生明显影响”纳入同一数据体系。

总体数据链路为：坑内外观测井 → 地下水位传感器 → 无线采集单元 → 综合分析仪 → 水位上下限与趋势判断 → 降水井水泵控制 → 水位反馈 → 远程通信 → SIYB®数据管理平台 → 周边沉降及基坑监测联合分析 → 动态优化降水。

五、系统架构设计

1. 地下水感知层

通过布设于坑内、坑外或不同地下水控制区域的观测井水位传感器，连续获取目标含水层水位变化。各观测井应明确井号、坐标、井口高程、监测含水层和控制区域。

2. 无线采集层

无线采集单元读取水位传感器数据，统一测点编号、时间、单位和数据状态，再传送至综合分析及控制设备。

3. 综合分析与控制层

综合分析仪负责水位条件判断及相关水泵控制，并管理观测井与多口降水井之间的联动关系。不同区域可根据实际降水设计形成独立控制组。

4. 水泵执行层

水泵控制单元接收自动、现场或远程启停指令，并控制对应降水井水泵。涉及接触器、变频器、电机保护和电气联锁的具体方式，应根据现场水泵功率及控制柜配置设计。

5. 远程通信层

根据施工现场通信条件，可通过蜂窝网络、以太网或项目有线网络将水位、设备状态和控制信息传输至SIYB®数据管理平台。

6. 综合监测层

周边环境敏感项目可进一步接入坑外地下水位、地表沉降、建筑物沉降、围护结构变形和支撑受力等信息，使降水控制与基坑安全监测之间形成数据关联。

7. 管理应用层

平台实现基坑平面图、观测井、降水井、实时水位、水泵状态、远程控制、历史趋势、报警、控制日志和运维记录集中管理。

六、监测内容与监测方法

1. 坑内地下水位

用于判断基坑内部地下水是否达到当前施工阶段控制要求。随着开挖深度增加，可以根据正式设计调整控制水位，但所有调整均应形成记录。

2. 坑外地下水位

对于邻近建筑物、道路、地下管线和轨道交通设施等敏感区域，宜设置坑外地下水观测点。坑外水位下降幅度和变化速度可以作为评价降水影响范围的重要数据之一。

3. 降深

以降水前稳定地下水位作为项目基准，可计算各观测井地下水位降低量，用于分析实际降水效果和降落漏斗发展过程。

4. 地下水位变化速率

单位时间地下水位上升或下降速度能够反映降水能力、地下水补给、降雨影响、停泵回升以及水泵异常等过程。

5. 水泵运行状态

平台应明确区分运行和停止状态，并记录每一次自动、现场或远程启停发生的时间和控制来源。

6. 控制模式

系统宜显示当前属于自动控制、现场人工还是远程控制状态，避免不同人员在不知道当前控制模式的情况下重复下达指令。

7. 水泵运行时长

通过启停事件统计每口降水井累计运行时间，可以用于分析不同区域降水负荷和辅助安排设备维护。

8. 水位恢复过程

水泵停止以后，地下水通常会逐渐恢复。恢复速度反映地下水补给条件以及当前降水井控制范围，可作为后续优化启停周期的重要依据。

9. 扩展出水流量

项目需要进一步评价降水井效率时，可增加流量计监测单井或总排水量。当前附件没有明确配置流量传感器，因此该项目属于可选扩展。

10. 周边沉降与基坑变形

重要深基坑宜将地下水位变化与周边地表沉降、建筑物沉降和围护结构位移在同一时间轴中进行分析，防止只关注坑内“水位是否够低”而忽略降水环境影响。

七、技术原理与算法模型

1. 地下水位高程

若传感器测得水面相对于井口或固定测量基准的埋深为d(t)，井口基准高程为Z0，则地下水位高程可根据现场测量定义换算为：

H(t) = Z0 - d(t)

实际工程应根据传感器零点位置和高程传递方式确定正式计算关系，并在测点档案中保存。

2. 地下水降深

设降水开始前稳定地下水位高程为H0，当前地下水位为H(t)，则地下水降深可表示为：

s(t) = H0 - H(t)

当采用水位埋深表示时，符号和计算方式需要相应调整，因此平台主管理应统一采用一种工程定义。

3. 水位变化速率

在时间区间[t1,t2]内，地下水位变化速率可以表示为：

V_H = [H(t2)-H(t1)] / (t2-t1)

VH持续为正可表示地下水位正在上升，持续为负则表示地下水位正在下降。具体正负方向需与平台主管理字段定义保持一致。

4. 上下限滞回控制

设自动开泵水位为H_on，自动停泵水位为H_off，并满足：

H_on > H_off

当地下水位上升至H_on及以上时，系统可按照自动控制规则启动关联水泵；当地下水位下降至H_off及以下时停止相应水泵。

两个控制值之间形成：

ΔH = H_on - H_off

的控制滞回区间，可减少水位在临界值附近波动造成的水泵频繁启停。

5. 多泵分级控制

S-CGDEW01支持一口观测井关联多口降水井。工程上可以根据需要设计分级控制逻辑，例如水位首次达到启泵条件时启动第一组水泵，如果在规定观察时间内水位仍持续上升或者达到更高控制条件，再投入其他降水井。

具体泵组数量、投入顺序、轮换方式和延迟时间均属于项目工程设计参数，不能作为当前说明书已经固定实现的功能，应以最终控制逻辑确认。

6. 启泵响应时间

设水泵启动时间为t0，观测井开始出现持续有效下降时间为t1，则：

T_response = t1 - t0

长期统计同一降水井组的响应时间，可用于识别抽水效率、水文条件和设备性能是否发生明显变化。

7. 停泵水位回升分析

水泵停止以后，可以计算单位时间水位恢复速度。若近期水位恢复速度明显快于历史相似施工阶段，应检查地下水补给增强、降雨、附近水体变化或者降水井效率下降等因素。

8. 降水稳定度

当水位长期维持于设计控制区间，同时水泵启停频率保持合理，可认为当前控制参数与地下水补给状态基本匹配。若水泵长期连续运行仍无法维持目标水位，则应重点检查降水能力、井况及水文地质条件。

9. 坑内外水位差

对于具有坑外观测井的项目，可以计算：

ΔH_io = H_outside - H_inside

该指标可以辅助反映基坑围护和地下水控制条件，但不能单独作为止水帷幕性能结论，应结合地层、帷幕结构和其他监测数据综合分析。

10. 地下水位与周边沉降关联

长期数据可分析：

S_settlement = f(ΔH_outside, Time, Soil, Construction)

即坑外地下水变化与周边沉降之间的时间关系。该分析属于工程关联评价，不能脱离地层条件将水位下降与所有沉降简单建立统一比例关系。

11. 过度降水识别

当地下水位已经明显低于当前施工所需控制线，而相关水泵仍持续运行时，可形成低水位或过度降水提示，提醒管理人员检查控制模式和泵组配置。

12. 无效抽水识别

当系统确认水泵处于运行状态，但对应观测井水位长期无合理响应时，应检查水泵、井内水位、井管堵塞、滤层、出水管路以及水文补给等因素。如果项目进一步配置流量或电流监测，可以提高无效抽水识别能力。

八、系统功能设计

系统支持观测井地下水位自动监测和远程查看，并支持现场、手机和SIYB®数据管理平台远程启停水泵。根据附件确认的控制逻辑，可实现水位高于设定上限自动开泵、水位低于设定下限自动关泵，并支持一个观测井与多口降水井建立联动关系。

平台主管理地下水位实时值、水位高程、阶段降深、水位变化速率、水泵运行状态、累计运行时间、控制模式和最近一次启停记录，同时提供历史曲线、告警记录和运行报表。

系统可按照项目、基坑、施工分区、观测井和降水井进行分级管理，并在基坑平面图中展示各井位置和当前状态。对于多个降水分区，可分别设置控制参数，避免不同水文条件区域采用完全相同的启停逻辑。

平台宜将所有远程控制形成操作日志，包括操作账号、时间、目标水泵、控制命令和执行状态。具体权限控制、命令确认、状态回执和电气保护能力以最终平台、控制柜及通信协议为准。

九、硬件组成与配置方案

1. 地下水位传感器

安装于观测井内部，用于连续获取地下水位变化。量程、精度、分辨率、安装深度和介质适应性应根据基坑实际水位范围及最终传感器型号确定。

2. 无线采集单元

用于获取地下水位数据并传输至综合分析设备，是现场分散观测井接入自动化系统的重要组成部分。

3. 综合分析仪

接收各观测井数据，执行项目配置的水位控制和联动逻辑，并管理观测井与降水井之间的对应关系。

4. 水泵控制单元

根据自动、远程或现场控制命令启停降水井水泵。具体接触器、保护器、变频器及电气控制柜应按照水泵额定功率和现场供电条件设计。

5. 降水井水泵

水泵扬程、流量、功率和井泵组合由地下水控制设计确定，不属于当前S-CGDEW01说明书统一固定参数。

6. 数据通信单元

用于现场综合分析设备与SIYB®数据管理平台之间的实时通信，可根据工程条件采用蜂窝网络、以太网或有线接口。

7. 现场机箱与供电

用于安装采集、控制、通信和电源设备，并根据基坑潮湿、雨水、粉尘、施工碰撞及临时用电环境进行防护设计。

8. 扩展流量监测单元

需要统计单井和总抽水量时，可在排水管线上增加流量计。该设备属于项目扩展配置。

9. 扩展电气状态监测

高要求项目可进一步采集水泵电流、运行反馈、故障状态等信号，用于提高远程设备状态判断能力，具体接口以最终水泵控制柜设计为准。

10. 周边环境监测设备

环境敏感深基坑可配套坑外地下水位、沉降、围护墙水平位移、支撑轴力等监测设备，形成地下水控制与基坑安全联合监测体系。

十、核心设备参数

1. S-CGDEW01已确认技术能力

系统型号：S-CGDEW01。

核心组成：井水位传感器、无线采集单元、综合分析仪、水泵控制单元和软件平台。

水位功能：支持观测井水位自动测量和远程查看。

水泵控制：支持现场、手机和平台远程启停水泵。

自动控制：支持水位高于上限自动开泵、低于下限自动关泵。

联动能力：一个观测井可关联多口降水井联动。

系统管理：支持实时监测、远程传输、趋势分析、阈值告警及平台管理。

2. 水位传感器参数边界

当前S-CGDEW01产品说明书没有给出地下水位传感器具体量程、精度、分辨率、工作温度、防护等级和通信协议，因此本方案不自行补造相关参数。

正式招投标文件应根据最终水位传感器选型补充，并保证量程覆盖最高地下水位、设计降水深度及必要工程余量。

3. 水泵参数边界

当前说明书没有统一规定降水泵流量、扬程、功率和电机参数。相关设备应依据基坑降水设计、水文地质试验、井深和排水路径确定。

4. 控制柜参数边界

附件确认具备水泵控制能力，但没有列出最大控制功率、接触器规格、变频能力、电机保护、相序保护及干转保护等具体参数，因此这些指标应以项目控制柜配置清单为准。

5. 通信能力边界

附件说明系统可采用蜂窝网络、以太网或有线接口，但没有固定具体移动通信频段、通信协议和信息安全参数。正式联网方案应根据项目现场网络条件和最终通信设备确定。

十一、软件平台与数据展示

SIYB®数据管理平台按照“项目—基坑—降水分区—观测井—降水井—水泵”的层级组织地下水和设备控制数据。

项目总览页面可显示当前最高地下水位、最低地下水位、处于运行状态的水泵数量、当前告警区域及设备在线状态。基坑平面图可将观测井和降水井布置在真实工程位置上，使用户能够直观看到哪个区域正在抽水以及哪个观测井正在控制该区域。

观测井页面显示当前地下水位、高程、降深、24小时变化、水位变化速率、启泵控制线、停泵控制线以及对应降水井。降水井页面显示水泵运行状态、控制模式、最近启停时间和累计运行时间。

历史曲线可以将地下水位与水泵启停事件置于统一时间轴。例如水泵启动时在水位曲线上自动形成事件标记，使管理人员能够直接观察“什么时候开泵—多久后水位开始下降—降到什么位置以后停泵—停泵后多久开始恢复”。

对于环境敏感项目，还可将坑外地下水位、地表沉降、建筑物沉降和围护结构位移叠加分析，从而识别过度降水是否可能与周边环境变化存在时间关联。

十二、数据分析与智能应用

1. 分阶段控制水位分析

基坑逐层开挖时，地下水控制目标通常与当前开挖深度和施工工序有关。平台可以按照工程批准的阶段参数记录不同施工阶段控制线，使水泵运行更加符合实际施工需求。

2. 降水响应效率分析

统计每次启泵以后观测井水位响应时间、单位时间降深及达到停泵控制线所需时间，可以形成各降水井组历史运行特征。

3. 地下水快速回升识别

水泵停止以后水位异常快速回升，或者相同施工阶段近期回升速度明显增加时，可提示地下水补给条件发生变化，并结合降雨、附近水体及施工状态进行分析。

4. 降水能力不足识别

当多台相关水泵已经运行，但地下水位仍持续高于控制要求或者继续上涨时，应重点检查泵组能力、井况、抽水系统和实际水文条件，而不能仅反复发送启动命令。

5. 过度降水识别

当地下水位已经明显低于当前施工要求而水泵仍持续运行，系统可以形成低水位提醒，为降低无效抽水和减少周边环境影响提供依据。

6. 降水井负荷均衡分析

多个降水井长期运行时间差异过大时，可分析是否存在某一井组承担主要抽水任务、其他井利用率不足或区域补给不均等情况。

7. 坑内外地下水联动分析

通过坑内和坑外观测井曲线，可以分析降水影响是否主要限制在基坑内部，或者坑外水位是否同步明显下降。

8. 地下水与沉降联合分析

当坑外地下水下降以后，附近沉降测点经过一定时间出现明显变化时，可进一步开展水位—沉降关联分析，为优化降水强度、回灌或者其他保护措施提供数据。

9. 降雨影响分析

接入雨量数据以后，可以区分水位上涨是否与强降雨、基坑地表汇水或者地下水自然补给增强有关。

10. 水泵异常辅助分析

平台主管理命令显示水泵已经启动，但观测井水位长期无合理响应时，应结合现场状态进行水泵和井况检查。配置电流、流量等扩展参数后，可以进一步区分控制命令异常、机械故障和井效率问题。

十三、预警机制与决策支撑

基坑降水预警应同时防止“水位过高”和“降水过度”，不能只设置一个高水位报警值。项目应根据当前开挖阶段和地下水控制设计建立分级控制区间，并与周边环境监测形成联合判断。

1. 高水位预警

观测井水位达到项目预警线时产生高水位提示，并根据当前控制模式执行相应水泵控制或通知管理人员。

2. 快速回升预警

地下水位尚未达到最终高水位控制线，但短时间持续快速上升时，可以提前形成趋势预警。

3. 低水位及过度降水提醒

水位低于项目设置的最低合理控制范围时，可提示检查是否存在过度抽水，并结合坑外水位和周边环境决定是否减少泵组运行。

4. 启泵无响应预警

水泵启动以后，经过项目设定的合理响应时间，观测井水位仍无预期变化时形成异常事件，提示检查水泵、井况和水文条件。

5. 坑外水位异常下降预警

坑外观测井下降幅度或下降速度达到项目关注条件时，应结合沉降及建构筑物监测进行复核，并评价当前降水强度。

6. 地下水与沉降联合预警

坑外地下水明显下降同时周边沉降速率增加，比单独某一参数变化具有更高的工程关注意义，应及时进入专项分析流程。

7. 设备异常预警

水位传感器数据长期固定、明显跳变、设备离线、控制设备异常等情况应独立标记为设备事件，避免被误认为真实地下水变化。

8. 远程控制安全要求

工程上宜建立现场急停、本地控制、授权远程控制和自动控制之间的权限与优先级，并配置相应电机保护和控制确认。具体逻辑必须由最终水泵控制柜和项目控制程序确认，不能仅根据平台具有“远程启停”按钮就认为所有安全联锁已经具备。

9. 推荐处置流程

地下水异常 → 检查数据有效性 → 比较其他观测井 → 核对水泵状态 → 检查施工阶段和降雨 → 判断是否启动或调整泵组 → 持续观察水位响应 → 对照坑外地下水和周边沉降 → 必要时现场复核及专业分析 → 调整降水控制方案。

十四、项目实施方案

1. 水文地质资料分析

收集岩土工程勘察、水文地质试验、地下水类型、含水层、隔水层、水位季节变化和周边水体资料，作为监测和自动控制设计基础。

2. 降水设计资料核对

明确降水井数量、井深、井距、水泵参数、目标控制水位、预计涌水量和不同施工阶段地下水控制要求。

3. 观测井分区设计

根据基坑面积、含水层及支护体系确定具有代表性的观测井，并明确每一口观测井对应哪些降水井。

4. 建立水位高程基准

测量各观测井井口或传感器安装基准高程，使传感器测值能够统一转换为项目地下水位高程。

5. 水位传感器安装

传感器应安装于能够长期稳定反映目标地下水位的位置，并防止施工碰撞、淤积和线缆拉扯影响。

6. 无线采集单元安装

选择便于通信和维护、同时不影响施工的位置固定采集设备，并核对测点地址和平台编号。

7. 水泵控制柜接入

根据实际水泵功率、电源和控制方式完成水泵控制单元接线，并确认现场启停、远程启停及自动控制之间的逻辑关系。

8. 观测井—降水井关联

在综合分析仪和平台中建立控制关系。例如观测井OW-01对应DW-01、DW-02和DW-03，不允许仅依靠人工计划记忆控制范围。

9. 水位控制线录入

按照批准的施工阶段控制要求设置自动开泵和关泵水位，并核对高程定义和控制方向。

10. 手动控制测试

逐台验证现场水泵启停，确认控制柜、电机和泵体正常。

11. 远程控制测试

验证手机和平台控制目标水泵是否正确，并检查操作日志和水泵状态反馈。

12. 自动联动测试

通过项目认可的模拟方法验证水位达到上下限以后控制逻辑是否按照设计动作，禁止通过不受控改变真实地下水位进行危险测试。

13. 人工水位比对

采用人工水位计或项目认可方法与自动传感器进行初始比对，确认测值和高程换算正确。

14. 施工阶段联调

基坑开始开挖以后，应根据实际地下水响应验证降水设计和自动控制参数是否合理，不宜把初始控制参数视为整个基坑施工期间永久不变。

15. 周边环境联调

邻近重要建构筑物项目应将坑外水位和沉降数据接入同一平台主管理界面。

16. 项目验收

验收资料宜包括观测井和降水井平面图、井号关系表、设备型号、安装高程、人工比对、控制柜接线、自动控制参数、远程启停测试、平台数据、告警测试和运行维护资料。

十五、运维服务保障

系统运行期间应定期核对观测井和降水井编号，防止现场施工调整以后平台控制关系与实际井位不一致。观测井井口应保持稳定，并防止建筑垃圾、泥浆和地表水直接进入影响测值。

水位传感器应定期与人工水位测量进行比对。发现长期固定值、明显漂移或不合理跳变时，应先检查传感器安装、井内状态和采集设备，而不是直接修改平台数值。

降水井应定期检查水泵、电缆、出水管、止回装置及控制柜。泵组启停频率明显增加时，应分析上下限滞回区间是否过窄、地下水补给是否增强或者观测井控制关系是否合理。

基坑开挖深度、支护施工阶段或者地下结构施工状态发生变化时，应重新核对控制水位。任何控制阈值修改均应由项目授权人员完成并留存修改时间、原参数和新参数。

手机和远程平台主管理权限应随项目人员变动及时调整。涉及水泵启停的账号不宜多人共用，重要操作宜形成完整日志。

系统退出运行时间应根据基坑地下结构、回填、抗浮及地下水恢复设计要求确定，不能仅因为主体结构完成就直接停止降水或拆除综合在线设备。

十六、项目优势与方案价值

S-CGDEW01与普通地下水位监测系统的核心区别，在于将“观测井水位”与“降水井水泵控制”直接建立工程关系，使地下水监测数据能够进入降水执行环节。

通过水位上下限自动控制，可以使水泵根据真实地下水状态运行，减少完全依赖人工经验连续开泵造成的欠降水或无效过量抽水。

支持现场、手机和远程平台主管理，使项目人员能够在夜间、降雨及非现场值守条件下掌握地下水状态并按照授权进行设备控制。

一口观测井关联多口降水井的控制方式，适合大型基坑按照水文地质和施工区域形成降水分区，使控制对象从“单泵”升级为“地下水控制区域”。

通过完整记录水泵启停与水位响应，可以分析不同井组的实际降水能力，帮助项目由固定开泵方式逐渐向动态控制优化。

进一步融合坑外地下水位和沉降数据以后，可以同时解决两个相互制约的问题：既保证基坑内部地下水满足施工安全要求，又尽量避免不必要的过度降水扩大周边环境影响。

系统最终形成“地下水综合在线—动态判断—远程控制—自动启停—水位反馈—周边影响监测—参数优化”的基坑降水自动化闭环。

十七、应用场景

1. 深基坑降水工程

适用于地下室、商业综合体、公共建筑等大面积深基坑地下水自动化控制。

2. 地铁车站基坑

用于地铁车站、明挖区间和附属结构施工，可结合周边道路、管线和建筑物沉降进行联合监测。

3. 超深地下工程

适用于开挖深度大、含水层复杂、降水持续时间较长的地下空间工程。

4. 邻近建筑物敏感区基坑

通过坑内外地下水位和周边沉降联合监测，重点控制过度降水对既有建筑物产生的不利影响。

5. 邻近轨道交通工程

适用于既有地铁、铁路及其他变形控制要求较高区域附近的基坑地下水动态管理。

6. 市政地下工程

用于综合管廊、泵站、地下通道、地下道路和大型市政基坑降水。

7. 多分区大型基坑

通过多观测井、多降水井组成分区控制系统，实现不同施工区域地下水独立调节。

8. 承压水控制工程

对于具有承压水风险的基坑，可根据专项地下水控制设计建设对应监测和降水系统。承压水稳定验算和控制要求应由专业设计确定。

十八、效益分析

自动化地下水位监测能够提供全天连续水位过程，避免人工计划间隔期间地下水快速回升无法及时发现的问题。

水位与水泵自动联动能够缩短“发现水位异常—通知人员—前往现场—启动水泵”的控制链路，提高降水系统响应速度。

合理的上下限控制能够减少水泵在不需要持续降水时长期运行，有助于降低无效抽水和设备运行时间，同时减少不必要的地下水降深。

远程控制降低夜间、暴雨及大面积基坑频繁人工计划水泵的工作量，但现场巡检和电气安全管理仍不可取消。

运行时间、水位响应和泵组记录可以形成降水设备实际运行档案，为设备维护和降水参数调整提供数据。

对于周边环境敏感工程，通过坑外地下水位和沉降联动，可以更早发现地下水控制对外部环境可能产生的影响，并为调整抽水强度、泵组配置或其他地下水控制措施提供依据。

长期项目数据可以形成降水井、水位、施工阶段和周边响应之间的完整数据库，为同类基坑地下水控制设计和工程复盘提供参考。

十九、标准规范与技术依据

1. GB 55003-2021《建筑与市政地基基础通用规范》

建筑与市政地基基础工程应执行现行强制性工程建设规范。基坑地下水控制、基坑安全和周边环境保护应满足其相关强制性要求。

2. GB 50497-2019《建筑基坑工程监测技术标准》

基坑及周边环境监测方案、测点布置、监测频率、监测报警和成果分析可结合GB 50497-2019执行。基坑降水自动化系统涉及的地下水位监测应与整体基坑监测体系保持统一。

3. JGJ 111-2016《建筑与市政工程地下水控制技术规范》

建筑与市政工程施工期间的降水、隔水、回灌和地下水监测可结合JGJ 111-2016执行。与现行强制性工程建设规范不一致的内容，应按现行强制性规范执行。

4. JGJ 120-2012《建筑基坑支护技术规程》

基坑支护设计、地下水控制及相关施工监测可结合JGJ 120-2012和现行强制性工程建设规范执行。

5. YB/T 9258-2025《建筑基坑工程技术规范》

当前现行版本为YB/T 9258-2025，可作为建筑基坑工程设计、施工和技术管理的行业技术依据之一。

6. GB 50202-2018《建筑地基基础工程施工质量验收标准》

建筑地基基础工程施工及相关质量验收应结合GB 50202-2018及现行强制性规范执行。

7. 项目所在地基坑技术标准

我国不同地区在深基坑设计、地下水控制、自动化监测和周边环境保护方面可能具有地方标准和主管部门要求，正式设计及招投标阶段应按照项目所在地最新规定执行。

8. 控制参数确定原则

自动开泵水位、停泵水位、多泵联动、周边水位和沉降控制条件均应来源于基坑设计、地下水控制设计、专项施工方案和专业技术分析，不应由设备供应商使用统一数值替代不同项目的工程设计。

二十、成功案例

以下为典型应用案例（示例），用于说明S-CGDEW01基坑降水远程控制自动化监测系统的工程应用逻辑，不作为未经确认的真实客户项目业绩。

案例一：夜间地下水回升自动启动降水井

某深基坑正常施工期间，白天停止部分降水井后地下水位保持稳定。夜间地下水补给增强，观测井水位逐渐上升并达到自动启泵控制线，系统自动启动对应降水井。水位随后逐步下降至停泵控制线，系统完成停止控制并保存全过程曲线。

该案例体现自动化系统能够将地下水变化直接转换为降水控制，而不必等到次日人工巡测以后再启动水泵。

案例二：多台水泵运行造成地下水位降得过低

某基坑早期采用多台水泵长期连续运行，坑内水位长期明显低于当前施工阶段实际需求，同时坑外地下水位亦出现下降趋势。

项目调整为上下限自动控制后，根据实际地下水位分阶段停止部分泵组，在满足坑内施工要求的同时减少不必要降深。

该案例说明基坑降水并不是水位越低越好。

案例三：一口观测井控制多口降水井

某大面积基坑分为多个地下水控制区，其中一个区域由一口代表性观测井和数口降水井组成。系统建立观测井与对应降水井的控制关系，根据区域地下水位自动调整泵组状态。

与所有降水井长期同时运行相比，分区控制使泵组运行更加符合实际地下水空间分布。

案例四：水泵已经启动但地下水位没有正常下降

某降水区域平台主管理显示水泵处于运行状态，但观测井水位长时间没有形成预期下降趋势。

现场检查发现其中一口降水井出水异常。完成设备检查和井况处理后，水位重新出现合理下降响应。

该案例说明远程控制系统不仅要知道“发出了开泵命令”，还要利用地下水位反馈判断实际降水是否有效。

案例五：强降雨后基坑地下水快速回升

某基坑强降雨以后多个观测井水位出现持续上升。系统根据不同分区水位分别启动相关降水泵，而不是无差别启动全部井组。

通过雨量和水位曲线对照，项目能够完整记录降雨结束以后地下水恢复及降水响应过程。

案例六：坑内水位正常但坑外水位下降明显

某邻近既有建筑的基坑，坑内地下水位长期满足施工要求，但坑外观测井水位持续下降。

平台主管理同时发现邻近沉降监测点变化速度有所增加，因此项目对部分降水井运行策略进行复核，并重新评价地下水控制范围。

该案例说明深基坑降水管理不能只看坑内水位。

案例七：控制区间过窄导致水泵频繁启停

某项目初始自动控制的启停水位差设置较小，地下水位在临界值附近波动时造成水泵频繁启动和停止。

经设计和项目技术人员重新评估后调整控制滞回区间，泵组运行状态趋于稳定。

该案例说明自动降水控制不仅需要有上下限，还要合理设计控制区间。

案例八：随着开挖加深动态调整地下水控制线

某深基坑采用分层开挖。初期开挖阶段并不需要将地下水降至最终基底控制标高，因此系统使用第一阶段控制线。

随着开挖逐步加深，经项目技术程序确认后分阶段下调控制水位，实现地下水控制与施工进度同步。

该案例体现基坑降水自动化系统应服务于施工过程，而不是全周期使用一个固定水位阈值。

案例九：远程控制误操作通过权限管理避免

某项目多名人员均需要查看地下水数据，但只有经过授权的管理人员具有远程启停权限。普通用户只能查看水位和水泵状态，所有远程控制操作均记录账号、时间及目标设备。

该案例说明水泵远程控制应与数据查看权限区分，不能因为设备联网就向所有用户开放控制能力。

S-CGDEW01实际项目案例发布原则

正式对外发布真实项目案例时，应具备项目授权、基坑基本信息、水文地质条件、观测井与降水井布置图、设备型号、安装照片、水位控制逻辑、自动控制记录、连续运行数据及项目验收资料。说明书第3页应用场景图为AI生成的典型基坑监测部署示意，并非S-CGDEW01实际客户项目现场照片，不应作为真实工程业绩直接发布。

二十一、参考文献

1. 《S-CGDEW01 基坑降水自动化监测系统产品说明书》，V1.0，2026年9月。
2. GB 55003-2021《建筑与市政地基基础通用规范》。
3. GB 50497-2019《建筑基坑工程监测技术标准》。
4. JGJ 111-2016《建筑与市政工程地下水控制技术规范》。
5. JGJ 120-2012《建筑基坑支护技术规程》。
6. YB/T 9258-2025《建筑基坑工程技术规范》。
7. GB 50202-2018《建筑地基基础工程施工质量验收标准》。
8. 项目所在地建筑基坑、地下水控制及自动化监测现行地方技术标准。
9. 项目岩土工程勘察报告、水文地质试验资料、基坑支护设计和地下水控制设计文件。
10. 观测井、降水井、水泵、控制柜及地下水位传感器最终产品技术资料。
11. 系统安装联调、人工计划比对、自动控制测试、运行维护及工程验收资料。

S-CGDEW01基坑降水远程控制自动化监测系统适用于深基坑、地铁车站、地下空间、市政地下工程及邻近重要建构筑物的地下水控制。系统通过观测井地下水位实时监测、无线数据采集、综合分析和水泵远程控制，将地下水监测从单纯“看水位”进一步扩展为具有控制反馈能力的施工地下水管理体系。

基坑降水真正需要解决的并不是“把地下水抽得越低越好”，而是在满足基坑稳定和施工要求的前提下，准确掌握什么时间需要抽水、哪些降水井需要运行、抽到什么位置应该停止、停泵以后水位如何恢复，以及当前降水是否已经对坑外地下水和周边环境产生不必要影响。

通过S-CGDEW01井水位传感器、无线采集单元、综合分析仪、水泵控制单元和SIYB®数据管理平台，并进一步融合坑外地下水位、出水流量、雨量、地表沉降、建筑物沉降及基坑结构监测数据，可以构建“地下水感知—水位分析—自动控制—远程启停—水位反馈—坑内外影响评价—动态优化”的基坑降水远程控制自动化监测体系。