项目名称：隧道典型地质灾害处治过程教学模块
项目编号：GY202306897
公告开始日期：2023-11-09 16:16:23
公告截止日期：2023-11-14 17:00:00
采购单位：齐鲁交通学院
预算总价：￥480000
收货地址：山东大学千佛山校区创新大厦
采购商品：隧道典型地质灾害处治过程教学模块
采购数量：1
计量单位：套
品牌：无
型号：无
技术参数及配置要求：搭建多尺度隧道涌水控灾试验系统，可视化展示隧道建设及运营阶段常见灾害治理全过程，构建多地质灾害类型的隧道灾害案例库；实现考虑温度效应的多类型灾害注浆治理，实时监测注浆过程中动水流速、注浆速率、温度、压力等参数，动态捕捉浆液扩散形态；基于不同隧道灾害治理的特点，融合虚拟仿真，实现注浆治理方案的最优选择。
1. 多尺度孔隙地层地质灾害处治试验与虚拟展示系统
孔隙地层地质灾害具有隐蔽性，拟搭建多尺度孔隙地层地质灾害处治试验系统以实现孔隙地层注浆治理全过程的可视化展示；结合试验信息，开发孔隙地层地质灾害处治虚拟仿真教学模块，实现工程尺度下浆液扩散过程的教学展示，具体需求如下：
包括智能双液注浆系统、主体平台、孔隙模型模块、数据采集模块、废水处理模块、虚拟展示模块。
智能双液注浆系统
包含浆液制备与配比自动化设备以及双液恒速注浆系统；
（1）注浆系统储浆量为单罐60L，双罐120L；
（2）注浆速率实现0~500L/h恒速可控，精度达到百分之一；
（3）注浆管道采用透明材质并要求具备一定的耐磨损与耐压性能；
备注：浆液要实现便捷灌注、便捷清洗、便捷拆卸、浆液状态可视、密闭性好。
主体平台
用于放置孔隙试验模型及配套仪器仪表。
备注：要求尺寸适宜、防腐蚀性能好、可移动。
孔隙模型模块（大尺度）
包含多尺度试验模型及温控装置
（1）孔隙介质圆柱型试验模型具有三种尺度（D=350mm、H=500mm/650mm/800mm），采用透明材质，适用于不同介质参数的孔隙介质注浆，具备较强的抗压能力；
（2）1h内实现管道环境温度（100℃以内）的温控调节，并具备保温功能。
孔隙模型模块（小尺度）
包含多尺度试验模型及温控装置
（1）孔隙介质圆柱型试验模型具有三种尺度（D=250mm、H=500mm/650mm/800mm），采用透明材质，适用于不同介质参数的孔隙介质注浆，具备较强的抗压能力；
（2）1h内实现管道环境温度（100℃以内）的温控调节，并具备保温功能。
数据采集模块
包含温度监测系统、压力监测系统、图像采集系统、数据收集系统
（1）温度监测系统能保证实时监测温度数据，精度为0.1%，且温度范围为0~100℃；
（2）压力监测系统，保证实时监测注浆过程中的注浆压力、土压力、渗压等压力数据，量程范围0~2Mpa，精度0.01%，且能保证在高温环境下正常运作，另外保证防水性，耐磨，不易损坏；
（4）图像采集系统实现温度图像的实时采集，温度图像采集可监测孔隙试验模型内不同位置的温度数据，具有热成像功能，将采集到的图像实时传递到电脑端，有利于分析注浆封堵扩散情况；
（5）数据收集系统，最多同时收集48组试验数据，并实时记录，同时能够以图表形式展现；
备注：数据监测所用到的传感器与管道连接紧密，保证易拆卸，不漏浆漏液。
废水处理模块
该模块是由废液过滤装置、废液储水桶、废液引流装置三部分组成，废液过滤装置选用PP 材料制成过滤袋，可接1.5吨废液。
虚拟展示模块
支持孔隙型涌水灾害教学及注浆治理教学演示。
2. 多尺度管道介质地层地质灾害处治试验与虚拟展示系统
岩溶管道型涌水是地下工程突涌水灾害的主要形式之一，具有大流速、高流量的特征，拟搭建包括注浆系统、主体平台、水头调节模块、管道模型模块、数据采集模块、废水处理模块在内的多尺度管道介质地质灾害处治试验与虚拟展示系统，融合试验数据与数字孪生虚拟仿真技术，实现对于管道动水注浆过程的高精度监测与可视化展示教学，助力新时代高校数字化教育从“简单应用”走向“深度融合”，具体需求如下：
包括智能双液注浆系统、主体平台、水头智能调节模块、管道模型模块、数据采集模块、废水处理模块、虚拟展示模块。
智能双液注浆系统
包含浆液制备与配比自动化设备以及双液恒速注浆系统；
（1）注浆系统储浆量为单罐60L，双罐120L；
（2）注浆速率实现0~500L/h恒速可控，精度达到百分之一；
（3）注浆管道采用透明材质并要求具备一定的耐磨损与耐压性能；
备注：浆液要实现便捷灌注、便捷清洗、便捷拆卸、浆液状态可视、密闭性好。
主体平台
用于放置管道模型及配套仪器仪表。
备注：要求尺寸适宜、防腐蚀性能好、可移动。
水头智能调节模块
包含储水装置、水头自由调节装置、控制箱；
（1）储水装置储水量应满足试验用水需求，应满足一小时内20-100度水温的自由温控调节；
（2）水头自由调节装置实现0-1米水头自由精准调节，调节精度达到0.1cm，可自动感受水头变化，实现水位的自主调节；
（3）控制箱可实现水温的实时观测与调控以及水头的设置与调整。
管道模型模块（大尺度）
（1）三组管径，每组10段，每段长2m，管道内径（40mm、50mm、60mm），外径（50mm、60mm、70mm）；
（2）管道通过法兰连接，易拆卸，密闭性良好；
（3）采用耐高温材料制成，保证管道可视化、耐高温、密封性良好，不漏浆漏液；
（4）1h内实现管道环境温度（100℃以内）的温控调节，并具备保温功能。
管道模型模块（小尺度）
（1）三组管径，每组3段，每段长20.5m，管道内径（15mm、20mm、25mm），外径（25mm、30mm、35mm）；
（2）管道通过法兰连接，易拆卸，密闭性良好；
（3）采用耐高温材料制成，保证管道可视化、耐高温、密封性良好，不漏浆漏液；
（4）1h内实现管道环境温度（100℃以内）的温控调节，并具备保温功能。
数据采集模块
包含温度监测系统、压力监测系统、图像采集系统、数据收集系统
（1）温度监测系统能保证实时监测温度数据，精度为0.1%，且温度范围为0~100℃；
（2）压力监测系统，保证实时监测管道内的压力数据，量程范围0~2Mpa，精度0.01%，且能保证在高温环境下正常运作，另外保证防水性，耐磨，不易损坏；
（3）流量监测系统，保证实时监测管道内的流量数据，量程范围0~3m3/h，仪表精度为0.1级，防护等级为IP68，且能保证在高温环境下正常运作，耐磨，不易损坏，抗干扰能力强；
（4）图像采集系统包括温度图像和注浆扩散图像实时采集两方面，温度图像采集可监测管道不同位置温度数据，具有热成像功能；注浆浆液扩散实时采集系统可记录浆液实时变化情况，并将采集到的图像实时传递到电脑端，有利于分析注浆封堵扩散情况；
（5）数据收集系统，最多同时收集48组试验数据，并实时记录，同时能够以图表形式展现。
备注：数据监测所用到的传感器与管道连接紧密，保证易拆卸，不漏浆漏液。
废水处理模块
该模块是由废液过滤装置、废液储水桶、废液引流装置三部分组成，废液过滤装置选用PP 材料制成过滤袋，可接1.5吨废液。
虚拟展示模块
支持隧道管道型涌水灾害教学及注浆治理教学演示。
3. 多尺度裂隙介质地层地质灾害处治试验与虚拟展示系统
裂隙型涌水是隧道水害最主要的形式，为实现裂隙涌水治理过程的定量化展示教学，拟搭建多尺度裂隙介质地层地质灾害处治试验与虚拟展示系统，开展裂隙介质地层地质注浆全过程可视化教学，结合课题教学，实现复杂地质条件下注浆压力、流速、浆液扩散等参数的虚拟展示，具体需求如下：
包括智能双液注浆系统、主体平台、水头智能调节模块、裂隙模型模块、废水处理模块、数据监测模块、材料性质测试模块、虚拟展示模块。
智能双液注浆系统
包含浆液制备与配比自动化设备以及双液恒速注浆系统；
（1）注浆系统储浆量为单罐60L，双罐120L；
（2）注浆速率实现0~500L/h恒速可控，精度达到百分之一；
（3）注浆管道采用透明材质并要求具备一定的耐磨损与耐压性能；
备注：浆液要实现便捷灌注、便捷清洗、便捷拆卸、浆液状态可视、密闭性好。
主体平台
用于放置裂隙模型及配套仪器仪表。
备注：要求尺寸适宜、防腐蚀性能好、可移动。
水头智能调节模块
包含储水装置、水头自由调节装置、控制箱；
储水装置储水量应满足试验用水需求，应满足一小时内20-100度水温的自由温控调节；
（2）水头自由调节装置实现0-1米水头自由精准调节，调节精度达到0.1cm，可自动感知水头变化，实现水位的自主调节；
（3）控制箱可实现水温的实时观测与调控以及水头的设置与调整。
裂隙模型模块（大尺度）
包括裂隙主体和水域加热箱；
（1）裂隙主体为钢化玻璃材质，表面贴钢化膜，具有良好的抗弯、抗压和抗磨苏性能，易清洗；
（2）裂隙尺度2000mm x 4000mm，厚20mm，裂隙主体与水头自由调节装置连接机械化，裂隙开度调节精确化，连接处贴合密封圈保证密封性；
（3）裂隙放于水域加热箱上，通过对水进行加热进而加热裂隙，温度0-100℃可控。
裂隙模型模块（小尺度）
包括裂隙主体和水域加热箱；
（1）裂隙主体为钢化玻璃材质，表面贴钢化膜，具有良好的抗弯、抗压和抗磨苏性能，易清洗；
（2）裂隙尺度1000mm×2000mm，厚10mm，裂隙主体与水头自由调节装置连接机械化，裂隙开度调节精确化，连接处贴合密封圈保证密封性；
（3）裂隙放于水域加热箱上，通过对水进行加热进而加热裂隙，温度0-100℃可控。
废水处理模块
该模块是由废液过滤装置、废液储水桶、废液引流装置三部分组成，废液过滤装置选用PP 材料制成过滤袋，可接1.5吨废液。
数据监测模块
包括物理场监测设备和视频采集装置；
（1）物理场监测设备包括温压一体变送器和无纸记录仪，温压一体变送器测量范围温度0-100℃，精度0.1℃，压力0-2MPa，精度0.001MPa，变送器小巧轻便，易于安装；
（2）视频采集装置包括采集器载体，采集器，采集记录装置，实时记录浆液扩散形态，采集器安装于可自动调节高度的支架及采集器载体上，采集器在载体上位置可控，记录图像资料实时传送至记录装置上。
材料性质测试模块
包括粘度仪、水浴循环箱、渗透仪、精密电子秤等，用以测量注浆材料的粘度时变性和受温度影响效应，被注介质的渗透系数、比重、孔隙率等性质。
虚拟展示模块
支持隧道裂隙型涌水灾害教学及注浆治理教学演示。
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