CN107675696A - 一种智能深孔定向注浆及监测系统 - Google Patents

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邓启华
张金龙
邸立建
姚日高
李新平
王关印
邓洪亮
许海霞
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China Railway 22nd Bureau Group Co Ltd
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Abstract

本发明公开一种智能深孔定向注浆及监测系统,包括:浆液定向喷射系统和监控监测系统,其中,浆液定向喷射系统,由钻具及注浆口将按设计要求配制好浆液注入玻璃钢高压注浆管内,浆液在压力作用下,由高压注浆管管壁的注浆喷嘴喷射至孔壁围岩的裂隙中,浆液挤入孔壁围岩的裂隙中并凝固,形成复合地基;所述监控监测系统,用于在注浆时能够实时监测被加固土层与注浆管间的层间压力以及注浆管内压力,根据采集数据变化情况随时调整注浆压力、注浆量参数。

Description

一种智能深孔定向注浆及监测系统
技术领域
本发明涉及工程施工技术领域,具体涉及一种智能深孔定向注浆及监测系统。
背景技术
深孔注浆是工程中经常采用的土层加固措施,目前竖向注浆多采用袖阀管法,但存在如下不足:首先,袖阀管材料多为化纤产品,重量较轻,遇地下水或泥浆时存在袖阀管上浮、难以定向、的问题;其次,管节之间连接不牢固,进行深孔注浆是容易发生管节脱落的问题;最重要的是,注浆量无法监控,只能凭借经验判断,多注浆则浪费浆液,少注浆则注浆质量无法保证,且注浆完毕后无补救措施,不合格的“废孔”十分常见。
注浆加固效果不佳则土层无法为结构提供足够的承载力,严重影响到工程质量,所以现有深孔注浆技术存在的上述问题亟待解决。
发明内容
本发明拟解决的问题在于,提供一种智能深孔定向注浆及监测系统,采用一种玻璃钢空心注浆管,在注浆时能够实时监测被加固土层与注浆管间的层间压力以及注浆管内压力,根据采集数据变化情况随时调整注浆压力、注浆量等参数,保证注浆达到预期效果。
为达到上述效果,本发明所采用的技术方案是:
一种智能深孔定向注浆及监测系统,包括:浆液定向喷射系统和监控监测系统,其中,
浆液定向喷射系统,由钻具及注浆口(1)将按设计要求配制好浆液注入玻璃钢高压注浆管(7)内,浆液在压力作用下,由高压注浆管(7)管壁的注浆喷嘴(9)喷射至孔壁围岩的裂隙中,浆液挤入孔壁围岩的裂隙中并凝固,形成复合地基,提高密实度和承载能力;
所述监控监测系统,用于在注浆时能够实时监测被加固土层与注浆管间的层间压力以及注浆管内压力,根据采集数据变化情况随时调整注浆压力、注浆量参数。
作为优选,所述监控监测系统部分包括:计算机终端(2)、数据传输线(1)、探测杆(5),探测端头(6)以及压力传感器(8),其中,
所述压力传感器(8)能够实时监测被加固土层与注浆管间的层间压力差,并将监测数据以无线信号的方式发射,由探测端头(6)接收;
所述探测杆(5)为空心合金杆,其端头固定有探测端头(6),探测端头(6)接收压力传感器(8)发出的无线信号,实时监测注浆管内部浆液压力,将接收到的压力传感器(8)发出的无线信号数据通过数据传输线(1)传输至计算机终端(2),根据压力差对注浆系统进行智能控制浆液的进出量、注浆压力和注浆参数;
所述探测杆(5)通过钻具接头上探测杆出入口固定于高压注浆管(7)内。
作为优选,所述高压注浆管(7)顶部通过丝扣连接钻具接头(4),钻具接头(4)上预留两孔,一为钻具及注浆口(3),另一个为监控监测系统中探测杆(5)的出入口,探测杆(5)与钻具接头(4)间高压封闭。
作为优选,所述玻璃钢空心注浆管(7)管壁有多个圆形注浆喷嘴(9),注浆喷嘴(9)大小和布置方式需根据具体工程需要进行设计。
作为优选,所述玻璃钢空心注浆管(7)外管壁镶嵌有压力传感器(8),压力传感器(8)膜朝向管壁外的一面,直接测量与围岩的层间压力。
作为优选,所述玻璃钢空心注浆管(7)管壁厚度需根据具体工程需要进行设计;所述玻璃钢空心注浆管(7)顶底均为高压封闭。
本发明所提供的智能深孔定向注浆及监测系统,具有以下有益效果:由于采用玻璃钢材料,解决了遇水上浮的问题;注浆时能够实时监测被加固土层与注浆管间的层间压力以及注浆管内压力,达到实时监测的目的,并且能够确保注浆效果,而不会发生过度注浆或达不到预期效果的现象。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
其中,1-数据传输线,2-计算机终端,3-钻具及注浆口,4-钻具接头,5-探测杆,6-探测端头及传感器,7-高压注浆管,8-压力传感器,9-注浆喷嘴。
具体实施方式
现结合附图对本专利具体实施方式作具体说明,附图为示意图,仅以示意方式说明本专利基本结构,基于本发明的实施例,本领域内技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,均属于本发明的保护范围。
如图1所示,本发明提供一种智能深孔定向注浆及监测系统,采用一种玻璃钢空心注浆管,在注浆时能够实时监测被加固土层与注浆管间的层间压力以及注浆管内压力,根据采集数据变化情况随时调整注浆压力、注浆量等参数,保证注浆达到预期效果。
具体实施时,将系统组装完毕并放置于待加固土层深度处,开启探测端头(6)和压力传感器(8),并由注浆口(3)将浆液以一定压力注入注浆管(7),浆液在压力作用下由注浆喷嘴(9)喷射于孔壁周围土层孔隙中。
具体的,所述压力传感器(8)能够实时监测被加固土层与注浆管(7)间的层间压力,并将监测数据以无线信号的方式发射,由探测端头(6)接收,所述探测端头(6)具有接收压力传感器(8)发出的无线信号的信号接收装置,探测端头(6)接收压力传感器(8)发出的无线信号,实时监测注浆管内部浆液压力数据,将接收到的压力传感器(8)发出的无线信号数据通过数据传输线(1)传输至计算机终端(2),并进行数据分析分析和处理,进行预警预报,实时调整注浆参数。
所述压力传感器(8)的量程宜为0-0.4MPa,精度等级:0.5%FS,所述探测端头(6)所安装的压力传感器的量程宜为0-40MPa,精度等级:0.5%FS。
在注浆过程中,探测端头(6)和压力传感器(8)实时进行数据采集和传输,计算机终端(2)对数据进行实时处理和预警预报,技术人员可以随时掌握被加固土层与注浆管间的层间压力和注浆管内部浆液压力,根据监测结果,可以对注浆压力、注浆量等参数进行调整,当监测到的被加固土层与注浆管间的层间压力满足设计需求时,则可以停止注浆;同时,所观测到的被加固土层与注浆管间的层间压力可以作为注浆质量检验的参考依据。
本发明所提供的一种智能深孔定向注浆及监测系统,具有如下有益效果:
1、注浆管采用玻璃钢材料,遇地下水或泥浆时不会发生上浮现象;
2、在注浆过程中实时监测被加固土层与注浆管间的层间压力和注浆管内部浆液压力,技术人员根据监测结果,可以对注浆压力、注浆量等参数进行调整,
当监测到的被加固土层与注浆管间的层间压力满足设计需求时,则可以停止注浆,不会造成浪费浆液的现象,也避免了注浆效果达不到预定要求的现象,同时,被加固土层与注浆管间的层间压力还可以作为注浆效果验收的重要依据。

Claims (6)

1.一种智能深孔定向注浆及监测系统,其特征在于,包括:浆液定向喷射系统和监控监测系统,其中,
浆液定向喷射系统,由钻具及注浆口(1)将按设计要求配制好浆液注入玻璃钢高压注浆管(7)内,浆液在压力作用下,由高压注浆管(7)管壁的注浆喷嘴(9)喷射至孔壁围岩的裂隙中,浆液挤入孔壁围岩的裂隙中并凝固,形成复合地基,提高密实度和承载能力;
所述监控监测系统,用于在注浆时能够实时监测被加固土层与注浆管间的层间压力以及注浆管内压力,根据采集数据变化情况随时调整注浆压力、注浆量参数。
2.如权利要求1所述的智能深孔定向注浆及监测系统,其特征在于,所述监控监测系统部分包括:计算机终端(2)、数据传输线(1)、探测杆(5),探测端头(6)以及压力传感器(8),其中,
所述压力传感器(8)能够实时监测被加固土层与注浆管间的层间压力差,并将监测数据以无线信号的方式发射,由探测端头(6)接收;
所述探测杆(5)为空心合金杆,其端头固定有探测端头(6),探测端头(6)接收压力传感器(8)发出的无线信号,实时监测注浆管内部浆液压力,将接收到的压力传感器(8)发出的无线信号数据通过数据传输线(1)传输至计算机终端(2),根据压力差对注浆系统进行智能控制浆液的进出量、注浆压力和注浆参数;
所述探测杆(5)通过钻具接头上探测杆出入口固定于高压注浆管(7)内。
3.如权利要求2所述的智能深孔定向注浆及监测系统,其特征在于,所述高压注浆管(7)顶部通过丝扣连接钻具接头(4),钻具接头(4)上预留两孔,一为钻具及注浆口(3),另一个为监控监测系统中探测杆(5)的出入口,探测杆(5)与钻具接头(4)间高压封闭。
4.如权利要求2所述的智能深孔定向注浆及监测系统,其特征在于,所述玻璃钢空心注浆管(7)管壁有多个圆形注浆喷嘴(9),注浆喷嘴(9)大小和布置方式需根据具体工程需要进行设计。
5.如权利要求2所述的智能深孔定向注浆及监测系统,其特征在于所述玻璃钢空心注浆管(7)外管壁镶嵌有压力传感器(8),压力传感器(8)膜朝向管壁外的一面,直接测量与围岩的层间压力。
6.如权利要求2所述的智能深孔定向注浆及监测系统,其特征在于,所述玻璃钢空心注浆管(7)管壁厚度根据具体工程需要进行设计;所述玻璃钢空心注浆管(7)顶底均为高压封闭。
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