CN111338207B - 一种gin灌浆智能控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种GIN灌浆智能控制方法，累计灌注量V小于等于V1并且大于0时，压力P根据当时的压力状态调节；累计灌注量V大于V1并且小于VMAX，压力P根据当时的压力状态调节。采用本发明所述的GIN灌浆智能控制方法，采用半量化方式对灌浆强度值进行包络线定义并以五线三阶方式对影响灌浆强度值的压力进行实时分段调整，对灌浆过程中的压力控制提供了理论依据和现实操作手段，提高了灌浆过程的可控性并使实际完成得到的灌浆强度值更容易符合预期。

Description

一种GIN灌浆智能控制方法
技术领域
本发明属于建筑技术领域，涉及灌浆技术，具体涉及一种GIN灌浆智能控制方法。
背景技术
灌浆是将某些固化材料，如水泥、石灰或其他化学材料灌入基础下一定范围内的地基岩土中，以填塞岩土中的裂缝和孔隙，防止地基渗漏，提高岩土整体性、强度和刚度。在闸、坝、堤等挡水建筑物中，常用灌浆法构筑地基防渗帷幕，是水工建筑物的主要地基处理措施；通过钻孔(或预埋管)将具有流动性和胶凝性的浆液，按一定配比要求，压入地层或建筑物的缝隙中胶结硬化成整体，达到防渗、固结、增强的工程目的。
GIN（Grouting Intensity Number）灌浆法也可称之为灌浆强度值灌浆法，在一个灌浆段全部灌浆过程中保持GIN是一常数值。
要对岩体灌浆使其紧密就必须消耗比较多的能量。在一个灌浆段内，能量的消耗近似等于灌浆压力P和单位段长累计注入量V的乘积，即P×V。这个数值P×V就叫做GIN值（灌浆强度值）。若灌浆压力以MPa计，单位段长累计注入量以L/m计，则GIN值即可以MPa×L/m表示。例如GIN值为200，就是P×V=200（MPa×L/m）。现有技术中，对如何在灌浆过程中进行调整缺乏明确的指导方法，灌浆最终难以回归到预先拟定的GIN值
发明内容
为克服现有技术存在的技术缺陷，本发明公开了一种GIN灌浆智能控制方法。
本发明所述GIN灌浆智能控制方法，包括如下控制方式，
累计灌注量V小于等于第一灌注量V1并且大于0时，压力P根据当时的压力状态Q1-Q5调节规则如下：
第一压力态Q1.P≤（1-△A1）PMAX；压力值上调；
第二压力态Q2.（1-△A1）PMAX<P≤（1-△A2）PMAX；压力值上调，上调幅度小于Q1状态；
第三压力态Q3.（1-△A2）PMAX<P≤（1+△A2）PMAX；不调整；
第四压力态Q4.（1+△A2）PMAX<P≤（1+△A1）PMAX；压力值下调；
第五压力态Q5.P>1.1PMAX；压力值下调，下调幅度大于Q4状态；
累计灌注量V大于V1并且小于VMAX，压力P根据当时的压力状态Q6-Q10调节规则如下：
第六压力态Q6.P≤（1-△A1）GIN / V；压力值上调；
第七压力态Q7.（1-△A1）GIN / V <P≤（1-△A2）GIN / V；压力值上调，上调幅度小于Q6状态；
第八压力态Q8.（1-△A2）GIN / V <P≤（1+△A2）GIN / V；不调整
第九压力态Q9.（1+△A2）GIN / V <P≤（1+△A1）GIN / V ；压力值下调；
第十压力态Q10.P>1.1 PMAX；压力值下调，下调幅度大于Q9状态；
其中△A1、△A2分别为第一调整比和第二调整比，且0<△A2<△A1<0.2；PMAX为设定最大压力值，GIN为设定的常数值，VMAX为设定的最大单位注入量，第一灌注量V1=GIN /PMAX。
优选的，所述△A1=2*△A2。
采用本发明所述的GIN灌浆智能控制方法，采用半量化方式对灌浆强度值进行包络线定义并以五线三阶方式对影响灌浆强度值的压力进行实时分段调整，对灌浆过程中的压力控制提供了理论依据和现实操作手段，提高了灌浆过程的可控性并使实际完成得到的灌浆强度值更容易符合预期。
附图说明
图1为本发明所述GIN灌浆智能控制方法的一种具体实施方式示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明主要用于对GIN灌浆法中的压力进行即时调整控制，使最终的实际灌浆强度值即GIN值与预先设定的目标值一致。
在一个灌浆段内，能量的消耗近似等于灌浆压力P和单位段长累计注入量V的乘积，即P×V。这个数值P×V就叫做GIN值。
为了控制过大的灌浆压力和过多的不必要的灌注量，通常在工程操作中规定一个允许的最大灌浆压力 PMAX 和一个允许的最大单位长度累计灌注量VMAX ，可以形成了一个GIN值的包络线图，如图1所示。
图1中横坐标为单位段长累计注入量V，纵坐标为灌浆压力P，从上到下的五条曲线分别为GIN值上浮10%、5%、正常、下降5%、下降10%的曲线。
随着单位段长累计注入量V增加，对灌浆压力P采取不同的控制策略累计，累计注入量V小于第一灌注量V1=GIN / PMAX时，位于图1中的虚线V=V1左侧，意味着灌浆压力后续过程中仍然可能达到PMAX。
压力P根据当时的压力状态Q1-Q5调节规则如下：
Q1.P≤（1-△A1）PMAX；意味着压力明显不足，需要压力值较大幅度的上调；
Q2.（1-△A1）PMAX<P≤（1-△A2）PMAX；意味着压力不足，压力值上调，上调幅度小于Q1状态；
Q3.（1-△A2）PMAX<P≤（1+△A2）PMAX；不调整；
Q4.（1+△A2）PMAX<P≤（1+△A1）PMAX；意味着压力偏大，压力值下调；
Q5.P>1.1PMAX；压力值下调，意味着压力明显过大，下调幅度大于Q4状态；
典型的△A1和△A2的取值可以分别为0.1和0.05，通常不超过0.2。
压力值上调幅度表征了压力上调速度，具体速度根据设定的GIN值，施工要求时间等具体因素决定，当一次上调仍然未能改变当前状态时，可以持续上调，直至状态改变，再根据新的状态决定如何调整。
如图1所示给出某个压力值位于Q1状态下的上调调整曲线，调节速率可以取0.1MPa每秒。
如图1所示给出某个压力值位于Q4状态下的下调调整曲线，，调节速率可以取0.05MPa每秒。
当累计灌注量V大于V1并且小于VMAX，此时P、V应该满足乘积等于GIN值，P值不再以是否大于PMAX为依据，压力P根据当时的压力状态Q6-Q10调节规则如下：
Q6.P≤（1-△A1）GIN / V；压力值上调；
Q7.（1-△A1）GIN / V <P≤（1-△A2）GIN / V；压力值上调，上调幅度小于Q6状态；
Q8.（1-△A2）GIN / V <P≤（1+△A2）GIN / V；不调整
Q9.（1+△A2）GIN / V <P≤（1+△A1）GIN / V；压力值下调；
Q10.P>1.1 PMAX；压力值下调，下调幅度大于Q9状态；
如图1所示给出某个压力值位于Q6状态下的上调调整曲线，调节速率可以取0.1MPa每秒。
如图1所示给出某个压力值位于Q10状态下的下调调整曲线，调节速率可以取0.1MPa每秒。
其中0<△A2<△A1<0.2；PMAX为设定最大压力值，GIN为设定的常数值，VMAX为设定的最大单位注入量V1=GIN / PMAX。
采用本发明所述的GIN灌浆智能控制方法，采用半量化方式对灌浆强度值进行包络线定义并以五线三阶方式对影响灌浆强度值的压力进行实时分段调整，对灌浆过程中的压力控制提供了理论依据和现实操作手段，提高了灌浆过程的可控性并使实际完成得到的灌浆强度值更容易符合预期。
前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种GIN灌浆智能控制方法，其特征在于，包括如下控制方式，
累计灌注量V小于等于第一灌注量V1并且大于0时，压力P根据当时的压力状态Q1-Q5调节规则如下：
第一压力态Q1.P≤（1-△A1）PMAX；压力值上调；
第二压力态Q2.（1-△A1）PMAX<P≤（1-△A2）PMAX；压力值上调，上调幅度小于Q1状态；
第三压力态Q3.（1-△A2）PMAX<P≤（1+△A2）PMAX；不调整；
第四压力态Q4.（1+△A2）PMAX<P≤（1+△A1）PMAX；压力值下调；
第五压力态Q5.P>1.1PMAX；压力值下调，下调幅度大于Q4状态；
累计灌注量V大于V1并且小于VMAX，压力P根据当时的压力状态Q6-Q10调节规则如下：
第六压力态Q6.P≤（1-△A1）GIN / V；压力值上调；
第七压力态Q7.（1-△A1）GIN / V <P≤（1-△A2）GIN / V；压力值上调，上调幅度小于Q6状态；
第八压力态Q8.（1-△A2）GIN / V <P≤（1+△A2）GIN / V；不调整
第九压力态Q9.（1+△A2）GIN / V <P≤（1+△A1）GIN / V ；压力值下调；
第十压力态Q10.P>1.1 PMAX；压力值下调，下调幅度大于Q9状态；
其中△A1、△A2分别为第一调整比和第二调整比，且0<△A2<△A1<0.2；PMAX为设定最大压力值，GIN为设定的常数值，VMAX为设定的最大单位注入量，第一灌注量V1=GIN / PMAX。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述△A1=2*△A2。
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