CN112813958A - 一种地面监测注浆效果的方法及系统 - Google Patents

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郑红蕾
王雷
马瑞花
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Abstract

本发明涉及一种地面监测注浆效果的方法及系统，属于地球物理技术领域。本地面监测注浆效果的方法，包括以下步骤：布置多个微震检波器在需要注浆地层的地表面，经多个所述微震检波器检测地层中震动并记录，得到前置微震事件；向对应地层中注浆；注浆结束后，多个所述微震检波器实时检测凝浆阶段中地层中震动并记录，得到后置微震事件；将所述后置微震事件频率与所述前置微震事件对比，评价注浆效果。本发明还提供一种地面监测注浆效果的系统。本方法和系统解决了以往单凭经验估计注浆效果的问题，提高了检测的准确性，以及提高了检测效率。

Description

一种地面监测注浆效果的方法及系统
技术领域
本发明属于地球物理技术领域，具体涉及一种地面监测注浆效果的方法及系统。
背景技术
注浆是用适当的方法将某些能固化的浆液注入岩土地基的裂缝或孔隙中，通过置换、充填、挤压等方式以改善其物理力学性质的方法。由于注浆位于地层中，需要对注浆效果进行检测。
目前，注浆效果的检测大多凭借孔口压力变化、注浆量大小及经验判定，定性和主观性较强，有时存在较大误差。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题提供一种地面监测注浆效果的方法及系统。
其一，本发明为了解决上述技术问题提供一种地面监测注浆效果的方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种地面监测注浆效果的方法，包括以下步骤：
S1、布置多个微震检波器在需要注浆地层的地表面，经多个所述微震检波器检测地层中震动并记录，得到前置微震事件；
S2、向对应地层中注浆；
S3、注浆结束后，多个所述微震检波器实时检测凝浆阶段中地层中震动并记录，得到后置微震事件；
S4、将步骤S3得到的所述后置微震事件频率与步骤S1得到的所述前置微震事件对比，来评价注浆效果。
本发明的方法有益效果是：(1)解决了以往单凭经验估计注浆效果的问题，提高了检测的准确性，以及提高了检测效率；
(2)本方法简便易行，利于操作，不需要过多复杂的检测评估，可以直接得出注浆效果，利于对地层注浆；
(3)本方法对凝浆阶段实时监测，当注浆效果不好时，可以尽快重新注浆，避免出现问题。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述后置微震事件和所述前置微震事件包括震动波数量、震动波强度和震动波频率，若所述后置微震事件小于所述前置微震事件，则注浆效果好，反之则不好。
采用上述进一步方案的有益效果是：利于判断注浆效果。
进一步，所述向对应地层中注浆，包括以下步骤：
S21、注浆施工，在施工同时多个所述微震检波器实时检测注浆过程中地层中震动并记录，得到注浆微震事件；
S22、将步骤S21得到的所述注浆微震事件与步骤S1得到的所述前置微震事件对比，调整注浆工艺，若所述注浆微震事件的数量小于所述前置微震事件的数量，则继续注浆，反之，则调整注浆工艺，至所述注浆微震事件的数量小于所述前置微震事件的数量。
采用上述进一步方案的有益效果是：在注浆施工阶段就进行实时监测，如果发现问题可随时调整注浆施工，降低成本，提高了注浆效果。
进一步，所述注浆微震事件和所述前置微震事件包括震动波数量、震动波强度和震动波频率，若所述注浆微震事件的数量小于所述前置微震事件的数量，则继续注浆，反之，则调整注浆工艺，至所述注浆微震事件小于所述前置微震事件。
采用上述进一步方案的有益效果是：利于判断注浆工艺是否有问题，能及时调整。
进一步，在所述步骤S21中，所述注浆施工包括以下步骤：
S211：从地表面向注浆地层钻孔，得到注浆钻孔；
S212：安装并调试注浆泵；
S213：采用所述注浆泵经所述注浆钻孔向注浆地层中注浆。
采用上述进一步方案的有益效果是：利于调整注浆施工。
进一步，在所述步骤S22中，所述调整注浆工艺中的工艺包括注浆料配比、注浆速率、注浆压力和注浆量。
采用上述进一步方案的有益效果是：从多个角度来调整注浆的参数，以保证注浆效果好。
进一步，所述前置微震事件、所述后置微震事件和所述注浆微震事件采用如下步骤确定：
多个所述微震检波器检测地层中的震动波，根据震动波到达各个微震检波器的时间不同，确定震动发生的时间和位置，得到多个震动波数据；
整理得到的多个所述震动波数据，根据时间段，将多个所述震动波数据分为所述前置微震事件、所述后置微震事件和所述注浆微震事件。
采用上述进一步方案的有益效果是：利于获得前置微震事件、后置微震事件和注浆微震事件来进行对比，确定注浆施工过程中的效果以及注浆施工结束后的效果。
进一步，在所述步骤S3中，所述凝浆阶段的时间为7天。
采用上述进一步方案的有益效果是：保证浆料完全凝结，保证注浆效果。
进一步，在所述步骤S1中，所述微震检波器的数量为4-8台，并等间距安放在地表面上。
采用上述进一步方案的有益效果是：对震动波的检测效果更好，同时节约成本。
其二，本发明为了解决上述技术问题提供一种地面监测注浆效果的系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种地面监测注浆效果的系统，包括多个用于收集震动波的微震检波器、控制终端和用于向地层中注浆的注浆泵，多个所述微震检波器用于安放在注浆地层的地表面，所述控制终端与多个所述微震检波器电连接，所述控制终端与所述注浆泵电连接，通过所述控制终端控制所述注浆泵的注浆压力和注浆速率。
本发明的系统有益效果是：(1)解决了以往单凭经验估计注浆效果的问题，提高了检测的准确性，以及提高了检测效率；
(2)本系统制造成本低，安装使用方便，可以根据地形自行安装，非常方便。
附图说明
图1为本发明系统使用状态的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、地面，2、注浆地层，3、注浆泵，4、微震检波器，5、控制终端，6、注浆管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例
如图1所示，本实施例提供一种地面监测注浆效果的系统，包括多个用于收集震动波的微震检波器4、控制终端5和用于向地层中注浆的注浆泵3，多个所述微震检波器4用于安放在注浆地层2的地表面，所述控制终端5与多个所述微震检波器4电连接，所述控制终端5与所述注浆泵3电连接，通过所述控制终端5控制所述注浆泵3的注浆压力和注浆速率。
其中，微震检波器4能够检测地层中穿递过来的震动波，并收集起来，传输到控制终端5进行记录。由于，注浆地层2多为孔隙、裂隙发育的地层，在地应力的作用下，时时刻刻发生着裂隙张裂、错动、碰撞、崩塌等事件，这些事件引起的震动会在整个地层空间内传播，从而能够被微震检波器4检测收集到。其中控制终端5用于收集数据，并记录分析，控制终端5为计算机。其中，注浆泵3的输出端上设有注浆管6，通过注浆管6将浆料注入到地层中。
本地面监测注浆效果的系统的效果是，解决了以往单凭经验估计注浆效果的问题，提高了检测的准确性，以及提高了检测效率。本系统制造成本低，安装使用方便，可以根据地形自行安装，非常方便。
本实施例还提供一种地面监测注浆效果的方法，包括以下步骤：
S1、布置4-8个微震检波器4在需要注浆地层2的地表面，4-8个微震检波器4等间距设置。经多个所述微震检波器4检测地层中震动并记录，得到前置微震事件。
其中，多个所述微震检波器4检测地层中的震动波，根据震动波到达各个微震检波器4的时间不同，确定震动发生的时间和位置，得到多个震动波数据。
整理得到的多个所述震动波数据，将注浆施工之前这段时间的多个所述震动波数据标记为所述前置微震事件。所述前置微震事件包括震动波数量、震动波强度和震动波频率。
S2、向对应地层中注浆，包括以下步骤：
S21、注浆施工，其中注浆施工包括以下步骤：
S211：从地表面向注浆地层2钻孔，得到注浆钻孔。
S212：安装并调试注浆泵3。
S213：采用所述注浆泵3经所述注浆钻孔向注浆地层2中注浆，直到注浆地层2中注满浆料后，注浆结束。
在施工同时多个所述微震检波器4实时检测注浆过程中地层中震动并记录，得到注浆微震事件。注浆微震事件包括震动波数量、震动波强度和震动波频率。
其中，在注浆施工过程中，多个所述微震检波器4检测地层中的震动波，根据震动波到达各个微震检波器4的时间不同，确定震动发生的时间和位置，得到多个震动波数据。
整理得到的多个所述震动波数据，将注浆施工中的这段时间的多个所述震动波数据标记为所述注浆微震事件。
S22、将步骤S21得到的所述注浆微震事件与步骤S1得到的所述前置微震事件对比，调整注浆工艺，若所述注浆微震事件的数量小于所述前置微震事件的数量，则继续注浆；若所述注浆微震事件的数量大于或等于所述前置微震事件的数量，则调整注浆工艺。具体根据情况调整注浆工艺中注浆料配比、注浆速率、注浆压力和注浆量等参数，直至所述注浆微震事件的数量小于所述前置微震事件的数量。
S3、待注浆结束后，多个所述微震检波器4实时检测凝浆阶段中地层中震动并记录，得到后置微震事件。
其中，在注浆施工结束后的7天内，实时检测震动波，多个所述微震检波器4检测地层中的震动波，根据震动波到达各个微震检波器4的时间不同，确定震动发生的时间和位置，得到多个震动波数据。
整理得到的多个所述震动波数据，将注浆施工结束后7天内的这段时间的多个所述震动波数据标记为所述后置微震事件。所述后置微震事件包括震动波数量、震动波强度和震动波频率。
S4、将步骤S3得到的所述后置微震事件频率与步骤S1得到的所述前置微震事件对比，评价注浆效果，若所述后置微震事件的数量小于所述前置微震事件的数量，则注浆效果好，裂隙均被充填，若所述后置微震事件的数量大于或等于所述前置微震事件的数量，则注浆效果不好，需要重新从步骤S1开始，重新注浆。
通过本地面监测注浆效果的方法，解决了以往单凭经验估计注浆效果的问题，提高了检测的准确性，以及提高了检测效率。本方法简便易行，利于操作，不需要过多复杂的检测评估，可以直接得出注浆效果，利于对地层注浆。本方法对凝浆阶段实时监测，当注浆效果不好时，可以尽快重新注浆，避免出现问题。在注浆施工阶段就进行实时监测，如果发现问题可随时调整注浆施工，降低成本，提高了注浆效果。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
需要注意的是，本发明中的“包括”意指其除所述成分外，还可以包括其他成分，所述的“包括”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……组成”。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地面监测注浆效果的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、布置多个微震检波器在需要注浆地层的地表面，经多个所述微震检波器检测地层中震动并记录，得到前置微震事件；
S2、向对应地层中注浆；
S3、注浆结束后，多个所述微震检波器实时检测凝浆阶段中地层中震动并记录，得到后置微震事件；
S4、将步骤S3得到的所述后置微震事件与步骤S1得到的所述前置微震事件对比，来评价注浆效果。
2.根据权利要求1所述的地面监测注浆效果的方法，其特征在于，所述后置微震事件和所述前置微震事件包括震动波数量、震动波强度和震动波频率，若所述后置微震事件小于所述前置微震事件，则注浆效果好，反之则不好。
3.根据权利要求1所述的地面监测注浆效果的方法，其特征在于，所述向对应地层中注浆，包括以下步骤：
S21、注浆施工，在施工同时多个所述微震检波器实时检测注浆过程中地层中震动并记录，得到注浆微震事件；
S22、将步骤S21得到的所述注浆微震事件与步骤S1得到的所述前置微震事件对比，调整注浆工艺。
4.根据权利要求3所述的地面监测注浆效果的方法，其特征在于，所述注浆微震事件和所述前置微震事件包括震动波数量、震动波强度和震动波频率，若所述注浆微震事件的数量小于所述前置微震事件的数量，则继续注浆，反之，则调整注浆工艺，至所述注浆微震事件小于所述前置微震事件。
5.根据权利要求4所述的地面监测注浆效果的方法，其特征在于，在所述步骤S21中，所述注浆施工包括以下步骤：
S211：从地表面向注浆地层钻孔，得到注浆钻孔；
S212：安装并调试注浆泵；
S213：采用所述注浆泵经所述注浆钻孔向注浆地层中注浆。
6.根据权利要求5所述的地面监测注浆效果的方法，其特征在于，在所述步骤S22中，所述调整注浆工艺中的工艺包括注浆料配比、注浆速率、注浆压力和注浆量。
7.根据权利要求6所述的地面监测注浆效果的方法，其特征在于，所述前置微震事件、所述后置微震事件和所述注浆微震事件采用如下步骤确定：
多个所述微震检波器检测地层中的震动波，根据震动波到达各个微震检波器的时间不同，确定震动发生的时间和位置，得到多个震动波数据；
整理得到的多个所述震动波数据，根据时间段，将多个所述震动波数据分为所述前置微震事件、所述后置微震事件和所述注浆微震事件。
8.根据权利要求1所述的地面监测注浆效果的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述凝浆阶段的时间为7天。
9.根据权利要求1所述的地面监测注浆效果的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述微震检波器的数量为4-8台，并等间距安放在地表面上。
10.一种地面监测注浆效果的系统，其特征在于，包括多个用于收集震动波的微震检波器(4)、控制终端(5)和用于向地层中注浆的注浆泵(3)，多个所述微震检波器(4)用于安放在注浆地层的地表面，所述控制终端(5)与多个所述微震检波器(4)电连接，所述控制终端(5)与所述注浆泵(3)电连接，通过所述控制终端(5)控制所述注浆泵(3)的注浆压力和注浆速率。
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