CN113123530B

CN113123530B - 一种套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法

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Publication number: CN113123530B
Application number: CN202010049417.2A
Authority: CN
Inventors: 夏正军; 吴�琳; 陈宇; 卢浩
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-01-16
Filing date: 2020-01-16
Publication date: 2022-12-16
Anticipated expiration: 2040-01-16
Also published as: CN113123530A

Abstract

本发明提供一种套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，包括以下步骤：S1、分别将安装有液压传感器的灌浆转接头、装有液位传感器的外置监测管与选定的套筒灌浆口连接，将灌浆管与灌浆转接头连接；S2、液压传感器、液位传感器、灌浆机与中央处理器通信连接；S3、启动灌浆机，打开螺栓阀门，浆液流入套筒腔和连通腔；S4、中央处理器接收监测到的液压和液位信息，经智能控制程式处理后，控制灌浆作业；S5、灌浆完成时，依次关闭螺栓阀门和灌浆机；S6、浆液初凝时，拆除灌浆转接头、外置监测管；S7、记录、存储灌浆过程信息并输出作业报告。本发明能跟踪监测灌浆过程信息，实现灌浆过程智能化，提高灌浆质量，节省操作用工，减少浆液浪费。

Description

一种套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法

技术领域

本发明属于土木建筑施工技术领域，具体涉及一种套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法。

背景技术

装配式已经成为土木建筑行业生产方式发展新趋势，其中预制混凝土（PC）装配方式作为发展重点，试点和推广力度日益加大。套筒灌浆连接作为预制混凝土构件装配常用的竖向钢筋连接方式，其连接质量是保证结构整体安全性的关键，对结构抗震性能影响较大。如何提高套筒灌浆施工作业质量，确保钢筋连接质量的高可靠性，是制约我国预制混凝土装配发展的关键课题。

灌浆饱满度作为衡量套筒灌浆连接质量的指标，通过检测套筒腔内浆液固化后钢筋与套筒壁有效粘结长度以及浆液凝固后密实度的情况来判定连接质量是否合格。

为确保套筒灌浆连接施工质量，我国颁布了相关技术规程和规定，如《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014，《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ355-2015，《钢筋连接用灌浆套筒》JG/T398-2012 ，《钢筋连接用套筒灌浆料》JG/T408-2013等，从钢筋、套筒、灌浆料、施工过程、质量检测等环节均作了相应规定。在实施过程中，主要涉及到灌浆施工前的检查、灌浆过程控制、灌浆后实体检测三个环节。灌浆施工前检查相对直观，手段简单，易于控制，在此不予论述。灌浆过程控制是实体质量形成的重要阶段，也是决定实体质量的关键环节。不同施工单位根据自身情况制定施工方案，并明确质量控制要点，但在实施中仍然存在以下问题：

1、浆液浪费：当人工堵孔和灌浆机运行配合当，浆液容易从灌浆口、出浆口大量的多余排出；当遇到通道堵塞，浆液无法灌入时，由于不能及时停止灌浆机，导致浆液从灌浆管口溢出；灌浆管退出时，对该处灌浆口封堵不及时，浆液返流量大，以上均会造成浆料大量浪费。

2、空腔与气孔存在：当灌浆速度太快时，浆液在连通腔和套筒腔内流动不充分，在未有效排出空腔或气孔内空气前将出浆口内封堵，容易形成局部空腔或夹杂气孔。

3、浆液液位无法直接监测：当所有灌浆口、出浆口封堵完毕后，无法直接观测到套筒内浆液高度情况。当各种可能因素导致浆液液位下降时，无法直接观测到下降的变化情况。

4、浆液液面灌浆后下降：灌浆管退出时，由于退出和封堵存在时间差，特别是相互配合不熟练时，该处灌浆口浆液返流量大，会导致套筒腔浆液液面下降；如果连通腔和套筒腔内存在局部空腔或夹杂气泡，当浆液填充空腔或气泡位置时，套筒腔内浆液液面也会下降。在浆液初凝前出现漏浆，浆液液面高度会明显下降。

5、需要大量人力：参与灌浆施工及管理的人员多，一般情况下需要6人。其中灌浆机操作工人、灌浆人员、封堵（灌浆口、出浆口）人员各1人，相互配合进行灌浆施工。同时还必要配备至少1人进行巡查，以便出现异常现象时采取应急措施。施工员1人现场指导施工并填写施工记录，监理人员1人进行旁站监理并填写旁站记录。

由于上述问题，目前灌浆施工过程无法有效监测，施工质量难以直观控制，且施工过程稳定性差，容易产生质量问题。

灌浆后实体检测，通常采用超声波法、冲击回波法、 X射线工业CT法、阻尼振动法、X射线法和预埋钢丝拉拔法等对套筒灌浆饱满度进行无损检测，但每一类方法都有一定局限性。如：预埋钢丝拉拔法与预埋传感器法，需要预埋检测元件，而且只能检测预埋部位附近的灌浆质量情况，当出浆口延伸软管距离长、弯曲布管时预埋检测元件困难；X射线法不但存在安全性问题，而且受到检测对象构件厚度限制，当钢筋和套筒对称布置时，检测对象体受到正对钢筋遮蔽的影响，难以满足需要；出浆口处超声波无损检测方法，只能检测到出浆口部位是否存在空洞，对套筒中下部浆液情况检测能力弱，无法全面反应套筒灌浆饱满度情况。

综上所述，现在亟需研发出一种针对套筒的跟踪监测与智能控制系统，以解决现有技术存在的各种问题。

发明内容

本发明目的是提供一种套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，可以有效解决套筒组合灌浆过程的灌浆状态跟踪监测、灌浆过程智能控制，灌浆质量可靠评估的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

1、一种套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，基于套筒组合灌浆的跟踪监测和智能控制系统，所述跟踪监测和智能控制系统包括灌浆转接头、灌浆机、外置监测管以及中央处理器，包括以下步骤：

S1、将安装有液压传感器的灌浆转接头与选定的一个套筒的灌浆口连接，将安装有液位传感器的外置监测管与选定的另一个套筒的灌浆口连接，将灌浆机的灌浆管与灌浆转接头连接；

S2、将灌浆机、液压传感器和液位传感器与中央处理器通信连接；

S3、启动灌浆机，打开灌浆转接头的螺栓阀门，浆液经灌浆转接头流入套筒腔和连通腔；

S4、中央处理器接收液压传感器发送的浆液压力信号和液位传感器发送的外置监测管内浆液液面高度信号，并按照智能调控程式，调整灌浆机作业。

S5、当灌浆完成时，中央处理器发出相应信号，依次关闭灌浆转接头的螺栓阀门和灌浆机，将灌浆管从灌浆转接头脱开；

S6、当浆液初凝时，将灌浆转接头、外置监测管从灌浆口拆除并清洗干净；

S7、记录、存储灌浆过程信息并输出作业报告，进行灌浆质量评估。

优选的，在所述步骤S1之前还包括：系统检查，检查各组成部件的工作性能、信息传输、系统运行均良好，再进行后续步骤S1。

优选的，所述步骤S4和步骤S5之间还包括：当浆液从空置的套筒灌浆口流出时，人工封堵该套筒灌浆口；当浆液从空置的套筒出浆口流出时，人工封堵该套筒出浆口。

优选的，所述灌浆转接头与套筒灌浆口水平连通，在压力灌浆作业时用来测量浆液灌入压力值，在灌浆完成时用来测量高于液压传感器测点的浆液自重压力。

优选的，所述外置监测管通过直角转接头与套筒灌浆口连接，外置监测管保持竖直，直角转接头一端与灌浆管连通，另一端与外置监测管连通。

优选的，所述步骤S7中的输出作业报告为以时间为坐标轴，记录并输出从灌浆开始到浆液初凝时间段内套筒灌浆口浆液液压值、外置监测管浆液液位值，以及灌浆机电机转速值等情况，并以图表的形式呈现，必要时打印成纸质报告。

优选的，所述步骤S7中的灌浆质量评估的方法为：测得外置监测管内浆液高程，计算出套筒与伸入钢筋的啮合长度；测得停止作业至浆液初凝时段的液压值，计算液压测点以上浆液高度，计算出浆液密度；啮合长度与浆液密度是评估套筒灌浆饱满度的重要指标。

优选的，所述步骤S4中的智能调控程式为：对大量灌浆作业行为进行分析，获取最优的灌浆作业过程参数，包括不同时间段的灌浆压力、浆液液位、灌浆机电机功率，并依据以上参数设置灌浆作业的时序和动作，实现无需人工操作的智能灌浆作业过程；只有系统感知异常情况并发出警报时，才需要人工采取措施排除异常，再恢复智能灌浆。

优选的，所述计算出套筒与伸入钢筋的啮合长度的方法为：同一规格的套筒，套筒底至外置监测管管底高差为H₁，测得液位传感器至外置监测管管底的距离为H₂，测得液位传感器至外置监测管管内浆液液面距离为H₃，△H为外置监测管内浆液高度，则计算得套筒与伸入钢筋啮合长度H=H₁+ΔH =H₁+H₂-H₃，当H大于或等于设定的最小啮合长度时，套筒与伸入钢筋的啮合长度符合要求。

优选的，所述计算出浆液密度的方法为：测得停止作业至浆液初凝时段的液压值为p，此时浆液密度为ρ= p/g·h，g为重力加速度，为外置监测管内浆液液面到液压传感器测点的高度差；当ρ₀-ρ≤Δρ时，浆液密实度符合要求，当ρ₀-ρ>Δρ时，浆液密实度不符合要求，其中Δρ为允许的差值，ρ₀是指用于套筒灌浆的浆液在未灌浆前测得的密度。

优选的，所述步骤S4和步骤S5，还包括按照智能调控程式处理过程。智能调控程式是依据套筒灌浆施工的技术特点，施工工艺，操作规程，对灌浆施工作业过程进行优化，优化的基本原则是适应人机协调，实现智能控制，目的是改善施工工艺，提高施工质量，同时节省人工，节约材料。

为实现上述目标，将施工各阶段进行以下划分。各阶段需要时间、液压、液位及电机转速情况如表1。包括：时段T(T0、T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8)、灌浆压力P(P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8）、液位高度H（H0、H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8）、电机转速V（V0、V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8）。

根据获取不同类型、不同环境下灌浆施工试验数据，选取灌浆质量最佳时的上述参数的取值，对智能控制程式进行设定，并以此智能控制灌浆作业，能够实现上述目标。

表1 智能灌浆施工状态描述

时点

阶段

状态

封堵灌浆口、出浆口

压力

液位

螺栓阀门

灌浆机转速

T0

灌浆准备

开启灌浆机，浆液从灌浆管流出合格浆液。

不封堵

P0=0

H0=0

开启

启动/低转速V0

T1

初灌

接好快速接头端，浆液流入灌浆转接头，通过套筒灌浆口、套筒腔开始流入连通腔

不封堵

P0--P1

H1=0

开启

V0-V1

T2

连通腔灌浆

浆液流入连通腔四周扩散

不封堵

P1-P2

H2=0

开启

V1-V2

T3

连通腔、套筒腔灌浆

连通腔局部浆液升高，开始向该区域套筒腔灌浆

逐一封堵溢浆灌浆口

P2-P3

H2-H3

开启

V2-V3

T4

局部套筒腔灌浆

连通腔灌满，浆液升高向所有套筒腔灌入

逐一封堵溢浆灌浆口、出浆口

P3-P4

H3-H4

开启

V3-V4

T5

全部套筒腔灌浆

套筒腔全部灌满浆液

逐一封堵溢浆出浆口

P4-P5

H4-H5

开启

V4-V5

T6

延补灌浆

浆液灌入出浆口上端空间

全部封堵

P5-P6

H5-H6

开启

V5-V6

T7

稳压平衡

将压力稳定，使浆液处高度于某种稳定值，直到初凝

全部封堵

P7

H7

关闭

V7

T8

完成

关停灌浆机，推移至下一个工作面

全部封堵

P8

H8

V8=0

本实发明的套筒组合灌浆跟踪监控和智能控制方法主要特点在于：

1、灌浆过程中对套筒灌浆口浆液压力和套筒腔浆液液位高度进行全过程跟踪监测，监测信息经智能控制程式处理，用于控制灌浆机的灌浆的压力和速度，实现灌浆作业智能控制。

2、智能处理是根据灌浆过程的特性，对灌浆过程时间段、电机转速进行设定，优化灌浆过程的灌浆压力和灌浆速度，充分保证灌浆过程人机协调作业，使人工封堵作业从容有序，能尽可能减少从套筒灌浆口、出浆口的不必要的浆液流出，从而减少浆料浪费，同时降低人工配合强度。

3、灌浆过程智能化能减少人工干预，能保证浆液在连通腔和套筒腔内充分流动，减少空腔和气泡现象，提高灌浆质量的稳定性、可靠性。除需要人工开启和关闭智能系统，一般情况下不需要额外增加人员进行灌浆设备的操作。

4、系统采集浆液液位高程的动态变化信息，在液位高程低于设定区间时启动灌补灌浆模式，使液位高程恢复到设定区间。液位反映套筒腔内浆液高度情况，可直观量测，从而解决当前灌浆饱满度难以观测的问题。

5、灌浆过程中，当灌浆液面达到规定值并保持稳定，经观察和判定没有漏浆现象时，可以关闭灌浆转接头上的螺栓阀门，解决了将灌浆管脱开时浆液返流的问题。

6、浆液达到初凝状态时，浆液不再流动后，可将灌浆转接头从套筒灌浆口取出，拆解并清洗干净，组装后可反复使用。

7、灌浆过程灌浆压力、液位高程信息均由系统全过程记录和保存并可导出，形成规定样式文本并打印出来。灌浆过程不需要额外人员进行现场观测和记录，也无需施工管理人员和旁站监理人员全程介入。记录和存储的液位信息可作为判定灌浆施工质量是否符合设计与规范要求的重要依据。

8、施工情况通过传感器监测后记录和保存，可以纳入项目信息管理系统，可以通过无线传输技术实施远程监控，是实现信息化施工的重要组成部分。

本发明的方案至少具有以下有益效果：

本发明的套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，适用于预制构件装配套筒灌浆，具有灌浆状态跟踪监测、灌浆过程智能控制，灌浆质量可靠评估的特点，能有效提高套筒灌浆施工质量，为套筒连接灌浆饱满度评估提供重要依据。同时节约操作用工，减少浆料浪费，具有良好的经济效益。经实验验证，应用本方法进行套筒的灌浆施工，套筒灌浆饱满度合格率高，参考灌浆过程监测信息进行的灌浆饱满度评估结论可靠性好，可以作为判定灌浆饱满度是否合格的重要依据。

附图说明：

图1为预制构件套筒组合灌浆跟踪监测与智能控制施工作业程序图；

图2为预制构件套筒组合灌浆跟踪监测与智能控制原理示意图；

图3为预制构件半灌浆套筒连接示意图；

图4为灌浆转接头连接示意图；

图5为外置监测管连接示意图；

图6为灌浆转接头剖视图；

图7为外置监测管剖视图；

图8为套筒组合灌浆跟踪监测与智能控制检测报告示意图；

附图标记：

1、上部预制构件	2、液位传感器	3、外置监测管
			4、密封砂浆	5、下部预制构件	6、灌浆口
7、出浆口	8、液压传感器	9、螺栓阀门
			10、灌浆转接头	11、灌浆管	12、信息传输线
13、灌浆机	14、操作平台	15、中央处理器
			16、上部预埋钢筋	17、半灌浆套筒	18、连通腔
19、下部预埋钢筋	20、出浆口延接软管	21、套筒腔
			22、快速连接母头	23、灌浆管输出端	24、浆液
25、灌浆口延接软管	26、外接安装口	27、灌浆口连接端
			28、管壁卡环	29、螺栓体	30、螺栓体安装端
31、灌浆管连通端	32、出浆口端	33、出浆口端卡环
			34、通孔	35、刻度	36、监测管端
37、监测管端卡环	38、直角转接头

具体实施方式

以下提供本发明的优选实施例，以助于进一步理解本发明。本领域技术人员应了解到,本发明实施例的说明仅是示例性的，并不是为了限制本发明的方案。

实施例1。

本实施例中的套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，是通过跟踪监测灌浆过程中的相关信息，根据套筒灌浆施工特点、工艺要求，操作规程，对灌浆施工作业过程进行优化，实现对灌浆机的智能控制，减少人为操作对灌浆质量稳定性、可靠性的影响，提高灌浆质量。本实施例适用于预制混凝土装配的套筒组合灌浆作业，能较好解决套筒灌浆施工稳定性差所导致的建筑质量可靠性差的技术问题，同时节约操作用工，减少浆料浪费，具有良好的经济效益。

参见附图2与附图3所示，本实施例中套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，基于套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制系统。该跟踪监测与智能控制系统与预埋在预制构件中的套筒连接，具体包括外置监测管3、灌浆转接头10、灌浆机13和中央处理器15。外置监测管3与其中一个套筒的灌浆口6连接，顶端安装有液位传感器2，用于测量套筒腔21内的浆液液面高度。灌浆转接头10与另一个套筒的灌浆口6连接。中央处理器15同时与液压传感器8和液位传感器2通信连接并接收外置监测管3内浆液液面高度信号以及灌浆转接头10内的浆液压力信号，按照智能控制程式处理后输出控制信息，智能控制灌浆机13。灌浆机13是灌浆施工的主要动力设备。将已经拌制好的合格浆液倒入灌浆机13的料斗，开启电动机，浆液顺着螺杆进入压缩仓，经螺杆推动压缩后浆液输入能够承压的灌浆管11，实施灌浆操作。灌浆机13通常可以在市场上采购，具有无极调节灌浆压力和灌浆速度性能。

参见附图3和附图4所示，本实施例中，上部预制构件1底侧混凝土内预埋有上部预埋钢筋16和多个半灌浆套筒17，上部预埋钢筋16与半灌浆套筒17的顶端螺栓连接，下部预制构件5预埋有下部预埋钢筋19。吊装时，将下部预埋钢筋19伸入半灌浆套筒17的套筒腔21中。上部预制构件1和下部预制构件5之间的有20mm左右的间隙，外侧通过封仓砂浆4封堵，使得上部预制构件1和下部预制构件5之间形成连通腔18。连通腔18与各半灌浆套筒17的套筒腔21相连通。

参见附图4与附图6所示，本实施例中，灌浆转接头10包括内部设有空腔、两端敞口的筒体。筒体一端为灌浆口端28，另一端为灌浆管端31，侧壁上设置有与内部空腔连通的螺栓螺栓体安装端30和传感器安装口26,螺栓体安装端30内设置有可活动螺栓体29；传感器安装口26装有液压传感器8。灌浆转接头10是实现灌浆机13的灌浆管输出端23和套筒的灌浆口6之间连接的转换部件。

参见附图2与附图4所示，在本实施例中，上部预制构件1的半灌浆套筒17中，至少有1个连接灌浆转接头10，以便灌注浆液。灌浆转接头10的筒体一端为与套筒的灌浆口6连接的灌浆口连接端27，端口外侧设有管壁卡环28；另一端为灌浆管连通端31，端口为快速连接公头，与灌浆机13的灌浆管6上设置的快速连接母头22能够密封连接。

参见附图5和附图7所示，在本实施例中，外置监测管3底端通过直角转接头38与其中一个套筒的灌浆口6连接，外置监测管3顶端安装有液位传感器2，用于跟踪监测与其连通的套筒内浆液液面高度。

参见附图6所示，在本实施例中，螺栓阀门9包括螺栓体29与螺栓体安装端30，螺栓体29的外径与螺栓体安装端30的内径相互配合，螺栓体29置于螺栓体安装端30内且一端可旋入筒体内部空腔。当旋转螺栓体29端部进入或者远离空腔阻挡浆液流通，实现对浆液从零流量到全流量之间的调节。完成灌浆后，螺栓体29可以从螺栓体安装端30拆卸，方便清洗和重复使用。螺栓阀门9克服了蝶阀无法做到全开的弊端和球阀无法从筒体拆卸清洗连的弊端。

参见附图7所示，在本实施例中，外置监测管3是将套筒腔21内的浆液通过灌浆口6引入到外置监测管3以便观察灌浆高度。由于浆液具有良好流动性，外置监测管3和套筒腔21相互连通，因此外置监测管3内浆液高度即为套筒腔21内浆液高度。液位传感器2置于外置监测管3顶端用于监测管内液位情况并将信息发送至中央处理器15。外置监测管3距离顶端30-50mm处的管壁上开有通孔34，便于外置监测管3内的空气进出，或者超灌的浆液从该处排出，防止浆液污染顶端的液位传感器2，影响液位传感器2正常工作。

参见附图8所示，在本实施例中，在灌浆过程中，全程跟踪监测到的数据，根据需要编程后以文本格式输出，形成监测记录。监测记录可以作为旁站记录的内容，打印到记录表上。

参见附图1所示，在本实施例中，跟踪监测与智能控制方法按照该程序图具体实施。

采用上述跟踪监测与智能控制方法进行的组合套筒灌浆施工，包括以下步骤：

S1、将连接有液压传感器8的灌浆转接头10与选定的一个半灌浆套筒17的灌浆口6连接，将安装有液位传感器2的外置监测管3与选定的另一个半灌浆套筒17的灌浆口6连接，将灌浆机13的灌浆管11与灌浆转接头10的注浆端连接；

S2、将灌浆机13、液压传感器8和液位传感器2与中央处理器15通信连接，灌浆机13电机接通电源处于通电状态，液压传感器8、液位传感器2处于工作状态；全面检查系统安装连接情况，确保灌浆前的各项准备工作可靠；

S3、启动灌浆机13，打开灌浆转接头10的螺栓阀门9，浆液经过灌浆转接头10流入套筒的套筒腔21和连通腔18内；

S4、中央处理器15接收液压传感器8和液位传感器2发送的浆液压力信号以及外置监测管3内浆液液面高度信号，开启智能灌浆模式，并按照设定的智能控制程式调节灌浆机13的功率，从而调整灌浆压力和灌浆速度；

S5、当浆液从未连接有灌浆转接头10和外置监测管3的套筒的灌浆口流出时，人工逐一封堵该半灌浆套筒17的灌浆口6；当浆液从未连接有灌浆转接头10和外置监测管3的套筒出浆口7流出时，人工逐一封堵该半灌浆套筒17的出浆口7；

S6、当中央处理器15检测到灌浆完成时，先关闭灌浆转接头10的螺栓阀门9，再控制灌浆机13关闭，将灌浆管11从灌浆转接头10脱开，断开灌浆机13电机电源，将灌浆机13移动到下一工作面；

S7、当浆液初凝时，将灌浆转接头10、外置监测管3从灌浆口拆除；

S8、中央处理器15将灌浆过程信息存储，并导入设计的程序，打印灌浆监测记录，并对灌浆质量进行评估。

在改进的实施例中，在步骤S1之前，进行系统检查，检查各组成部件的工作性能是否良好，信息传输是否正常，系统运行是否良好；

在改进的实施例中，在步骤S5之后、S6之前还包括人工检测步骤。灌浆进入增强灌浆和稳压平衡阶段，当出现异常时，系统会根据情况发出相应蜂鸣警报，施工人员可以根据蜂鸣警报类别检查是否有爆仓、漏浆情况。采取措施进行人工干预，如及时封堵漏浆部位，防止浆液持续渗漏。

在步骤S6中，灌浆管11与灌浆转接头10的连接脱开，需要谨慎操作，防止操作时对转接头扰动过大，影响灌浆转接头10固定与密封。

步骤S4中的智能调控程式为：对大量灌浆作业行为进行分析，获取最优的灌浆作业过程参数，包括不同时间段的灌浆压力、浆液液位、灌浆机电机功率，并依据以上参数设置灌浆作业的时序和动作，实现无需人工操作的智能灌浆作业过程；只有系统感知异常情况并发出警报时，才需要人工采取措施排除异常，再恢复智能灌浆。

步骤S7中的输出作业报告为以时间为坐标轴，记录并输出从灌浆开始到浆液初凝时间段内套筒灌浆口浆液液压值、外置监测管浆液液位值，以及灌浆机电机转速值等情况，并以图表的形式呈现，必要时打印成纸质报告，作业报告格式参见附图8所示。

步骤S7中的灌浆质量评估的方法为：测得外置监测管内浆液高程，计算出套筒与伸入钢筋的啮合长度；测得停止作业至浆液初凝时段的液压值，计算液压测点以上浆液高度，计算出浆液密度；啮合长度与浆液密度是评估套筒灌浆饱满度的重要指标。其中计算出套筒与伸入钢筋的啮合长度的方法为：同一规格的套筒，套筒底至外置监测管管底高差为H₁，测得液位传感器至外置监测管管底的距离为H₂，测得液位传感器至外置监测管管内浆液液面距离为H₃，△H为外置监测管内浆液高度，则计算得套筒与伸入钢筋啮合长度H=H₁+ΔH=H₁+H₂-H₃，当H大于或等于设定的最小啮合长度时，套筒与伸入钢筋的啮合长度符合要求。其中计算出浆液密度的方法为：测得停止作业至浆液初凝时段的液压值为p，此时浆液密度为ρ= p/g·h，g为重力加速度，h为外置监测管内浆液液面到液压传感器测点的高度差；当ρ₀-ρ≤Δρ时，浆液密实度符合要求，当ρ₀-ρ>Δρ时，浆液密实度不符合要求，其中Δρ为允许的差值，ρ₀是指用于套筒灌浆的浆液在未灌浆前测得的密度。

最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所述领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或等同替换，但以上变更、修改或等同替换，均在本申请的待授权或待批准之权利要求保护范围之内。

Claims

1.一种套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，基于套筒组合灌浆的跟踪监测和智能控制系统，所述跟踪监测和智能控制系统包括灌浆转接头、灌浆机、外置监测管以及中央处理器，其特征在于，包括以下步骤：

S4、中央处理器接收液压传感器发送的浆液压力信号和液位传感器发送的外置监测管内浆液液面高度信号，并按照智能调控程式，调整灌浆机作业；

S7、记录、存储灌浆过程信息并输出作业报告，进行灌浆质量评估；

所述步骤S4中的智能调控程式为：对大量灌浆作业行为进行分析，获取最优的灌浆作业过程参数，包括不同时间段的灌浆压力、浆液液位、灌浆机电机功率，并依据以上参数设置灌浆作业的时序和动作，实现无需人工操作的智能灌浆作业过程；只有系统感知异常情况并发出警报时，才需要人工采取措施排除异常，再恢复智能灌浆；

所述步骤S7中的灌浆质量评估的方法为：测得外置监测管内浆液高程，计算出套筒与伸入钢筋的啮合长度；测得停止作业至浆液初凝时段的液压值，计算液压测点以上浆液高度，计算出浆液密度；啮合长度与浆液密度是评估套筒灌浆饱满度的重要指标。

2.根据权利要求1所述的套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，其特征在于，在所述步骤S1之前还包括：系统检查，检查各组成部件的工作性能、信息传输、系统运行均良好，再进行后续步骤S1。

3.根据权利要求1所述的套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，其特征在于，所述步骤S4和步骤S5之间还包括：当浆液从空置的套筒灌浆口流出时，人工封堵该套筒灌浆口；当浆液从空置的套筒出浆口流出时，人工封堵该套筒出浆口。

4.根据权利要求1所述的套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，其特征在于，所述灌浆转接头与套筒灌浆口水平连通，在压力灌浆作业时用来测量浆液灌入压力值，在灌浆完成时用来测量高于液压传感器测点的浆液自重压力。

5.根据权利要求1所述的套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，其特征在于，所述外置监测管通过直角转接头与套筒灌浆口连接，外置监测管保持竖直，直角转接头一端与灌浆管连通，另一端与外置监测管连通。

6.根据权利要求1所述的套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，其特征在于，所述步骤S7中的输出作业报告为以时间为坐标轴，记录并输出从灌浆开始到浆液初凝时间段内套筒灌浆口浆液液压值、外置监测管浆液液位值，以及灌浆机电机转速值，并以图表的形式呈现。

7.根据权利要求1所述的套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，其特征在于，所述计算出套筒与伸入钢筋的啮合长度的方法为：同一规格的套筒，套筒底至外置监测管管底高差为H₁，测得液位传感器至外置监测管管底的距离为H₂，测得液位传感器至外置监测管管内浆液液面距离为H₃，△H为外置监测管内浆液高度，则计算得套筒与伸入钢筋啮合长度H=H₁+ΔH =H₁+H₂-H₃，当H大于或等于设定的最小啮合长度时，套筒与伸入钢筋的啮合长度符合要求。

8.根据权利要求7所述的套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，其特征在于，所述计算出浆液密度的方法为：测得停止作业至浆液初凝时段的液压值为p，此时浆液密度为ρ=p/g·h，g为重力加速度，h为外置监测管内浆液液面到液压传感器测点的高度差；当ρ₀-ρ≤Δρ时，浆液密实度符合要求，当ρ₀-ρ>Δρ时，浆液密实度不符合要求，其中Δρ为允许的差值，ρ₀是指用于套筒灌浆的浆液在未灌浆前测得的密度。