CN113296406A - 一种收敛域判断结合阈值的灌浆报警控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及灌浆处理技术领域，尤其涉及一种收敛域判断结合阈值的灌浆报警控制方法，设定灌浆结束的阈值，并监测灌浆总量和灌浆管道内的实时流量变化；当灌浆量未达到灌浆总量阈值，但实时管道流量达到自然灌浆结束条件a时，灌浆自然结束；采集实时流量形成一串正项级数列Zn；当累计流量达到设定灌浆总量，但实时管道流量未达到自然灌浆结束条件a时，启动判断机制，如果|Zn‑a|＜FS％，则Zn收敛于传感器的满量程的相对误差FS％内，继续灌浆至结束条件a，自然灌浆结束；否则直接结束。本发明可以判断出达到灌浆总量阈值未自然结束灌浆的情况下，是否能短时间内实现自然灌浆结束，花费尽量少的施工成本和时间实现自然灌浆结束。

Description

一种收敛域判断结合阈值的灌浆报警控制方法
技术领域
本发明涉及灌浆处理技术领域，尤其涉及一种收敛域判断结合阈值的灌浆报警控制方法。
背景技术
灌浆是为了防止地基渗漏，提高岩土整体性、强度和刚度，需要将某些固化材料，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。实际灌浆过程中，随着岩土中的裂缝和孔隙被填满，灌浆管道中的实时流量会逐渐减小，并不要求流量达到0，而是当减小到一定值时，即达到灌浆结束条件a，不再需要灌浆，自然停止灌浆。
如图1所示，现有技术在灌浆过程中，由于地质条件的不可预知性，业主常常设置灌浆量上限，当达到上限时，即便是没有达到灌浆结束条件a，也通过阈值报警停止灌浆和计量，转为待凝，间歇等流程。这种方法对控制注浆量是有帮助的，能大大缩短施工时间，同时避免灌浆耗费大量的成本，但由于灌浆中断了，施工效果可能受到影响。因为强制停止灌浆，在灌浆中断后，水泥浆液流动性变差，会发生凝固，凝固后很多可以灌注的微小岩体裂隙被堵塞，由于微小的裂隙得不到充分填充，对灌注质量有影响。
由于阈值的控制方式只关注总量控制，而忽视了灌浆施工质量中的自然结束要求；如果在达到阈值之前能够判断本次施工能否能够自然结束，在不能自然结束时候采取报警人为干预结束，这种控制方式更优。在此基础上本方案提出了以收敛域判断结合阈值的新型报警控制方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种收敛域判断结合阈值的灌浆报警控制方法，可以判断出达到灌浆总量阈值未自然结束灌浆的情况下，是否能短时间内实现自然灌浆结束，花费尽量少的施工成本和时间实现自然灌浆结束的特点，解决了现有灌浆技术中达到灌浆总量阈值后直接强制停止灌浆，影响灌注质量的问题。
本发明提供如下技术方案：一种收敛域判断结合阈值的灌浆报警控制方法，包括如下步骤：
S1、设定灌浆结束的阈值，阈值为灌浆总量，并监测灌浆总量和灌浆管道内的实时流量变化；
S2、当灌浆量未达到灌浆总量阈值，但实时管道流量达到自然灌浆结束条件a时，灌浆自然结束；
S3、采集实时流量形成一串正项级数列Zn；
S4、当累计流量达到设定灌浆总量，但实时管道流量未达到自然灌浆结束条件a时，启动判断机制，如果|Zn-a|＜FS％，则Zn收敛于传感器的满量程的相对误差FS％内，继续灌浆至结束条件a，自然灌浆结束；如果|Zn-a|﹥FS％，则直接结束。
优选的，所述步骤S3中，当累计流量达到设定灌浆量的80％时，采集实时流量形成一串正项级数列Zn。
优选的，所述步骤S4中当累计流量达到设定灌浆总量时，且|Zn-a|＜FS％，则不报警，也不停止灌浆；当|Zn-a|﹥FS％，则报警，并通过人工或自动结束灌浆。
优选的，所述灌浆结束条件a为设定的灌浆管道的流量值。
本发明提供了一种收敛域判断结合阈值的灌浆报警控制方法，当灌浆施工达到灌浆总量阈值的时候，通过灌浆管道中实时流量的变化规律，判断到流量值将收敛于传感器的满量程的相对误差FS％内，此时可以继续灌浆，因为此时的管道流量为施工时的惯性所致，在一定时间内能够达到结束条件，并不会耗费大量的施工成本和时间。此时，花一定时间完成自然的灌浆过程对工程质量是有益的，不报警也不停止灌浆，直到灌浆至自然结束；本发明通过预测判断可以在不采用待凝，间歇的方式结束灌浆，而采用自然结束灌浆，解决了现有灌浆技术中达到灌浆总量阈值后直接强制停止灌浆，影响灌注质量的问题。
附图说明
图1为现有的灌浆报警方法流程图；
图2为本发明的流程图；
图3为本发明基本判断示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。
如图2所示，本发明提供一种技术方案：一种收敛域判断结合阈值的灌浆报警控制方法，包括如下步骤：
S1、设定灌浆结束的阈值，阈值为灌浆总量，并监测灌浆总量和灌浆管道内的实时流量变化；
S2、当灌浆量未达到灌浆总量阈值，但实时管道流量达到自然灌浆结束条件a时，灌浆自然结束；
S3、当累计流量达到设定灌浆量的80％时，采集实时流量形成一串正项级数列Zn；
S4、当累计流量达到设定灌浆总量，但实时管道流量未达到自然灌浆结束条件a时，启动判断机制，如果|Zn-a|＜FS％，则Zn收敛于传感器的满量程的相对误差FS％内，不报警，继续灌浆至结束条件a，自然灌浆结束；如果|Zn-a|﹥FS％，则报警，并直接结束。灌浆结束条件a为设定的灌浆管道的流量值。这里报警和结束灌浆的典型特征是不完全受某个阈值控制，是变化的，需要通过收敛性判断。
判断原理如图3所示，设置纵坐标为实时流量，横坐标为时间t，横纵坐标的交点为达到结束条件a时的管道流量；
曲线表达了f(Zn-a)的变化规律；绿色的夹板表示收敛区间±FS％；
这种贝塞尔收敛准则的一个好处在于，很多极限的值都很难显示表达出来，而我们很多时候只需要判断一个极限是否收敛，不用知道具体收敛到哪个数，只要知道收敛于什么区间即可，这个区间就是收敛半径。
例如：当累计注入量达到了阈值线，我们只要判断f(Zn-a)是否收敛于区间±FS％，即是否所有的量值落在夹板区间内，如果落在区间内，则该正项数列收敛，可以继续灌浆到自然结束；如果不满足落在夹板的条件，则需要报警人工强制暂停灌浆。在传统的阈值模式下，当累计注入量达到了阈值线，无条件报警并暂停灌浆。
实施例：
按照大藤峡的施工情况统计，大藤峡是典型的喀斯特地质环境，具有灌浆量偏大的特点。对右岸随机选择2个施工部位，采用两种不同的报警策略，各500个施工段进行对比统计。如下表所示：
Figure BDA0003073973560000041
Figure BDA0003073973560000051
由上表可以看出，采用两种报警方法新型报警在自然结束段，人工干预结束段，＜1吕荣分布密度均存在显著统计学差异；而在施工合格率，平均注入量统计学差异不明显。
由此可以看出：
(1)、阈值合理的条件下，报警策略的差异基本不影响平均注灰量，在新型报警条件下，自然结束段显著增多；
(2)、在施工合格率达标，平均注入率差异不大的情况下，由于＜1吕荣分布密度(优质段)和＞3吕荣段数(可疑段)新型报警策略更容易使得灌浆有效，获得优质施工段更多，可疑施工段更少。
综上所述，采用新型的收敛域判断结合阈值的灌浆报警控制方法相比现有的灌浆方法，人工干预结束段减少了约62.9％，而平均注入量只增加了3.7％，而且施工合格率更高，施工优质段更多，施工可疑段更少。本发明的收敛域判断结合阈值的灌浆报警控制方法相比现有的灌浆方法有显著的优势。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种收敛域判断结合阈值的灌浆报警控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、设定灌浆结束的阈值，阈值为灌浆总量，并监测灌浆总量和灌浆管道内的实时流量变化；
S2、当灌浆量未达到灌浆总量阈值，但实时管道流量达到自然灌浆结束条件a时，灌浆自然结束；
S3、采集实时流量形成一串正项级数列Zn；
S4、当累计流量达到设定灌浆总量，但实时管道流量未达到自然灌浆结束条件a时，启动判断机制，如果|Zn-a|＜FS％，则Zn收敛于传感器的满量程的相对误差FS％内，继续灌浆至结束条件a，自然灌浆结束；如果|Zn-a|﹥FS％，则直接结束。
2.根据权利要求1所述的一种收敛域判断结合阈值的灌浆报警控制方法，其特征在于：所述步骤S3中，当累计流量达到设定灌浆量的80％时，采集实时流量形成一串正项级数列Zn。
3.根据权利要求1所述的一种收敛域判断结合阈值的灌浆报警控制方法，其特征在于：所述步骤S4中当累计流量达到设定灌浆总量时，且|Zn-a|＜FS％，则不报警，也不停止灌浆；当|Zn-a|﹥FS％，则报警，并通过人工或自动结束灌浆。
4.根据权利要求1所述的一种收敛域判断结合阈值的灌浆报警控制方法，其特征在于：所述灌浆结束条件a为设定的灌浆管道的流量值。
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