CN113431101A - 一种压力钢管接触灌浆脱空检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水利水电领域，具体涉及一种压力钢管接触灌浆脱空检测方法，包括：疏通压力钢管上的注浆孔；选定待检测断面；在待检测断面上选择一个注浆孔作为入风孔，待检测断面上不作为入风孔的其余注浆孔和待检测断面相邻断面上的注浆孔作为监测孔，在入风孔和监测孔上均设置连接管，连接管上设置空气流量传感器；向入风孔的连接管内进风；待各空气流量传感器示数稳定后进行记录，与进行步骤4之前的各空气流量传感器数据进行对比。还涉及一种压力钢管接触灌浆脱空检测装置。本发明在检测时不会对压力钢管造成二次损伤，以灌浆混凝土的内部展开测试，检测数据具有更高的准确性，且操作方法简便，装置易架设，检测效率高。

Description

一种压力钢管接触灌浆脱空检测方法及装置
技术领域
本发明涉及水利水电领域，具体涉及一种压力钢管接触灌浆脱空检测方法及装置。
背景技术
水电站的压力钢管是指从水库、前池或调压室向发电厂房水轮机输送水量的管道，具有水头高、安装高程低的特点，多布置在围岩中，形成地下埋管，其工作特点相当于一个多层衬砌的隧洞，管道钢衬的功用是承担部分内水压力和防止渗透，回填混凝土的功用是将部分内水压力传给围岩。因此，回填混凝土与钢衬和围岩必须紧密结合，形成一个钢衬-混凝土衬砌-围岩联合承载的组合体，共同承担内水压力，如图1所示。
在实际工程中，多采用在压力钢管上预留灌浆孔的方法进行混凝土的回填，基本工序如下：在山体中开凿隧洞——将压力钢管节段运进隧洞——焊接压力钢管——通过压力钢管上预留的灌浆孔将混凝土浆注入钢管和围岩之间的缝隙中。预留注浆孔的布置如图2所示。由于灌浆过程具有隐蔽性，操作工艺及围岩的空间形状都会对灌浆质量产生影响导致灌浆不密实。
目前常用的检测混凝土浇筑密实程度的方法主要有敲击法、钻芯取样法或地质雷达探测法。
敲击法即在压力钢管内进行敲击，通过发出的声音对钢衬和混凝土之间是否存在空腔进行判断，这种方法过于依赖检测人员的技术和经验，受主观因素影响大，且前文所述的混凝土并不直接裸露在外，该方法在压力钢管的注浆质量检测中难以开展。
钻芯取样法在是利用取芯设备对混凝土取芯样，但由于会对压力钢管造成二次损伤。
地质雷达探测法是根据电磁波对介质内部物质特性和分布规律进行探测的方法，对于常规衬砌的检测具有精度高且无损的特点。但压力钢管对电磁波有屏蔽干扰作用，对混凝土灌浆质量分析难度大。
综上所述，不同于常规的灌浆，水电站内衬压力钢管隧洞的灌浆规模较大，同时压力钢管的存在使得已有混凝土灌浆检测装置和检测方法难以运行。目前缺乏一种适用于埋藏式压力钢管灌浆质量的检测装置及方法。
发明内容
本发明为解决对水电站内衬压力钢管隧洞的灌浆质量检测难度大的问题，提供一种压力钢管接触灌浆脱空检测方法及装置，不会对压力钢管造成二次损伤，以灌浆混凝土的内部展开测试，检测数据具有更高的准确性，且操作方法简便，装置易架设，检测效率高。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种压力钢管接触灌浆脱空检测方法，包括
步骤1：疏通压力钢管上的注浆孔；
步骤2：选定待检测断面；
步骤3：在待检测断面上选择一个注浆孔作为入风孔，待检测断面上不作为入风孔的其余注浆孔和待检测断面相邻断面上的注浆孔作为监测孔，在入风孔和监测孔上均设置连接管，连接管上设置空气流量传感器；
步骤4：向入风孔的连接管内进风；
步骤5：待各空气流量传感器示数稳定后进行记录，与进行步骤4之前的各空气流量传感器数据进行对比，若入风孔处的空气流量传感器数据增大，则可将此入风孔附近的混凝土灌浆判断为不密实，若入风孔和某监测孔对应的空气流量传感器的数据均发生变化，则入风孔和该监测孔附近的混凝土灌浆不密实。
在进一步的优选方案中，以待检测断面上其他注浆孔作为入风孔，重复步骤4和5。
在进一步的优选方案中，在步骤4中，采用高压风机作为风源，将高压风机的出风口连接在入风口的连接管上，高压风机的流量不低于300m3/h，气压强度不低于50kPa。
在进一步的优选方案中，在步骤3中，将各空气流量传感器示数归零。
一种压力钢管接触灌浆脱空检测装置，包括连接管、空气流量传感器和送风设备，入风孔、监测孔处均设置有所述连接管，所述连接管上设置所述空气流量传感器，所述送风设备连接在入风孔的连接管上。
在进一步的优选方案中，还包括数据采集系统，所述空气流量传感器的信号输出端连接所述数据采集系统。
在进一步的优选方案中，所述送风设备采用高压风机，所述高压风机的出风口连接在入风口的连接管上。
通过上述技术方案，本发明的有益效果为：
1.本发明的压力钢管接触灌浆脱空检测方法是在灌浆混凝土的内部展开测试，通过向注浆孔内进风，监测风速变化进行判断，检测数据具有更高的准确性。
2.本发明的压力钢管接触灌浆脱空检测方法所检测的是压力钢管与隧道围岩之间灌浆混凝土的整体，而不是以点代面地进行抽样检测，检测数据具有更好的全面性。
3.本发明的压力钢管接触灌浆脱空检测装置简便易得，成本低，仪器架设简单，操作简便，检测效率高。
附图说明
图1是埋藏式压力钢管的构造图；
图2是压力钢管注浆孔布置示意图；
图3为本发明一种压力钢管接触灌浆脱空检测装置对埋藏式压力钢管灌浆质量的检测示意图；
图4为灌浆脱空横断面及注浆管横断面示意图；
图5为本发明一种压力钢管接触灌浆脱空检测方法的检测流程图。
附图中标号为：1为连接管，2为空气流量传感器，3为高压风机，4为数据采集系统，5为隧洞外侧岩土体，6为灌浆混凝土，7为钢衬，8为空洞，9为注浆孔，10为检测断面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
如图3～图5所示，本实施例提供一种压力钢管接触灌浆脱空检测方法，包括：
步骤1：检查压力钢管上的注浆孔是否存在堵塞，如果注浆孔被混凝土堵塞，宜采用钻头直径略小于注浆孔内径的冲击钻进行疏通，入钻深度应略大于注浆管长度，但不钻进至围岩层；
步骤2：选定待检测断面；
步骤3：在待检测断面上选择一个注浆孔作为入风孔，待检测断面上不作为入风孔的其余注浆孔和待检测断面相邻断面上的注浆孔作为监测孔，在入风孔和监测孔上均设置连接管，连接管一端安装在注浆孔的外围、另一端与空气流量传感器连接；
步骤4：向入风孔的连接管内进风，采用高压风机作为风源，将高压风机的出风口连接在入风口的连接管上，高压风机的流量不低于300m3/h，气压强度不低于50kPa；
步骤5：待各空气流量传感器示数稳定后进行记录，具体的，在步骤4中，开启高压风机进风，入风口对应的空气流量传感器在初始时的数据会因高压风机的开启而骤然增大，故不采用此示数；将各空气流量传感器示数稳定后的数据与开启高压风机前的示数进行对比，若入风孔处的空气流量传感器数据增大，则说明风量沿着入风孔进入了入风孔周围的混凝土层中，故可判断此入风孔附近的混凝土灌浆不密实，若入风孔和某监测孔对应的空气流量传感器的数据均发生变化，则说明风量沿着入风孔进行混凝土层并从该监测孔排出，故可判断入风孔和该监测孔附近的混凝土灌浆不密实。
进一步地，以待检测断面上其他注浆孔作为入风孔，重复步骤4和5。
进一步地，在步骤3中，将各空气流量传感示数归零，即对检测到的当前自然风速产生的流量示数进行归零处理。
对于新建水电站内衬压力钢管隧洞的灌浆质量检测，应从一侧洞口逐断面检测至另一侧洞口，每断面上的注浆孔均应作为入风孔进行一次通风检测。在一次检测中，如果在监测孔中发现较为明显的空气流动，则认为监测孔与入风孔之间可能存在灌浆不密实、存在气泡、存在裂隙的情况，应进行记录，并重新进行灌浆。
本实施例还提供一种压力钢管接触灌浆脱空检测装置，包括连接管1、空气流量传感器2和送风设备，入风孔、监测孔处均设置有所述连接管1，所述连接管1上设置所述空气流量传感器2，所述送风设备连接在入风孔的连接管1上，本实施例中连接管为两端贯通的柔性管。
进一步地，一种压力钢管接触灌浆脱空检测装置还包括数据采集系统4，所述空气流量传感器2的信号输出端连接所述数据采集系统4。
所述送风设备采用高压风机3，所述高压风机的出风口连接在入风口的连接管1上。
以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (7)

1.一种压力钢管接触灌浆脱空检测方法，其特征在于，包括
步骤1：疏通压力钢管上的注浆孔；
步骤2：选定待检测断面；
步骤3：在待检测断面上选择一个注浆孔作为入风孔，待检测断面上不作为入风孔的其余注浆孔和待检测断面相邻断面上的注浆孔作为监测孔，在入风孔和监测孔上均设置连接管，连接管上设置空气流量传感器；
步骤4：向入风孔的连接管内进风；
步骤5：待各空气流量传感器示数稳定后进行记录，与进行步骤4之前的各空气流量传感器数据进行对比，若入风孔处的空气流量传感器数据增大，则可将此入风孔附近的混凝土灌浆判断为不密实，若入风孔和某监测孔对应的空气流量传感器的数据均发生变化，则入风孔和该监测孔附近的混凝土灌浆不密实。
2.根据权利要求1所述的一种压力钢管接触灌浆脱空检测方法，其特征在于，以待检测断面上其他注浆孔作为入风孔，重复步骤4和5。
3.根据权利要求1所述的一种压力钢管接触灌浆脱空检测方法，其特征在于，在步骤4中，采用高压风机作为风源，将高压风机的出风口连接在入风口的连接管上，高压风机的流量不低于300m3/h，气压强度不低于50kPa。
4.根据权利要求1所述的一种压力钢管接触灌浆脱空检测方法，其特征在于，在步骤3中，将各空气流量传感器示数归零。
5.一种压力钢管接触灌浆脱空检测装置，其特征在于，包括连接管（1）、空气流量传感器（2）和送风设备，入风孔、监测孔处均设置有所述连接管（1），所述连接管（1）上设置所述空气流量传感器（2），所述送风设备连接在入风孔的连接管（1）上。
6.根据权利要求5所述的一种压力钢管接触灌浆脱空检测装置，其特征在于，还包括数据采集系统（4），所述空气流量传感器（2）的信号输出端连接所述数据采集系统（4）。
7.根据权利要求5所述的一种压力钢管接触灌浆脱空检测装置，其特征在于， 所述送风设备采用高压风机（3），所述高压风机的出风口连接在入风口的连接管（1）上。
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