CN116816385A - 富水破碎围岩注浆方法及相关设备 - Google Patents
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Abstract
本说明书实施例公开一种富水破碎围岩注浆方法及相关设备。其中，所述方法包括：对破碎围岩进行勘察，获取注浆区域；根据注浆区域的地质特性，调整超声波注浆器发射的第一超声波信号频率，以使第一超声波信号与注浆区域的裂缝产生共振；采用超声波注浆器将注浆材料注入注浆区域内；其中，超声波注浆器包括：超声波发射器和注浆设备，超声波发射器用于向裂缝发射第一超声波信号，注浆设备用于向裂缝注入注浆材料。从而使得注浆作业无需打孔，从而避免打孔作业所需时间，提高注浆效率。且采用超声波探测能够提高注浆准确率，提高注浆质量。
Description
技术领域
本说明书实施例涉及汽车技术领域，尤其涉及一种富水破碎围岩注浆方法、富水破碎围岩注浆系统、电子设备和计算机可读存储介质。
背景技术
岩土工程建设过程中，随着工程施工领域的不断发展，越来越多的矿山、隧道等工程需要进行围岩加固。围岩经常遭遇富水破碎等不良地质情况，穿越该围岩时，极易引起塌方涌水等事故，严重威胁生产安全。注浆作为一种既可以加固围岩又能封堵涌水的治理方法，在地下工程灾害治理领域得到了广泛的应用。当地下水与地表水联通时，经技术、经济比选，宜采用注浆堵水措施，注浆材料凝结时间直接决定了浆液的工程操作性和注浆施工设计。材料凝结时间不仅要保证浆液在地层中充分扩散，且凝结时间不宜过长，确保强度特性应尽快发挥，抵抗地下水冲刷，同时满足现场制浆和施工操作要求。
富水破碎围岩是一种特殊的围岩类型，加固难度和注浆要求都很高。目前对于围岩注浆需要对围岩进行打孔，打孔工作量较大，注浆效率较低，且打孔注浆的注浆质量不稳定。
因此发明一种富水破碎围岩注浆方法及相关设备很有必要。
发明内容
本发明实施例旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明实施例的第一个目的在于提供一种富水破碎围岩注浆方法。
本发明实施例的第二个目的在于提供一种富水破碎围岩注浆系统。
本发明实施例的第三个目的在于提供一种电子设备。
本发明实施例的第四个目的在于提供一种计算机可读存储介质。
为了实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种富水破碎围岩注浆方法，包括：
对破碎围岩进行勘察，获取注浆区域；
根据所述注浆区域的地质特性，调整超声波注浆器发射的第一超声波信号频率，以使所述第一超声波信号与所述注浆区域的裂缝产生共振；
采用超声波注浆器将注浆材料注入所述注浆区域内；
其中，所述超声波注浆器包括：超声波发射器和注浆设备，所述超声波发射器用于向所述裂缝发射所述第一超声波信号，所述注浆设备用于向所述裂缝注入所述注浆材料。
在本发明的一个技术方案中，所述对破碎围岩进行勘察，获取注浆区域的步骤包括：
对所述破碎围岩采用超声波进行探测，根据探测结果确定所述破碎围岩的裂缝位置以及裂缝尺寸信息；
根据所述裂缝位置和所述裂缝尺寸信息确定所述注浆区域。
在本发明的一个技术方案中，所述方法还包括：
获取所述破碎围岩的地质信息，根据所述地质信息确定超声波探头的类型以及所述超声波的频率。
在本发明的一个技术方案中，所述超声波注浆器还设置有超声波接收器，所述方法还包括：
在所述裂缝填充所述注浆材料的情况下，通过所述超声波发射器向所述裂缝发射第二超声波信号，所述第二超声波信号在所述围岩中传播并反射以形成回波信号，所述超声波接收器接收所述回波信号；
根据所述回波信号确定所述裂缝填充所述注浆材料的情况。
在本发明的一个技术方案中，所述第二超声波信号的频率为50kHZ至1MHZ。
在本发明的一个技术方案中，对所述注浆区域注入所述注浆材料的速度为0.2L/min至2L/min；
对所述注浆区域注入所述注浆材料的压力为0.2MPa至2MPa。
在本发明的一个技术方案中，所述注浆材料的原料混合比例为80％-95％的硅酸盐水泥、5％-10％的石膏、10％-20％的硫铝酸盐水泥以及0-20％的混合材。
发明第二方面的技术方案提供了一种富水破碎围岩注浆系统，包括：
获取单元，用于对破碎围岩进行勘察，获取注浆区域；
调整单元，用于根据所述注浆区域的地质特性，调整超声波注浆器发射的第一超声波信号频率，以使所述第一超声波信号与所述注浆区域的裂缝产生共振；
执行单元，用于采用超声波注浆器将注浆材料注入所述注浆区域内。
根据本发明第三方面的技术方案提供了一种电子设备，包括：
存储器，存储有计算机程序；
处理器，执行所述计算机程序；
其中，所述处理器在执行所述计算机程序时，实现如上述技术方案中任一项所述的富水破碎围岩注浆方法。
根据本发明第四方面的技术方案提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，实现如上述技术方案中任一项所述的富水破碎围岩注浆方法。
相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果
本方案通过对破碎围岩进行勘察，获取注浆区域；通过根据注浆区域的地质特性，确定注浆区域的裂缝的共振频率，根据共振频率调整超声波注浆器发射的第一超声波信号频率，从而使得第一超声波信号和裂缝产生共振，从而使得裂缝扩大，以达到适合注入注浆材料的尺寸；通过采用超声波注浆器将注浆材料注入上述注浆区域内，以完成对破碎围岩的注浆作业。其中，超声波注浆器设置有超声波发射器和注浆设备，其中，可通过超声波发射器向裂缝发射第一超声波信号，可通过注浆设备向裂缝注入注浆材料。从而使得注浆作业无需打孔，从而避免打孔作业所需时间，提高注浆效率。且采用超声波探测能够提高注浆准确率，提高注浆质量。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本说明书的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本申请实施例提供的一种富水破碎围岩注浆方法的流程示意图；
图2示出了根据本申请实施例提供的一种富水破碎围岩注浆系统的结构框图；
图3示出了根据本申请实施例提供的一种电子设备的结构框图；
图4示出了根据本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质的结构框图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本说明书实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本说明书实施例以及实施例中的具体特征是对本说明书实施例技术方案的详细的说明，而不是对本说明书技术方案的限定，在不冲突的情况下，本说明书实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
如图1所示，根据本申请实施例的第一方面提出了一种富水破碎围岩注浆方法，包括：
S101、对破碎围岩进行勘察，获取注浆区域；
步骤S101还包括步骤S1011和步骤S1012，
其中，步骤S1011为对上述破碎围岩采用超声波进行探测，根据探测结果确定上述破碎围岩的裂缝位置以及裂缝尺寸信息；可以理解的是，可采用超声波探伤技术非破坏地探测出围岩中的裂缝位置、长度以及深度等尺寸信息，从而为后续注浆提供依据。具体的，可将超声波探头紧贴于围岩表面，向围岩内部发送超声波信号，超声波信号在围岩中传播并反射回来，形成回波信号。对对回波信号进行分析处理，可以判断围岩中是否存在裂缝，以及裂缝的位置、长度、深度信息。
在一些示例中，上述富水破碎围岩注浆方法还包括：获取上述破碎围岩的地质信息，根据上述地质信息确定超声波探头的类型以及上述超声波的频率。
可以理解的是，在超声波探测准备阶段，可根据获取的围岩的地质信息选择合适的超声波频率、超声波探头的类型和探伤介质，从而确保探测结果的准确性和可靠性。并且可根据实际情况进行多次探测，从而获取更全面、准确的围岩注浆区域的信息。
步骤S1012为:根据上述裂缝位置和上述裂缝尺寸信息确定上述注浆区域。可以理解的是，可根据探测到的裂缝的位置、长度、深度信息确定该围岩的注浆区域，后续可对注浆区域的裂缝进行注浆。
S102：根据上述注浆区域的地质特性，调整超声波注浆器发射的第一超声波信号频率，以使上述第一超声波信号与上述注浆区域的裂缝产生共振；可以理解的是，根据注浆区域的地质特性可获取裂缝的共振频率信息。可根据裂缝的共振频率信息，调整超声波注浆器发射的第一超声波信号频率。以使第一超声波信号频率达到共振频率，以和裂缝发生共振，从而扩大裂缝，以满足注浆尺寸。从而保证注浆作业无需打孔，避免打孔作业需要的工作时间，降低成本，提高注浆效率。
可以理解的是，超声波注浆器可设置有超声波发射器和注浆设备。其中，可通过超声波发射器向裂缝发出第一超声波信号，在扩大裂缝后，通过注浆设备向裂缝注入注浆材料。
S103：采用超声波注浆器将注浆材料注入上述注浆区域内。可以理解的是，在裂缝达到满足注浆尺寸的情况下，通过超声波注浆器将浆料注入注浆区域内，从而完成注浆作业。
在一些示例中，上述超声波注浆器还设置有超声波接收器，上述方法还包括：在上述裂缝填充上述注浆材料的情况下，通过上述超声波发射器向上述裂缝发射第二超声波信号，上述第二超声波信号在上述围岩中传播并反射以形成回波信号，上述超声波接收器接收上述回波信号；根据上述回波信号确定上述裂缝填充上述注浆材料的情况。
可以理解的是，超声波注浆器还设置有超声波接收器。在向裂缝注入注浆材料达到预设量的情况下，可对注入注浆材料后的裂缝进行检测，从而确定裂缝填充注浆材料的情况。具体的，可通过超声波发射器向裂缝发射第二超声波信号，第二超声波信号在围岩中传播并反射回来，形成回波信号，通过超声波接收器接收回波信号，对回波信号进行分析处理，从而判断注浆材料是否填充到了裂缝中，并可判断注浆效果是否符合设计要求，如达不到设计要求，可再次进行注浆处理，直至注浆效果满足符合设计要求为止。提高了注浆质量，提高可靠性。
在一些示例中，上述第二超声波信号的频率为50kHZ至1MHZ。
可以理解的是，可根据实际情况选择超声波频率。超声波频率选择越高，探测的分辨率越高，但是对深层围岩的探测能力较弱，而低频超声波能够探测深层围岩，但是分辨率会相对降低。因此，在对尺寸较小的裂缝进行检测时，可选用的第二超声波信号频率范围在500kHz到1MHz之间。而对于较深的裂缝，第二超声波信号频率范围可为50kHz到200kHz。针对性地选择第二超声波信号频率，可提高检测结果准确性，从而提高判断注浆效果的准确性。
在一些示例中，对上述注浆区域注入上述注浆材料的速度为0.2L/min至2L/min；对上述注浆区域注入上述注浆材料的压力为0.2MPa至2MPa。
可以理解的是，可根据实际情况选择注入注浆材料的速度及注入压力。具体的，注浆区域的大小，裂缝的深度尺寸因素会影响注浆压力和注浆速度，当注浆区域较小时，可降低注浆压力和注浆速度，以确保注浆材料能够充分填充裂缝。当注浆区域较大时，可以适当提高注浆压力和速度。
可以理解的是，注浆的目的也可影响注浆压力和注浆速度。具体的，如注浆的目的为固结土体或加固结构物，需要选择较高的注浆压力和速度，以确保注浆材料能够充分渗透到土体或结构物内部；如注浆的目的为填充裂缝或密封漏水点，注浆压力和速度可以适当降低。
在一些示例中，上述注浆材料的原料混合比例为80％-95％的硅酸盐水泥、5％-10％的石膏、10％-20％的硫铝酸盐水泥以及0-20％的混合材。
可以理解的是，注浆剂选用硅酸盐水泥为主体，在水泥当中掺入适量粉煤灰，可使得凝结时间有所减缓。在硅酸盐水泥中掺入少量的硫铝酸盐水泥，在石膏掺量适宜的情况下，复合之后材料的凝结时间缩短，早期强度提高，后期强度也有大幅度增长。利用混合材如粉煤灰可以降低能耗，充分利用资源，减少对环境的污染，充分利用工业废渣，实现可持续发展，并且可以降低生产成本。我们考虑用混合材替代部分复合熟料以降低成本，这里选用的混合材为粉煤灰。生产复合水泥，还可以节省40％的燃料，在最佳掺量下可得到高标号水泥及其它技术性能优良的水泥，而且水泥性能得到了改善，提高了水泥产量，降低了成本，还处理了大量废渣。
根据本申请第二方面提出了一种富水破碎围岩注浆系统，包括：
获取单元21，用于对破碎围岩进行勘察，获取注浆区域；
调整单元22，用于根据上述注浆区域的地质特性，调整超声波注浆器发射的第一超声波信号频率，以使上述第一超声波信号与上述注浆区域的裂缝产生共振；
执行单元23，用于采用超声波注浆器将注浆材料注入上述注浆区域内。
如图3所示，根据本申请实施例的第三方面提出了一种电子设备500，包括：存储器501，存储有计算机程序；处理器502，执行上述计算机程序；其中，上述处理器在执行上述计算机程序时，实现如上述技术方案中任一项所述的富水破碎围岩注浆方法。
由于本实施例所介绍的电子设备500为实施本申请实施例中一种富水破碎围岩注浆系统所采用的设备，故而基于本申请实施例中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备500的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍，只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中的方法所采用的设备，都属于本申请所欲保护的范围。
在具体实施过程中，该计算机程序被处理器执行时可以实现图1对应的实施例中任一实施方式。
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
如图4所示，根据本申请实施例的第四方面提出了一种计算机可读存储介质401，上述计算机可读存储介质401存储有计算机程序402，实现如上述技术方案中任一项所述的富水破碎围岩注浆方法。
计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修该，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修该或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种富水破碎围岩注浆方法，其特征在于，包括：
对破碎围岩进行勘察，获取注浆区域；
根据所述注浆区域的地质特性，调整超声波注浆器发射的第一超声波信号频率，以使所述第一超声波信号与所述注浆区域的裂缝产生共振；
采用超声波注浆器将注浆材料注入所述注浆区域内；
其中，所述超声波注浆器包括：超声波发射器和注浆设备，所述超声波发射器用于向所述裂缝发射所述第一超声波信号，所述注浆设备用于向所述裂缝注入所述注浆材料。
2.根据权利要求1所述的富水破碎围岩注浆方法，其特征在于，所述对破碎围岩进行勘察，获取注浆区域的步骤包括：
对所述破碎围岩采用超声波进行探测，根据探测结果确定所述破碎围岩的裂缝位置以及裂缝尺寸信息；
根据所述裂缝位置和所述裂缝尺寸信息确定所述注浆区域。
3.根据权利要求2所述的富水破碎围岩注浆方法，其特征在于，还包括：
获取所述破碎围岩的地质信息，根据所述地质信息确定超声波探头的类型以及所述超声波的频率。
4.根据权利要求1所述的富水破碎围岩注浆方法，其特征在于，所述超声波注浆器还设置有超声波接收器，所述方法还包括：
在所述裂缝填充所述注浆材料的情况下，通过所述超声波发射器向所述裂缝发射第二超声波信号，所述第二超声波信号在所述围岩中传播并反射以形成回波信号，所述超声波接收器接收所述回波信号；
根据所述回波信号确定所述裂缝填充所述注浆材料的情况。
5.根据权利要求4所述的富水破碎围岩注浆方法，其特征在于，
所述第二超声波信号的频率为50kHZ至1MHZ。
6.根据权利要求4所述的富水破碎围岩注浆方法，其特征在于，
对所述注浆区域注入所述注浆材料的速度为0.2L/min至2L/min；
对所述注浆区域注入所述注浆材料的压力为0.2MPa至2MPa。
7.根据权利要求1所述的富水破碎围岩注浆方法，其特征在于，
所述注浆材料的原料混合比例为80％-95％的硅酸盐水泥、5％-10％的石膏、10％-20％的硫铝酸盐水泥以及0-20％的混合材。
8.一种富水破碎围岩注浆系统，其特征在于，包括：
获取单元，用于对破碎围岩进行勘察，获取注浆区域；
调整单元，用于根据所述注浆区域的地质特性，调整超声波注浆器发射的第一超声波信号频率，以使所述第一超声波信号与所述注浆区域的裂缝产生共振；
执行单元，用于采用超声波注浆器将注浆材料注入所述注浆区域内。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，存储有计算机程序；
处理器，执行所述计算机程序；
其中，所述处理器在执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至7中任一项所述的富水破碎围岩注浆方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，
所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，实现如权利要求1至7中任一项所述的富水破碎围岩注浆方法。
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