[发明专利]高压旋喷注浆参数监测系统、方法及高压旋喷钻机

说明书

本发明涉及一种高压旋喷注浆参数监测系统、方法及高压旋喷钻机，其中，监测系统包括数据处理模块(4)、钻进参数检测模块(5)和/或注浆参数检测模块(6)，钻进参数检测模块(5)用于检测高压旋喷钻机旋喷过程中的钻机动作参数，注浆参数检测模块(6)用于检测旋喷过程中的流体参数，数据处理模块(4)用于接收钻进参数检测模块(5)和/或注浆参数检测模块(6)的检测结果，并进行处理以获得高压旋喷钻机的多项作业参数。此种监测系统能够实时地获取高压旋喷注浆过程中的关键参数，以方便地对旋喷桩的质量进行控制，可提高对旋喷桩质量监控的准确性和效率，以便在施工过程中出现异常时可及时采取调整措施，保证施工质量。

技术领域

本发明涉及高压旋喷技术领域，尤其涉及一种高压旋喷注浆参数监测系统、方法及高压旋喷钻机。

背景技术

高压旋喷桩已经广泛应用于各种地基工程，如建筑地基、基坑围护、盾构进、出洞口加固、堤坝防渗、既有建筑物地基加固、边坡加固、隧道超前支护等。

高压旋喷钻机是高压旋喷桩的关键施工设备，与高压泥浆泵、高压水泵或空压机配合完成高压旋喷注浆施工。高压喷射注浆技术是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后，以高压设备使浆液、水或空气成为20～50MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲切、扰动、破坏土体，同时钻杆以一定速度旋转并逐渐提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个圆柱状固结体，即旋喷桩，可以起到加固地基或止水防渗的作用。

由于旋喷桩属于隐蔽工程，质量验收存在较大难度，故施工过程中的成桩参数监测、记录尤为重要。目前，对工程质量要求较严格的防渗类工程，如水利水电工程涉及的高压旋喷桩施工，例如堤坝、港口、航道堤岸加固防渗等，均要求旋喷钻机配备参数监测系统，保证在施工过程中实时监测各项作业参数。因而，在旋喷施工工程中，旋喷参数监测系统也越来越受到用户的重视。

但是，目前国产高压旋喷钻机均没有配备完整的参数监测系统；国内也并无厂家专门研究高压旋喷注浆成套参数监测技术，在旋喷施工过程中，桅杆倾斜角度、旋转速度、提升速度、喷头深度等参数完全靠人工观察，误差较大，效率低；泥浆压力、泥浆流量、空气压力等后台设备的参数前端钻机操作人员无法获得，无法对钻机进行合理操作。

发明内容

本发明的目的是提出一种高压旋喷注浆参数监测系统、方法及高压旋喷钻机，能够方便地监测高压旋喷注浆过程中的多项参数。

根据本发明的一方面，提出一种高压旋喷注浆参数监测系统，包括：数据处理模块、钻进参数检测模块和/或注浆参数检测模块，其中，钻进参数检测模块用于检测高压旋喷钻机旋喷过程中的钻机动作参数，注浆参数检测模块用于检测旋喷过程中的流体参数，数据处理模块用于接收钻进参数检测模块和/或注浆参数检测模块的检测结果，并进行处理以获得高压旋喷钻机的多项作业参数。

进一步地，高压旋喷注浆参数监测系统还包括显示模块，用于对数据处理模块处理后的各个作业参数进行显示，和/或在作业参数超过用户设置范围时发出警报。

进一步地，高压旋喷注浆参数监测系统还包括存储模块，用于对数据处理模块处理后的各个作业参数进行存储。

进一步地，钻进参数检测模块包括钻进倾角检测单元，钻进倾角检测单元包括设在桅杆中部的倾角传感器，用于检测钻杆在作业过程中相对于竖直方向的倾角。

进一步地，钻进参数检测模块包括提升/推进速度检测单元，提升/推进速度检测单元包括拉线长度传感器，拉线长度传感器的主体部分设在桅杆顶部动力头行程最高点上方，拉绳固定于动力头支架上，用于在动力头提升/推进时，通过测量拉绳的位移获得提升/推进速度。