[发明专利]一种旋喷注浆加固过程监控系统及方法

说明书

本发明属于旋喷注浆加固监控技术领域，公开了一种旋喷注浆加固过程监控系统及方法，录入监测控制指标；全面监控模块用于监控注浆孔堵水率、浆液填充率是否满足标准；引孔监控模块用于检测取芯孔、检查孔质量，同时监控渗透系数是否满足标准；施工过程监控模块用于监控开挖面掌子面表征是否正常；雷达监控模块用于对比注浆作业前后成果图像差异，宏观判断注浆效果；输出模块用于输出监控量测结果；警示模块用于当监控量测结果不满足标准时，进行报警。本发明提供的下穿道路施工监控量测系统及方法能够解决现有人工道路施工监测的缺陷，全面、有效、准确的监控整个施工过程，同时给出精准的量测指标，实现旋喷注浆加固施工质量的全面监控。

技术领域

本发明属于旋喷注浆加固过程监控技术领域，尤其涉及一种旋喷注浆加固过程监控系统及方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：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。同时，现有旋喷注浆加固过程主要通过工后检测的方法进行相应的施工质量检测，然而认为检测主观性强，且容易忽略部分缺陷，无法全面对注浆过程中各个方面进行全面有效的监控。

同时现有技术1CN201910541146.X一种旋喷注浆加固煤体的强度测试方法，虽然对旋喷注浆加固后的煤体进行了强度测试，然而其并不能实时监控加固过程中出现的问题，当加固完成后出现问题时，往往会造成巨大的损失。

现有技术2，CN201510476500.7适用于砂卵石地层盾构端头井加固的超高压旋喷注浆方法，虽然对旋喷注浆搓成中的孔隙水压力进行了检测与监控，然而其检测指标并不全面，无法实现对地面、其他管道的监测与监控。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有旋喷注浆加固过程的检测具有滞后性，一旦出现不利状况，其补偿措施很难实施。

(2)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。

解决上述技术问题的难度：解决以上问题的难度在于能够施工过程准确监控设计压力、止水效果等参数。

解决上述技术问题的意义：解决以上问题的意义在于施工过程的全面质量监控，能够准确把握设计参数，当发生质量偏差时可以及时采取控制措施，以达到过程控制、过程改进的目的。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种旋喷注浆加固过程监控系统及方法。