[發明專利]鉆孔內埋式任意球徑向灌漿抬動變形觀測裝置

有效

• 申請號: 201410252634.6
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN104061845B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 徐年豐;施華堂;王漢輝;李洪斌;鄒德兵;樊少鵬;丁剛;劉權慶;黃小艷;肖碧;王公彬;盧增木
• 申請（專利權）人: 長江勘測規劃設計研究有限責任公司
• 主分類號: G01B5/30
• 分類號: G01B5/30;E02D1/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 陳家安

技術領域

本發明涉及水利水電工程灌漿安全監測技術領域，具體地指一種鉆孔內埋式任意球徑向灌漿抬動變形觀測裝置。

背景技術

隨著我國水利水電工程建設的高速推進，用于基礎處理和結構補強的灌漿技術得到廣泛應用。但是，與之配套的抬動變形觀測技術特別是核心觀測裝置基本沒有改進。目前灌漿工程中廣泛采用的抬動變形觀測裝置主要為垂直向下、鉆孔內埋式裝置(以下簡稱常規裝置)，其主要功能為在灌漿時監測巖體或結構垂直向上的抬動變形，一般只適用于垂直工作面向下鉆孔灌漿時(如帷幕灌漿、常規壩基固結灌漿等工程灌漿)埋設、觀測。而對陡傾、直立巖面和任意上仰方向灌漿時(如高拱壩斜坡壩段基巖灌漿、地下廠房洞室圍巖固結灌漿、頂拱回填灌漿等工程灌漿)，需要監測斜向下方的抬動變形，即要求在任意球徑向埋設抬動裝置，工程實踐中尚無可靠的變形觀測裝置供大規模采用。若直接采用垂直向下、鉆孔內埋式的常規裝置則存在如下問題：

(1)當埋設方向為近似水平或任意向上仰時，孔底錨固砂漿(或水泥漿)難以通過拋投(或自流)的方式在自重作用下進入孔底凝固，不能形成可靠錨固段。

(2)外套管和巖壁之間的縫隙不能采用注水下砂的方式進行有效填充，難以有效阻隔通過鉆孔裂隙滲入孔內的水泥漿液，從而導致外套管與巖體抱死。

(3)起孔底隔漿作用的粘土或黃油不能在自重作用下充滿相應孔段并形成孔底隔漿段。

(4)外套管、內測桿在重力作用下易從安裝孔內自動脫落。

上述任何一種安裝缺陷均會導致該抬動觀測裝置失效。

因此，以往通常采用的垂直向下、鉆孔內埋式裝置無法應用于陡傾、直立巖面灌漿或任意上仰方向灌漿抬動變形觀測，亟待研究出一種能在任意球徑向安裝觀測的抬動變形裝置，以適應工程大規模應用的需要。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種鉆孔內埋式任意球徑向灌漿抬動變形觀測裝置。該裝置在功能上具備觀測任意球徑向的灌漿抬動變形、使用過程可靠穩定、測量數據精度高等特點；同時該裝置可在狹窄有限的空間內埋設，且安裝過程便捷、高效。

本發明的技術方案是通過如下措施來達到：鉆孔內埋式任意球徑向灌漿抬動變形觀測裝置，包括設置在抬動觀測孔中的測桿，所述測桿的一端位于抬動觀測孔孔口外，所述測桿的外端部漸次安裝鋼板、磁性表座以及連接桿架，所述連接桿架另一端與千分表相連，所述千分表設置于抬動觀測孔孔口旁的混凝土墩上，其特征之處在于：所述測桿為與抬動觀測孔的孔底接觸的空心管，所述測桿下部的桿壁上有阻漿塞，所述阻漿塞密封抬動觀測孔內壁，所述阻漿塞至抬動觀測孔的孔底為測桿的錨固段，所述錨固段內有水泥漿液。

在上述技術方案中，所述阻漿塞由中心設有供測桿穿過的通孔的圓形鋼板和向所述圓形鋼板的邊緣處纏繞的防滲土工膜組成。通過圓形鋼板的隔擋性和防滲土工膜的周圈密封性，阻漿塞和抬動觀測孔的孔壁邊界可形成完備的密閉空間，使得通過測桿注入的水泥漿液封閉于阻漿塞下部。

在上述技術方案中，所述阻漿塞下方測桿的桿壁上開有泄漿孔。泄漿孔可使注入測桿內的水泥漿液更暢通、快速地分散開并流入抬動觀測孔的孔底。

在上述技術方案中，在所述阻漿塞朝抬動觀測孔孔口方向以上設有套管，且所述套管通長嵌套在測桿外周。當孔內發生串漿時，套管作為巖壁和測桿之間隔漿體，可有效避免巖壁與測桿通長被漿液焊接為整體，從而確保抬動值觀測結果不受到影響。

在上述技術方案中，所述套管底端與阻漿塞之間具有空腔，所述套管與阻漿塞通過防滲土工膜凸起隔開。常規觀測裝置在該部位使用粘土或者黃油用于隔漿，由于其強度一般較低，易被串漿后高壓漿液擊穿破壞，當漿液進入套管內部并將其與測桿焊為整體后，將最終導致抬動觀測裝置失效；而此處通過使用結構強度較高的防滲土工膜，可有效提高抬動觀測的有效性，同時實現了在不依靠自重的作用下，沿任意向對套管底部一段進行填充并形成孔底隔漿段的目的。

在上述技術方案中，所述測桿和套管由多個分段通過絲扣連接組成。以便觀測完成后逐段反轉絲扣后從抬動觀測孔中取出回收。此舉一方面適應于在有限空間進行觀測裝置安裝，同時也便于觀測裝置的后期再利用。

在上述技術方案中，所述套管外壁通長纏繞防滲土工膜。當孔內發生串漿時，常規裝置采用的粉細砂因自身結構松散，存在隔漿失效的可能性，可靠性相對較差；而套管外的防滲土工膜能更有效阻隔漿液抱死套管，防止抬動觀測裝置失效，同時也實現了在不依靠自重的作用下，沿任意向對孔壁縫隙進行填充并形成孔壁隔漿體的目的。