[發明專利]高壓旋噴注漿參數監測系統、方法及高壓旋噴鉆機

有效

• 申請號: 201710969593.6
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107503733B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 張彭城;黃建華;韓鳳
• 申請（專利權）人: 徐工集團工程機械有限公司
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00;E21B45/00;E21B47/00;E21B47/022;E21B47/04;E21B47/06;E21B21/08;E02D5/46
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 張文超

本發明涉及一種高壓旋噴注漿參數監測系統、方法及高壓旋噴鉆機，其中，監測系統包括數據處理模塊(4)、鉆進參數檢測模塊(5)和/或注漿參數檢測模塊(6)，鉆進參數檢測模塊(5)用于檢測高壓旋噴鉆機旋噴過程中的鉆機動作參數，注漿參數檢測模塊(6)用于檢測旋噴過程中的流體參數，數據處理模塊(4)用于接收鉆進參數檢測模塊(5)和/或注漿參數檢測模塊(6)的檢測結果，并進行處理以獲得高壓旋噴鉆機的多項作業參數。此種監測系統能夠實時地獲取高壓旋噴注漿過程中的關鍵參數，以方便地對旋噴樁的質量進行控制，可提高對旋噴樁質量監控的準確性和效率，以便在施工過程中出現異常時可及時采取調整措施，保證施工質量。

技術領域

本發明涉及高壓旋噴技術領域，尤其涉及一種高壓旋噴注漿參數監測系統、方法及高壓旋噴鉆機。

背景技術

高壓旋噴樁已經廣泛應用于各種地基工程，如建筑地基、基坑圍護、盾構進、出洞口加固、堤壩防滲、既有建筑物地基加固、邊坡加固、隧道超前支護等。

高壓旋噴鉆機是高壓旋噴樁的關鍵施工設備，與高壓泥漿泵、高壓水泵或空壓機配合完成高壓旋噴注漿施工。高壓噴射注漿技術是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進土層的預定位置后，以高壓設備使漿液、水或空氣成為20～50MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出來，沖切、擾動、破壞土體，同時鉆桿以一定速度旋轉并逐漸提升，將漿液與土粒強制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個圓柱狀固結體，即旋噴樁，可以起到加固地基或止水防滲的作用。

由于旋噴樁屬于隱蔽工程，質量驗收存在較大難度，故施工過程中的成樁參數監測、記錄尤為重要。目前，對工程質量要求較嚴格的防滲類工程，如水利水電工程涉及的高壓旋噴樁施工，例如堤壩、港口、航道堤岸加固防滲等，均要求旋噴鉆機配備參數監測系統，保證在施工過程中實時監測各項作業參數。因而，在旋噴施工工程中，旋噴參數監測系統也越來越受到用戶的重視。

但是，目前國產高壓旋噴鉆機均沒有配備完整的參數監測系統；國內也并無廠家專門研究高壓旋噴注漿成套參數監測技術，在旋噴施工過程中，桅桿傾斜角度、旋轉速度、提升速度、噴頭深度等參數完全靠人工觀察，誤差較大，效率低；泥漿壓力、泥漿流量、空氣壓力等后臺設備的參數前端鉆機操作人員無法獲得，無法對鉆機進行合理操作。

發明內容

本發明的目的是提出一種高壓旋噴注漿參數監測系統、方法及高壓旋噴鉆機，能夠方便地監測高壓旋噴注漿過程中的多項參數。

根據本發明的一方面，提出一種高壓旋噴注漿參數監測系統，包括：數據處理模塊、鉆進參數檢測模塊和/或注漿參數檢測模塊，其中，鉆進參數檢測模塊用于檢測高壓旋噴鉆機旋噴過程中的鉆機動作參數，注漿參數檢測模塊用于檢測旋噴過程中的流體參數，數據處理模塊用于接收鉆進參數檢測模塊和/或注漿參數檢測模塊的檢測結果，并進行處理以獲得高壓旋噴鉆機的多項作業參數。

進一步地，高壓旋噴注漿參數監測系統還包括顯示模塊，用于對數據處理模塊處理后的各個作業參數進行顯示，和/或在作業參數超過用戶設置范圍時發出警報。

進一步地，高壓旋噴注漿參數監測系統還包括存儲模塊，用于對數據處理模塊處理后的各個作業參數進行存儲。

進一步地，鉆進參數檢測模塊包括鉆進傾角檢測單元，鉆進傾角檢測單元包括設在桅桿中部的傾角傳感器，用于檢測鉆桿在作業過程中相對于豎直方向的傾角。

進一步地，鉆進參數檢測模塊包括提升/推進速度檢測單元，提升/推進速度檢測單元包括拉線長度傳感器，拉線長度傳感器的主體部分設在桅桿頂部動力頭行程最高點上方，拉繩固定于動力頭支架上，用于在動力頭提升/推進時，通過測量拉繩的位移獲得提升/推進速度。