[發明專利]一種水下灌漿質量檢測試驗裝置及使用方法

在審

• 申請號: 202010887893.1
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111912969A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 曹忠露;侯晉芳;毛以雷;王博;田博宇;杜瑞剛;李斌;李秋實
• 申請（專利權）人: 中交天津港灣工程研究院有限公司;中交第一航務工程局有限公司;天津港灣工程質量檢測中心有限公司
• 主分類號: G01N33/38
• 分類號: G01N33/38;G01N11/00;G01N9/26;G01N9/00
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

本發明公開了一種水下灌漿質量檢測試驗裝置及使用方法，該裝置包括模型系統、進漿系統和檢測系統；本發明的一種水下灌漿質量檢測試驗裝置，操作方便、試驗過程簡單明了，可實時直觀清晰的驗證水下灌漿料的流動性和充填密實性，可定量精準的評價灌漿料的水下抗分散性、收縮膨脹性，可實時有效的監測灌漿前后樁基結構的應力應變特性，能對水下灌漿料的性能、水下灌漿工藝進行有效的評價和驗證，便于指導工程實踐；亦可通過在環形空間內安置循環水泵控制水體流速，能夠模擬不同流速水體下的灌漿場景，適用范圍廣泛。

技術領域

本發明屬于灌漿質量檢測試驗裝置，特別涉及一種水下灌漿質量檢測試驗裝置及使用方法，該試驗裝置能夠模擬水下灌漿工況，實時直觀的檢測灌漿料的流動面形狀、擴展狀態及充填狀態，檢驗灌漿料的水下充盈性、抗分散性和水下硬化后的密實性、膨脹性，判斷灌漿料的澆筑質量，驗證水下灌漿工藝及效率。

背景技術

海上風電場的建設，環境復雜、技術要求高、施工難度大。我國起步較晚，目前處于探索發展階段，在海上風電結構的設計、施工、檢/監測和質量控制等方面沒有成熟經驗，需要解決一系列關鍵技術，其中風機的樁基礎結構的水下灌漿是急需解決的關鍵技術之一。

海上風電樁基結構的水下灌漿，主要針對鋼管樁體與巖石層鉆孔側壁間的環形空間及淤泥層樁體外壁與護筒內壁間的環形空間灌漿、導管架腿柱與鋼管樁之間的環形空間灌漿。由于海上風、浪、流等環境條件復雜，可操作性差，導致水下灌漿施工難度大。又由于鋼管樁體與巖石層鉆孔側壁間的環形空間及淤泥層樁體外壁與護筒內壁間的環形空間位于海底泥面以下具有隱蔽性，導管架腿柱與鋼管樁之間的環形空間位于海水中具有封閉性，導致灌漿過程中無法實時有效的監測灌漿料的流動充填狀態，環形空間灌漿后的實體質量也無法有效確認。

為有效確保工程實體的水下灌漿質量，需開展水下灌漿試驗以驗證水下灌漿料的性能、灌漿工藝和灌漿質量。現有技術中，開展的水下灌漿試驗主要為導管架水下灌漿原型試驗和深水導管架水下灌漿模擬試驗，僅是簡單的驗證導管架水下灌漿結束后的充填性和漿體硬化后的外觀質量，試驗功能單一，無法實時直觀清晰的記錄整個灌漿過程中灌漿料的流動面形狀、擴展狀態及充填狀態，無法定量的評價灌漿料的水下抗分散性，不能對灌漿料實體的收縮膨脹狀態進行有效檢測，不能對灌漿前后樁基結構的應力應變狀態進行有效監測。

發明內容

本發明為解決現有技術中，水下灌漿質量無法有效精準的進行試驗檢測和驗證，水下灌漿模擬試驗裝置功能單一、檢測參數少且驗證灌漿過程不夠實時直觀清晰的問題，提供了一種水下灌漿質量檢測試驗裝置及使用方法。該裝置操作方便、試驗過程簡單明了，可實時直觀清晰的驗證水下灌漿料的流動性和充填密實性，可定量精準的評價灌漿料的水下抗分散性、收縮膨脹性，可實時有效的監測灌漿前后樁基結構的應力應變特性，能對水下灌漿料的性能、水下灌漿工藝進行有效的評價和驗證。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種水下灌漿質量檢測試驗裝置，包括模型系統、進漿系統和檢測系統；

所述模型系統包括底板、內圓筒和外圓筒，所述底板上同心設置有內圓筒和外圓筒，內圓筒和外圓筒之間形成用于灌漿的環形空間，所述外圓筒筒壁開設有注漿口和排水口，所述外圓筒上設置有透明刻度尺；

所述進漿系統包括灌漿平臺、拌合灌漿一體機、灌漿管和灌漿閥門，所述拌合灌漿一體機設置于灌漿平臺上方，所述拌合灌漿一體機通過灌漿管連接所述模型系統的注漿口，所述灌漿管上設置有灌漿閥門；

所述測試裝置包括應變片、pH電極、濁度傳感器；所述應變片設置于外圓筒筒壁中部環向三等分處，所述pH電極和濁度傳感器設置于模型系統的排水口處。

在上述技術方案中，所述注漿口和排水口相對設置于外圓筒外筒壁上，所述注漿口位于外圓筒下部，所述排水口位于外圓筒上部。

在上述技術方案中，所述灌漿平臺由貝雷架拼裝搭建，高度為3-5m，長度為3-5m，寬度為3-5m。