灌漿自動記錄儀在溶洞處理中的信息化應(yīng)用

劉喜才

（吉林省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院, 吉林 長春 130021）

1 灌漿設(shè)備

1.1 設(shè)備概況

為了能夠?qū)r溶區(qū)域的施工情況進(jìn)行準(zhǔn)確的掌握，本文對某施工工程進(jìn)行調(diào)查研究，并將施工數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄分析，希望能夠?yàn)榻窈蟮娜芏刺幚硖峁┙?jīng)驗(yàn)支持。首先，本次施工工程中主要采用自動灌漿記錄儀進(jìn)行應(yīng)用，灌漿自動記錄儀能夠進(jìn)行電腦處理，并且利用真彩觸摸屏對各種操作進(jìn)行顯現(xiàn)，這其中包括了各項(xiàng)施工參數(shù)的顯示與設(shè)定。灌漿自動記錄儀還具有打印功能，能夠準(zhǔn)確的記錄實(shí)際施工中的灌漿流量、灌漿壓力、灌漿密度與灌漿時間。這種先進(jìn)的灌漿設(shè)備能夠用于帷幕灌漿、巖溶注漿等多種復(fù)雜的灌漿工藝環(huán)境的要求。對本次使用的灌漿自動記錄儀進(jìn)行分析，其中設(shè)備的硬件系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)軟件、內(nèi)置打印機(jī)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊、壓力傳感器、通信電纜等相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)備組成（圖1）。

圖1 灌漿設(shè)備圖

1.2 灌漿自動記錄儀的工作原理

在灌漿自動記錄儀設(shè)備的工作過程中，因?yàn)槭艿焦酀{漿液的分向流經(jīng)流量和壓力影響，使得設(shè)備中的流量及壓力傳感器進(jìn)行物理量轉(zhuǎn)換為電量，這樣幫助計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)采集時進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)換，經(jīng)過相應(yīng)的電腦設(shè)備處理后，根據(jù)實(shí)際的灌漿設(shè)定要求來打印，掌握施工過程中設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)，真正提高了灌漿施工工程的工作效率，并且還能夠有效的降低人為因素對整個灌漿施工的影響，有利于在復(fù)雜地域下對灌漿工程施工質(zhì)量的控制與管理。

1.3 設(shè)備記錄分析

本次研究的某工程施工現(xiàn)場，處于一個河流的斷裂帶上，并且這個斷裂帶為非全新活動斷裂帶，所以在施工過程中不會出現(xiàn)崩塌、滑坡等不良地質(zhì)災(zāi)害問題。通過對工程施工現(xiàn)場進(jìn)行勘測，其主要是石灰?guī)r的分布區(qū)域，并且溶洞發(fā)育較好，屬于不良地質(zhì)施工條件。為了能夠保證灌漿施工的質(zhì)量，本次施工受到施工深度的影響，決定采用灌漿自動記錄儀進(jìn)行施工質(zhì)量控制，希望能夠提高溶洞灌漿的效果。

下面為了能夠體現(xiàn)出灌漿自動記錄儀在施工過程中的實(shí)際注漿質(zhì)量，分為用兩種記錄方式，對本次施工灌漿的成果進(jìn)行灌漿段灌漿壓力、灌漿流量與灌漿歷時等關(guān)系曲線的繪制，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的對比分析。如圖2～5中的數(shù)據(jù)資料所示。我們從圖2可見，當(dāng)施工過程中使用人為記錄灌漿流量曲線時，這時繪制的圖形呈一種遞減形式，因?yàn)槿斯び涗洠苑浅５幕\統(tǒng)，不能夠真正反映出實(shí)際灌漿的流量情況。下面的圖3～5中所顯示的數(shù)據(jù)資料，是本次灌漿自動記錄儀在施工過程中，對自身灌注密度、灌漿流量、注漿壓力等數(shù)據(jù)的關(guān)系曲線繪制。通過對這些繪制的曲線圖形進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，采用灌漿自動記錄儀的施工數(shù)據(jù)記錄更加具體，數(shù)值的波動非常的輕微，非常符合實(shí)際灌漿施工的情況。圖5中所顯示的灌漿施工注漿壓力曲線也能夠直接顯示出灌漿施工的穩(wěn)定性，使得實(shí)際灌漿施工的情況更加明確。

圖2 人工記錄灌漿曲線

圖3 灌注自動記錄儀灌注密度曲線

圖4 灌注自動記錄儀灌注流量曲線

2 灌漿施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 灌漿小循環(huán)布置圖

本次灌漿施工工程中采用的自動灌漿記錄儀設(shè)備，具有多種連接方法，本次工程施工的溶洞環(huán)境施工條件沒有恒定壓力，在進(jìn)行溶洞處理時，采用了“單流量計(jì)小循環(huán)”的灌漿施工設(shè)計(jì)，如圖6所示。

圖5 灌注自動記錄儀灌注壓力曲線

圖6 小循環(huán)灌漿平面布置圖

2.2 灌漿施工方法

根據(jù)對施工現(xiàn)場的詳細(xì)勘察報(bào)告進(jìn)行分析，對溶洞的發(fā)育情況進(jìn)行物探探明，整個工程施工受到施工深度的影響，需要對其采取相應(yīng)的處理措施。本次施工主要針對已探明的溶洞進(jìn)行單液注漿。而在實(shí)際的灌漿施工時，還需要根據(jù)實(shí)際探明的地質(zhì)資料進(jìn)行深度確定，從而準(zhǔn)確的掌握整個溶洞的實(shí)際范圍。本次施工的溶洞平面位置呈現(xiàn)一種不規(guī)則的形態(tài)，考慮到這個溶洞面積的大小等因素，所以進(jìn)行地質(zhì)孔間距的設(shè)計(jì)，以及孔洞數(shù)量上對其進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整，保證灌漿施工的質(zhì)量與效果。在進(jìn)行溶洞處理時，必須要遵循“先外圍后內(nèi)部、先下部后上部”的鉆孔施工順序。在進(jìn)行灌漿施工時，要遵循由外向內(nèi)進(jìn)行的順序，通過先對施工溶洞的邊界的鉆孔進(jìn)行充填雙液灌漿，這樣能夠讓其形成一種止?jié){墻，阻斷后期灌注漿液的漏失通道，再逐步的加密灌漿孔，見圖7。

圖7 小循環(huán)灌漿平面布置圖

2.3 灌漿中特殊情況的處理

（1）處理灌漿中斷的方法。在灌漿施工過程中，如中途發(fā)生故障，必須立即停止施工，并及時的查出發(fā)生故障的原因。故障得到有效解決后，需立即沖洗灌漿管，恢復(fù)灌漿施工。當(dāng)無法進(jìn)行灌漿管的沖洗，或者其在沖洗時效果不理想，需要在原灌漿孔位置附近，重新進(jìn)行補(bǔ)孔施工，然后再進(jìn)行灌漿施工。一般施工過程中如果恢復(fù)灌漿時，需要采用與原水灰比相同的漿液進(jìn)行灌漿施工，當(dāng)注入量與故障前的相似，那么需要仍采用中斷前的水灰比漿液進(jìn)行灌漿施工。但當(dāng)注入量較故障前發(fā)生減少，需及時停止灌漿，查找出減少的原因，并針對性的采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。

（2）處理串漿方法。未來能夠降低灌漿施工中串漿問題的發(fā)生，可以在溶洞灌漿施工時，將灌漿孔分為2個工序，先進(jìn)行第1工序灌漿孔灌漿施工，然后再第2工序孔，從而避免串漿問題。此外，還可以采用一鉆一灌的處理方法進(jìn)行解決。

（3）處理冒漿方法。當(dāng)灌漿孔施工過程中，灌漿孔周圍出現(xiàn)冒漿裂隙問題時，可以通過對其進(jìn)行預(yù)先封堵，并對灌漿施工進(jìn)行及時的觀察，從而對冒漿現(xiàn)象進(jìn)行防范，發(fā)生問題，及時的進(jìn)行堵塞，保證灌漿施工的質(zhì)量。

2.4 供漿排污系統(tǒng)

本次溶洞處理施工過程中設(shè)置了集中供漿站，主要是利用攪拌機(jī)制拌漿液來對施工進(jìn)行供漿，并且用1臺泥漿泵進(jìn)行漿液的輸送。在施工中每一段距離都會為灌漿段設(shè)置排污坑，然后利用排污泵將污水排除，并定期對施工廢料進(jìn)行清理，保證施工現(xiàn)場的環(huán)境衛(wèi)生符合要求。

3 實(shí)施效果

針對本次施工工程的實(shí)際情況，利用灌漿自動記錄儀對溶洞處理進(jìn)行應(yīng)用，然后對溶洞灌注施工后的填充物進(jìn)行隨機(jī)抽樣檢測，其結(jié)果符合施工的強(qiáng)度要求。因此，針對本次施工情況，并結(jié)合灌漿自動記錄儀進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)灌漿自動記錄儀主要有幾點(diǎn)優(yōu)勢。首先，灌漿施工時孔口壓力的脈動性，主要是由注漿泵的工作方式所決定，而灌漿自動記錄儀能夠有效抵抗這種脈動的干擾，從而保證了記錄儀各項(xiàng)記錄數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。其次，因?yàn)楦骺赘鞫吹奈鼭{能力不同，所以應(yīng)用灌漿自動記錄儀施工時，其能夠更加準(zhǔn)確的掌握實(shí)際注漿工作的操作。最后，應(yīng)用自動記錄儀進(jìn)行繪制的注漿曲線更加直觀、可靠，符合灌漿施工的實(shí)際情況。

4 結(jié)語

綜上所述，針對我國巖溶分布范圍較廣的地區(qū)進(jìn)行施工建設(shè)，必須要對溶洞進(jìn)行很好的加固處理，這樣才能夠保證各項(xiàng)工程的穩(wěn)定性與安全性。而通過利用灌漿自動記錄儀進(jìn)行灌漿施工，能夠保證灌漿施工的質(zhì)量，對提升一些隱蔽工程的施工質(zhì)量有著非常重要的作用。