岩土体注浆效果检测的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了岩土体注浆效果检测的装置及方法，所述岩体注浆效果检测的装置包括检波器串，所述检波器串包括多个检波器单元，所述检波器单元包括筒状的壳体，壳体内设有检波器，多个检波器单元的检波器通过第一电缆依次连接，多个检波器单元的壳体通过连接绳依次连接，所述检波器单元上还设有定位机构和收缩机构，所述岩土体注浆效果检测的方法包括以下步骤：布设检测孔道，分别在不同的检测孔道中放置电火花震源和检波器串，将电火花震源和检波器串与检测分析系统连接，通过计算机反演技术构建出二维CT图像，对比注浆前后岩土体的二维CT图像，判定注浆区域和注浆效果。本发明专利技术具有高效、准确、经济、直观、方便的优点。

【技术实现步骤摘要】
岩土体注浆效果检测的装置及方法
本专利技术涉及建筑施工领域。更具体地说，本专利技术涉及岩土体注浆效果检测的装置及方法。
技术介绍
岩土体注浆一般是指通过特定的注浆通道用高压注浆泵将一定压力的水泥浆压入岩土体中，通过浆液对岩土体起到渗透、填充、压密、劈裂、固结等作用来增强岩土强度，从而有效的保证了建(构)筑物的长久安全运行，可以说是20世纪基础工程应用中最重大的专利技术和创造之一。我国注浆技术始于20世纪80年代初，随着不断创新和完善，应用范围越来越广，取得了十分显著的经济和社会效益。然而，由于对注浆理论机理认识有限，注浆技术不够完善，往往给注浆工程带来很大的盲目性和随意性，如受注浆地层的空隙填充的饱满程度，浆液的扩散范围，注浆后结实体的稳定性，注浆结实体的不透水性及耐久性等因素的影响。而且岩土体注浆加固属于隐蔽工程，其在设计、施工、检测评价中存在着很多问题，比如地质条件的适用性、注浆材料及设备的选用、注浆量的控制、注浆压力的取值等，众多的细节决定了注浆的成败，其质量控制一直是个难题。目前现有技术对于浆液扩散的范围以及注浆密实度等注浆效果没有直观可靠的判断依据。根据对国内外铁路、水电及公路等行业相关资料查阅，目前在地下注浆区勘察中经常采用的物探方法为：直流电测深法，地质雷达法，SSP地震散射剖面技术等。由于直流电法勘探的物理前提是地下介质存在电性差异，而且该方法受到体积效应、地形地物、工业干扰等各种因素影响较大，其探测深度浅、施测效率低，具有环境限制。地质雷达法探测深度有限，即使使用100MHz天线，在电磁干扰背景下，其探测深度亦不超过5m。而且地质雷达只能探测深度较小范围内的土体脱空，识别精度以及深度都很有限。SSP地震散射剖面技术基于非均匀地质模型，适应地质结构剧烈变化的场合，如地铁施工扰动区等。相关资料显示，当注浆检测深度超过70米，SSP技术对于70多米的识别精度在0.5m-1.0m之间。而实际工程领域往往存在多孔隙岩土体注浆效果的检测，空隙尺寸在厘米甚至毫米级，要求仪器的识别精度高，SSP技术精度不够。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高效、准确、经济、合理的岩土体注浆效果检测的装置及方法，其基于传统的CT扫描技术，采用跨孔检测的方法，通过计算机反演技术构建出注浆区域二维CT注浆效果图形，可以更加直观的判断注浆效果，非常方便。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了岩土体注浆效果检测的装置，其包括检波器串，所述检波器串包括多个检波器单元：所述检波器单元包括壳体、检波器、定位机构和收缩机构：所述壳体为筒状，壳体内设有检波器，多个检波器单元的检波器通过第一电缆依次连接，多个检波器单元的壳体通过连接绳依次连接，且位于检波器串最上端的壳体还与另一端为自由端的连接绳连接；所述定位机构设于所述壳体的外壁，所述定位机构包括支撑臂，其为弧形并具有弹性，所述壳体的外壁固定设有第一固定圈，所述支撑臂的一端与所述第一固定圈连接且弧形的开口方向朝向壳体，所述第一固定圈下部的壳体外壁可滑动的设有滑动环，所述支撑臂的中部与滑动环的上部之间连接有第一收缩臂，所述第一收缩臂的中部与滑动环的下部之间连接有第二收缩臂，所述滑动环下方的壳体外壁固定设有第二固定圈，第二固定圈与滑动环之间的壳体外壁套设有弹簧；所述收缩机构设于定位机构上，所述收缩机构包括卡柱，所述卡柱一端竖直枢接于滑动环的外壁，所述第二固定圈的外壁凸出有一阻挡块，所述弹簧处于自然状态时，所述卡柱的另一端竖直延伸并位于第二固定圈的阻挡块的正上方，且所述卡柱的底部向壳体的外壁延伸出一卡块；相邻的检波器单元的卡柱均通过连锁绳连接。优选的是，所述支撑臂有多个，且多个支撑臂沿第一固定圈的周向均匀分布，所述第一收缩臂也为多个，且多个第一收缩臂的一端分别与多个支撑臂的中部一一对应连接，另一端沿所述滑动环的周向均匀分布；所述第二收缩臂也为多个，多个第二收缩臂的一端分别与多个第一收缩臂的中部一一对应连接，另一端沿所述滑动环的周向均匀分布。优选的是，位于检波器串最上端的卡柱上还连接有拉绳，所述拉绳的另一端为自由端。优选的是，所述阻挡块的下部边缘为开口向上的弧形，且具有凹槽，所述卡柱的卡块可恰好内嵌于所述凹槽。岩土体注浆效果检测的方法，包括以下步骤：S1：分别在岩土体注浆区域的中心及预测扩散区域范围内布设检测孔道，其中预测扩散区域范围内布设多组检测孔道，每组检测孔道为三个并以注浆区域为中心构成三角布局，且多组检测孔道距离注浆区域中心的距离依次增加，所述检测孔道以PVC套管作为护壁并在孔内注满水；S2：将电火花震源置于任一检测孔道中，检波器串置于任一其他检测孔道中并通过多个定位机构将检波器与检测孔道的内壁一一耦合；S3：，并将电火花震源和检波器串与检测分析系统连接，所述检测分析系统包括高精度波速采集仪和计算机，所述检波器串通过第二电缆与高精度波速采集仪信号连接，电火花震源也通过第三电缆与高精度波速采集仪信号连接，所述高精度波速采集仪通过第四电缆与计算机信号连接；S4：分别在注浆前后，通过电火花震源激发弹性波，并将检波器串采集到的信号传送至高精度波速采集仪，所述高精度波速采集仪再将信号传输至所述计算机，计算机通过反演算法，形成二维CT图像；S5：通过对比注浆前后岩土体的二维CT图像，判定注浆区域和注浆效果。优选的是，所述步骤S2中将检波器单元与检测孔道的内壁一一耦合的方法，包括以下步骤：S11：将多个检波器单元的卡柱的卡块均卡在相应的阻挡块下部，以将弹簧压缩，使支撑臂向内收缩，然后将检波器串送至检测孔道中；S12：所述检波器串送至预定高度后，将连接绳固定，并向上提拉绳，依次使每个检波器单元的卡柱的卡块均与阻挡块脱离接触，弹簧恢复自然状态并带动支撑臂伸展开，将检波器单元一一与检测孔道的内壁耦合；S13：检测完毕后直接将检波器串通过连接绳从检测孔道中取出。本专利技术至少包括以下有益效果：1、基于传统的CT扫描技术，计算出跨孔剖面各点波速的对应值，然后通过计算机反演技术，采用跨孔检测的方法，通过计算机反演技术构建出注浆区域二维注浆效果图形，可以更加直观的判断注浆效果，非常方便；2、该种检测方法，采用最优化的测点布局法—三角布局法，提出了一种最优化布点方法，使得注浆检测更加高效、准确、经济、合理；3、在检波器单元上设置定位机构和收缩机构，可将检波器串与检测孔道的内壁耦合，不仅可以对每个检波器单元的位置进行限定，同时也降低了干扰，提高了检测结果的准确定和稳定性；检测结束后，可以直接通过连接绳将检波器串从检测孔道中拉出，因为检波器串在向上拉出的过程中，检波器单元的的弹性支撑臂可自动向内收缩；检波器串的设计合理、简单、使用方便、实用性强。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术所述检波器串的结构示意图；图2为本专利技术所述检波器单元的结构示意图；图3为本专利技术所述收缩机构的侧面结构示意图；图4为本专利技术所述收缩机构的正面结构示意图；图5为本专利技术所述连锁绳与卡柱的连接结构示意图；图6为本专利技术所述检测孔道布设的平面示意图；图7为本专利技术所述检测分析系统的结构示意图。附图标记说明：1-检波器串；11-连接绳；12-第一电缆；1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.岩土体注浆效果检测的装置，其包括检波器串，所述检波器串包括多个检波器单元，其特征在于：所述检波器单元包括壳体、检波器、定位机构和收缩机构：所述壳体为筒状，壳体内设有检波器，多个检波器单元的检波器通过第一电缆依次连接，多个检波器单元的壳体通过连接绳依次连接，且位于检波器串最上端的壳体还与另一端为自由端的连接绳连接；所述定位机构设于所述壳体的外壁，所述定位机构包括支撑臂，其为弧形并具有弹性，所述壳体的外壁固定设有第一固定圈，所述支撑臂的一端与所述第一固定圈连接且弧形的开口方向朝向壳体，所述第一固定圈下部的壳体外壁可滑动的设有滑动环，所述支撑臂的中部与滑动环的上部之间连接有第一收缩臂，所述第一收缩臂的中部与滑动环的下部之间连接有第二收缩臂，所述滑动环下方的壳体外壁固定设有第二固定圈，第二固定圈与滑动环之间的壳体外壁套设有弹簧；所述收缩机构设于定位机构上，所述收缩机构包括卡柱，所述卡柱一端竖直枢接于滑动环的外壁，所述第二固定圈的外壁凸出有一阻挡块，所述弹簧处于自然状态时，所述卡柱的另一端竖直延伸并位于第二固定圈的阻挡块的正上方，且所述卡柱的底部向壳体的外壁延伸出一卡块；相邻的检波器单元的卡柱均通过连锁绳连接。...

【技术特征摘要】
1.岩土体注浆效果检测的装置，其包括检波器串，所述检波器串包括多个检波器单元，其特征在于：所述检波器单元包括壳体、检波器、定位机构和收缩机构：所述壳体为筒状，壳体内设有检波器，多个检波器单元的检波器通过第一电缆依次连接，多个检波器单元的壳体通过连接绳依次连接，且位于检波器串最上端的壳体还与另一端为自由端的连接绳连接；所述定位机构设于所述壳体的外壁，所述定位机构包括支撑臂，其为弧形并具有弹性，所述壳体的外壁固定设有第一固定圈，所述支撑臂的一端与所述第一固定圈连接且弧形的开口方向朝向壳体，所述第一固定圈下部的壳体外壁可滑动的设有滑动环，所述支撑臂的中部与滑动环的上部之间连接有第一收缩臂，所述第一收缩臂的中部与滑动环的下部之间连接有第二收缩臂，所述滑动环下方的壳体外壁固定设有第二固定圈，第二固定圈与滑动环之间的壳体外壁套设有弹簧；所述收缩机构设于定位机构上，所述收缩机构包括卡柱，所述卡柱一端竖直枢接于滑动环的外壁，所述第二固定圈的外壁凸出有一阻挡块，所述弹簧处于自然状态时，所述卡柱的另一端竖直延伸并位于第二固定圈的阻挡块的正上方，且所述卡柱的底部向壳体的外壁延伸出一卡块；相邻的检波器单元的卡柱均通过连锁绳连接。2.如权利要求1所述的岩土体注浆效果检测的装置，其特征在于，所述支撑臂有多个，且多个支撑臂沿第一固定圈的周向均匀分布，所述第一收缩臂也为多个，且多个第一收缩臂的一端分别与多个支撑臂的中部一一对应连接，另一端沿所述滑动环的周向均匀分布；所述第二收缩臂也为多个，多个第二收缩臂的一端分别与多个第一收缩臂的中部一一对应连接，另一端沿所述滑动环的周向均匀分布。3.如权利要求1所述的岩土体注浆效果检测的装置，其特征在于，位于检波器串最上端的卡柱上还连接有拉绳，所述拉绳的另一端为自由端。4.如权利要求1所述的岩土体注浆效果检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：张阳，王凯默，谢锋，税毅，
申请(专利权)人：武汉港湾工程质量检测有限公司，中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42