The invention discloses an ultrasonic testing method for freezing wall expansion speed, including refitting the structure of freezer; acceptance of acoustic hole should be carried out before ultrasonic testing; ultrasonic testing for freezing wall expansion speed obtains freezing wall expansion speed, and then compares it with temperature testing hole to predict freezing wall expansion speed for monitoring freezing wall expansion process. The invention can realize early prediction before freezing. When the ultrasonic wave velocity abnormality and passage time are not consistent with other detection results at the same level, geological reasons need to be analyzed in time, the causes of voids and groundwater flow velocity should be checked out, so as to achieve the purpose of early prediction. In freezing stage, when the sudden change of the expansion speed of the freezing wall is speculated by the ultrasonic wave, the freezing wall should be judged in time. In the abnormal situation, the freezing holes near the sound measuring area are investigated one by one by using the ultrasonic method or the longitudinal temperature measurement method in the freezer. For the freezing holes that have not been intersected, measures such as grouting and strengthening freezing are taken in time to achieve the purpose of process monitoring and effect evaluation.
【技术实现步骤摘要】
一种冻结壁扩展速度超声波检测方法
本专利技术涉及冻结壁监测
具体地说是一种冻结壁扩展速度超声波检测方法。
技术介绍
冻结法是井巷工程应用人工制冷技术暂时冻结地下水以加固不稳定冲积层、松软含水层、富水砂层的特殊施工方法。该方法主要利用不透水且抗压强度较高的冻结帷幕承担地层压力、地层水冻结成冰产生的冻胀压力与渗流压力等，故冻结壁发育正常与否是冻结法凿井施工的成败关键。冻结壁扩展速度是判断冻结壁发育状况的重要指标之一。利用冻结壁扩展速度即可预测冻结壁形成设计厚度的时间，又能及时发现冻结壁出现异常情况。但是当地下水流速大于5m/d时，冻结壁往往会出现形状不规则、强度不均匀、开窗地点随机等异常状况，扩展速度也会相应出现异常。目前主要的冻结壁扩展速度监测手段为测温孔测温法，在流速较大的地层条件下受到影响较大，不能够有效反应冻结壁的扩展速度，不能实现对冻结壁交圈状况的“早期预报、过程监测、效果评价”。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种冻结壁扩展速度超声波检测方法，用以解决在地下水流速大于5m/d时，测温孔测温法需利用理想冻土圆柱假设计算冻结壁扩展速度，从而导致检测结果与实际偏差较大的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种冻结壁扩展速度超声波检测方法，包括如下步骤：(1)改装冻结器结构；(2)在超声波检测之前应当对冻结孔B和声测孔A进行验收；(3)冻结壁扩展速度超声波检测，得到冻结壁扩展速度，然后与温度检测孔推测冻结壁扩展速度进行对比，用于监测冻结壁扩展过程。上述冻结壁扩展速度超声波检测方法，改装后的冻结器包括：供液管(...
【技术保护点】
1.一种冻结壁扩展速度超声波检测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)改装冻结器结构；(2)在超声波检测之前应当对冻结孔B和声测孔A进行验收；(3)冻结壁扩展速度超声波检测，得到冻结壁扩展速度，然后与温度检测孔推测冻结壁扩展速度进行对比，用于监测冻结壁扩展过程。
【技术特征摘要】
1.一种冻结壁扩展速度超声波检测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)改装冻结器结构；(2)在超声波检测之前应当对冻结孔B和声测孔A进行验收；(3)冻结壁扩展速度超声波检测，得到冻结壁扩展速度，然后与温度检测孔推测冻结壁扩展速度进行对比，用于监测冻结壁扩展过程。2.根据权利要求1所述的冻结壁扩展速度超声波检测方法，其特征在于，改装后的冻结器包括：供液管(9)上部侧壁设有进水管(2)，供液管(9)的顶部设有超声波监测口(1)，进水管(2)通过进水胶管与进水干管(7)连接，进水胶管与进水干管(7)之间安装有进水闸阀(5)，进水干管(7)、进水胶管、进水管(2)、超声波监测口(1)与供液管(9)之间流体导通；在超声波监测口(1)的顶端安装有封口帽(3)；回流管(14)通过回水胶管(11)与回水干管(8)连接，在回水胶管与回水干管(8)之间安装有回水闸阀(6)，回流管(14)、回水胶管(11)和回水干管(8)之间流体导通；在回水胶管(11)上安装有测温管(12)，在进水干管(7)和回水干管(8)上均设有放空阀(13)；在回流管(14)的侧壁上设有测流管(10)；所述供液管(9)和所述回流管(14)位于冻结孔B内，所述供液管(9)即为冻结管B；在声测孔A中下放有声测管A。3.根据权利要求2所述的冻结壁扩展速度超声波检测方法，其特征在于，检查声测孔A中的声测管A和冻结孔B中的冻结管B内是否有异物堵塞，同时检查声测管A和冻结管B管身是否有裂纹、弯曲或压扁情况；声测孔A中的声测管A与冻结孔B中的冻结管B之间应保持平行，不平行度应小于等于1‰；声测孔A中的声测管A和冻结孔B中的冻结管B安装完毕后将上口封闭，以免落入异物，致使孔道堵塞；声测孔A中的声测管A和冻结孔B中的冻结管B管道均高于地表300mm～500mm，保证声测孔A中的声测管A和冻结孔B中的冻结管B露出地表的高度相同。4.根据权利要求3所述的冻结壁扩展速度超声波检测方法，其特征在于，包括：(3-1)冻结前阶段测量；(3-2)冻结过程阶段测量。5.根据权利要求4所述的冻结壁扩展速度超声波检测方法，其特征在于，在步骤(3-1)中：(3-1-1)准确测量声测孔A和声测孔B的圆心距S、声测孔A中的声测管A和冻结孔B中的冻结管B的内径d和外径D，测量精度为±1mm，且声测孔A和声测孔B的圆心距S小于2.5m；(3-1-2)打开进水闸阀(5)，从进水管(2)向冻结孔B内注入盐水，开机试循环，当测温管(12)测得冻结管B内盐水温度为-25～-28℃后，关闭进水闸阀(5)和回水闸阀(6)，停止盐水循环，打开封头帽(3)，将超声波探头(4)的接收换能器从超声波监测口(1)下放至冻结孔B的供液管(9)中；在声测孔A中的声测管A放入盐水，将超声波探头(4)的发射换能器下放至声测孔A中的声测管A，同步提升声测孔A内的超声波探头(4)的发射换能器和冻结孔B内的超声波探头(4)的接收换能器，使超声波探头(4)的发射换能器和超声波探头(4)的接收换能器在同一水平位置上；(3-1-3)标定超声波检测仪从声测孔A的超声波探头(4)的发射换能器至冻结孔B的超声波探头(4)的接收换能器系统产生的系统延迟时间t0后，记录每次测点的未冻结时超声波波速vb，及超声波由声测孔A至冻结孔B的通行时间τb；(3-1-4)当未冻结时超声波波速vb和超声波由声测孔A至冻结孔B的通行时间τb与不同深度同一土...
【专利技术属性】
技术研发人员：张基伟，李方政，崔灏，郑新赟，韩玉福，张松，孙佳，许舒荣，郭垒，李宁，高伟，周可发，孙右好，孔令辉，张绪忠，王磊，叶玉西，
申请(专利权)人：煤炭科学研究总院，北京中煤矿山工程有限公司，天地科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
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