一种软弱地层隧道超前帷幕注浆效果实时检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种软弱地层隧道超前帷幕注浆效果实时检测装置，包括用于设置在隧道软弱围岩内部的检测头和用于设置在隧道软弱围岩外部的信号接收仪；检测头和信号接收仪数据连接；检测头包括一体成型的检测头本体，检测头本体前端为入土锥头，入土锥头为圆椎体，圆锥体的侧面设置有薄膜压力传感器，薄膜压力传感器数据连接至外部的信号接收仪，薄膜压力传感器用于测量在隧道软弱围岩注浆过程中检测其内部对应位置的土压力，并将土压力实时发送至外部信号接收仪，信号接收仪用于实时获取并显示检测头发出的土压力信息；本实用新型专利技术可以在施工过程中及时获取注浆加固效果及判断软土地层中的浆脉走向，为施工过程提供及时有效的指导信息。

【技术实现步骤摘要】
一种软弱地层隧道超前帷幕注浆效果实时检测装置
本技术属于土木工程隧道超前帷幕注浆
，尤其涉及一种软弱地层隧道超前帷幕注浆效果实时检测装置。
技术介绍
在隧道工程领域中，遭遇软弱富水地层时，经常采用超前帷幕注浆技术来改善前方围岩特性，浆液在高压作用下，以扩散或劈裂的方式注入地层，从而实现对地层土体的挤密，改良其力学性能，降低其渗透系数，减少加固区域地层的含水率，降低施工开挖风险。现有技术中，对软弱地层隧道超前帷幕注浆效果的检测一般具有滞后性，是在隧道超前帷幕注浆施工完毕后，需要按设计孔数的5％或以上，重新钻设检查孔取芯，分析芯样的完整性和浆脉含量，根据实际情况，也许还需要测试芯样的单轴抗压强度；此外，应分析检查孔内出水情况，必要时应进行压水试验，检测已加固地层的渗透率，以此来综合判断本循环注浆效果是否满足开挖要求。因此，现有的检测方法耗时耗力，且由于检查孔的数量较少，检查盲区较大，不能全面的判断本循环注浆加固效果，具有一定局限性。同时，在施工过程中，软土地层中浆脉的走向难以控制和预测，通过芯样评价注浆效果，往往很难得出正确的结论，不能实时为施工过程提供及时有效的指导信息。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种软弱地层隧道超前帷幕注浆效果实时检测装置，在施工过程中及时获取注浆加固效果及判断软土地层中的浆脉走向，为施工过程提供及时有效的指导信息。本技术的一种技术方案：一种软弱地层隧道超前帷幕注浆效果实时检测装置，包括用于设置在隧道软弱围岩内部的检测头和用于设置在隧道软弱围岩外部的信号接收仪；检测头和信号接收仪数据连接；检测头包括一体成型的检测头本体，检测头本体前端为入土锥头，入土锥头为圆椎体，圆锥体的侧面设置有薄膜压力传感器，薄膜压力传感器数据连接至外部的信号接收仪，薄膜压力传感器用于测量在隧道软弱围岩注浆过程中检测其内部对应位置的土压力，并将土压力实时发送至外部信号接收仪，信号接收仪用于实时获取并显示检测头发出的土压力信息。进一步的，薄膜压力传感器数量为三个，且均匀分布在入土锥头上。进一步的，每个薄膜压力传感器的检测面上均涂有传导胶体，每个传导胶体均为半球体，且其弧面朝外。进一步的，检测头采用导电材料制成，检测头的数量至少为两个，每个检测头均通过导线连接至外部的信号接收仪。进一步的，入土锥头连接有锥尾活塞推杆，锥尾活塞推杆为圆柱体，圆柱体前端同轴连接在入土锥头，后端收缩成圆锥体。进一步的，入土锥头的底面直径大于锥尾活塞推杆圆柱体的底面直径。本技术的有益效果是：本技术的检测装置结构简单，易于加工，薄膜压力传感器价格低廉，是常用的微型土压力计价格的十几分之一，适于大量布设；埋点布设十分便捷，对正常的注浆施工几乎没有任何干扰；将检测装置埋设完成后，可在后续注浆过程中的任意时间检测注浆加固边界区域重点部位的土压力变化情况，以及任意两测点之间的水力连续变化情况，实时指导现场注浆，对薄弱区域进一步加强，对效果良好区域合理的优化简化，并为最终的注浆效果评价提供可靠依据。【附图说明】图1为本技术一种软弱地层隧道超前帷幕注浆效果实时检测装置的结构示意图；图2为图1的左视图；图3为图1的右视图；图4为本技术实施例中隧道帷幕注浆检测头安装剖面图；图5为本技术实施例中隧道帷幕注浆检测头埋设剖面图；图6为本技术实施例中软土隧道帷幕注浆效果实时检测布点方案示意图；图7为图6的左视图；图8为图6的右视图。其中：1.检测头本体；2.锥尾活塞推杆；3.入土锥头；4.薄膜压力传感器；5.传导胶体；6.导线；10.孔底注浆管；11.孔口管；12.孔口盖；13.导线孔；14.连接螺栓。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术公开了一种软弱地层隧道超前帷幕注浆效果实时检测装置，包括用于设置在隧道软弱围岩内部的检测头和用于设置在隧道软弱围岩外部的信号接收仪。由于检测头需要检测水力连续变化情况，将两个检测头作为两个电极，通过电流变化来测量两个检测头之间的水力联系，进而判断帷幕注浆软弱围岩的注浆情况，因此，检测头采用导电材料制成，检测头的数量至少为两个，每个检测头通过导线6连接至外部的信号接收仪。信号接收仪包括两部分组成，一部分为薄膜压力测试仪，用来接收每个检测头上的薄膜压力传感器4所发出的数据，进而得出隧道软弱围岩内的土压力，来衡量注浆效果。另一部分为地下水测试仪，用来接收两个检测头之间的浆脉联系强弱，进而判断浆脉走向等信息，进一步为注浆施工过程提供指导信息。如图1所示，检测头包括一体成型的检测头本体1，检测头本体1前端为入土锥头3，入土锥头3为圆椎体，圆锥体的顶点朝向软弱围岩方向，可以方便入土锥头3插入软弱围岩中。圆锥体的侧面设置有薄膜压力传感器4，薄膜压力传感器4数量为三个，且均匀分布在入土锥头3的同一截面上，可以保证测量多个方向传来的受力。因为围岩中应力主要分解为三个互相垂直的空间方向，本实施例中的三片薄膜压力传感器4在入土锥头3形成近似90度的等角度三维空间夹角，可以更好的测量围岩压力情况，而且薄膜压力传感器4的采购成本很低，可以有效降低整个装置的成本。每个薄膜压力传感器4的检测面上均涂有传导胶体5，传导胶体5可采用环氧树脂或沥青等材料涂于薄膜压力传感器4监测面上，其凝固后在表面形成最大厚度为3mm的半球面，可以将围岩土体不规则的颗粒状点荷载更高效地传导至薄膜压力传感器4受力面上，同时也进一步起到摩擦保护和隔水的作用。每个传导胶体5均为半球体，且其弧面朝外。传导胶体5是为了将软弱围岩中的土压力更好的传递给薄膜压力传感器4。每个薄膜压力传感器4均通过数据线与外部的信号接收仪连接。本实施例中三片薄膜压力传感器4均通过数据线与外部信号接收仪(即薄膜压力测试仪部分)连接，这三根数据线与检测头本体1的金属主体完全隔绝，不导电。检测头本体1采用金属主体，其通过导线6与外部信号接收仪(即地下水测试仪部分)连接，作为后续测量浆脉情况的一极。入土锥头3连接有锥尾活塞推杆2，锥尾活塞推杆2为圆柱体，圆柱体前端同轴连接在所述入土锥头3，后端收缩成圆锥体，通过该圆锥体的顶点逐步将其插入孔底注浆管10内。圆柱体的一个底面与入土锥头3的底面连接，入土锥头3的底面直径大于锥尾活塞推杆2圆柱体的底面直径，以在锥尾活塞推杆2插入孔底注浆管10时，通过入土锥头3的底面卡在孔底注浆管10的出口端，避免插入过深卡在其内部，不能被浆液冲出。入土锥头3的长度与锥尾活塞推杆2的长度相近，以10～15cm为宜，可以在确保可以插入围岩的前提下，尽量使薄膜压力传感器4远离浆液影响，避免过厚的浆液包裹，硬化后降低检测精度。薄膜压力传感器4数据连接至外部的信号接收仪，薄膜压力传感器4用于测量在隧道软弱围岩注浆过程中检测其内部对应位置的土压力，并将土压力实时发送至外部信号接收仪，薄膜压力传感器4应尽量靠近入土锥头3的尖端，保证测量精确度。信号接收仪用于实时获取并显示检测头发出的土压力信息。这样一来，就可以通过每个测量头上的薄膜压力传感器4实时测得其所在位置的土压力，并实时根据测得信息指导施工。本技术一种软弱地层隧道超前帷幕注浆效果实时检测装置的安装使用方法具体如下：安装检测头：在止浆墙上开孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软弱地层隧道超前帷幕注浆效果实时检测装置，其特征在于，包括用于设置在隧道软弱围岩内部的检测头和用于设置在隧道软弱围岩外部的信号接收仪；所述检测头和信号接收仪数据连接；所述检测头包括一体成型的检测头本体(1)，所述检测头本体(1)前端为入土锥头(3)，所述入土锥头(3)为圆锥体，所述圆锥体的侧面设置有薄膜压力传感器(4)，所述薄膜压力传感器(4)数据连接至外部的信号接收仪，所述薄膜压力传感器(4)用于测量在隧道软弱围岩注浆过程中检测其内部对应位置的土压力，并将所述土压力实时发送至外部信号接收仪，所述信号接收仪用于实时获取并显示所述检测头发出的土压力信息。

【技术特征摘要】
1.一种软弱地层隧道超前帷幕注浆效果实时检测装置，其特征在于，包括用于设置在隧道软弱围岩内部的检测头和用于设置在隧道软弱围岩外部的信号接收仪；所述检测头和信号接收仪数据连接；所述检测头包括一体成型的检测头本体(1)，所述检测头本体(1)前端为入土锥头(3)，所述入土锥头(3)为圆锥体，所述圆锥体的侧面设置有薄膜压力传感器(4)，所述薄膜压力传感器(4)数据连接至外部的信号接收仪，所述薄膜压力传感器(4)用于测量在隧道软弱围岩注浆过程中检测其内部对应位置的土压力，并将所述土压力实时发送至外部信号接收仪，所述信号接收仪用于实时获取并显示所述检测头发出的土压力信息。2.如权利要求1所述的一种软弱地层隧道超前帷幕注浆效果实时检测装置，其特征在于，所述薄膜压力传感器(4)数量为三个，且均匀分布在所述入土锥头(3)上。3.如权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玥，李广跃，徐海廷，徐启鹏，史继尧，曹均，皮乾勇，赵爽，刘坤昊，黎建军，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，中铁隧道勘察设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44