本实用新型专利技术公开了一种水下灌浆质量检测试验装置，该装置包括模型系统、进浆系统和检测系统；本实用新型专利技术的一种水下灌浆质量检测试验装置，操作方便、试验过程简单明了，可实时直观清晰的验证水下灌浆料的流动性和充填密实性，可定量精准的评价灌浆料的水下抗分散性、收缩膨胀性，可实时有效的监测灌浆前后桩基结构的应力应变特性，能对水下灌浆料的性能、水下灌浆工艺进行有效的评价和验证，便于指导工程实践；亦可通过在环形空间内安置循环水泵控制水体流速，能够模拟不同流速水体下的灌浆场景，适用范围广泛。适用范围广泛。适用范围广泛。
【技术实现步骤摘要】
一种水下灌浆质量检测试验装置
[0001]本技术属于灌浆质量检测试验装置，特别涉及一种水下灌浆质量检测试验装置，该试验装置能够模拟水下灌浆工况，实时直观的检测灌浆料的流动面形状、扩展状态及充填状态，检验灌浆料的水下充盈性、抗分散性和水下硬化后的密实性、膨胀性，判断灌浆料的浇筑质量，验证水下灌浆工艺及效率。
技术介绍
[0002]海上风电场的建设，环境复杂、技术要求高、施工难度大。我国起步较晚，目前处于探索发展阶段，在海上风电结构的设计、施工、检/监测和质量控制等方面没有成熟经验，需要解决一系列关键技术，其中风机的桩基础结构的水下灌浆是急需解决的关键技术之一。
[0003]海上风电桩基结构的水下灌浆，主要针对钢管桩体与岩石层钻孔侧壁间的环形空间及淤泥层桩体外壁与护筒内壁间的环形空间灌浆、导管架腿柱与钢管桩之间的环形空间灌浆。由于海上风、浪、流等环境条件复杂，可操作性差，导致水下灌浆施工难度大。又由于钢管桩体与岩石层钻孔侧壁间的环形空间及淤泥层桩体外壁与护筒内壁间的环形空间位于海底泥面以下具有隐蔽性，导管架腿柱与钢管桩之间的环形空间位于海水中具有封闭性，导致灌浆过程中无法实时有效的监测灌浆料的流动充填状态，环形空间灌浆后的实体质量也无法有效确认。
[0004]为有效确保工程实体的水下灌浆质量，需开展水下灌浆试验以验证水下灌浆料的性能、灌浆工艺和灌浆质量。现有技术中，开展的水下灌浆试验主要为导管架水下灌浆原型试验和深水导管架水下灌浆模拟试验，仅是简单的验证导管架水下灌浆结束后的充填性和浆体硬化后的外观质量，试验功能单一，无法实时直观清晰的记录整个灌浆过程中灌浆料的流动面形状、扩展状态及充填状态，无法定量的评价灌浆料的水下抗分散性，不能对灌浆料实体的收缩膨胀状态进行有效检测，不能对灌浆前后桩基结构的应力应变状态进行有效监测。
技术实现思路
[0005]本技术为解决现有技术中，水下灌浆质量无法有效精准的进行试验检测和验证，水下灌浆模拟试验装置功能单一、检测参数少且验证灌浆过程不够实时直观清晰的问题，提供了一种水下灌浆质量检测试验装置。该装置操作方便、试验过程简单明了，可实时直观清晰的验证水下灌浆料的流动性和充填密实性，可定量精准的评价灌浆料的水下抗分散性、收缩膨胀性，可实时有效的监测灌浆前后桩基结构的应力应变特性，能对水下灌浆料的性能、水下灌浆工艺进行有效的评价和验证。
[0006]本技术是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种水下灌浆质量检测试验装置，包括模型系统、进浆系统和检测系统；
[0008]所述模型系统包括底板、内圆筒和外圆筒，所述底板上同心设置有内圆筒和外圆筒，内圆筒和外圆筒之间形成用于灌浆的环形空间，所述外圆筒筒壁开设有注浆口和排水
口，所述外圆筒上设置有透明刻度尺；
[0009]所述进浆系统包括灌浆平台、拌合灌浆一体机、灌浆管和灌浆阀门，所述拌合灌浆一体机设置于灌浆平台上方，所述拌合灌浆一体机通过灌浆管连接所述模型系统的注浆口，所述灌浆管上设置有灌浆阀门；
[0010]所述测试装置包括应变片、pH电极、浊度传感器；所述应变片设置于外圆筒筒壁中部环向三等分处，所述pH电极和浊度传感器设置于模型系统的排水口处。
[0011]在上述技术方案中，所述注浆口和排水口相对设置于外圆筒外筒壁上，所述注浆口位于外圆筒下部，所述排水口位于外圆筒上部。
[0012]在上述技术方案中，所述灌浆平台由贝雷架拼装搭建，高度为3-5m，长度为3-5m，宽度为3-5m。
[0013]在上述技术方案中，所述拌合灌浆一体机具有搅拌、制浆、储浆、压力灌浆功能，其灌浆压力和流量可自动记录存储和打印，其最大灌浆压力为8MPa。
[0014]在上述技术方案中，所述底板、内圆筒和外圆筒均使用透明有机玻璃材料，以便实时直观的检查灌浆料的流动面形状、扩展状态及充填状态，判断灌浆料的浇筑质量。
[0015]在上述技术方案中，所述底板为850mm*850mm*10mm的有机玻璃平板，所述内圆筒为外径600mm壁厚6mm高2300mm的有机玻璃亚克力管，所述外圆筒为外径800mm壁厚8mm高2200mm的有机玻璃亚克力管；内圆筒、外圆筒与底板通过有机玻璃焊条进行密封焊接，使内圆筒、外圆筒之间的环形空间宽度固定为92mm。
[0016]在上述技术方案中，所述环形空间内可选放置小型循环水泵，用来控制环形空间内水体的流速。
[0017]在上述技术方案中，所述注浆口为内径为32mm的有机玻璃管，注浆口距离底板50mm，注浆口与外圆筒通过有机玻璃焊条进行密封焊接。
[0018]在上述技术方案中，所述排水口为内径为50mm的有机玻璃管，排水口距离外圆筒管顶100mm，排水口与外圆筒通过有机玻璃焊条进行密封焊接。
[0019]在上述技术方案中，所述透明刻度尺为0.1mm刻度的菲林尺，透明刻度尺应垂直对称的粘贴在注浆口和排水口。根据灌浆后灌浆顶面垂直高度的变化，评判水下灌浆时灌浆料的竖向膨胀性。
[0020]在上述技术方案中，所述应变片为免焊型高精度电阻式应变片，与应变仪连接。根据应变值大小的变化，评判水下灌浆时灌浆料的环向膨胀性。
[0021]在上述技术方案中，所述pH电极与在线pH控制器连接，自动记录、存储试验过程中水体的pH值。根据pH值的大小，评判水下灌浆时灌浆料的抗水分散性。
[0022]在上述技术方案中，所述悬浊度传感器与在线浊度仪表连接，实时检测、记录、存储试验过程中水体的浊度值。根据浊度值的大小，评判水下灌浆时灌浆料的抗水分散性。
[0023]一种水下灌浆质量检测试验装置的使用方法，包括以下步骤：
[0024]1)往模型系统的环形空间内注满清水，并检测水体的初始pH值和悬浊物含量。
[0025]2)将干粉灌浆料和拌合水加入拌合灌浆一体机，启动拌合灌浆一体机，灌浆料拌制5min后，打开灌浆阀门，经灌浆管和注浆口压入环形空间，灌浆过程中及时向拌合灌浆一体机中补加灌浆料，确保灌浆的连续性。灌浆高度达到2000mm时，停止灌浆。
[0026]3)灌浆开始时，观察记录灌浆料的入水状态，灌浆料附近水体的浑浊程度。
[0027]4)灌浆过程中，打开应变仪、在线pH控制器和在线浊度仪，自动监测记录模型的环向应变值、环形空间中水体的pH值和浊度值。分析浆体凝结硬化前后，环向应变的变化，评定灌浆料的环向膨胀性。环向膨胀性应满足环向应变≥100με。分析环形空间中水体的pH值和浊度值的变化，评定灌浆料的水下抗分散性。水下抗分散性应满足pH＜12或浊度值＜150mg/L。
[0028]5)灌浆结束后，静置5min，随后读取灌浆处的浆体初始高度H1和灌浆处对称的浆体初始高度H2，精确到0.1mm。3h后、24h后、28d后再次读取浆体高度H1和H2。比较灌浆结束后H1和H2的高度差，评定灌浆料的流动性。(H1-H2)的高度差应小于5mm。比较H1(H2)的初始高度与3h后、24h后本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水下灌浆质量检测试验装置，其特征在于：包括模型系统、进浆系统和检测系统；所述模型系统包括底板、内圆筒和外圆筒，所述底板上同心设置有内圆筒和外圆筒，内圆筒和外圆筒之间形成用于灌浆的环形空间，所述外圆筒筒壁相对开设有注浆口和排水口，所述注浆口位于外圆筒下部，所述排水口位于外圆筒上部，所述外圆筒上设置有透明刻度尺；所述进浆系统包括灌浆平台、拌合灌浆一体机、灌浆管和灌浆阀门，所述拌合灌浆一体机设置于灌浆平台上方，所述拌合灌浆一体机通过灌浆管连接所述模型系统的注浆口，所述灌浆管上设置有灌浆阀门；所述检测系统包括应变片、pH电极、浊度传感器；所述应变片设置于外圆筒筒壁中部环向三等分处，所述pH电极和浊度传感器设置于模型系统的排水口处。2.根据权利要求1所述的一种水下灌浆质量检测试验装置，其特征在于：所述灌浆平台由贝雷架拼装搭建，高度为3-5m，长度为3-5m，宽度为3-5m。3.根据权利要求1所述的一种水下灌浆质量检测试验装置，其特征在于：所述拌合灌浆一体机具有搅拌、制浆、储浆、压力灌浆功能，其灌浆压力和流量可自动记录存储和打印，其最大灌浆压力为8MPa。4.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹忠露，侯晋芳，毛以雷，王博，田博宇，杜瑞刚，李斌，李秋实，
申请(专利权)人：中交天津港湾工程研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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