一种水下条件群孔灌浆抬动控制方法技术

技术编号：42688081 阅读：23 留言：0更新日期：2024-09-10 12:36

本发明专利技术提供了一种水下条件群孔灌浆抬动控制方法，包括以下步骤：计算出水下条件岩体裂隙可承受的最大抬动力阈值F<subgt;max</subgt;；计算出岩体裂隙群体灌浆孔抬动力F<subgt;up</subgt;；灌浆作业前，根据F<subgt;max</subgt;、F<subgt;up</subgt;之间的数值大小关系来调整灌浆孔施工数量，使得穿过裂隙的同时，施工灌浆孔总抬动力F<subgt;up</subgt;<supgt;’</supgt;<F<subgt;max</subgt;。本发明专利技术的一种水下条件群孔灌浆抬动控制方法根据F<subgt;max</subgt;、F<subgt;up</subgt;之间的数值大小关系来调整灌浆孔施工数量，使得穿过裂隙的同时，施工灌浆孔总抬动力F<subgt;up</subgt;<supgt;’</supgt;<F<subgt;max</subgt;，实现灌浆抬动精准控制，可避免因岩体抬动过大造成建筑物破坏，并大大降低因抬动引起的停工事故发生率，保证水下灌浆工程安全进行，同时确保水下灌浆工程工期。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水库除险加固，更具体地说，是涉及一种水下条件群孔灌浆抬动控制方法。

技术介绍

1、由于水工建筑物结构允许变形值较小，灌浆压力又易引起岩体上部建筑物产生抬动变形，控制灌浆抬动是保证建筑物安全的关键。一般来讲，灌浆压力越大，浆液扩散范围越大，灌浆效果越好，但更易引起岩体抬动，根据已有工程经验可知，岩体长大裂隙面积、岩体刚度、灌浆压力、浆液扩散半径、穿过长大裂隙灌浆孔数量等是控制岩体是否发生抬动的关键因子。如何实现水下条件灌浆抬动精准控制，避免因岩体抬动过大造成建筑物破坏，同时保证水下灌浆工程安全进行是目前需要解决的一项技术问题。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种水下条件群孔灌浆抬动控制方法，以确保穿过裂隙的同时，施工的灌浆孔总抬动力低于岩体裂隙抗抬动力阈值（即岩体裂隙可承受的最大抬动力阈值 f max），实现灌浆抬动精准控制。

2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种水下条件群孔灌浆抬动控制方法，包括以下步骤：计算出水下条件岩体裂隙可承受的最大抬动力阈值 f max；计算出岩体裂隙群体灌浆孔抬动力 f up；

3、灌浆作业前，根据 f max

4、进一步地，所述岩体裂隙可承受的最大抬动力阈值 f max通过建立水下条件岩体裂隙抬动力阈值数学模型计算得到，所述水下条件岩体裂隙抬动力阈值数学模型为：

5、

6、其中， f r为裂隙上部岩体重力，单位kn； f w为裂隙上部水体重力，单位kn； f max为岩体裂隙可承受的最大抬动力阈值，单位kn； n为裂隙上部岩体总个数； α为裂隙形状变异系数，无量纲； a为裂隙面积，单位m2； ρ i为裂隙上部第 i层岩体密度，单位kg/m3； t i为裂隙上部第 i层岩体厚度，单位米； g为重力加速度，单位m/s2； ρ w为水的密度，单位kg/m3； h w为裂隙上部水深，单位米。

7、进一步地，根据钻孔资料、素描资料及三维地质模型，确定裂隙空间位置、估算所述裂隙面积a、确定所述裂隙上部岩体总个数n、所述裂隙上部第 i层岩体厚度 t i、所述裂隙上部第 i层岩体密度 ρ i和所述裂隙上部水深 h w 。

8、进一步地，所述岩体裂隙群体灌浆孔抬动力 f up通过建立裂隙群体灌浆孔抬动力模型计算得到，所述裂隙群体灌浆孔抬动力模型为：

9、

10、其中， f up为岩体裂隙群体灌浆孔抬动力，单位kn； m为与裂隙相交的灌浆孔总个数； f j为与裂隙相交的第 j个灌浆孔抬动力，单位kn； β为灌浆压力随扩散范围递减系数，无量纲； a j为与裂隙相交的第 j个灌浆孔扩散面积，单位m2； p j为与裂隙相交的第 j个灌浆孔设计灌浆压力，单位kpa； d j为与裂隙相交的第 j个灌浆孔与相邻灌浆孔的孔距，单位米。

11、进一步地，根据灌浆工程设计图纸，确定各灌浆孔与裂隙空间位置关系，计算得到所述与裂隙相交的灌浆孔总个数 m。

12、进一步地，根据灌浆试验资料，获取所述与裂隙相交的第 j个灌浆孔设计灌浆压力 p j、所述与裂隙相交的第 j个灌浆孔与相邻灌浆孔的孔距 d j。

13、进一步地，所述根据 f max 、f up之间的数值大小关系来调整灌浆孔施工数量是通过建立抬动精准控制数学模型来进行的，所述抬动精准控制数学模型为：

14、

15、其中， s为抬动精准控制集合， m为与裂隙相交的灌浆孔总个数。

16、进一步地，当 f max 、f up之间的数值大小关系处于 s 1 、s 2 、s 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水下条件群孔灌浆抬动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种水下条件群孔灌浆抬动控制方法，其特征在于，根据钻孔资料、素描资料及三维地质模型，确定裂隙空间位置、估算所述裂隙面积A、确定所述裂隙上部岩体总个数n、所述裂隙上部第i层岩体厚度Ti、所述裂隙上部第i层岩体密度ρi和所述裂隙上部水深hw。

3.如权利要求1所述的一种水下条件群孔灌浆抬动控制方法，其特征在于，根据灌浆工程设计图纸，确定各灌浆孔与裂隙空间位置关系，计算得到所述与裂隙相交的灌浆孔总个数m。

4.如权利要求1所述的一种水下条件群孔灌浆抬动控制方法，其特征在于，根据灌浆试验资料，获取所述与裂隙相交的第j个灌浆孔设计灌浆压力Pj、所述与裂隙相交的第j个灌浆孔与相邻灌浆孔的孔距dj。

5.如权利要求1所述的一种水下条件群孔灌浆抬动控制方法，其特征在于，当Fmax、Fup之间的数值大小关系处于s1、s2、s3、s4这四种情形之外时，采用线性插值计算最多允许同时施工灌浆孔数目m’。

【技术特征摘要】

1.一种水下条件群孔灌浆抬动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种水下条件群孔灌浆抬动控制方法，其特征在于，根据钻孔资料、素描资料及三维地质模型，确定裂隙空间位置、估算所述裂隙面积a、确定所述裂隙上部岩体总个数n、所述裂隙上部第i层岩体厚度ti、所述裂隙上部第i层岩体密度ρi和所述裂隙上部水深hw。

3.如权利要求1所述的一种水下条件群孔灌浆抬动控制方法，其特征在于，根据灌浆工程设计图纸，确定各灌浆孔与裂隙空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨启贵，闫福根，邹德兵，李子康，熊瑶，黄小艳，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人