【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及注浆施工监管领域，具体为用于富水回填土地铁隧道帷幕的注浆施工安全监管系统。
技术介绍
1、城市建设在最近几十年里飞速发展，城区规模不断增大，周边不少的沟、谷、溪被土石回填。被回填的地区通常具有的性质有不均匀性、湿陷性、压缩性大、强度低的特点。如今隧道开挖不可避免会穿越回填地层，尤其是穿越富水土石回填区时，会遇到巨大施工挑战。这种区域难以堵塞，隧道衬砌结构经常出现裂缝，水、泥浆涌出。针对富水回填区的隧道施工问题，通过帷幕注浆施工技术，隧道涌水掌子面进行注浆堵水和加固，帷幕注浆能够有效的降低隧道周边沉降，提高了围岩稳定性确保了施工的安全；
2、目前，现有技术中的注浆施工技术仍存在不足之处，主要为缺少足够智能的安全监管系统，使得施工过程中的安全监管过于依赖人工，从而导致风险发现不及时、风险处置不当以及风险突发时缺少有效的应对材料储备的问题；
3、针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。
技术实现思路
1、本专利技术中，对岩土和水层信息的采集分析，进行相应的风险分析工作，使得注浆过程中能够更加及时准确地了解到富水回填土区域的施工风险，通过在注浆前对注浆设备、注浆原料和电力供应的综合采集分析，避免在注浆过程中遇到意外情况而导致注浆中断，有效地避免了注浆孔存在接缝、空隙的情况，通过将施工过程中岩土情况和涌水风险与注浆施工应急处置能力相结合，能够综合评估注浆工程的完成效果，使得在注浆开始前有足够的时间应对注浆中可能会出现的原料不足、设备损坏或水层涌水导致注
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、用于富水回填土地铁隧道帷幕的注浆施工安全监管系统，包括供应采集单元、注浆监管单元、安全监管单元、岩层分析单元和水层监测单元，所述供应采集单元能够对注浆供应信息进行采集，并将注浆供应信息发送至注浆监管单元；
4、所述注浆监管单元获取到注浆供应信息，对注浆供应信息进行分析，生成注浆稳定信号或注浆风险信号，同时通过对注浆信息进行采集，根据采集到的注浆信息和注浆供应信息进行综合分析，生成原料供应充足信号或原料供应不足信号；
5、所述水层监测单元在钻孔注浆过程中对水层信息进行监测，对水层信息进行分析，生成涌水高危信号和涌水低危信号；
6、所述岩层分析单元在钻孔注浆过程中对岩层信息进行监测获取，根据获取到的岩层信息进行分析，生成岩层稳定信号或岩层破碎信号；
7、所述安全监管单元通过岩层稳定信号或岩层破碎信号对岩层进行评判，通过涌水高危信号或涌水低危信号对涌水风险进行评判，根据评判结果结合注浆稳定信号、注浆风险信号、原料供应充足信号或原料供应不足信号作出注浆风险评判，并生成低风险信号或高风险信号。
8、作为本专利技术的一种优选实施方式，所述供应采集单元所采集的注浆供应信息包括注浆原料余量、备用机械余量比例和电力输送稳定性，所述供应采集单元通过对固体原料的数量进行统计，并根据搅拌掺混比例，计算注浆原料的可供应数量；
9、所述供应采集单元对所有注浆设备的数量进行统计，将运行中或即将投入运行的注浆设备数量记录为a，将未投入使用的注浆设备数量记录为a，将注浆设备发生故障的概率记录为b，并通过公式计算生成备用机械余量比例x，其中q为预设的权重系数，注浆设备发生故障的概率b的计算方式为：n注浆设备发生概率的次数t为注浆设备的使用时长，t单位为小时；
10、所述供应采集单元对电力输送稳定性进行采集，通过电力输送历史数据中的电力供应时间和电力中断时间的比例进行计算，生成电力中断比例。
11、作为本专利技术的一种优选实施方式，所述注浆监管单元获取到备用机械余量比例，并将备用机械余量比例x与预设的安全余量进行对比，若备用机械余量比例x大于等于预设的安全余量，则生成备用机械充足信号，若备用机械余量比例x小于预设的安全余量，则生成备用机械不足信号；
12、若电力中断比例超过预设的阈值，则生成供电失稳信号，若电力中断比例未超过预设的阈值，生成供电稳定信号；
13、所述注浆监管单元在获取到备用机械不足信号或供电失稳信号时，生成注浆风险信号，所述注浆监管单元在同时获取到备用机械充足信号和供电稳定信号时，生成注浆稳定信号；
14、所述注浆监管单元获取到注浆供应信息后，将注浆原料的可供应数量与注浆工作所需要的原料数量进行对比，并通过预设的大于1的系数对注浆工作所需要的原料数量进行放大处理，记录为所需原料量，将注浆原料的可供应数量与所需原料量进行对比，若注浆原料的可供应数量少于所需原料量，则生成原料供应不足信号，若注浆原料的可供应数量大于等于所需原料量，则生成原料充足信号。
15、作为本专利技术的一种优选实施方式，所述水层监测单元监测的水层信息包括岩土湿度和水层反射，所述水层监测单元通过超声波对含水层进行收集，并根据收集的结果生成水层距离，并记录为l，将岩土含水层的水层厚度记录为h，所述水层监测单元通过湿度传感器对岩土湿度进行监测，获取钻孔处岩土湿度，并将岩土湿度记录为r，根据公式分析生成涌水风险值，涌水风险值其中k为预设的权重系数，所述水层监测单元将涌水风险值f与风险阈值进行对比，若涌水风险值f大于预设的风险阈值，则生成涌水高危信号，若涌水风险值f小于等于预设的风险阈值，则生成涌水低危信号。
16、作为本专利技术的一种优选实施方式，所述岩层分析单元对岩层信息进行监测时，将岩层中岩石的裂隙数量进行计算，根据裂隙的数量表示岩层的完整程度，并将裂隙的数量与预设的阈值进行阈值比较，若裂隙的数量小于等于预设的阈值，则生成岩层稳定信号，若裂隙的数量大于预设的阈值，则生成岩层破碎信号；
17、所述岩层分析单元在计算裂隙数量时，将对固定体积的岩石进行超声检测，将所有裂隙总长度记录为裂隙数量。
18、作为本专利技术的一种优选实施方式，所述安全监管单元在获取到岩层破碎信号和涌水高危信号中的任意一组时，生成相应的岩土高危提醒或涌水高危提醒；
19、所述安全监管单元在获取到注浆风险信号时，若同时获取到岩层破碎信号或涌水高危信号中的任意一组，生成高风险信号；
20、在获取到注浆风险信号时，若同时获取到岩层稳定信号和涌水低危信号，生成低风险信号；
21、所述安全监管单元在获取到原料供应不足信号时，生成相应的原料补充提醒。
22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
23、1、本专利技术中，在注浆过程中，对岩土和水层信息的采集分析，进行相应的风险分析工作，使得注浆过程中能够更加及时准确地了解到富水回填土区域的施工风险，提高了施工作业过程中的安全性。
24、2、本专利技术中，通过在注浆前对注浆设备、注浆原料和电力供应的综合采集分析，在注浆施工前能够量化分析注浆过程的应急处置能力，避免在注本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于富水回填土地铁隧道帷幕的注浆施工安全监管系统，其特征在于，包括供应采集单元、注浆监管单元、安全监管单元、岩层分析单元和水层监测单元，所述供应采集单元能够对注浆供应信息进行采集，并将注浆供应信息发送至注浆监管单元；
2.根据权利要求1所述的用于富水回填土地铁隧道帷幕的注浆施工安全监管系统，其特征在于，所述供应采集单元所采集的注浆供应信息包括注浆原料余量、备用机械余量比例和电力输送稳定性，所述供应采集单元通过对固体原料的数量进行统计，并根据搅拌掺混比例，计算注浆原料的可供应数量；
3.根据权利要求2所述的用于富水回填土地铁隧道帷幕的注浆施工安全监管系统，其特征在于，所述注浆监管单元获取到备用机械余量比例，并将备用机械余量比例X与预设的安全余量进行对比，若备用机械余量比例X大于等于预设的安全余量，则生成备用机械充足信号，若备用机械余量比例X小于预设的安全余量，则生成备用机械不足信号；
4.根据权利要求3所述的用于富水回填土地铁隧道帷幕的注浆施工安全监管系统，其特征在于，所述水层监测单元监测的水层信息包括岩土湿度和水层反射，所述水层监测单元通过
5.根据权利要求4所述的用于富水回填土地铁隧道帷幕的注浆施工安全监管系统，其特征在于，所述岩层分析单元对岩层信息进行监测时，将岩层中岩石的裂隙数量进行计算，根据裂隙的数量表示岩层的完整程度，并将裂隙的数量与预设的阈值进行阈值比较，若裂隙的数量小于等于预设的阈值，则生成岩层稳定信号，若裂隙的数量大于预设的阈值，则生成岩层破碎信号；
6.根据权利要求5所述的用于富水回填土地铁隧道帷幕的注浆施工安全监管系统，其特征在于，所述安全监管单元在获取到岩层破碎信号和涌水高危信号中的任意一组时，生成相应的岩土高危提醒或涌水高危提醒；
...【技术特征摘要】
1.用于富水回填土地铁隧道帷幕的注浆施工安全监管系统，其特征在于，包括供应采集单元、注浆监管单元、安全监管单元、岩层分析单元和水层监测单元，所述供应采集单元能够对注浆供应信息进行采集，并将注浆供应信息发送至注浆监管单元；
2.根据权利要求1所述的用于富水回填土地铁隧道帷幕的注浆施工安全监管系统，其特征在于，所述供应采集单元所采集的注浆供应信息包括注浆原料余量、备用机械余量比例和电力输送稳定性，所述供应采集单元通过对固体原料的数量进行统计，并根据搅拌掺混比例，计算注浆原料的可供应数量；
3.根据权利要求2所述的用于富水回填土地铁隧道帷幕的注浆施工安全监管系统，其特征在于，所述注浆监管单元获取到备用机械余量比例，并将备用机械余量比例x与预设的安全余量进行对比，若备用机械余量比例x大于等于预设的安全余量，则生成备用机械充足信号，若备用机械余量比例x小于预设的安全余量，则生成备用机械不足信号；
4.根据权利要求3所述的用于富水回填土地铁隧道帷幕的注浆施工安全监管系统，其特征在于，所述水层监测单元监测的水层信息包括岩土湿度和水层反射，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱朋刚，陈强，邹符良，周启宏，何文建，
申请(专利权)人：中铁二十局集团第三工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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