一种砂砾石层水泥灌浆浆液扩散过程监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种监测装置，特别是涉及一种砂砾石层水泥灌浆浆液扩散过程 监测装置。
【背景技术】
[0002] 砂砾石层在我国分布广泛，是工程中常见的复杂地基，灌浆作为常用的防渗加固 手段，在工程中有着广泛的应用，但在砂砾石层地基中由于灌浆理论严重滞后、过程不能有 效控制、效果不能得到可靠保证，限制了灌浆的应用。随着砂砾石层地基越来越受到重视， 灌浆理论的需求也愈发迫切，目前已成为限制灌浆技术进一步发展的主要因素，这其中最 重要的是对浆液扩散机理认识不足，而缺少有效的监测方法或测试手段是造成这一原因的 主要因素，这导致了借助流体力学和固体力学推导而来的灌浆理论无法有效验证，同时目 前室内试验均是在灌浆完成后对成型的结石体的分析，得到的都是些经验公式，通过对这 些结论整理分析，只能得到定性的认识，而对浆液扩散过程及扩散机理的认识仍然缺乏；而 现场试验受条件限制，多数未进行浆液扩散的范围测试，部分开挖后也由于地质条件更为 复杂，开挖时破坏等，使得结果较为离散。若对砂砾石地基水泥灌浆浆液的扩散机理有更全 面的认识，就必须对灌浆的扩散过程进行监测，了解不同浆液在一定压力扩散的时程特性， 并进行大量试验。现有的方法都无法满足该要求，例如杨坪、邹超等的室内试验。另外成都 理工大学的专利(专利号是200610021638. 9)也提到了水泥浆液的扩散过程测试方法，但该 方法是针对岩体裂隙灌浆，采用的是直观可视的方法，由于砂砾石和裂隙有本质区别无法 直视，灌浆特性也有所不同，因此无法将此方法用于砂砾石地层的水泥灌浆。
[0003] 本实用新型针对上述状况，提出利用高温水泥浆和预埋温度传感器对水泥浆的扩 散过程进行监测。根据现有的研宄，水泥浆在不同的温度下其特性有一定的差别，灌浆中主 要关心的指标包括表观粘度、流动性、凝结时间，高温浆液与常规水泥浆在这些参数数值有 差别，在这些参数作为一个确定性的物理量和物理数值时，并不影响对浆液扩散规律的认 识，其研宄成果同样可以应用到常规水泥灌浆上，不同的仅是数值大小的变化，从而可以实 现对水泥浆在砂砾石层中的扩散过程监测，进而研宄其扩散机理，为灌浆理论的研宄提供 支撑。 【实用新型内容】
[0004] 为克服上述现有技术存在的不足，本实用新型之目的在于提供一种砂砾石层水泥 灌浆浆液扩散过程监测装置，通过利用高温水泥浆和预埋温度传感器对水泥浆的扩散过程 进行监测，实现了对水泥浆在砂砾石层中的扩散过程监测，进而便于研宄其扩散机理，为灌 浆理论的研宄提供支撑。
[0005] 为达上述及其它目的，本实用新型提出一种砂砾石层水泥灌浆浆液扩散过程监测 装置，其特征在于：该装置至少包括：砂砾石层水泥灌浆系统，包括灌浆管和分层装载配置 好的砂砾石层，所述灌浆管用于向砂砾石层灌注高温水泥浆；温度传感器，温度传感器按照 环形布置于各层砂砾石层中的灌浆管的周围；数据采集器，用于采集各温度传感器的数据； 数据处理分析器，对所述数据采集器采集的数据进行在线或离线分析，测定分析水泥浆的 扩散行为。
[0006] 进一步地，所述数据采集器的采样频率不小于IOHz。
[0007] 进一步地，所述数据处理分析器用于获取各传感器的位置坐标，对所述数据采集 器采集的数据进行在线或离线分析，将电信号转化为温度信号，通过温度时程曲线中温度 突增点判断浆液达到传感器所在位置的时刻，实现对水泥浆扩散的过程监测。
[0008] 进一步地，所述温度传感器在所述灌浆管的灌浆孔周围环形均匀布置。
[0009] 进一步地，所述高温水泥浆采用65~70°C的热水对水泥浆进行配置。
[0010] 与现有技术相比，本实用新型一种砂砾石水泥灌浆浆液扩散行为监测装置及方法 通过利用高温水泥浆和预埋温度传感器对水泥浆的扩散过程进行监测，实现了对水泥浆在 砂砾石层中的扩散过程监测，进而便于研宄其扩散机理，为灌浆理论的研宄提供支撑。
【附图说明】
[0011] 图1为本实用新型一种砂砾石层水泥灌浆浆液扩散过程监测装置的结构示意图；
[0012] 图2为本实用新型较佳实施例中温度传感器布置的示意图；
[0013] 图3为本实用新型一种砂砾石水泥灌浆浆液扩散行为监测方法的步骤流程图；
[0014] 图4为本实用新型实测数据及判断浆液到达传感器所在位置的图解方法示意；
[0015] 图5为本实用新型一种砂砾石水泥灌浆浆液扩散行为监测方法之具体实施例的 流程图。
【具体实施方式】
[0016] 以下通过特定的具体实例并结合【附图说明】本实用新型的实施方式，本领域技术人 员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型亦可 通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应 用，在不背离本实用新型的精神下进行各种修饰与变更。
[0017] 本实用新型所述的砂砾石层水泥灌浆浆液扩散过程监测装置采用高温水泥浆作 为灌浆浆液，通过在砂砾石地层中预埋多个温度传感器，根据传感器的温度变化对浆液的 扩散过程进行监测。
[0018] 图1为本实用新型一种砂砾石层水泥灌浆浆液扩散过程监测装置的结构示意图。 包括砂砾石层水泥灌浆系统1、温度传感器3、数据采集器5以及数据处理分析器6。
[0019] 其中，砂砾石层水泥灌浆系统1包括灌浆管2和分层装载配置好的砂砾石层，所述 灌浆管用于向砂砾石层灌注高温水泥浆；灌浆管2埋设于设定位置，其采用高温水泥浆(约 60°C)作为灌浆浆液，向砂砾石层灌注高温水泥浆；温度传感器3按照环形均匀布置于各层 砂砾石层中的灌浆管2的周围，各温度传感器3通过传输导线4连接数据采集器5，各温度 传感器3布置时应考虑传输导线4的布设，以减少对灌浆的干扰为原则；数据采集器5用于 采集各温度传感器3的温度信号及有关信息，并将其传送至数据处理分析器6,在本实用新 型较佳实施例中，数据采集器5采用多通道数据采集器，其采样频率不小于IOHz ;数据处理 分析器6对数据采集器5采集的数据进行在线或离线分析，测定分析水泥浆的扩散行为，具 体地说，数据处理分析器6获取各传感器的位置坐标；对数据采集器5采集的数据进行在线 或离线分析，将电信号转化为温度信号，通过温度时程曲线中温度突增点判断浆液达到传 感器所在位置的时刻，从而实现浆液扩散的过程监测，在线(或历史）显示浆液的扩散过程。
[0020] 图2为本实用新型较佳实施例中温度传感器布置的示意图。以下将通过一具体实 施例对本实用新型进一步说明。在本实用新型具体实施例中，在