一种破碎断裂带地基灌浆施工方法与流程

文档序号:44193773发布日期:2025-12-26 23:05阅读:22来源:国知局
技术简介:
本发明针对传统破碎断裂带地基灌浆施工中地质勘察精度低、灌浆方式选择不科学、质量控制手段单一等问题,提出集成无人机多光谱识别与AI算法的智能解决方案。通过无人机搭载传感器实现裂隙智能识别,结合裂隙宽度动态选择高压注浆、化学注浆等工艺,并实时监测灌浆压力与注入量,构建科学阈值标准,提升施工精准度与安全性。
关键词:破碎断裂带地基灌浆,智能监测技术

本发明涉及一种破碎断裂带地基灌浆施工方法,适用于地基基础工程领域。


背景技术:

1、随着基础设施建设的快速发展,破碎断裂带地基问题日益成为工程领域的重要挑战。破碎断裂带通常由于地质构造运动而形成,其内部裂隙发育、岩体破碎,具有较高的渗透性和不稳定性,对工程建设的安全性和耐久性构成威胁。因此,在建筑工程中,针对破碎断裂带地基的处理显得尤为重要,而灌浆施工方法是目前解决此类问题的主要手段之一。

2、破碎断裂带地基的主要特点是裂隙发育、充填物复杂、导水性强以及力学性能较差。传统的处理方法包括换填法、夯实法和灌浆法等。其中,灌浆法因其能够有效填充裂隙、提高地基的整体性和承载能力,被广泛应用于破碎断裂带地基的加固中。然而,传统的灌浆施工方法存在以下不足:(1)缺乏精确的地质勘察手段,传统的地质勘察主要依赖钻探和取芯分析,效率较低且难以全面反映地表裂隙分布情况。(2)灌浆方式选择不够科学,在实际施工中,灌浆方式的选择往往基于经验判断,未能充分考虑裂隙宽度等关键参数。(3)质量控制手段单一,传统方法主要依靠人工监测,缺乏实时性和智能化,难以及时发现并解决施工中的异常情况。

3、本发明正是基于上述背景和技术需求,提出了一种全新的破碎断裂带地基灌浆施工方法,旨在解决现有技术中存在的问题,提高施工效率和工程质量,同时降低施工风险。


技术实现思路

1、本发明的目的,是为了解决目前破碎断裂带地基灌浆施工主要存的问题。提出了一种破碎断裂带地基灌浆施工方法。

2、本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到:

3、一种破碎断裂带地基灌浆施工方法,包括以下步骤:

4、s101地质勘察;

5、所述地质勘察,包括详细调查破碎断裂带的位置、走向、倾向、倾角、充填情况和导水性,形成地质勘察报告;

6、s102准备设备和材料;

7、所述准备设备和材料,包括根据所述地质勘察报告,选择灌浆材料和灌浆设备;

8、s103钻孔与布孔;

9、所述钻孔与布孔,包括根据所述地质勘察报告,结合设计要求,制定钻孔和布孔方案;

10、s104进行破碎断裂带灌浆;

11、所述进行破碎断裂带灌浆,包括步骤为:a)制作浆液,b)选择灌浆方式,根据需要灌浆的破碎断裂带区域的裂隙情况,选择灌浆方式,c)动态合理调整灌浆压力,开始灌浆工作;

12、s105质量控制;

13、所述质量控制,包括过程监测和后期监测,所述过程监测包括对灌浆过程中的压力、浆液注入量进行监测和分析以保证注浆效果,所述后期监测包括钻孔取芯监测和物探监测,以确保注浆效果符合要求。

14、进一步的,上述步骤s101中,所述地质勘察还包括采用无人机搭载多光谱传感器进行地表裂隙智能识别,所述采用无人机搭载多光谱传感器进行地表裂隙智能识别的实施步骤为:

15、a)设备的选择,所述设备的选择包括无人机设备的选择、多光谱传感器的选择和辅助设备的选择;

16、b)数据的采集,包括根据地质情况规划无人机的飞行路径,无人机按照所述飞行路径携带多光谱传感器进行飞行,所述多光谱传感器在飞行过程中采集地表的多光谱影像数据,最终获得多光谱影像数据;

17、c)数据处理,所述数据处理包括对所述获得的多光谱影像数据进行校正和拼接,生成完整的多光谱影像,所述数据处理还包括对完整的多光谱影像进行增强处理,以达到突出裂隙特征的目的;

18、d)特征提取,所述特征提取包括利用边缘检测算法提取裂隙的特征;

19、e)智能识别,所述智能识别包括采用卷积神经网络对提取的特征进行分类和识别,最终实现地表裂隙的智能识别。

20、更进一步的,所述增强处理的步骤为:a)对完整的多光谱影像进行灰度转换处理;b)对完整的多光谱影像进行大气校正,消减环境因素对图像的影响;c)采用高斯滤波方法去噪;d)进行直方图均衡化处理。

21、更进一步的,所述卷积神经网络采用的激活函数为高斯误差复合函数,所述高斯误差复合函数的表达式为式(1)所示,

22、f(x)=xerf(ln(1+exp(x))) (1)

23、式中,erf为高斯误差函数。

24、进一步的,上述步骤s104中,所述根据需要灌浆的破碎断裂带区域的裂隙情况,选择灌浆方式的实施步骤为:a)根据地质勘察结果,计算裂缝的平均宽度w;b)当裂缝宽度w≥1.5mm,选择的注浆方式为高压注浆,注浆压力为8-12mpa;c)当裂缝宽度0.3mm<w<1.5mm,选择的注浆方式为高压+化学复合注浆,注浆压力为4-8mpa;d)当裂缝宽度w≤0.3mm,选择的注浆方式为化学注浆,注浆压力为0.5-2mpa。

25、进一步的,上述步骤s105中,所述对灌浆过程中的压力、浆液注入量进行监测和分析以保证注浆的效果的实施步骤为:a)对灌浆过程中的压力进行监测,制定灌浆过程中的压力阈值标准,要求监测数据不得超过所述压力阈值标准,否则发出警报,所述压力阈值标准如式(2)所示,

26、

27、式中,median为一段时间压力监测数据的中位数,mad为一段时间压力监测数据的中位数绝对偏差,k为常数,取值为2~3;b)对灌浆过程中的浆液注入量进行监测,获得浆液注入量的单位速率,制定灌浆过程中的浆液注入量的单位速率的阈值标准,要求浆液注入量的单位速率不得超过浆液注入量的单位速率的阈值标准,否则发出警报,所述浆液注入量的单位速率的阈值标准如式(3)所示,

28、

29、式中,μ为一段时间浆液注入量的单位速率的均值,σ为一段时间浆液注入量的单位速率的标准差,m为常数,取值为3。

30、本发明的有益效果是:(1)提高地质勘察精度,利用无人机搭载多光谱传感器进行地表裂隙智能识别,能够快速、高效地获取地表裂隙的分布信息,弥补了传统钻探和取芯分析在覆盖范围和时效性上的不足。(2)优化灌浆方式选择,根据地质勘察结果计算裂缝宽度,并据此选择合适的灌浆方式(如高压注浆、高压+化学复合注浆或化学注浆),确保灌浆材料与裂隙特性匹配,提高了灌浆效果。(3)增强质量控制能力,对灌浆过程中的压力和浆液注入量进行实时监测,制定科学的压力阈值和注入量单位速率阈值标准,及时发现并处理异常情况。综上所述,通过集成多种先进技术,实现了破碎断裂带地基灌浆施工的精准化、智能化和高效化,为复杂地质条件下的地基处理提供了全新的解决方案,具有重要的推广应用价值。


技术特征:

1.一种破碎断裂带地基灌浆施工方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种破碎断裂带地基灌浆施工方法,其特征在于,所述步骤s101中,所述地质勘察还包括采用无人机搭载多光谱传感器进行地表裂隙智能识别,所述采用无人机搭载多光谱传感器进行地表裂隙智能识别的实施步骤为:

3.根据权利要求2所述的一种破碎断裂带地基灌浆施工方法,其特征在于,包括以下步骤,所述增强处理的步骤为:a)对完整的多光谱影像进行灰度转换处理;b)对完整的多光谱影像进行大气校正,消减环境因素对图像的影响;c)采用高斯滤波方法去噪;d)进行直方图均衡化处理。

4.根据权利要求2所述的一种破碎断裂带地基灌浆施工方法,其特征在于,包括以下步骤,所述卷积神经网络采用的激活函数为高斯误差复合函数,所述高斯误差复合函数的表达式为式(1)所示,

5.根据权利要求1所述的一种破碎断裂带地基灌浆施工方法,其特征在于,所述步骤s104中,所述根据需要灌浆的破碎断裂带区域的裂隙情况,选择灌浆方式的实施步骤为:a)根据地质勘察结果,计算裂缝的平均宽度w;b)当裂缝宽度w≥1.5mm,选择的注浆方式为高压注浆,注浆压力为8-12mpa;c)当裂缝宽度0.3mm<w<1.5m m,选择的注浆方式为高压+化学复合注浆,注浆压力为4-8mpa;d)当裂缝宽度w≤0.3mm,选择的注浆方式为化学注浆,注浆压力为0.5-2mpa。

6.根据权利要求1所述的一种破碎断裂带地基灌浆施工方法,其特征在于,所述步骤s105中,所述对灌浆过程中的压力、浆液注入量进行监测和分析以保证注浆效果的实施步骤为:a)对灌浆过程中的压力进行监测,制定灌浆过程中的压力阈值标准,要求监测数据不得超过所述压力阈值标准,否则发出警报,所述压力阈值标准如式(2)所示,


技术总结
本发明提供了一种破碎断裂带地基灌浆施工方法,适用于地基基础工程领域,包括包括地质勘察、准备设备和材料、钻孔与布孔、进行破碎断裂带灌浆和质量控制;通过集成多种先进技术,实现了破碎断裂带地基灌浆施工的精准化、智能化和高效化,为复杂地质条件下的地基处理提供了全新的解决方案,具有重要的推广应用价值。

技术研发人员:李林恩,曹忠辉,李学创,林喜明,刘嘉,张聪,刘茂林
受保护的技术使用者:中交第四航务工程局有限公司
技术研发日:
技术公布日:2025/12/25
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