专利名称：高压旋喷桩施工监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种施工质量监测装置，特别地，涉及一种高压旋喷桩的施工监测装置。
背景技术：
高压旋喷桩施工技术是由化学注浆结合高压射流切割技术发展起来，成为加固软弱土体的一种地基处理技术。其施工工艺是采用钻机先钻至预定深度后，由钻杆端部安装的喷嘴，一边旋转并喷出高压流体切削土体，一边使水泥浆液与切碎的土体混合，经化学反应后形成坚固的水泥土固结体，强度可达数兆帕，用于提高地基承载力，进行建筑物的地基加固处理，也用于盾构进出洞口的地基加固，在土木工程、水利工程、矿山工程、市政工程、地铁工程等领域都有广泛的应用。固结体的尺寸大小与土层性质密切相关，同时也随喷射参数的不同而不同。高压旋喷桩施工所使用的喷射流目前有四种:单管法喷射流:单一的高压水泥浆液喷射流。二重管法喷射流:高压水泥浆液喷射流与其外部环绕的压缩空气喷射流，组成为复合式高压喷射流。三重管法喷射流:由高压水喷射流与其外部环绕的压缩空气喷射流，以及与低压水泥浆液流组成为复合式高压喷射流。双高压法喷射流:分别由一定间距的高压水喷射流、高压水泥浆液喷射流与其外部环绕的压缩空气喷射流组成为复合式双高压喷射流。近年来，又有引进应用日本MJS工法高压旋喷桩，具有成桩直径大、施工参数可显示与自动记录、且周围地表变形影响小，是“全方位高压喷射技术”的简称。此法最大特点是在二重管法喷射流的基础上，增设了钻头处泥浆测压、泥浆排浆口、专用排浆管道及排浆口油缸控制的阀门。由泥浆排浆口处的喷嘴喷出高压水射流来主动吸入泥浆，并使泥浆经排浆管道排出。喷射切削土体产生的多余泥浆，可通过测量得到的旋喷钻头处泥浆压力值，调整排浆口冲水喷嘴供水泵的流量或排浆口阀门开口的大小，控制排出的泥浆量及对地基的压力，使喷射压力充分运用，从而减少地表变形及对周围环境的影响。MJS工法不仅用在竖直大深度旋喷，在水平、倾斜方向也能运用。高压旋喷桩工艺属隐蔽性工程施工，目前对其施工质量一般无法直接判断，也没有理想的即时检测手段，一般采用钻孔取芯进行随机抽检，而随机抽检带有很大的偶然性。普通的灌浆记录仪只能显示记录注浆量与注浆压力，没有反映单位深度内的注浆量。为了确保高压旋喷桩施工质量，提升施工技术，需要提供一种适合高压旋喷桩施工时的质量即时检测的装置。
实用新型内容本实用新型的主要目的是提高高压旋喷桩施工质量，杜绝施工质量隐患，实施信息化施工，本实用新型提供的高压旋喷桩施工参数自动监测与记录装置，可对高压旋喷桩施工质量进行即时检测。本实用新型的高压旋喷桩施工监测装置，包括一现场采集转换模块，及一现场监视模块，其中现场采集转换模块采集施工过程中即时数据，并将这些数据转换成脉冲信号或电信号；现场监视模块接收上述现场采集转换模块产生的脉冲信号或电信号，对上述脉冲信号或电信号进一步进行处理，生成各种参数曲线图并显示；较佳地，现场监视模块即现场监视器进一步包括一数据处理模块，一操作模块，一显示模块，及一保存模块，操作模块进行启动或结束现场监视模块的运行，并选择需要显示的参数信息，显示模块根据操作模块的指令显示所需的参数信息，保存模块保存处理后的数据。较佳地，所述的现场监视模块进一步包括一网络接口。较佳地，包括一远程处理模块，该远程处理模块通过网络传递或保存模块接收上述数据处理模块的处理数据，对所述的数据处理模块的处理结果进行补充处理。较佳地，所述的远程处理模块包括一计算机及一打印机，其中计算机可安装特定软件对数据进行补充处理，打印机可打印曲线图及施工报表。较佳地，所述的现场采集转换模块包括如下设备:一深度测量装置，用以采集旋喷钻机上的动力头移动链条或高架式旋喷钻机上的主卷扬机钢丝绳位移脉冲计数信号，一接近开关，用以采集旋喷钻机动力头转速信号，一双轴倾角传感器，用以采集旋喷钻机动力头导轨或立柱倾斜信号，三个电磁流量计，用以采集流过的水泥浆量或水量信号，一气体流量计，用以采集流过的压缩空气流量与压力信号；三个压力传感器，用以采集流过的水泥浆液或水的压力信号，一小型压力传感器，用以采集旋喷钻头处的土压力或泥浆压力信号，及一小型位移传感器，用以采集旋喷钻头上排浆阀门开口大小信号；所述的现场监视模块通过一信号电缆接收上述现场采集转换模块中的设备采集并转换后的脉冲信号或电信号；所述的操作模块包括一操作键组，对上述现场监视器启动与结束进行操作，进行工艺比较参数的设定，设定时光标的移动，数字的改变，设定确认操作；所述的显示模块包括一显示屏，根据操作模块的命令显示处理后的各种信息。较佳地，施工监测信息参数可切换显示或以多窗口或多屏幕方式同时显示。本实用新型的有益效果是:能应用于单管法、二重管法、三重管法、双高压法与MJS法高压旋喷桩施工参数的自动监测与记录，实施信息化施工，并自动生成搅拌桩施工报表。工程技术人员或监理可观察成桩的详细施工情况，查阅历史成桩资料。本实用新型为高压旋喷桩成桩施工过程中少浆、断浆、注浆不均匀、注水(注浆)压力不足及歪斜成桩现象的出现提供了一目了然的施工成桩工艺信息，为检验、验收部门提供反映高压旋喷桩质量的第一手资料。本实用新型可有效控制高压旋喷钻机动力头提升速度，监控注浆量与注水(注浆)压力、成桩深度，能有效进行高压旋喷桩施工质量的管理。本实用新型也可用于三轴搅拌桩施工质量的管理。
图1是本实用新型高压旋喷桩施工监测装置的原理模块图。[0025]图2是本实用新型一实施例各部分的组合示意图。图3是图2中实施例现场监视器的示意图。图4-6是本实用新型一实施例中现场监视器显示信息的部分示意图。
具体实施方式
以下参照附图详细描述本实用新型的技术方案。如图1所示，本实用新型高压旋喷桩施工监测装置包括一现场采集转换模块100，一现场监视模块200, —远程处理模块600。其中现场采集转换模块100用于现场施工过程中各种即时数据的采集并将这些数据转换成脉冲信号或电信号，以便现场监视模块200进行处理；现场监视模块200进一步包括一数据处理模块201, —操作模块300, —显不模块400，一保存模块500。其中数据处理模块201接收上述的脉冲信号或电信号，将上述转换后的脉冲信号或电信号进一步进行数据处理，生成用户所需的各种参数曲线图，便于进一步直观显示；其中操作模块300对上述数据处理模块201进行操作，选择需要显示的参数，切换画面，包括设定时光标的移动、数字大小值的改变、启动与结束数据处理模块201的运行，以及确认及命令保存的操作；显示模块400根据上述操作模块300的操作及数据处理模块201的处理结果显示用户需要的施工参数，并可以多个曲线图方式显示，以指导施工人员在高压旋喷桩施工成桩过程中按照设计的工艺参数进行施工，且工程技术人员或监理可观察成桩的详细施工情况；保存模块500保存上述数据处理模块201处理后的数据，作为备份或转移处理；远程处理模块600可读取保存模块500中的数据或通过以太网通讯接收上述现场监视模块200的数据，通过专用的软件对数据进行进一步深化处理，在现场监视模块200处理过的基础上生成更多的参数曲线图，对现场监视模块200的处理结果进行补充，以满足实际的施工需求和设计。以下结合图2-3描述本实用新型的一较佳实施例，所述的现场采集转换模块100可包括如下设备:一深度测量装置1，与旋喷钻机顶部链轮轴螺纹联接，或与高架式旋喷钻机上的主卷扬机钢丝绳接触，并实现与动力头移动链条或钢丝绳同步位移，用以采集旋喷钻机上的动力头移动链条或高架式旋喷钻机上的主卷扬机钢丝绳位移脉冲计数信号；—接近开关2,设置在旋喷钻机动力头上，随着动力头的转动,测出与旋喷钻机动力头输出法兰上的凸出铁片旋转时接近次数，从而输出对应的开关电信号，用以采集旋喷钻机动力头转速信号；—双轴倾角传感器3,安放在旋喷钻机动力头导轨或立柱上，由于旋喷钻机动力头导轨或立柱的摆动或倾斜，使倾角传感器的水平位置发生变化，从而转换并输出对应的4-20mA电信号，用以采集旋喷钻机动力头导轨或立柱倾斜信号；三个电磁流量计4，将通过的水泥浆量或水量转换并输出对应4_20mA电信号，用以采集流过的水泥浆量或水量信号；[0042]一气体流量计5，将通过的压缩空气分别转换成一个空气流量信号与一个空气压力信号，并输出二个对应的4-20mA电信号，用以采集流过的压缩空气流量与压力信号；三个压力传感器6，将通过的水泥浆或水转换成相应的压力信号，并输出对应的4-20mA电信号，用以采集流过的水泥浆液或水的压力信号；—小型压力传感器7，将旋喷钻头上测到的土压或泥浆压力转换并输出对应的4-20mA电信号，用以采集旋喷钻头处的土压力或泥浆压力信号；一小型位移传感器8，将MJS工法高压旋喷钻头上测到的排浆阀门开口大小转换并输出对应的4-20mA电信号，用以采集旋喷钻头上排浆阀门开口大小信号；以上可根据施工监测需要进行部分或全部地设置。现场监视模块200即一现场监视器11，通过一信号电缆9接收上述设备1_8采集并转换后的脉冲信号或电信号，在内部进行数据处理，生成各种参数曲线图，现场监视器11进一步包括一移动存储设备接口及一网络接口，现场监视器11处理后的数据可通过外接移动存储设备备份保存，同时也可通过网络接口通过以太网通讯线14远程传送至对应用户；现场监视器11进一步包括一操作键组10，一显示屏12。其中操作键组10对上述现场监视器11启动与结束进行操作，进行工艺比较参数的设定，设定时光标的移动，数字的改变，设定确认等操作。显示屏12，将上述现场监视器11的数据处理结果，生成的各种参数曲线图在操作键组10的选择切换下显示出来。保存模块500在本实施例中可为与现场监视器11连接的一移动存储设备13，如常用的U盘、光盘或移动硬盘，保存现场监视器11处理后的数据，作为数据备份或转移之用。远程处理模块600包括一远程计算机15，该远程计算机15连接一打印机16，远程计算机15可通过移动存储设备或网络接收现场监视器11处理后的数据，根据用户需求，利用特定的软件，在上述处理结果上进行二次数据处理，进一步生成用户需要的施工参数报表，如时间-参数记录表、位移-参数记录表、时间-参数曲线图、位移-参数曲线图等，打印机16可打印出各种曲线图及报表图。远程处理模块600的设置便于用户不在现场监测施工情况，并进行远程指导和反馈。如图4-6所示，为经现场监视器11数据处理后，在显示屏12上显示的信息，因为施工监测涉及的参数比较多，可通过显示内容1、显示内容2、显示内容3等切换显示，图4-6为一种切换显示的方式。如图4的显示内容I中包括:顶部第一层显示桩号、日期与时钟；第二层显示水泥浆、高压水、压缩空气的流量与压力的即时值及要求值；第三层显示深度、速度、转速、地内压力、浆液密度的即时值及要求值；第四层显示排浆门开度、前后倾角与左右倾角。图5的显示内容2中包括:顶部显示桩号、日期与时钟；左边显示段浆量与总浆量值；右边分别显示段浆量-深度曲线图与升降速度(转速、成桩深度)_时间曲线图。[0063]图6的显示内容3中包括:顶部第一层显示桩号、日期与时钟；第二层显示注浆量-时间曲线图；第三层显示注浆压力-时间曲线图；第四层显示高压水流量与压力-时间曲线图。较佳地,如果显示屏足够大,或有多个显示屏，这些显示内容也可设置为多窗口，多屏幕同时显示。较佳地，本实用新型对于不需远程监测的高压旋喷桩施工操作来说，可省略远程处理模块600。较佳地，本实用新型的高压旋喷桩施工监测装置适用于现有的单管法、二重管法、三重管法、双高压法与MJS法高压旋喷桩施工参数的自动监测与记录。较佳地，本实用新型的高压旋喷桩施工监测装置也可应用于三轴搅拌桩施工质量
的管理。虽然本实用新型的高压旋喷桩施工监测装置已参照当前的具体实例进行了描述，但是本技术领域的技术人员应该认识到，以上的实例仅是用来说明本实用新型，在没有脱离本实用新型精神的情况下还可作出各种等效的变化和修改都将落在本实用新型的权利要求书的范围内。
权利要求1.一种高压旋喷桩施工监测装置，其特征在于，包括: 一现场采集转换模块； 一现场监视模块，所述现场监视模块连接所述现场采集转换模块。
2.如权利要求1所述的高压旋喷桩施工监测装置，其特征在于: 所述的现场采集转换模块包括如下设备: 一深度测量装置、一接近开关、一双轴倾角传感器、三个电磁流量计、一气体流量计；三个压力传感器、一小型压力传感器及一小型位移传感器。
3.如权利要求1所述的高压旋喷桩施工监测装置，其特征在于，所述的现场监视模块包括一现场监视器。
专利摘要本实用新型公开了一种高压旋喷桩施工监测装置，包括一现场采集转换模块，及一现场监视模块，其中现场采集转换模块采集施工过程中即时数据，并将这些数据转换成脉冲信号或电信号；现场监视模块接收上述现场采集转换模块产生的脉冲信号或电信号，对上述脉冲信号或电信号进一步进行处理，生成各种参数曲线图并显示。
文档编号E02D33/00GK203008000SQ20122018483
公开日2013年6月19日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者黄均龙, 张帆, 毛庆祥, 张冠军, 李永迪 申请人:上海隧道工程股份有限公司