一种盾构法开挖地铁联络通道的注浆检测装置的制作方法

本技术涉及交通工程，具体是一种盾构法开挖地铁联络通道的注浆检测装置。

背景技术：

1、注浆是目前工程建设中常用的施工方法，尤其在隧道建设等交通工程领域中得到了广泛应用。在盾构法修建地铁联络通道时，通过注浆加固衬砌管片周围由于联络通道开挖形成的松散软弱围岩，充填岩体和管片间的空隙，从而确保管片衬砌的早期稳定，起到防止地层变形，提高联络通道的抗渗性等作用。

2、目前国内外学者从多个方面入手对注浆效果的检测方法进行了研究，主要有岩芯物理性能测试及理化分析法、电阻率法、标准贯入法等方法，但是这些方法一般属于点检测，因此相关检测结果只能表明检测点附近的注浆浆液分布情况，无法做到区域性检测。此外，上述大部分方法涉及打孔取样，而钻孔数目受工程工期和项目造价等成本要求，需要经过严格审批后确定，所以存在操作复杂、检测周期长等局限性。

3、实际工程中，常通过岩芯物理性能测试及相关方法对注浆效果进行检测，但注浆过程中浆液在地层与衬砌管片夹层中的变化情况和注浆后浆液的固化过程不得而知。在此背景下，本实用新型提出一种盾构法开挖地铁联络通道的注浆检测装置。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种可判断联络通道内浆液的分布情况、扩散模式及凝结程度的盾构法开挖地铁联络通道的注浆检测装置。

2、本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种盾构法开挖地铁联络通道的注浆检测装置，包括弹性波发射器、多个弹性波接收器、定位盒、数据采集记录装置和数据分析装置，所述的多个弹性波接收器分别经信号数据传输线与所述的数据采集记录装置连接，所述的数据采集记录装置经导线与所述的数据分析装置连接，所述的定位盒上开设有多个上下导通的定位孔，每个所述的弹性波接收器竖直插设于一个所述的定位孔内；所述的弹性波发射器用于向不同方位的浆液发射弹性波信号；所述的多个弹性波接收器用于接收弹性波发射器发射的弹性波信号，并将弹性波信号数据传输至数据采集记录装置；所述的数据采集记录装置用于对收到的数据进行采集和记录，并反馈至所述的数据分析装置；所述的数据分析装置根据收到的数据，计算分析联络通道注浆前后的弹性波波速变化情况，并由此判断联络通道内浆液的分布情况、扩散模式及凝结程度。检测时，所述的弹性波发射器布置于联络通道的衬砌管片的上部注浆孔处，所述的定位盒固定于所述的衬砌管片上侧的岩土表层，所述的多个弹性波接收器的底面分别与所述的岩土表层面接触。

3、本实用新型注浆检测装置是一种基于弹性波的注浆效果实时检测装置，能够实现由点到面的检测，其利用弹性波反射原理，通过弹性波发射器向四周发射弹性波信号，当信号遇到传播介质的波阻抗发生变化时发生反射和折射，携带所穿越介质地质信息的反射信号被多个弹性波接收器接收，并由数据分析装置处理后判断联络通道的注浆效果。

4、本实用新型注浆检测装置的工作原理：在实施注浆作业之前，开启该检测装置，数据采集记录装置采集和记录联络通道注浆前的弹性波数据，数据分析装置分析得到初始弹性波速度；注浆作业过程中，该检测装置始终处于开启状态，当弹性波波速趋于稳定时，停止注浆并关闭检测装置；浆液初凝结束后，重启检测装置，开始对注浆结束后浆液的凝结情况进行检测，直至弹性波波速再次稳定于某个区间范围内，此时浆液凝固状态达到预定值，可关闭检测装置，结束检测；最后，由数据分析装置分析联络通道注浆前后的弹性波波速变化情况，绘制注浆浆液分布的横纵断面图和平面图、立体图，并据此判断联络通道的注浆效果。

5、作为优选，所述的定位盒的底面为平面，所述的定位盒底面固定有多片向下凸出的定位片，每个所述的定位孔下侧设有多片定位片，所述的多片定位片沿每个所述的定位孔周向间隔布设，检测时，多个所述的定位片竖直向下插入所述的岩土表层以下。采用多个定位片插入岩土表层的方式固定定位盒，结构简单，操作方便。

6、作为优选，所述的弹性波发射器为推拉式电磁铁。

7、作为优选，所述的定位盒包括金属框架，所述的金属框架的内侧固定有金属杆，所述的金属杆沿所述的金属框架中心线设置，多个所述的定位孔等间距成排开设于所述的金属杆。由于弹性波波速与传播介质的弹性模量成正相关，而金属介质的模量大于非金属介质，为了减少所设置的定位孔对信号的干扰，本实用新型选择易于加工且坚固耐用的金属框架和金属杆组成的定位盒。

8、作为优选，所述的数据分析装置为dt9837型动态信号分析仪。

9、与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

10、（1）本实用新型注浆检测装置利用弹性波反射原理，可对盾构法开挖地铁联络通道注浆浆液在岩土体和衬砌管片间隙内的扩散和分布模式，以及注浆后浆液的凝结情况进行实时动态检测，且无需在检测点处打孔取样，能够做到区域性检测，操作简单方便，检测周期短，结果展示直观。

11、（2）多个弹性波接收器直接插设固定在定位盒内，可避免每次检测时均需重新测定弹性波接收器的安装位置，只需测定一个弹性波接收器与弹性波发射器的间距即可确定其他各弹性波接收器与弹性波发射器的间距；可避免外界干扰弹性波接收器的朝向，保证弹性波接收器的安装精度，减少误差并提升检测结果的准确性。

技术特征：

1.一种盾构法开挖地铁联络通道的注浆检测装置，其特征在于，包括弹性波发射器、多个弹性波接收器、定位盒、数据采集记录装置和数据分析装置，所述的多个弹性波接收器分别经信号数据传输线与所述的数据采集记录装置连接，所述的数据采集记录装置经导线与所述的数据分析装置连接，所述的定位盒上开设有多个上下导通的定位孔，每个所述的弹性波接收器竖直插设于一个所述的定位孔内；所述的弹性波发射器用于向不同方位的浆液发射弹性波信号；所述的多个弹性波接收器用于接收弹性波发射器发射的弹性波信号，并将弹性波信号数据传输给数据采集记录装置；所述的数据采集记录装置对收到的数据进行采集和记录，并反馈至所述的数据分析装置；所述的数据分析装置根据收到的数据，分析联络通道注浆前后的弹性波波速变化情况，并由此判断联络通道内浆液的分布情况、扩散模式及凝结程度；检测时，所述的弹性波发射器布置于联络通道的衬砌管片的上部注浆孔处，所述的定位盒固定于所述的衬砌管片上侧的岩土表层，所述的多个弹性波接收器的底面分别与所述的岩土表层面接触。

2.根据权利要求1所述的一种盾构法开挖地铁联络通道的注浆检测装置，其特征在于，所述的定位盒底面为平面，所述的定位盒底面固定有多片向下凸出的定位片，每个所述的定位孔下侧设有多片定位片，所述的多片定位片沿每个所述的定位孔周向间隔布设，检测时，多个所述的定位片竖直向下插入所述的岩土表层内部。

3.根据权利要求1所述的一种盾构法开挖地铁联络通道的注浆检测装置，其特征在于，所述的弹性波发射器为推拉式电磁铁。

4.根据权利要求3所述的一种盾构法开挖地铁联络通道的注浆检测装置，其特征在于，所述的定位盒包括金属框架，所述的金属框架内侧固定有金属杆，所述的金属杆沿所述的金属框架中心线设置，多个所述的定位孔等间距成排开设于所述的金属杆。

5.根据权利要求1所述的一种盾构法开挖地铁联络通道的注浆检测装置，其特征在于，所述的数据分析装置为dt9837型动态信号分析仪。

技术总结
本技术公开了一种盾构法开挖地铁联络通道的注浆检测装置，包括弹性波发射器、多个弹性波接收器、定位盒、数据采集记录装置和数据分析装置，多个弹性波接收器分别经信号数据传输线与数据采集记录装置连接，数据采集记录装置经导线与数据分析装置连接，定位盒上开设有多个上下导通的定位孔，每个弹性波接收器竖直插设于一个定位孔。本技术注浆检测装置利用弹性波反射原理，可对盾构法开挖地铁联络通道注浆前后的浆液情况进行动态实时检测，全面实时检测浆液在岩土体和衬砌管片间隙内的扩散和分布模式，以及注浆后浆液的凝结变化情况，能够做到区域性检测，且无需在检测点处打孔取样，操作简单方便，检测周期短，结果展示直观。

技术研发人员：姜鹏,张崇,康硕,汪枭雄,邓岳保,董子博,郑荣跃,朱瑶宏
受保护的技术使用者：中铁十九局集团轨道交通工程有限公司
技术研发日：20221031
技术公布日：2024/1/12