一种基于量压比值图的地层注浆加固效果评价方法及系统

本发明涉及地层注浆加固效果评价，具体涉及一种基于量压比值图分析评价地层注浆加固效果的方法及系统。

背景技术：

1、基坑、隧道及其他地下工程在建设中，遇到松散软弱及其富水围岩时，往往会出现坍塌、大变形或涌水突泥等自然灾害，给工程建设带来严重困扰。注浆加固是处治上述灾害最有效的方法之一。一般在较浅的松散软弱及其富水围岩内注浆加固时，可采用前进式或后退式分段注浆工艺。分段式注浆就是根据不同地层性质或水文地质条件，在注浆钻孔内把整个注浆段分成几个小段依次进行注浆。前进时就是由浅入深分段依次注浆，后退式是注浆钻孔打完后，由深到浅后后退着依次注浆。每个注浆工程，一开始会对水文地质条件掌握的不够深入，为保证注浆安全和注浆加固效果，要在对整个工程注浆前，施工钻孔探查注浆区域围岩的水文地质条件，以确定注浆深度和注浆段距；通过在探查钻孔内进行注浆试验，结合注浆设备类型、能力和注浆材料，把每个段距内的安全注浆参数(主要为注浆压强和注浆量)确定下来，作为后续注浆的参考值。这个参考值，既可作为后续注浆加固方案的设计值，也可作为检验后续注浆加固效果是否合格的评价标准即达标值，注浆参数只有达标，注浆加固效果方为合格。

2、目前对注浆加固效果进行检验和评判的常用的方法主要有钻孔法，包括钻孔取芯、钻孔孔壁稳定性观测、钻孔压水或抽水试验；注浆过程数据分析法如p-q-t曲线法、注浆量空间分布法；物探探查检验对比法等。钻孔法检验的是地层在注浆后的稳定性、围岩强度的提高和空隙率的减少即隔水能力的改善程度；p-q-t曲线记录的是某一单次注浆过程中压强和注浆速率随时间的变化趋势，可以通过观测注浆过程压强和注浆速率的数据变化趋势，分析围岩在注浆中的改善情况以及分析注浆过程是否正常，用于指导本次注浆是继续还是停止。注浆量空间分布法则是统计某一注浆区域内注入的浆液体积总量，通过不同区域注入浆液总量的差异性，反推分析区域围岩的空隙率和受注能力。物探探查检验对比法是通过物探手段，探查注浆前后地层的改善程度既富水性减少程度。

3、上述注浆效果评价方法都是对地层稳定性、空隙率、压强值、注浆速率、富水性等单个指标的研究，揭示的是上述单个衡量指标与受注地层之间的关，且目前的注浆效果评价方法，不能准确判定注浆不达标即注浆薄弱区，在找注浆不达标区域时存在困难，无法实现对注浆不达标区域的补充注浆加固进行直接指导。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于量压比值图的地层注浆加固效果评价方法及系统，通过绘制量压比值图，把注浆压强和注浆量有机结合起来，并通过图形展现出来，图形简单直观，便于识别，可以通过图形迅速判断某一钻孔某一段的注浆加固效果。

2、本发明的技术方案如下：

3、在本发明的第一方面，提供了一种基于量压比值图的地层加固注浆效果评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

4、获取每个注浆段的注浆数据，根据注浆数据绘制每个注浆段的量压比值图；所述量压比值图上包括注浆量比值线、压强比值线和比值网格线；

5、根据注浆量比值线是否达到比值网格线的左右边界线、压强比值线是否达到比值网格线的上边界线，评价各个注浆段的注浆效果是否达标。

6、在本发明的一些实施方式中，所述注浆数据包括注浆量、注浆压强、钻孔轨迹、浆液扩散直径和注浆深度。

7、在本发明的一些实施方式中，所述量压比值图上还包括钻孔轨迹线、浆液扩散直径线和注浆深度线，其中，所述浆液扩散直径线和注浆深度线围成比值网格线的边界线。

8、在本发明的一些实施方式中，所述注浆量比值线根据实际的注浆量与设计的注浆量的比值绘制，所述压强比直线根据实际的注浆压强与设计的注浆压强的比值绘制。

9、在本发明的一些实施方式中，当注浆量比值线不存在时或者压强比值线不存在时或者注浆量比值线和压强比值线均未达到比值网格线的边界线时，评价该注浆段的注浆效果为不达标；否则，注浆段的注浆效果为达标。

10、在本发明的一些实施方式中，对注浆效果不达标的注浆段进行标注，并采取补注浆措施。

11、在本发明的一些实施方式中，绘制量压比值图包括以下步骤：

12、绘制单个注浆钻孔的对应关系图，所述对应关系图与钻孔注浆结构图相对应；

13、在对应关系图上绘制压强比值线和注浆量比值线，得到量压比值图；

14、根据评价结果在量压比值图上对比不达标的注浆段进行标注。

15、在本发明的一些实施方式中，在绘制相邻多个注浆钻孔对应关系图时，应分别按单个注浆钻孔对应关系图绘制，相邻钻孔间距的中点线作为浆液扩散直径线。

16、在本发明的一些实施方式中，单个注浆钻孔的每个注浆段作为一个绘制单元，每个绘制单元即为一个量压比值图。

17、在本发明的第二方面，提供了一种基于量压比值图的地层加固注浆效果评价系统，包括：

18、量压比值图绘制模块，被配置为：获取每个注浆段的注浆数据，根据注浆数据绘制每个注浆段的量压比值图；所述量压比值图上包括注浆量比值线、压强比值线和比值网格线；

19、注浆效果评价模块，被配置为：根据注浆量比值线是否达到比值网格线的左右边界线、压强比值线是否达到比值网格线的上边界线，评价各个注浆段的注浆效果是否达标。

20、本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果：

21、(1)本发明利用绘制的量压比值图对注浆加固效果进行评价，量压比值图能够把注浆压强和注浆量有机结合起来，并通过图形展现出来用于评价钻孔注浆效果，是一种新的注浆效果评价方法，图形简单直观，便于识别，可以通过图形迅速判断某一钻孔某一段的注浆加固效果。

22、(2)本发明利用量压比值图既可以分析评价单个钻孔内对围岩的注浆加固效果，还可以分析评价多个钻孔对某一个注浆段的整体注浆加固效果。尤其是在数量非常多的钻孔注浆结束后，当分析整个注浆区域的注浆效果时，量压比值图的直观性优点突出，可以快速找到注浆不达标区域，指导对注浆不达标区域的补充注浆加固。

23、(3)本发明提供的注浆钻孔量压比值图是把大量的复杂的钻孔注浆数据通过计算处理，通过图形展示出来，解放了专业技术人员以往对注浆数据的繁杂分析和筛选的高强度劳动，杜绝了对以往对注浆效果分析筛查中出现的错误，使评价更加直观简单。并且弥补了目前常用的对围岩的注浆效果评价方法的空白。

24、(4)本发明提供的注浆钻孔量压比值图既包含了所评价的注浆钻孔的结构信息，还包含了注浆终压和注浆量与所对应的设计值之间的关系信息，实现了直接从图中得到注浆信息及注浆效果，具有简单直观的优点。

技术特征：

1.一种基于量压比值图的地层加固注浆效果评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的基于量压比值图的地层加固注浆效果评价方法，其特征在于，所述注浆数据包括注浆量、注浆压强、钻孔轨迹、浆液扩散直径和注浆深度。

3.如权利要求2所述的基于量压比值图的地层加固注浆效果评价方法，其特征在于，所述量压比值图上还包括钻孔轨迹线、浆液扩散直径线和注浆深度线，其中，所述浆液扩散直径线和注浆深度线围成比值网格线的边界线。

4.如权利要求2所述的基于量压比值图的地层加固注浆效果评价方法，其特征在于，所述注浆量比值线根据实际的注浆量与设计的注浆量的比值绘制，所述压强比直线根据实际的注浆压强与设计的注浆压强的比值绘制。

5.如权利要求1所述的基于量压比值图的地层加固注浆效果评价方法，其特征在于，当注浆量比值线不存在时或者压强比值线不存在时或者注浆量比值线和压强比值线均未达到比值网格线的边界线时，评价该注浆段的注浆效果为不达标；否则，注浆段的注浆效果为达标。

6.如权利要求5所述的基于量压比值图的地层加固注浆效果评价方法，其特征在于，对注浆效果不达标的注浆段进行标注，并采取补注浆措施。

7.如权利要求1所述的基于量压比值图的地层加固注浆效果评价方法，其特征在于，绘制量压比值图包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的基于量压比值图的地层加固注浆效果评价方法，其特征在于，在绘制相邻多个注浆钻孔对应关系图时，应分别按单个注浆钻孔对应关系图绘制，相邻钻孔间距的中点线作为浆液扩散直径线。

9.如权利要求7所述的基于量压比值图的地层加固注浆效果评价方法，其特征在于，单个注浆钻孔的每个注浆段作为一个绘制单元，每个绘制单元即为一个量压比值图。

10.一种基于量压比值图的地层加固注浆效果评价系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种基于量压比值图的地层加固注浆效果评价方法，包括以下步骤：获取每个注浆段的注浆数据，根据注浆数据绘制每个注浆段的量压比值图；所述量压比值图上包括注浆量比值线、压强比值线和比值网格线；根据注浆量比值线是否达到比值网格线的左右边界线、压强比值线是否达到比值网格线的上边界线，评价各个注浆段的注浆效果是否达标；本发明通过量压比值图把注浆压强和注浆量有机结合起来，并通过图形展现出来用于评价钻孔注浆效果的一种新方法，图形简单直观，便于识别，可以通过图形迅速评价某一钻孔某一段的注浆加固效果是否达标。

技术研发人员：张庆松,潘光明,李相辉,闫成伟,张军杰,伍雨
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15