灌漿自動記錄儀在溶洞處理中的信息化應用

劉喜才

（吉林省水利水電勘測設計研究院, 吉林 長春 130021）

1 灌漿設備

1.1 設備概況

為了能夠對巖溶區域的施工情況進行準確的掌握，本文對某施工工程進行調查研究，并將施工數據進行記錄分析，希望能夠為今后的溶洞處理提供經驗支持。首先，本次施工工程中主要采用自動灌漿記錄儀進行應用，灌漿自動記錄儀能夠進行電腦處理，并且利用真彩觸摸屏對各種操作進行顯現，這其中包括了各項施工參數的顯示與設定。灌漿自動記錄儀還具有打印功能，能夠準確的記錄實際施工中的灌漿流量、灌漿壓力、灌漿密度與灌漿時間。這種先進的灌漿設備能夠用于帷幕灌漿、巖溶注漿等多種復雜的灌漿工藝環境的要求。對本次使用的灌漿自動記錄儀進行分析，其中設備的硬件系統主要由計算機軟件、內置打印機、遠程數據采集模塊、壓力傳感器、通信電纜等相關基礎設備組成（圖1）。

圖1 灌漿設備圖

1.2 灌漿自動記錄儀的工作原理

在灌漿自動記錄儀設備的工作過程中，因為受到灌漿漿液的分向流經流量和壓力影響，使得設備中的流量及壓力傳感器進行物理量轉換為電量，這樣幫助計算機在數據采集時進行有效的轉換，經過相應的電腦設備處理后，根據實際的灌漿設定要求來打印，掌握施工過程中設備的各項參數，真正提高了灌漿施工工程的工作效率，并且還能夠有效的降低人為因素對整個灌漿施工的影響，有利于在復雜地域下對灌漿工程施工質量的控制與管理。

1.3 設備記錄分析

本次研究的某工程施工現場，處于一個河流的斷裂帶上，并且這個斷裂帶為非全新活動斷裂帶，所以在施工過程中不會出現崩塌、滑坡等不良地質災害問題。通過對工程施工現場進行勘測，其主要是石灰巖的分布區域，并且溶洞發育較好，屬于不良地質施工條件。為了能夠保證灌漿施工的質量，本次施工受到施工深度的影響，決定采用灌漿自動記錄儀進行施工質量控制，希望能夠提高溶洞灌漿的效果。

下面為了能夠體現出灌漿自動記錄儀在施工過程中的實際注漿質量，分為用兩種記錄方式，對本次施工灌漿的成果進行灌漿段灌漿壓力、灌漿流量與灌漿歷時等關系曲線的繪制，并對這些數據進行準確的對比分析。如圖2～5中的數據資料所示。我們從圖2可見，當施工過程中使用人為記錄灌漿流量曲線時，這時繪制的圖形呈一種遞減形式，因為人工記錄，所以非常的籠統，不能夠真正反映出實際灌漿的流量情況。下面的圖3～5中所顯示的數據資料，是本次灌漿自動記錄儀在施工過程中，對自身灌注密度、灌漿流量、注漿壓力等數據的關系曲線繪制。通過對這些繪制的曲線圖形進行對比發現，采用灌漿自動記錄儀的施工數據記錄更加具體，數值的波動非常的輕微，非常符合實際灌漿施工的情況。圖5中所顯示的灌漿施工注漿壓力曲線也能夠直接顯示出灌漿施工的穩定性，使得實際灌漿施工的情況更加明確。

圖2 人工記錄灌漿曲線

圖3 灌注自動記錄儀灌注密度曲線

圖4 灌注自動記錄儀灌注流量曲線

2 灌漿施工關鍵技術

2.1 灌漿小循環布置圖

本次灌漿施工工程中采用的自動灌漿記錄儀設備，具有多種連接方法，本次工程施工的溶洞環境施工條件沒有恒定壓力，在進行溶洞處理時，采用了“單流量計小循環”的灌漿施工設計，如圖6所示。

圖5 灌注自動記錄儀灌注壓力曲線

圖6 小循環灌漿平面布置圖

2.2 灌漿施工方法

根據對施工現場的詳細勘察報告進行分析，對溶洞的發育情況進行物探探明，整個工程施工受到施工深度的影響，需要對其采取相應的處理措施。本次施工主要針對已探明的溶洞進行單液注漿。而在實際的灌漿施工時，還需要根據實際探明的地質資料進行深度確定，從而準確的掌握整個溶洞的實際范圍。本次施工的溶洞平面位置呈現一種不規則的形態，考慮到這個溶洞面積的大小等因素，所以進行地質孔間距的設計，以及孔洞數量上對其進行科學的調整，保證灌漿施工的質量與效果。在進行溶洞處理時，必須要遵循“先外圍后內部、先下部后上部”的鉆孔施工順序。在進行灌漿施工時，要遵循由外向內進行的順序，通過先對施工溶洞的邊界的鉆孔進行充填雙液灌漿，這樣能夠讓其形成一種止漿墻，阻斷后期灌注漿液的漏失通道，再逐步的加密灌漿孔，見圖7。

圖7 小循環灌漿平面布置圖

2.3 灌漿中特殊情況的處理

（1）處理灌漿中斷的方法。在灌漿施工過程中，如中途發生故障，必須立即停止施工，并及時的查出發生故障的原因。故障得到有效解決后，需立即沖洗灌漿管，恢復灌漿施工。當無法進行灌漿管的沖洗，或者其在沖洗時效果不理想，需要在原灌漿孔位置附近，重新進行補孔施工，然后再進行灌漿施工。一般施工過程中如果恢復灌漿時，需要采用與原水灰比相同的漿液進行灌漿施工，當注入量與故障前的相似，那么需要仍采用中斷前的水灰比漿液進行灌漿施工。但當注入量較故障前發生減少，需及時停止灌漿，查找出減少的原因，并針對性的采取相應的補救措施。

（2）處理串漿方法。未來能夠降低灌漿施工中串漿問題的發生，可以在溶洞灌漿施工時，將灌漿孔分為2個工序，先進行第1工序灌漿孔灌漿施工，然后再第2工序孔，從而避免串漿問題。此外，還可以采用一鉆一灌的處理方法進行解決。

（3）處理冒漿方法。當灌漿孔施工過程中，灌漿孔周圍出現冒漿裂隙問題時，可以通過對其進行預先封堵，并對灌漿施工進行及時的觀察，從而對冒漿現象進行防范，發生問題，及時的進行堵塞，保證灌漿施工的質量。

2.4 供漿排污系統

本次溶洞處理施工過程中設置了集中供漿站，主要是利用攪拌機制拌漿液來對施工進行供漿，并且用1臺泥漿泵進行漿液的輸送。在施工中每一段距離都會為灌漿段設置排污坑，然后利用排污泵將污水排除，并定期對施工廢料進行清理，保證施工現場的環境衛生符合要求。

3 實施效果

針對本次施工工程的實際情況，利用灌漿自動記錄儀對溶洞處理進行應用，然后對溶洞灌注施工后的填充物進行隨機抽樣檢測，其結果符合施工的強度要求。因此，針對本次施工情況，并結合灌漿自動記錄儀進行分析，發現灌漿自動記錄儀主要有幾點優勢。首先，灌漿施工時孔口壓力的脈動性，主要是由注漿泵的工作方式所決定，而灌漿自動記錄儀能夠有效抵抗這種脈動的干擾，從而保證了記錄儀各項記錄數據的穩定性。其次，因為各孔各洞的吸漿能力不同，所以應用灌漿自動記錄儀施工時，其能夠更加準確的掌握實際注漿工作的操作。最后，應用自動記錄儀進行繪制的注漿曲線更加直觀、可靠，符合灌漿施工的實際情況。

4 結語

綜上所述，針對我國巖溶分布范圍較廣的地區進行施工建設，必須要對溶洞進行很好的加固處理，這樣才能夠保證各項工程的穩定性與安全性。而通過利用灌漿自動記錄儀進行灌漿施工，能夠保證灌漿施工的質量，對提升一些隱蔽工程的施工質量有著非常重要的作用。