[实用新型]一种用于地质构造三维定位的智能骨料及注浆系统

说明书

本实用新型为一种用于地质构造三维定位的智能骨料及注浆系统，该智能骨料中掺入骨料式微型定位传感器节点，所述骨料式微型定位传感器节点包括骨料式微型定位传感器节点腔体、无线信号收发模块、电源模块和微处理控制单元模块，骨料式微型定位传感器节点腔体的外表面设有防水防尘层，无线信号收发模块、电源模块和微处理控制单元模块均集成于同一IC电路芯片上，该电路芯片嵌入于骨料式微型定位传感器节点腔体的内部；电源模块为整个电路芯片供电，微处理控制单元模块分别连接无线信号收发模块、电源模块。该系统将定位传感器引入注浆工程中，通过随浆液运动的传感器真实运动轨迹来定位含导水构造三维坐标，进一步指导地下工程治理。

技术领域

本实用新型涉及一种用于地质构造三维定位的智能骨料及注浆系统和方法，属于无线通信领域。

背景技术

在国家现代化建设战略的指导下，一大批公路铁路工程、水利水电工程、跨海交通工程、矿山矿井工程及城市轨道工程等重大基础工程项目陆续提上建设日程，这类工程在建设过程中经常穿越岩层，其中岩层岩体内存在大量裂隙、节理等地质构造，这些地质构造是岩层中地下水存储和运移的通道，破坏了岩石的整体性，在工程扰动下易诱发渗漏水、突涌水等工程灾害。国家基础工程建设黄金期的到来，为隧道等地下工程建设科技的进步带来了宝贵的机遇。但与此同时，复杂的地质条件和频发的地质灾害成为地下工程施工期所面临的巨大挑战。

我国已成为世界上地下工程修建数量最多、规模最大、发展速度最快的国家。特别是随着水利水电工程与铁路公路工程的建设重心向复杂地形地质条件下的西部山区转移，涌现出一批具有“埋深大、洞线长、强岩溶发育、高水压、构造复杂、突水风险高、施工难度大”等显著特点的隧道。据统计，突水突泥灾害是隧道施工中的主要地质灾害之一，突涌水灾害隧道施工带来了巨大的经济损失、重大的人员伤亡和恶劣的社会影响，因此，含导水地质构造的探测与突涌水灾害的防治已经成为我国地下工程建设面临的关键科学技术难题。

目前所采用的探测方法主要包括钻探和物探两类方法，其中钻探法存在有效距离近，信息获取少，仅具备“一孔之见”的探测效果，而物探方法包括多种手段，由近及远，具有良好的前景，但目前三维成像理论与方法尚处于起步阶段，其准确性和精确度都仍有长远道路要走。在地下水灾害治理中，含导水地质构造的探测和注浆治理是地下工程灾害的两个主要组成部分，其中注浆是将诸如水泥浆液、水泥水玻璃浆液、化学浆液等液体材料注入不良地质构造包括裂隙含水岩体、软弱砂土体等，起到封堵涌水和加固地层的目的。在裂隙岩体中，由于含导水构造空间发育发达、展布范围较大，常规浆液往往有效封堵涌水构造，骨料作为注浆材料中的添加成分，主要为软质或硬质颗粒，包括木屑、黄豆及聚氨酯颗粒等遇水膨化物质，在含导水构造中，起到充填含导水构造，提高封堵及加固地层效率的作用。本实用新型引入传感器系统，将传感器内置入骨料中，能够有效反馈含导水构造空间特征，解决了传统物探精细度不足问题，能够有效指导地下工程含导水构造灾害治理问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种用于地质构造三维定位的智能骨料及注浆系统和方法。该智能骨料中设有无线接收模块，能用于智能定位。该系统和方法将定位传感器引入注浆工程中，通过随浆液运动的传感器真实运动轨迹来定位含导水构造三维坐标，达到进一步指导地下工程治理的目的。本实用新型可以解决含导水构造等不良地质的坐标定量识别问题，对隧道等地下工程施工期突涌水灾害的防治具有重要的理论意义和重大的应用价值。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：

一种用于地质构造三维定位的智能骨料，其特征在于该智能骨料中掺入骨料式微型定位传感器节点，所述骨料式微型定位传感器节点包括骨料式微型定位传感器节点腔体、无线信号收发模块、电源模块和微处理控制单元模块，骨料式微型定位传感器节点腔体的外表面设有防水防尘层，无线信号收发模块、电源模块和微处理控制单元模块均集成于同一IC电路芯片上，该电路芯片嵌入于骨料式微型定位传感器节点腔体的内部；电源模块为整个电路芯片供电，微处理控制单元模块分别连接无线信号收发模块、电源模块；无线信号收发模块与外部基站连接。