[发明专利]一种套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法

权利要求书

1.一种套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，基于套筒组合灌浆的跟踪监测和智能控制系统，所述跟踪监测和智能控制系统包括灌浆转接头、灌浆机、外置监测管以及中央处理器，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将安装有液压传感器的灌浆转接头与选定的一个套筒的灌浆口连接，将安装有液位传感器的外置监测管与选定的另一个套筒的灌浆口连接，将灌浆机的灌浆管与灌浆转接头连接；

S2、将灌浆机、液压传感器和液位传感器与中央处理器通信连接；

S3、启动灌浆机，打开灌浆转接头的螺栓阀门，浆液经灌浆转接头流入套筒腔和连通腔；

S4、中央处理器接收液压传感器发送的浆液压力信号和液位传感器发送的外置监测管内浆液液面高度信号，并按照智能调控程式，调整灌浆机作业；

S5、当灌浆完成时，中央处理器发出相应信号，依次关闭灌浆转接头的螺栓阀门和灌浆机，将灌浆管从灌浆转接头脱开；

S6、当浆液初凝时，将灌浆转接头、外置监测管从灌浆口拆除并清洗干净；

S7、记录、存储灌浆过程信息并输出作业报告，进行灌浆质量评估；

所述步骤S4中的智能调控程式为：对大量灌浆作业行为进行分析，获取最优的灌浆作业过程参数，包括不同时间段的灌浆压力、浆液液位、灌浆机电机功率，并依据以上参数设置灌浆作业的时序和动作，实现无需人工操作的智能灌浆作业过程；只有系统感知异常情况并发出警报时，才需要人工采取措施排除异常，再恢复智能灌浆；

所述步骤S7中的灌浆质量评估的方法为：测得外置监测管内浆液高程，计算出套筒与伸入钢筋的啮合长度；测得停止作业至浆液初凝时段的液压值，计算液压测点以上浆液高度，计算出浆液密度；啮合长度与浆液密度是评估套筒灌浆饱满度的重要指标。

2.根据权利要求1所述的套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，其特征在于，在所述步骤S1之前还包括：系统检查，检查各组成部件的工作性能、信息传输、系统运行均良好，再进行后续步骤S1。

3.根据权利要求1所述的套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，其特征在于，所述步骤S4和步骤S5之间还包括：当浆液从空置的套筒灌浆口流出时，人工封堵该套筒灌浆口；当浆液从空置的套筒出浆口流出时，人工封堵该套筒出浆口。

4.根据权利要求1所述的套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，其特征在于，所述灌浆转接头与套筒灌浆口水平连通，在压力灌浆作业时用来测量浆液灌入压力值，在灌浆完成时用来测量高于液压传感器测点的浆液自重压力。

5.根据权利要求1所述的套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，其特征在于，所述外置监测管通过直角转接头与套筒灌浆口连接，外置监测管保持竖直，直角转接头一端与灌浆管连通，另一端与外置监测管连通。

6.根据权利要求1所述的套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，其特征在于，所述步骤S7中的输出作业报告为以时间为坐标轴，记录并输出从灌浆开始到浆液初凝时间段内套筒灌浆口浆液液压值、外置监测管浆液液位值，以及灌浆机电机转速值，并以图表的形式呈现。

7.根据权利要求1所述的套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，其特征在于，所述计算出套筒与伸入钢筋的啮合长度的方法为：同一规格的套筒，套筒底至外置监测管管底高差为H₁，测得液位传感器至外置监测管管底的距离为H₂，测得液位传感器至外置监测管管内浆液液面距离为H₃，△H为外置监测管内浆液高度，则计算得套筒与伸入钢筋啮合长度H=H₁+ΔH =H₁+H₂-H₃，当H大于或等于设定的最小啮合长度时，套筒与伸入钢筋的啮合长度符合要求。

8.根据权利要求7所述的套筒组合灌浆的跟踪监测与智能控制方法，其特征在于，所述计算出浆液密度的方法为：测得停止作业至浆液初凝时段的液压值为p，此时浆液密度为ρ=p/g·h，g为重力加速度，h为外置监测管内浆液液面到液压传感器测点的高度差；当ρ₀-ρ≤Δρ时，浆液密实度符合要求，当ρ₀-ρΔρ时，浆液密实度不符合要求，其中Δρ为允许的差值，ρ₀是指用于套筒灌浆的浆液在未灌浆前测得的密度。