[实用新型]一种浅层生物气空腔自动识别与填充设备

说明书

本实用新型公开一种浅层生物气空腔自动识别与填充设备，包括注浆泵、注浆管道、静力触探装置和数据采集系统；所述数据采集系统包括显示仪和数据线，显示仪通过数据线将静力触探探头的前端阻力实时显示在显示器上，当测得前端阻力发生突变变小时，即发现空腔，注浆泵自动开始注浆，浆液从注浆管道流过，到达下部钢管口时，从下部钢管壁上的注浆孔中注入空腔，将浆液灌满空腔，此时探头做测得的阻力回升，自动关闭注浆泵，在注浆的同时，空腔中的气体从通气管道中排出，储存在储气袋。本实用新型还公开一种采用上述浅层生物气空腔自动识别与填充设备进行生物气空腔注浆填充的施工方法。该设备能够依据端头阻力感应进行注浆和排气作业。

技术领域

本实用新型涉及一种浅层生物气空腔自动识别与填充设备。

背景技术

浅层生物气是指地层沉积物中富含的有机质在还原环境下经厌氧微生物作用而形成的富甲烷气体。生物气在土层中一般以微小气囊或空腔形式存在，主要分布于我国江浙沿海、长江三角洲、柴达木盆地等地区。

在勘察和施工过程中，由于浅层气可燃，且浓度大时将造成人员窒息，其对勘探作业人员的人身安全及周边环境形成潜在威胁；同时，在粉砂土层空腔中，浅层气在无控制或控制不当条件下释放，易引起强烈井喷并能带走大量泥砂，引起地层大面积沉陷；而在黏土层中，大体积的空腔气体释放将显著改变土层应力分布，使上覆软土受到严重扰动，造成土体强度的弱化，增加工程后期维护成本。

现有技术一般通过钻孔然后通过土芯断层判断含气土层中是否存在空腔，然后进行自然排气，气体释放后易导致空腔上部土体结构的过大变形甚至失稳；即使排气后采取注浆措施，由于钻探与注浆为分步进行，土体结构仍将受到一定扰动，导致土体强度降低，发生不可逆变形甚至失稳。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种浅层生物气空腔自动识别与填充设备，该设备能够依据端头阻力感应进行注浆和排气作业。

为此，本实用新型提供的浅层生物气空腔自动识别与填充设备，包括注浆泵、注浆管道、静力触探装置和数据采集系统；

所述注浆泵将浆液通入注浆管道；所述注浆管道包括上部软管和下部钢管，下部钢管端口处安装静力触探探头，通过显示仪实时监控注浆管底部阻力变化；

所述下部钢管配置有打设机构；

所述静力触探装置包括静力触探探头，能够探测前端阻力；所述数据采集系统包括显示仪和数据线，显示仪通过数据线将静力触探探头的前端阻力实时显示在显示仪上，当测得前端阻力发生突变变小时，即为发现空腔，注浆泵自动开始注浆，浆液从注浆管道流过，到达下部钢管口时，从下部钢管壁上的注浆孔中注入空腔，将浆液灌满空腔，此时探头做测得的阻力回升，自动关闭注浆泵，在注浆的同时，空腔中的气体从通气管道中排出，储存在储气袋中。

优选的，所述打设机构包括打设支架，打设支架架设有上吊杆和下导向杆，上吊杆顶端带有上滑轮，支架上设置有卷扬电机，卷扬电机配置飞轮，卷扬电机配置卷有锤链的卷筒，锤链末端带有击打锤，所述下导向杆上带有导向块，锤链穿过导向块上的导向孔，卷扬电机将击打锤上升后释放时依靠重力将帽盖向下打设，滑轨上安装有击打锤，所述下部钢管上端采用帽盖锁接。

优选的，所述打设机构包括打设支架，打设支架架设有上吊杆和下导向杆，上吊杆上带有驱动螺母，驱动螺母配置螺母驱动电机，所述下导向杆上带有通孔，驱动螺母配置有顶杆，顶杆上部带有外螺纹、下部带有导向肋板，顶杆下部穿过下导向杆的导向件的通孔，所述导向肋板卡入导向件的侧孔中，所述顶杆的下端与所述下部钢管对准并连接，通过促使驱动螺母的正反转转动促使顶杆下压或上提下部钢管。

优选的，下部钢管上端具有外螺纹，帽盖与下部钢管上端螺纹连接，所述上部软管侧向与下部钢管连接并导通。

本实用新型的技术效果：

1、将钻孔探测空腔和注浆两步合并为一个步骤，减少工序，避免土体的扰动；