[发明专利]钻孔内埋式任意球径向灌浆抬动变形观测方法

说明书

技术领域

本发明涉及水利水电工程灌浆安全监测技术领域，具体地指一种钻孔内埋式任意球径向灌浆抬动变形观测方法。

背景技术

随着我国水利水电工程建设的高速推进，用于基础处理和结构补强的灌浆技术得到广泛应用。但是，与之配套的抬动变形观测方法的发展与改进却很小。以往的抬动变形观测方法主要有两种：第一种为钻孔内埋、垂直向下观测法，应用较为广泛；第二种为表面连杆观测法，应用相对较少。在陡倾、直立岩面近水平向灌浆或任意上仰方向灌浆时(即任意球径向)，采用上述两种方法进行抬动变形观测存在如下问题：

1.钻孔内埋、垂直向下观测法无法进行水平或上仰方向观测。

钻孔内埋、垂直向下观测法一般只适用于垂直或下倾钻孔灌浆(如帷幕灌浆、常规坝基固结灌浆等工程灌浆)时采用，而对陡倾、直立岩面近水平向灌浆和任意向上仰孔灌浆(如高拱坝斜坡坝基灌浆、地下厂房洞室围岩固结灌浆、坝体接缝灌浆、地下洞室顶拱回填灌浆等工程灌浆)时，此方法中的孔内装置将不能有效安装，无法进行水平或上仰方向的抬动观测，主要是因为：①当埋设方向为近似水平或任意向上仰时，孔底锚固砂浆(或水泥浆)难以通过抛投(或自流)的方式在自重作用下进入孔底凝固形成锚固段；②起孔底隔浆作用的粘土或黄油等不能在自重作用下充满相应孔段并形成隔浆段，且易在灌浆时被击穿失效；③外套管和岩壁之间的缝隙不能采用注水下砂的方式进行有效填充，难以有效阻隔通过钻孔裂隙渗入孔内的浆液。上述任何一种安装缺陷均会导致该观测方法失效。

2.表面连杆观测法观测精度低、施工干扰大。

表面连杆观测法一般适用于监测两个相邻块体或两个区域之间(例如混凝土板块开裂)的表面相对变形值，是一种简易观测方法，实际工程中应用极少。对任意向、在任意位置灌浆的情况，其适应能力差，存在精度低、施工干扰大的问题：①此方法中的观测点和锚固点(相对不动点)通常同属一个平面，在灌浆时若相邻两个块体或区域同时受力，同步变位，那么观测出来的抬动变形值可能会比本块体实际发生的真正位移偏小(两块体同向位移)或偏大(两块体反向位移)。这种简易的相对变形观测方法若应用于基岩灌浆抬动变形观测时其精度明显偏低。②此方法中的连杆式装置均直接布置于地面，其布置和观测与其他施工项目干扰较大。为了达到一定精度，该方法中连杆长度一般较长、较粗(增加刚度)，在空间上(特别是在空间狭窄的地下洞室)侵占其他施工项目的作业面，形成施工干扰；同时，现场施工产生的机械、人为碰撞不可避免，均会干扰表面连杆式装置的有效观测。

综上所述，以往通常采用的钻孔内埋、垂直向下观测法和表面连杆观测法均不适用于陡倾、直立岩面近水平向灌浆或任意上仰方向灌浆抬动变形观测，亟待研究出一种适用于任意球径向抬动变形观测的方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种钻孔内埋式任意球径向灌浆抬动变形观测方法，该方法可实现任意球径向抬动变形的观测，具有观测过程可靠稳定、测量数据精度高等特点；同时应用此方法可在狭窄有限的空间内完成观测装置的埋设，且安装过程便捷、高效。

本发明的技术方案是通过如下措施来达到：本发明钻孔内埋式任意球径向灌浆抬动变形观测方法，其特征之处包括如下步骤：

步骤1：根据观测需要沿任意方向钻设抬动观测孔；

步骤2：加工空心测杆和阻浆塞，其中所述阻浆塞由中心含有通孔的圆形钢板和所述圆形钢板周圈缠绕的防渗土工膜组成；随后将所述测杆穿过阻浆塞的通孔，并将所述阻浆塞焊接在所述测杆下部的杆壁上，所述阻浆塞以下测杆杆壁上开凿有数个泄浆孔；

步骤3：将所述测杆和阻浆塞整体放置于抬动观测孔中，所述阻浆塞和抬动观测孔孔壁边界形成密闭空间；

步骤4：从所述测杆的管内向抬动观测孔孔底注入水泥浆液，待所述水泥浆液最终凝固形成测杆的孔底锚固段；

步骤5：在所述测杆位于抬动观测孔孔外的外露端渐次安装钢板、磁性表座以及连接杆架，然后将千分表通通过连接杆架固定后放置在孔口边缘浇筑的混凝土墩上；

步骤6：进行任意向工程灌浆时，基岩受灌浆压力的作用产生相对于测杆的抬动位移，所述位移差值可通过孔口安装的千分表观测。

优选地，所述步骤2还包括：加工隔浆用套管，在所述测杆位于阻浆塞朝抬动观测孔孔口方向以上部分沿通长嵌套设置套管。当孔内发生串浆时，套管作为岩壁和测杆之间隔浆体，可有效避免岩壁与测杆通长被浆液焊接为整体，从而确保抬动值观测结果不受到影响。