[发明专利]能捕获岩体弱区的注浆管装置及施工方法

说明书

本发明涉及注浆管施工技术领域，提供了一种能捕获岩体弱区的注浆管装置及施工方法。所述装置包括外层注浆管、内层筒及控制单元；外层注浆管为柔性结构，沿轴线方向设置若干排外层注浆孔，外层注浆管管壁设置有压力感应片；内层筒沿轴线方向设置一排内层注浆孔；外层注浆管套装在内层筒外，内层筒在控制单元的控制下能在外层注浆管内旋转，使内层注浆孔与设定的外层注浆孔对齐。本发明可以在岩土体中通过识别软弱岩体存在位置实现自适应，自寻找，自转动寻找病害位置，把浆液填充到软弱岩体孔隙中。本发明结构简单，在满足隧道洞口段超前支护功能的同时，更精准寻找软弱岩体位置对其注浆，实现病害岩土体针对性加固，具有广阔应用前景。

技术领域

本发明涉及注浆管施工技术领域，特别涉及一种能捕获岩体弱区的注浆管装置及施工方法。

背景技术

超前管棚具有抗弯刚度大、超前范围长、施工便利等特点，常用于山岭隧道洞口段(或下穿段)或大跨度、大断面的隧道以及地质条件很差的浅埋暗挖隧道的设计施工中，其施工工序如下：采用超前水平钻机在地层中打设水平钻孔；将带有渗浆孔的空心钢管插入钻孔中；向钢花管内压力注浆，使浆液完全充满钢花管内外空隙，并将周围松散地层有效固结。

从受力分析上看，超前管棚类似于预先埋置在地层中的梁结构，随着掌子面的推进，超前管棚承担了开挖所释放的部分围岩压力，从而减小了作用在初期支护上的围岩压力。但现在看来，其中钢花管进行浇筑的效果存在缺陷，其并不区分岩体自身的结构差异，一视同仁，施工效果及效率不高。

发明内容

本发明的目的就是至少克服现有技术的不足之一，提供了一种能捕获岩体弱区的注浆管装置及施工方法，通过应变片式压力感应片所监测的应力实现软弱岩土体位置智能寻找。钢花管绕中心轴旋转的同时，传感器实时监测岩土体应力应变情况，根据实况捕获软弱区位置，实现智能注浆。更加高效完成施工方案。

本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供一种能捕获岩体弱区的注浆管装置，包括外层注浆管、内层筒及控制单元；

所述外层注浆管为柔性结构，所述外层注浆管沿轴线方向设置两排或若干排外层注浆孔，所述外层注浆管管壁设置有能感知外部岩体压力的压力感应片；

所述内层筒为刚性结构，所述内层筒沿轴线方向设置一排内层注浆孔；

所述外层注浆管套装在所述内层筒外，所述内层筒在所述控制单元的控制下能在所述外层注浆管内旋转，使所述内层注浆孔与设定的外层注浆孔对齐或错开。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述外层注浆管管壁上还设置有能感知所述外层注浆孔位置的第一位置感应片，所述内层筒筒壁上设置有能感知所述内层注浆孔位置的第二位置感应片；所述第一位置感应片、第二位置感应片均与所述控制单元信号连接。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述压力感应片为应变传感器。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述外层注浆管包括内层的基底层和外层的表面接触层，在所述基底层和表面接触层中间布置所述压力感应片。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述基底层和表面接触层的材质为聚氯乙烯或皮革，所述压力感应片通过热熔胶与所述基底层和表面接触层固定连接。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述内层筒为钢筒，所述第二位置感应片设置在所述内层筒内壁。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述外层注浆孔为3-8排，沿所述外层注浆管管周均匀布置。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述控制单元为单片机或电子计算机。控制单元通过驱动装置与内层筒控制连接。