岩溶区深基坑注浆位置确定方法、装置、设备及介质与流程

专利2025-08-06  19


本技术涉及基坑施工,尤其涉及岩溶区深基坑注浆位置确定方法、装置、设备及介质。


背景技术:

1、注浆技术作为岩溶区域不良地质治理的重要手段,特别是岩溶区域深基坑开挖前,往往根据地质钻孔或其他物探手段揭漏的岩溶进行处理,对保障基坑开挖安全是至关重要的。

2、岩溶区域基坑开挖注浆,常规的操作是对基坑采取注浆封底的措施,岩溶往往位于基坑较深位置,一般从地面就开始基底封底处理,会有大量的空管,费用甚至可以达到注浆措施的三分之一,造成了不必要的浪费。


技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种岩溶区深基坑注浆位置确定方法、装置、设备、系统及介质,旨在解决相关技术中对基坑采取注浆封底的措施,岩溶往往位于基坑较深位置,一般从地面就开始基底封底处理,会有大量的空管,费用甚至可以达到注浆措施的三分之一,造成了不必要的浪费的技术问题。

2、为实现上述目的,第一方面,本技术提出一种岩溶区深基坑注浆位置确定方法,包括如下步骤:

3、在所述深基坑所对应的岩溶区周边布置若干水位监测位置,并获取各所述水位监测位置的水头参数;

4、根据各所述水头参数以及预设地质资料,绘制所述岩溶区内的所有所述水头的三维分布模型;

5、结合获取得到的各所述水头的实时水头监测数据,在所述三维分布模型中对对应的所述水头进行调幅,以消除地质误差;

6、根据获取得到的所述深基坑的开挖安全面深度,将所述深基坑的当前开挖面开挖至目标位置,并建立所述深基坑的bim三维开挖安全面分布模型;其中,所述目标位置与所述岩溶区内的溶腔水面的当前距离采用公式一计算获得,所述公式一为:

7、

8、zh为目标位置与所述岩溶区内的溶腔水面的当前距离,

9、th为调幅后的水头,

10、t为安全系数,

11、γw为水的重度,

12、γ为为土层的重度;

13、根据所述当前位置至对应的所述溶腔水面之间的当前距离与所述溶腔和所述深基坑底板之间的预设距离之间的大小关系,确定需要进行注浆加固作业的位置。

14、在一实施例中,所述在所述深基坑所对应的岩溶区周边布置若干水位监测位置,并获取各所述水位监测位置的水头参数的步骤,包括:

15、在所述深基坑所对应的所述岩溶区周边设置若干间隔分布的孔洞;

16、在所有所述孔洞内依次安装水压监测计,以布置形成若干水位监测位置;

17、通过并所有所述水压监测计依次记录各所述水位监测位置所对应的初始水头数据;其中,所述初始水头数据包括st1水位观测孔的初始水头、st2水位观测孔的初始水头、st3水位观测孔的初始水头;

18、根据所述初始水头数据获取获取各所述水位监测位置的渗透系数,以获取各所述水位监测位置的水头参数;其中,所述渗透系数使用公式二表示,所述公式二为:

19、及

20、k1为第一层土的渗透系数,

21、k2为第二层土的渗透系数,

22、k3为第三层土的渗透系数,

23、h1为第一个水位观测孔深度,

24、h2为第二个水位观测孔深度,

25、h3为第三个水位观测孔深度,

26、h0为地下水位深度。

27、在一实施例中,所述根据所述初始水头数据获取获取各所述水位监测位置的渗透系数,以获取各所述水位监测位置的水头参数的步骤,包括:

28、根据所述初始水头数据获取获取各所述水位监测位置的渗透系数;

29、并根据所述岩溶区内的各溶洞位置以及各所述钻孔揭示的对应的地层厚度数据,获取各所述水头的水头大小,以获取各所述水位监测位置的水头参数;其中,所述水头大小使用公式三表示,所述公式三为:

30、

31、h为调整后的水头,

32、h为初始水头,

33、h0为地下水位深度,

34、为渗透减少的水头,

35、li为某类土层厚度,

36、ki为某类土层的渗透系数。

37、在一实施例中,在所述通过并所有所述水压监测计依次记录各所述水位监测位置所对应的初始水头数据的步骤之前,还包括:

38、通过设置于所述水压监测计上的排气孔对对应的所述孔洞进行排气作业。

39、在一实施例中,所述结合获取得到的各所述水头的实时水头监测数据,在所述三维分布模型中对对应的所述水头进行调幅,以消除地质误差的步骤,包括:

40、结合获取得到的各所述水头的实时水头监测数据,在所述三维分布模型中对对应的所述水头进行水头差计算调幅,以消除地质误差,其中,所述水头差使用公式四表示,所述公式四为:

41、f(xi)=m×li+n×zi,

42、f(xi)为根据理论公式计算的水头与水位观测孔的水头差,m为计算钻孔与水位观测孔距离li变量反算出来的参数,n为计算钻孔透水层厚度zi变量反算出来的参数,li为水位观测孔距离、zi为钻孔透水层厚度,m和n的计算公式使用公式五表示,公式五为:

43、在一实施例中,所述结合所述bim三维开挖安全面分布模型并根据所述当前位置至对应的所述溶腔水面之间的当前距离与所述溶腔和所述深基坑底板之间的预设距离之间的大小关系,确定需要进行注浆加固作业的位置的步骤,包括:

44、结合所述bim三维开挖安全面分布模型并根据所述当前位置至对应的所述溶腔水面之间的当前距离与所述溶腔和所述深基坑底板之间的预设距离之间的大小关系,判断是否需要进行注浆加固作业;

45、当各所述当前距离小于对应的所述预设距离时,则确定对应的所述当前位置为需要进行注浆加固作业的位置。

46、此外,为实现上述目的,第二方面,本技术还提出一种岩溶区深基坑注浆位置确定装置,所述装置包括:

47、获取模块,用于在所述深基坑所对应的岩溶区周边布置若干水位监测位置,并获取各所述水位监测位置的水头参数;

48、第一建模模块,用于根据各所述水头参数以及预设地质资料,绘制所述岩溶区内的所有所述水头的三维分布模型;

49、误差处理模块,用于结合获取得到的各所述水头的实时水头监测数据,在所述三维分布模型中对对应的所述水头进行调幅,以消除地质误差;

50、第二建模模块,用于根据获取得到的所述深基坑的开挖安全面深度,将所述深基坑的当前开挖面开挖至目标位置,并建立所述深基坑的bim三维开挖安全面分布模型;

51、输出模块,用于结合所述bim三维开挖安全面分布模型并根据所述当前位置至对应的所述溶腔水面之间的当前距离与所述溶腔和所述深基坑底板之间的预设距离之间的大小关系,确定需要进行注浆加固作业的位置。

52、此外,为实现上述目的,第三方面,本技术还提出一种岩溶区深基坑注浆位置确定设备,所述设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序配置为实现第一方面所述的岩溶区深基坑注浆位置确定方法的步骤。

53、此外,为实现上述目的,第四方面,本技术还提出一种注浆系统,包括:

54、第三方面所述的岩溶区深基坑注浆位置确定设备;以及,

55、注浆设备,所述注浆设备与所述岩溶区深基坑注浆位置确定设备通讯连接。

56、此外,为实现上述目的,第五方面,本技术还提出一种存储介质所述存储介质为计算机可读存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的岩溶区深基坑注浆位置确定方法的步骤。

57、本技术提出的一个或多个技术方案,至少具有以下技术效果:

58、本技术公开的一种岩溶区深基坑注浆位置确定方法,由于采用在深基坑所对应的岩溶区周边布置若干水位监测位置,并且获取各水位监测位置的水头参数,然后根据各水头参数以及预设资料,绘制岩溶区内的所有水头的三维分布模型,接下来再结合获取得到的各水头的实时水头监测数据,在三维分布模型中对对应的水头进行调幅,以消除地质误差,然后根据获取得到的深基坑的开挖安全面深度,将深基坑的当前开挖面开挖至目标位置,并建立深基坑的bim三维开挖安全面分布模型,最后根据当前位置至对应的溶腔水面之间的当前距离与溶腔和深基坑底板之间的预设距离之间的大小关系,确定需要进行注浆加固作业的位置,使得本技术在使用时能够准确确定对岩溶区深基坑进行注浆施工时,需要进行注浆作业的具体位置,避免了现有技术中在进行注浆作业时因在任意位置注浆而导致的浆液浪费的缺陷,具备了精准注浆,节约注浆浆液,降低施工成本的优点。


技术特征:

1.一种岩溶区深基坑注浆位置确定方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的岩溶区深基坑注浆位置确定方法,其特征在于,所述在所述深基坑所对应的岩溶区周边布置若干水位监测位置,并获取各所述水位监测位置的水头参数的步骤,包括:

3.如权利要求2所述的岩溶区深基坑注浆位置确定方法,其特征在于,所述根据所述初始水头数据获取获取各所述水位监测位置的渗透系数,以获取各所述水位监测位置的水头参数的步骤,包括:

4.如权利要求2所述的岩溶区深基坑注浆位置确定方法,其特征在于,在所述通过并所有所述水压监测计依次记录各所述水位监测位置所对应的初始水头数据的步骤之前,还包括:

5.如权利要求1至4中任一项所述的岩溶区深基坑注浆位置确定方法,其特征在于,所述结合获取得到的各所述水头的实时水头监测数据,在所述三维分布模型中对对应的所述水头进行调幅,以消除地质误差的步骤,包括:

6.如权利要求1至4中任一项所述的岩溶区深基坑注浆位置确定方法,其特征在于,所述结合所述bim三维开挖安全面分布模型并根据所述当前位置至对应的所述溶腔水面之间的当前距离与所述溶腔和所述深基坑底板之间的预设距离之间的大小关系,确定需要进行注浆加固作业的位置的步骤,包括:

7.一种岩溶区深基坑注浆位置确定装置,其特征在于,所述装置包括:

8.一种岩溶区深基坑注浆位置确定设备,其特征在于,所述设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序配置为实现如权利要求1至6中任一项所述的岩溶区深基坑注浆位置确定方法的步骤。

9.一种注浆系统,其特征在于,包括:

10.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质为计算机可读存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的岩溶区深基坑注浆位置确定方法的步骤。


技术总结
本申请公开一种岩溶区深基坑注浆位置确定方法、装置、设备及介质,涉及基坑施工技术领域,采用在深基坑所对应的岩溶区周边布置若干水位监测位置,并且获取各水位监测位置的水头参数,然后根据各水头参数以及预设资料,绘制岩溶区内的所有水头的三维分布模型,再结合获取得到的各水头的实时水头监测数据,在三维分布模型中对对应的水头进行调幅,以消除地质误差,然后根据获取得到的深基坑的开挖安全面深度,将深基坑的当前开挖面开挖至目标位置,并建立深基坑的BIM三维开挖安全面分布模型,根据当前位置至对应的溶腔水面之间的当前距离与溶腔和深基坑底板之间的预设距离之间的大小关系,确定需要进行注浆加固作业的位置,具备了精准注浆的优点。

技术研发人员:崔梦琳,宋程鹏,陈师节,王建新,谢忻,肖龙渊,谢雄,袁悦
受保护的技术使用者:中铁二十局集团南方工程有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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