本發(fā)明涉及地質(zhì)防滲處理，尤其涉及特殊地質(zhì)，如灰?guī)r地質(zhì)的灌漿控制方法，具體涉及一種用于灰?guī)r地質(zhì)的智能灌漿控制方法。

背景技術(shù)：

1、與本申請最接近的現(xiàn)有技術(shù)系本申請人公告號為cn111962515b，主題名稱為一種自適應(yīng)灌漿控制方法的發(fā)明專利，該方法針對正常地層進(jìn)行灌漿具有極高的適應(yīng)性，能夠根據(jù)地層吃漿和返漿情況進(jìn)行自適應(yīng)的逐級或者越級變漿，對于大部分地質(zhì)來講具有非常高的實(shí)際應(yīng)用價值；但是，申請人在對特殊的灰?guī)r地質(zhì)進(jìn)行灌注時發(fā)生了地質(zhì)抬動和劈裂現(xiàn)場，導(dǎo)致灌漿系統(tǒng)不能自主完成地質(zhì)灌漿，為此，經(jīng)過申請人研發(fā)，工程團(tuán)隊(duì)的技術(shù)創(chuàng)造和試驗(yàn)，特獲得本發(fā)明創(chuàng)造。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)不能針對灌漿過程中突發(fā)的劈裂等情況進(jìn)行自主變換灌漿方式導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)特殊地質(zhì)自主智能灌漿的問題，本申請?zhí)峁┮环N用于灰?guī)r地質(zhì)的智能灌漿控制方法，用于解決現(xiàn)有的智能灌漿過程中遇到突發(fā)的抬動過大，回漿變濃，大吃漿量和劈裂等問題無法繼續(xù)完成灌漿的問題，申請人針對注入灰?guī)r地質(zhì)的灌漿提供了一套全新的灌漿方法，以應(yīng)對在特殊地質(zhì)環(huán)境下的自主灌漿控制，至少能夠有效的解決因地質(zhì)抬動，回將變濃，大吃漿量和劈裂等問題之一引起的現(xiàn)有技術(shù)無法自主完成灌漿的問題。

2、為了達(dá)到上述目的，本申請所采用的技術(shù)方案為：

3、一種用于灰?guī)r地質(zhì)的智能灌漿控制方法，專用于易劈裂灰?guī)r地質(zhì)灌漿防滲處理，包括下述步驟：

4、步驟stp100，確定開灌漿液比,按照1mpa的水壓壓力進(jìn)行洗孔和壓水試驗(yàn)，在將壓水壓力提升至設(shè)計(jì)壓力p0的80％或者該地區(qū)巖層劈裂臨界壓力，流量穩(wěn)定波動小于±1l/min并保持10min以上，根據(jù)壓水試驗(yàn)獲得的臨界壓力透水率選擇對應(yīng)的漿液開灌比級和開灌壓力；其中，漿液比級包括5:1、3:1、2:1、1:1、0.7:1、0.5:1六級水灰比漿液；

5、步驟stp200，確定灌漿控制階段，灌漿控制階段數(shù)n＝[p0]+1，其中，[p0]為當(dāng)前灰?guī)r地區(qū)的灌漿設(shè)計(jì)壓力p0的取整；

6、步驟stp300，確定單一控制階段的漿液壓力pn及流量跨度且初始最大流量為qmax＝30l/min，最小流量為qmin＝8l/min，其中，漿液壓力p1＝0.5mpa，p2＝1mpa，p3＝p2+1，p4＝p3+1，p4＝p2+1…pn＝[p0]；

7、步驟stp400，逐級灌漿，按照流量跨度從流量初始最大流量qmax到最小流量qmin逐級灌漿；其中，相鄰兩個灌漿控制階段的切換條件為：按照當(dāng)前階段的灌漿流量區(qū)間進(jìn)行灌漿，直到灌漿壓力達(dá)到當(dāng)前階段的預(yù)設(shè)漿液壓力pn；

8、步驟stp500，結(jié)束灌漿，按照步驟stp400進(jìn)行逐級灌漿至第n個控制階段時，將灌漿注入率控制在第n階段對對應(yīng)灌漿流量以下進(jìn)行恒流灌漿，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)計(jì)壓力p0后保壓，直到灌漿流量下降至設(shè)計(jì)結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)流量后結(jié)束灌漿。

9、優(yōu)選地，步驟stp100中根據(jù)壓水試驗(yàn)獲得的臨界壓力透水率選擇對應(yīng)的漿液開灌比級和開灌壓力的過程具體如下：透水率10lu以下的灌漿段，可灌性差，采用水灰比為5:1的水泥漿液開灌；在透水率為10lu及以上20lu以下的灌漿段，可灌性良好，采用水灰比為3:1的水泥漿液開灌；在透水率為20lu以上的灌漿段，可灌性好，采用水灰比為0.5:1的水泥漿液開灌。

10、為了更好的應(yīng)對灌漿抬動問題，優(yōu)選地，所述步驟stp400中還包括通過抬動控制修訂灌漿的步驟，具體包括

11、步驟stp411，通過抬動檢測裝置檢測距離灌漿孔50m-120m區(qū)間的地層抬動值β，當(dāng)抬動值β∈[100,200]時，則執(zhí)行步驟stp412；當(dāng)抬動值β∈(200,+∞)時，則執(zhí)行步驟stp413，β單位為um；

12、步驟stp412，通過灌漿設(shè)備上安裝的聲光報警單元發(fā)出抬動報警；

13、步驟stp413，立即將當(dāng)前階段的灌漿壓力pn下降50％，繼續(xù)檢測抬動參數(shù)；

14、若灌漿壓力調(diào)整為0.5pn后，抬動逐漸復(fù)位，則保持當(dāng)前0.5pn壓力和流量循環(huán)灌漿5min，再逐步加壓至pn循環(huán)，若抬動不繼續(xù)發(fā)展，繼續(xù)灌漿；若抬動繼續(xù)發(fā)展，則再重復(fù)降壓至0.5pn，循環(huán)灌漿5min，循環(huán)m次后繼續(xù)恢復(fù)加壓至pn，直到達(dá)到切換下一階段灌漿為止；

15、若灌漿壓力調(diào)整為0.5pn后，抬動仍然繼續(xù)，則停止灌漿，至少待凝20min以上再繼續(xù)灌漿。

16、為了更好的應(yīng)對回漿變濃的問題，優(yōu)選地，所述步驟stp400中還包括通過回漿變濃修訂灌漿的步驟，具體包括在當(dāng)前階段灌漿10min內(nèi)，發(fā)生回漿變濃，密度達(dá)到下一級漿液濃度是，則執(zhí)行換漿灌注，所換漿液采用上一級水灰比稀漿或者換用新漿灌注。

17、為了更好的解決大吃漿量的問題，優(yōu)選地，所述步驟stp400中還包括通過大吃漿量修訂灌漿的步驟，具體包括在任一階段出現(xiàn)吸漿量大不能正常結(jié)束灌漿，當(dāng)單位注灰量達(dá)到2t/m總量時，結(jié)束灌漿，至少待凝20min以上再繼續(xù)灌漿。

18、為了更好的解決劈裂導(dǎo)致的吃漿量陡增的問題，優(yōu)選地，所述步驟stp400中還包括出現(xiàn)劈裂狀況修訂灌漿的步驟，具體包括在任一階段灌漿過程中，當(dāng)注入率突然增大超過20％，壓力下降超過5％判定為劈裂，此時立即降低20％實(shí)時灌漿壓力，保持灌漿20min然后升壓當(dāng)前階段設(shè)計(jì)壓力pn，若仍出現(xiàn)劈裂現(xiàn)象則灌注濃漿待凝后，待掃空后繼續(xù)灌漿；若不發(fā)生劈裂現(xiàn)象，按正常灌漿控制，直至結(jié)束。

19、有益效果：

20、1.該灌漿控制過程方法更加精準(zhǔn)、更加平穩(wěn)、波動小，為灌漿控制的每一段控制步驟確定了對應(yīng)的一個準(zhǔn)確壓力值和準(zhǔn)確的流量控制目標(biāo)值。

21、2.灌漿過程中遇到特殊情況時，如在灌漿過程中遇到地層劈裂，新研發(fā)的灌漿控制過程方法可以迅速作出調(diào)整，檢測到灌漿處于大流量低壓力的狀態(tài)，及時調(diào)整控制步驟，重新回到上一個控制階段或者從起始階段重新開始控制灌漿。

22、3.該灌漿控制過程方法對應(yīng)每一個階段的控制壓力、流量上限、流量下限及控制流量在系統(tǒng)中為變量，可根據(jù)不同地層設(shè)定具體值，對不同地層該控制方法有很好的適應(yīng)性。

技術(shù)特征：

1.一種用于灰?guī)r地質(zhì)的智能灌漿控制方法，專用于易劈裂灰?guī)r地質(zhì)灌漿防滲處理，其特征在于，包括下述步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于灰?guī)r地質(zhì)的智能灌漿控制方法，其特征在于：步驟stp100中根據(jù)壓水試驗(yàn)獲得的臨界壓力透水率選擇對應(yīng)的漿液開灌比級和開灌壓力的過程具體如下：透水率10lu以下的灌漿段，可灌性差，采用水灰比為5:1的水泥漿液開灌；在透水率為10lu及以上20lu以下的灌漿段，可灌性良好，采用水灰比為3:1的水泥漿液開灌；在透水率為20lu以上的灌漿段，可灌性好，采用水灰比為0.5:1的水泥漿液開灌。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于灰?guī)r地質(zhì)的智能灌漿控制方法，其特征在于：所述步驟stp400中還包括通過抬動控制修訂灌漿的步驟，具體包括

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于灰?guī)r地質(zhì)的智能灌漿控制方法，其特征在于：所述步驟stp400中還包括通過回漿變濃修訂灌漿的步驟，具體包括在當(dāng)前階段灌漿10min內(nèi)，發(fā)生回漿變濃，密度達(dá)到下一級漿液濃度是，則執(zhí)行換漿灌注，所換漿液采用上一級水灰比稀漿或者換用新漿灌注。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于灰?guī)r地質(zhì)的智能灌漿控制方法，其特征在于：所述步驟stp400中還包括通過大吃漿量修訂灌漿的步驟，具體包括在任一階段出現(xiàn)吸漿量大不能正常結(jié)束灌漿，當(dāng)單位注灰量達(dá)到2t/m總量時，結(jié)束灌漿，至少待凝20min以上再繼續(xù)灌漿。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于灰?guī)r地質(zhì)的智能灌漿控制方法，其特征在于：所述步驟stp400中還包括出現(xiàn)劈裂狀況修訂灌漿的步驟，具體包括在任一階段灌漿過程中，當(dāng)注入率突然增大超過20％，壓力下降超過5％判定為劈裂，此時立即降低20％實(shí)時灌漿壓力，保持灌漿20min然后升壓當(dāng)前階段設(shè)計(jì)壓力pn，若仍出現(xiàn)劈裂現(xiàn)象則灌注濃漿待凝后，待掃空后繼續(xù)灌漿；若不發(fā)生劈裂現(xiàn)象，按正常灌漿控制，直至結(jié)束。

技術(shù)總結(jié)
本申請?jiān)O(shè)計(jì)地層灌漿控制技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種用于灰?guī)r地質(zhì)的智能灌漿控制方法，專用于易劈裂灰?guī)r地質(zhì)灌漿防滲處理，包括下述步驟：確定開灌漿液比,確定灌漿控制階段，確定單一控制階段的漿液壓力PN及流量跨度Q<subgt;n</subgt;<supgt;N</supgt;<subgt;m</subgt;；逐級灌漿和結(jié)束灌漿的步驟。該灌漿控制過程方法更加精準(zhǔn)、更加平穩(wěn)、波動小，為灌漿控制的每一段控制步驟確定了對應(yīng)的一個準(zhǔn)確壓力值和準(zhǔn)確的流量控制目標(biāo)值。灌漿過程中遇到特殊情況時，如在灌漿過程中遇到地層劈裂，新研發(fā)的灌漿控制過程方法可以迅速作出調(diào)整，檢測到灌漿處于大流量低壓力的狀態(tài)，及時調(diào)整控制步驟，重新回到上一個控制階段或者從起始階段重新開始控制灌漿。

技術(shù)研發(fā)人員：張?jiān)Ｎ?楊振中,楊雨,孫仲彬,杜曉麟,劉鑄,肖恩尚,孫亮,翟鵬,許明堯,胡敏,劉半柱,杜昌杰,高婷,楊建平,朱林,劉佳鈺
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國水電基礎(chǔ)局有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10