水泥混凝土路面基层注浆面板抬升自动化监控系统及方法 |
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| 申请号 | CN202311294789.1 | 申请日 | 2023-10-08 | 公开(公告)号 | CN117330132A | 公开(公告)日 | 2024-01-02 |
| 申请人 | 广西北投交通养护科技集团有限公司; 广西科技大学; | 发明人 | 畅振超; 王家全; 骆俊晖; 陈德强; 苏宝尧; 盘柱; 陶新宇; 莫鹏; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供 水 泥 混凝土 路面 基层 注浆面板抬升自动化 监控系统 及方法，属于路面维护技术领域，包括路面抬升检测装置、注浆压 力 传感器 模 块 、流量传感器模块、处理器模块、显示模块和注浆 泵 ，路面抬升检测装置安装在需要注浆的路面上，路面抬升检测装置、注浆 压力传感器 模块和流量传感器模块均与处理器模块连接，显示模块和注浆泵均与处理器模块连接。通过对路面抬升量的实时监控和对注浆压力和注浆量的精确控制来实现对路面抬升的精准把控，可有效解决注浆压力减小不及时而路基抬升量超过设计值或注浆量不足而路基抬升量不够，以及抬升高度不均匀等问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.水泥混凝土路面基层注浆面板抬升自动化监控系统，其特征在于：包括路面抬升检测装置、注浆压力传感器模块、流量传感器模块、处理器模块、显示模块和注浆泵，路面抬升检测装置安装在需要注浆的路面上，路面抬升检测装置、注浆压力传感器模块和流量传感器模块均与处理器模块连接，显示模块和注浆泵均与处理器模块连接，路面抬升检测装置用于实时检测注浆路面的实时上升的高度，同时对某一点的注浆抬升检测，为相应附件点注浆提供数据，注浆压力传感器模块用于检测注浆泵的注浆压力，流量传感器模块用于检测注浆泵的注浆流量，显示模块用于供用户在某个注浆孔初始的注浆压力和流量数据。 |
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| 说明书全文 | 水泥混凝土路面基层注浆面板抬升自动化监控系统及方法技术领域背景技术[0002] 目前，针对混凝土路面不均匀沉降多采用路基注浆抬升的方法，而通过路基注浆抬升路面时，多通过技术人员的施工经验来判断路面抬升量是否满足设计要求，这样的注浆控制方法受人为因素影响大，对路面抬升量的监测和控制不够及时，常因注浆压力减小不及时导致路面抬升量超过设计值或因注浆量不足而造成路面抬升量不够，以及抬升高度不均匀等问题。 发明内容[0003] 本发明的目的在于提供水泥混凝土路面基层注浆面板抬升自动化监控系统及方法，解决现有路基注浆抬升的方法对路面抬升量无法实时监测和不能精确控制，以及面板抬升高度的不均匀性的技术问题。 [0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： [0005] 水泥混凝土路面基层注浆面板抬升自动化监控系统，包括路面抬升检测装置、注浆压力传感器模块、流量传感器模块、处理器模块、显示模块和注浆泵，路面抬升检测装置安装在需要注浆的路面上，路面抬升检测装置、注浆压力传感器模块和流量传感器模块均与处理器模块连接，显示模块和注浆泵均与处理器模块连接，路面抬升检测装置用于实时检测注浆路面的实时上升的高度，同时对某一点的注浆抬升检测，为相应附件点注浆提供数据，注浆压力传感器模块用于检测注浆泵的注浆压力，流量传感器模块用于检测注浆泵的注浆流量，显示模块用于供用户在某个注浆孔初始的注浆压力和流量数据。 [0006] 进一步地，路面上设置有若干个测点和基准点，路面抬升检测装置包括若干个测点传感器和基准点传感器，测点传感器设置在测点上，基准点传感器设置在基准点上，若干个测点传感器和基准点传感器结构相同，布设位置不同，测点传感器按梅花状布设于路面上，基准点则设置在路旁设计标高处。 [0007] 进一步地，测点和基准点为使用连通器连通的结构，测点和基准点在同一水平中液位处于同一高度，浮漂位移测杆处于同一位置，当基准点高程固定，降低测点高度后，由于连通器原理基准点和测点中的液面要保持在同一高程，则测点的液位会上升，基准点的则会下降，此时通过浮漂位移测杆的位移可测出上升量，即为测点与基准点之间的高程差值，放在路基上就是实际路面相对设计路面高程的沉降量。 [0008] 进一步地，监测前先将测点的测点传感器和基准的基准传感器放在同一水平高度进行归零处理，然后将测点传感器和基准的基准传感器布设到相应位置，从而测得各测点的设计抬升量，进一步可反算出路基的理论注浆量，用于注浆过程的指导参数。 [0009] 进一步地，开始注浆后，路面逐渐抬升，各测点高程增大，路面抬升检测装置的读数会减小，为测点与基准点的高程差值，即路面高程抬升逐渐接近于设计高程，路面抬升检测装置采用自动化监测传感器，实时监测各测点的高程变化量，通过对比测点之间的高程差可判断抬升过程中路面抬升高度的不均匀性，通过对不同测点抬升量的对比，进一步控制不同测点周边区域注浆孔的注浆压力和注浆量，注浆压力和注浆量的数据则是通过安装在注浆管管口对流量计和压力计来实时自动化监测采集，通过处理器模块对路面抬升检测装置采集的路面抬升量数据和注浆压力传感器、流量传感器采集的注浆压力、注浆量进行对比分析从而控制注浆设备调整注浆压力，数据显示模块则可以实时显示各测点抬升量、注浆压力、注浆流量的信息，通过对路面抬升量的实时监控和对注浆压力和注浆量的精确控制来实现对路面抬升的精准把控，解决注浆压力减小不及时而路基抬升量超过设计值或注浆量不足而路基抬升量不够，以及抬升高度不均匀等问题。 [0010] 水泥混凝土路面基层注浆面板抬升自动化监控系统的方法，首先根据路面抬升检测装置的初始读数可以得到各测点的目标抬升量B1、B2、B3、B4、A1，开始注浆后，各测点传感器的读数即为剩余抬升量，随着注浆持续，各测点传感器的读数逐渐减小，当读数为零时则说明路面标高已抬升至设计标高。 [0011] 进一步地，为了避免注浆过程中路面的不均匀抬升和抬升过高或不够，在注浆过程中通过监测路面的抬升量来判断路面抬升状态，进一步控制注浆压力和注浆量，注浆开始时，系统会通过对比B1、B2、B3、B4、A1测点初始读数来判断不同测点的不均匀沉降差，即h＝A1‑Bi，i＝1、2、3、4，当h>0时，则Bi测点的高程高于A1测点，即为A1点的目标抬升量>Bi点的目标抬升量，反之，则Bi测点的高程比A1测点低。 [0012] 进一步地，注浆初始阶段首先是调平阶段，针对B1、B2、B3、B4四个测点中相对A1测点低的测点附近的注浆孔优先注浆，待B1、B2、B3、B4四个测点中相对A1测点的不均匀沉降差‑2mm [0013] 为了解决对路面抬升量的实时监测和精确控制，以及面板抬升高度的不均匀性等问题，本专利提出了一种路基注浆面板抬升自动化监控系统及方法。该专利主要分两部分，一是路面抬升量监控系统；二是路基注浆抬升量监控方法。路面抬升量监控系统采用静力水准仪为监测传感器，利用连通器原理来测量路面抬升量。区别于一般静力水准仪的用法，本专利是将测点传感器按梅花状布设于路面上，基准点则设置在路旁，高度为路面设计标高，这样测点与基准点的高度差即为测点位置路面所需的设计抬升量。路基注浆抬升量监控方法则是通过路面抬升量监控系统自动化实时采集路面抬升位移，同时通过安装在注浆管管口对流量计和压力计来实时监测采集注浆压力和注浆量。 [0014] 本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果： [0015] 本发明通过对比测点之间的高程差可判断抬升过程中路面抬升高度的不均匀性，进而控制不同测点附近注浆孔的注浆压力和注浆量，从而控制不同位置的路面抬升量，以确保注浆结束后路面不同位置均处于路面设计高度。通过对路面抬升量的实时监控和对注浆压力和注浆量的精确控制来实现对路面抬升高度的精准把控，可有效解决因注浆压力减小不及时导致路基抬升量超过设计值或注浆量不足导致路基抬升量不够，以及抬升高度不均匀等问题。附图说明 [0016] 图1是本发明系统框图； [0017] 图2是本发明路面抬升检测装置结构示意图； [0018] 图3是本发明方法操作流程图； [0019] 图4是本发明方法监控流程图。 [0020] 附图中，1‑灌浆孔，2‑监测点，3‑混凝土板隔缝，4‑基准点，5‑道路。 具体实施方式[0021] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。 [0022] 如图1‑2所示，水泥混凝土路面基层注浆面板抬升自动化监控系统，系统包括监测路面抬升量的监测装置和路基注浆抬升量控制装置。 [0023] 路面抬升量监控系统采用静力水准仪为监测传感器，静力水准仪分为测点传感器和基准点传感器，两者结构相同，布设位置不同；测点传感器按梅花状布设于路面上，基准点则设置在路旁设计标高处。区别于一般静力水准仪的用法，本专利中是利用静力水准仪连通器结构，测点和基准点静力水准仪在同一水平时静力水准仪中液位处于同一高度，浮漂位移测杆处于同一位置；当基准点高程固定，降低测点高度后，由于连通器原理基准点和测点静力水准仪中的液面要保持在同一高程，则测点的液位会上升，基准点的则会下降，此时通过浮漂位移测杆的位移可测出上升量，该值即为测点与基准点之间的高程差值，放在路基上就是实际路面相对设计路面高程的沉降量。 [0024] 如图1所示，若干个间隔设置的灌浆孔1，间隔之间设置有监测点2，然后道路5的侧边设置有基准点4。 [0025] 路基注浆抬升量控制装置包括注浆压力传感器、流量传感器、处理器、注浆设备、数据显示模块等部分。监测前先将测点静力水准仪和基准点静力水准仪放在同一水平高度进行归零处理，然后将各传感器布设到相应位置，从而测得各测点的设计抬升量，进一步可反算出路基的理论注浆量，用于注浆过程的指导参数；开始注浆后，路面逐渐抬升，各测点高程增大，静力水准仪的读数会减小(测点与基准点的高程差值)，即路面高程抬升逐渐接近于设计高程。静力水准仪采用自动化监测传感器，可实时监测各测点的高程变化量。通过对比测点之间的高程差可判断抬升过程中路面抬升高度的不均匀性，通过对不同测点抬升量的对比，进一步控制不同测点附近区域(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个分区)注浆孔的注浆压力和注浆量。注浆压力和注浆量的数据则是通过安装在注浆管管口对流量计和压力计来实时自动化监测采集。通过处理器模块对静力水准仪采集的路面抬升量数据和注浆压力传感器、流量传感器采集的注浆压力、注浆量进行对比分析从而控制注浆设备调整注浆压力。数据显示模块则可以实时显示各测点抬升量、注浆压力、注浆流量等信息。通过对路面抬升量的实时监控和对注浆压力和注浆量的精确控制来实现对路面抬升的精准把控，可有效解决注浆压力减小不及时而路基抬升量超过设计值或注浆量不足而路基抬升量不够，以及抬升高度不均匀等问题。 [0026] 水泥混凝土路面基层注浆面板抬升自动化监控系统的方法，如图3‑4所示，首先根据静力水准仪的初始读数可以得到各测点的目标抬升量B1、B2、B3、B4、A1，开始注浆后，各测点静力水准仪的读数即为剩余抬升量。随着注浆持续，各测点静力水准仪的读数逐渐减小，当读数为零时则说明路面标高已抬升至设计标高。为了避免注浆过程中路面的不均匀抬升和抬升过高或不够，在注浆过程中通过监测路面的抬升量来判断路面抬升状态，进一步控制注浆压力和注浆量。注浆开始时，系统会通过对比B1、B2、B3、B4、A1测点初始读数来判断不同测点的不均匀沉降差，即h＝A1‑Bi(i＝1、2、3、4)，当h>0时，则Bi测点的高程高于A1测点(A1点的目标抬升量>Bi点的目标抬升量)，反之，则Bi测点的高程比A1测点低。 [0027] 注浆初始阶段首先是调平阶段，针对B1、B2、B3、B4四个测点中相对A1测点低的测点附近的注浆孔优先注浆，待B1、B2、B3、B4四个测点中相对A1测点的不均匀沉降差‑2mm 2mm或h<‑2mm时，系统进入反馈调节模式，h>2mm时，应降低Bi测点附近(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个分区)注浆孔的注浆压力或提高该测点对角位置测点附近注浆孔的注浆压力，从而提升相对较低路面位置的抬升量，使不同位置路面抬升整体处于同一水平面上，实现伺服调节。使路面各测点沉降差调控到‑2mm [0028] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 |
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