摘要:歸納(nà)了灌(guàn)漿工程對(duì)流量儀表的要求和(hé)電(diàn)磁流量(liàng)計 的(de)适應性;闡(chǎn)述了(le)灌漿(jiāng)過(guò)程的主要工藝(yì),如壓水(shuǐ)試驗,灌漿等對(duì)流量儀表的要(yào)求;提示應用中(zhōng)需注意的(de)事項(xiàng),如操作工(gōng)藝的(de)影響(xiǎng),流(liú)量計測(cè)量管内附(fù)漿量的影(yǐng)響，介質中(zhōng)氣泡的影響以及潮濕和高灰(huī)塵的(de)環境引起(qǐ)的(de)故(gù)障等。
0引言(yán)
　　目前(qián)我國(guó)在建的大中型水電(diàn)站有幾(jǐ)十(shí)個,正(zhèng)處在(zài)-一個水利水(shuǐ)電(diàn)建設(shè)的新(xīn)高潮,灌(guàn)漿技術是水電建(jiàn)築物地基處(chù)理常用的和(hé)重要(yào)的工(gōng)程措(cuò)施,水泥的(de)灌漿(jiāng)量(liàng)非常大,例如(rú)貴州省構(gòu)皮灘(tān)水電站帷(wéi)幕灌(guàn)漿323km,固結灌(guàn)漿418.9km,回填灌(guàn)漿135.4km,綜(zōng)合考(kǎo)慮行業的(de)特殊性以及不(bú)同對(duì)象儀表在(zài)使用、維護和施(shī)工工藝的具體(tǐ)要求及正确選(xuǎn)用,這是保證施(shī)工質量(liàng)和(hé)儀表(biǎo)本體正确安全運行極(jí)其(qí)重要(yào)的工作内容,對(duì)日後(hòu)的實際工(gōng)作将(jiāng)帶來很大(dà)的好處。
　　灌漿行(háng)業施(shī)工工藝中(zhōng)的漿液和(hé)水的(de)流量測量(liàng)非常(cháng)重要,特别(bié)是所使用的液(yè)體流(liú)量檢測儀(yí)表,與一般企業有所(suǒ)不同(tóng),有其(qí)特殊要求,例如要便(biàn)于頻繁清(qīng)洗和(hé)承受(shòu)高速漿液(yè)中顆(kē)粒(lì)的摩擦和惡劣環境等(děng),具體如下:
(1)傳感(gǎn)器測量回路簡(jiǎn)單，沒有阻(zǔ)流件(jiàn)和容易滞流介(jiè)質的部(bù)位(wèi);
(2)與介(jiè)質接觸部件材(cái)料能承受(shòu)水泥(ní)漿液中(zhōng)固相顆(kē)粒高流(liú)速(sù)時的(de)摩擦力與(yǔ)化學(xué)漿液的(de)腐蝕作(zuò)用;
(3)具(jù)有快速的(de)響應性(xìng)能(néng)和較(jiào)高的(de)測量精度(dù);
(3)能适應現(xiàn)場高(gāo)溫、潮濕、高灰塵(chén)的惡劣施工環(huán)境。
　　在衆(zhōng)多液體(tǐ)流量儀器(qì)産品(pǐn)中,電磁emf具有測(cè)量不受流(liú)體溫度、壓(yā)力、密(mì)度、黏(nián)度的(de)影響、電磁(cí)流量計内部直(zhí)通光(guāng)滑、.直(zhí)接進(jìn)行電(diàn)測量(liàng),響應(yīng)速度(dù)快、檢(jiǎn)測部無(wú)運動部件,不(bú)會發生滴(dī)漏現(xiàn)象、計量精(jīng)度高(gāo)、内襯可采用聚四氟(fú)乙(yǐ)烯塑料(liào)和氧化鋁陶瓷(cí),具有(yǒu)很強(qiáng)的抗(kàng)腐蝕性等優點(diǎn)(3]，近年來(lái)已成爲灌漿工(gōng)程流量(liàng)測量的首選儀(yí)器。
1工作(zuò)原理
　　電(diàn)磁流(liú)量計(jì)(以下(xià)簡稱emf)的(de)工作原理(見(jiàn)圖1)是(shì)基于(yú)法拉第電(diàn)磁感(gǎn)應定(dìng)律。被測介(jiè)質垂直(zhí)于磁力線方向流動,因(yīn)而與介質流動(dòng)和磁力線都垂(chuí)直的方向上産(chǎn)生一感(gǎn)應電動(dòng)勢e
 
　　由(yóu)此可見(jiàn)，感應(yīng)電動勢e與被測介質流量q成正比。與磁感應強(qiáng)度b和測量内徑d有關，而(ér)與其他(tā)物理參數(shù)的變化無(wú)關(guān)。測(cè)量系(xì)統的變(biàn)送(sòng)器輸出e是(shì)一個微弱(ruò)的交變信(xìn)号，其(qí)中包(bāo)含(hán)各種幹擾成分，且(qiě)信号内阻(zǔ)變(biàn)化高達(dá)幾萬(wàn)Ω,因(yīn)此要求轉換器是一個(gè)高輸入阻抗，且(qiě)能抑(yì)制各種幹(gàn)擾成分(fèn)的交流(liú)mv轉換(huàn)器。将感應電動勢轉換成4~20ma的統(tǒng)--信(xìn)号。轉換(huàn)器有高輸入阻(zǔ)抗差動(dòng)放(fàng)大器(qì)、主放(fàng)大器、正交(jiāo)幹擾抑制器、相(xiàng)敏檢波器(qì)、直流放大(dà)器、霍(huò)爾乘法器等組成，最後輸出信号電(diàn)流爲
 
式(shì)中(zhōng):i0爲輸(shū)出信(xìn)号電流;k爲(wèi)儀表常數(shù)。
2灌漿(jiāng)工程中emf的(de)使用(yòng)
　　圖2所(suǒ)示是灌漿過(guò)程的主(zhǔ)要工(gōng)藝流程，爲在施(shī)工中(zhōng)進行有效(xiào)的控制(zhì)，需對施工過(guò)程(chéng)中的水(shuǐ)和水泥(ní)漿液進(jìn)行計(jì)量和控制(zhì)。
 
　　鑽孔、洗(xǐ)孔(kǒng):灌漿施工(gōng)首先(xiān)要在岩層中(zhōng)自上而(ér)下分段進.行鑽(zuàn)孔，待單孔(kǒng)終孔(kǒng)，用大量清水洗(xǐ)孔，至回水變清(qīng)，無流(liú)量測量點(diǎn)，故不展開讨論(lùn)。
　　簡易壓水試驗(yàn):洗孔結束(shù)，下孔(kǒng)口管，密封孔口(kǒu)，以設(shè)計要(yào)求的(de)壓力向孔(kǒng)内送(sòng)水，測定其(qí)相應的流量值，并據(jù)此計算(suàn)岩體的透水(shuǐ)率(lǜ)。計算結(jié)果關系到(dào)岩體(tǐ)滲透(tòu)特性的評(píng)價以及灌(guàn)漿成(chéng)果資料整理。這一-測量點是十分重(zhòng)要(yào)和敏感(gǎn)的，正确是(shì)首要指标，水有(yǒu)一-定(dìng)的電導率，滿足emf的測(cè)量要求，需(xū)要重點考(kǎo)慮的是emf的(de)口徑，因爲(wèi)壓水試驗(yàn)和灌漿用的(de)是(shì)相同(tóng)的emf. 灌漿:壓水試(shì)驗後,灌漿(jiāng)泵将(jiāng)一定水(shuǐ)灰比(比如3:1,2:1,1:1,0.81,0.5:1)的水泥漿液(yè)壓送(sòng)到孔(kǒng)中，--部(bù)分進(jìn)入裂隙而(ér)擴散,餘下的漿液經回漿(jiāng)管返(fǎn)出孔(kǒng)外,流回到漿液(yè)攪(jiǎo)拌(bàn)機中(zhōng),在規定的壓力(lì)下,當注入率不(bú)大于0.4l/min時,繼續灌(guàn)注30min;或(huò)不(bú)大(dà)于1l/min,繼續灌注(zhù)60min,灌(guàn)漿可以結(jié)束。每台鑽(zuàn)孔設備(bèi)都需要兩台emf分(fèn)别記(jì)錄(lù)進、返漿流(liú)量,灌漿量就等于進(jìn)漿量減去返漿(jiāng)量,現(xiàn)場(chǎng)管線與(yǔ)emf安裝(zhuāng)布置(zhì)見圖(tú)3。
 
　　由于現場(chǎng)灌漿(jiāng)泵泵量(liàng)多爲6m³/h(100l/min),故emf的量(liàng)程(chéng)選爲100l/min,由(yóu)emf的測量原(yuán)理可(kě)知[4],其(qí)流速的下(xià)限由.同(tóng)噪(zào)聲或(huò)偏移(yí)的(de)信噪比(bǐ)s/n(信号(hào)與噪聲)來(lái)決定(dìng)，上限(xiàn)則由(yóu)測量管内襯(chèn)裏的磨(mó)損和(hé)配管(guǎn)的經(jīng)濟速度等(děng)來決定印。由于(yú)水泥(ní)漿液中帶(dài)有水(shuǐ)泥固體顆(kē)粒,考慮到(dào)對emf襯裏和(hé)電(diàn)極的磨(mó)損，選用(yòng)流速≤5m/s,另(lìng)一方(fāng)面水泥漿(jiāng)液又具有易粘附、沉(chén)澱(diàn)、結垢的(de)特性,故emf測(cè)量管内的流速應不低于0.5m/s,以起(qǐ)到對(duì)電極(jí)和内襯(chèn)的自清掃作(zuò)用。一(yī)般當(dāng)測量(liàng)管内(nèi)實際(jì)流速(sù)<0.1m/s時,感(gǎn)應電動(dòng)勢(shì)已變(biàn)得十(shí)分(fèn)微弱(零(líng)點幾μv~幾μv),此時噪聲.的(de)影響(xiǎng)逐步(bù)變爲主(zhǔ)導,甚至淹沒信号電動(dòng)勢4],由(yóu)流速(sù)與相(xiàng)對誤差的(de)關系(xì)圖(圖(tú)4)可知，爲了(le)保證(zhèng)儀(yí)表(biǎo)的檢(jiǎn)測(cè)精(jīng)度,流速應(yīng)大于0.5m/s.故推薦(jiàn)使用流速(sù)範圍爲(wèi)0.5~5m/s.
 
　　灌漿施工時吸漿量(liàng)大小一般(bān)在0~100l/min,進、返漿,上emf相應的流(liú)量範圍(wéi)爲30~100l/min,從流量、流速(sù)與口徑(jìng)三者關(guān)系表(biǎo)(表1)可知:emf口(kǒu)徑選(xuǎn)擇dn25比較合(hé)适。dn25的(de)測(cè)量範圍是14.72~147.18l/min,同(tóng)時dn25和(hé)現場灌漿管(guǎn)道口徑(jìng)一緻,配套安裝(zhuāng)時,不需要(yào)變徑(jìng)。同時emf的時(shí)間(jiān)常(cháng)數也應該(gāi)設置(zhì)小一些,一般在(zài)1~3s,以提(tí)高測量的靈敏度(dù)。
 
　　封(fēng)孔:待(dài)灌漿結束後,按(àn)照施(shī)工技術要求壓漿封孔,無流量(liàng)測(cè)量點,故(gù)不展開讨(tǎo)論。
3應(yīng)用注(zhù)意事(shì)項
3.1施(shī)工工藝的(de)影響(xiǎng)與處理(lǐ)
　　按照循(xún)環灌漿的(de)原理,返(fǎn)回漿液要流(liú)回攪拌桶,采(cǎi)用2台emf分(fèn)别計量進(jìn)返漿(jiāng)管(guǎn)道中漿(jiāng)液的(de)流(liú)量(如圖(tú)3所示)。然而.有些(xiē)用戶(hù)去掉返漿(jiāng)管上的emf,返漿管(guǎn)通過(guò)一個三通(tōng)直接(jiē)接在(zài)emf下遊的進漿管(guǎn)上,返(fǎn)回漿液不返回攪拌桶,采(cǎi)用一(yī)台emf測量(liàng)灌漿量'5],其結果(guǒ)在岩層吸漿(jiāng)量很(hěn)小和灌漿(jiāng)結束階段(duàn),漿液(yè)流(liú)過emf的流(liú)速很(hěn)小(xiǎo),遠低于(yú)bmf的流(liú)速下(xià)限,信噪比s/n很小,測量(liàng)誤差高達50%,無(wú)法正确(què)計量(liàng)。
3.2測量(liàng)管道(dào)内附(fù)漿量的影(yǐng)響與處理(lǐ)
　　每次(cì)灌漿(jiāng)結束後,要及時清除(chú)emf測量管(guǎn)内(nèi)的殘(cán)餘漿(jiāng)液，否則水泥漿(jiāng)液(yè)易在測(cè)量管(guǎn)道内産生(shēng)不同程度的膠結,甚至(zhì)堵塞emf測量管和(hé)相(xiàng)接的(de)灌漿管道。emf測量(liàng)管内(nèi)的(de)附着層會引(yǐn)起附加相(xiàng)對誤差△Ɛ,實踐證(zhèng)明其(qí)引起的誤(wù)差是(shì)很(hěn)大(dà)的,假定其(qí)厚度相同(tóng)△ε由式(5)計(jì)算'6]:
 
　　水泥(ní)顆粒的σɷ和(hé)水泥(ní)漿液(yè)σf相差很大(dà),因爲附着水泥(ní)層電導率極低(dī),當附(fù)着物有(yǒu)一(yī)-定厚度時(shí)△Ɛ會比較大。
3.3介(jiè)質(zhì)中氣(qì)泡的影響與處(chù)理
　　因工藝或介(jiè)質本身的(de)原因,所測(cè)液體常含(hán)--些氣泡(pào)。emf屬于流(liú)速型(xíng)的流量方式,氣(qì)泡在(zài)管道(dào)圓截(jié)面(miàn)中所占(zhàn)據的面積(jī)百分率,幾(jǐ)乎就(jiù)等同(tóng)于氣(qì)泡(pào)對(duì)流量測(cè)量的影(yǐng)響量(liàng)[5]。此外由于氣泡(pào)經過電極表面(miàn)存在(zài)一個摩擦(cā)過程,由此會産(chǎn)生尖峰脈沖幹(gàn)擾電(diàn)勢,其值遠(yuǎn)大于正常(cháng)的流(liú)量信号。通常電磁流量轉換器無法(fǎ)有效地處(chù)理如此的幹擾,輕者導緻(zhì)測量(liàng)值不穩(wěn)定(dìng),嚴重(zhòng)時儀表根本無(wú)法工作,--些(xiē)缺乏(fá)經驗的用(yòng)戶僅(jǐn)從工藝的(de)要求(qiú)出發,對(duì)emf的安裝(zhuāng)位置(zhì)沒有考慮(lǜ)防(fáng)止氣(qì)泡的産(chǎn)生,例如(rú)有些(xiē)用(yòng)戶把emf安裝(zhuāng)在灌(guàn)漿泵(bèng)的(de)吸入端(duān),吸入(rù)端(duān)的(de)漿液(yè)中常會(huì)混入成(chéng)泡狀流(liú)的(de)小氣(qì)泡,故emf一般(bān)要安(ān)裝在泵的排出(chū)端。emf最好(hǎo)垂直安(ān)裝,漿液自下而(ér)上流動(dòng)。水(shuǐ)平安裝時要使電極軸線平(píng)行于地(dì)平線(xiàn),不要垂直(zhí)于地平線(xiàn),因爲(wèi)處于(yú)底部(bù)的(de)電(diàn)極易(yì)被沉(chén)積物覆蓋(gài),頂部電極易被液體(tǐ)中偶(ǒu)存氣泡擦過遮(zhē)住電極表(biǎo)面(miàn)。
3.4惡劣施(shī)工現場環(huán)境的影響(xiǎng)與處(chù)理
　　灌(guàn)漿施工現(xiàn)場(chǎng)的(de)環境(jìng)大部(bù)分時(shí)間比較惡(è)劣,例如(rú)高(gāo)溫、潮(cháo)濕高灰塵等,如果emf外殼(ké)的密封不良(liáng),諸如(rú)接線(xiàn)盒,以(yǐ)及一(yī)些非焊接氣密封結構的外殼,時間長了(le)冷凝水和(hé)灰塵(chén)容易積聚(jù)在emf的(de)接線(xiàn)盒(hé)中(zhōng)，或透過密(mì)封不良的結(jié)合面滲(shèn)入emf殼體中(zhōng),由于emf的(de)流量信号極(jí)其微(wēi)弱(通(tōng)常是幾ma),冷凝水(shuǐ)和灰(huī)塵的存在(zài),直接(jiē)的後(hòu)果是導緻(zhì)emf轉換器輸(shū)入回(huí)路阻抗下降，衰(shuāi)減了欲輸往放大器的(de)流量信(xìn)号;或者是(shì)破壞(huài)勵磁回路和信(xìn)号回路的(de)絕緣,将高(gāo)達幾十v的勵磁電壓(yā)引入(rù)到低(dī)電勢的信号回路中(zhōng),造成emf的嚴重故障。爲(wèi)了避免(miǎn)此(cǐ)類故(gù)障的發生(shēng),可在(zài)接線盒(hé)中灌注絕(jué)緣材料,在維(wéi)修和調(diào)試emf的時候一(yī)-定要避免(miǎn)進水,保持接線(xiàn)盒内的幹燥與幹淨,使用中一定要避(bì)免浸泡(pào)在水(shuǐ)或漿液中。
4結束語
　　目前我(wǒ)國處(chù)于一(yī)個水(shuǐ)電開發的(de)水泥(ní)灌漿量(liàng)非(fēi)常大，動态正确的計(jì)量水泥(ní)灌(guàn)漿量(liàng)至關重要,電磁(cí)emf以其優點(diǎn)成爲(wèi)灌漿工程流(liú)量(liàng)測量的(de)儀(yí)器。在(zài)全國的許多大(dà)、中型(xíng)水電(diàn)工程(chéng)中取得(dé)了(le)很好(hǎo)的使用效果。

以上内(nèi)容(róng)源于網(wǎng)絡，如有侵權聯(lián)系即(jí)删除!