摘要:歸(guī)納了灌(guàn)漿工程(chéng)對流量(liàng)儀表的(de)要求和(he)電磁流(liú)量計 的(de)适應性(xìng);闡述了(le)灌漿過(guò)程的主(zhǔ)要工藝(yì),如壓水(shuǐ)試驗♉,灌(guàn)漿⁉️等對(dui)流量儀(yí)表的要(yao)求;提示(shì)應用中(zhōng)需注意(yi)的事項(xiang),如操作(zuo)工藝的(de)影響,流(liú)量計測(cè)量管内(nèi)附漿量(liang)的影響(xiǎng)，介質✨中(zhōng)氣泡的(de)影響⁉️以(yi)及潮濕(shi)和高灰(hui)塵的環(huán)境引起(qǐ)的故障(zhàng)♊等。
0引言(yan)
　　目前我(wǒ)國在建(jiàn)的大中(zhong)型水電(dian)站有幾(ji)十個,正(zhèng)處在-一(yī)㊙️個水利(li)水⚽電建(jiàn)設的新(xīn)高潮,灌(guàn)漿技術(shù)是水電(diàn)建築物(wu)地基處(chu)理常用(yong)的和🌈重(zhòng)要的工(gong)程措施(shi),水泥的(de)灌漿量(liàng)💔非常大(da),例如貴(guì)州省構(gou)皮灘水(shui)電站帷(wéi)幕灌漿(jiang)323km,固結灌(guàn)漿418.9km,回填(tian)灌漿135.4km,綜(zōng)合考慮(lü)行業的(de)特殊性(xìng)以及不(bú)同對象(xiang)儀表在(zài)使用⛱️、維(wéi)護和施(shi)工⁉️工藝(yi)的具體(tǐ)🔴要求及(ji)正确選(xuan)用,這是(shi)保證施(shi)工質量(liàng)和儀表(biǎo)本體正(zhèng)确安全(quan)運行極(ji)其重要(yào)的工作(zuo)内💞容,對(dui)日後的(de)實🛀🏻際工(gong)作将帶(dài)來很大(dà)的好處(chu)。
　　灌漿行(háng)業施工(gōng)工藝中(zhong)的漿液(ye)和水的(de)流量測(cè)量非常(chang)重🏃🏻要,特(te)别是所(suo)使用的(de)液體流(liú)量檢測(ce)儀表,與(yu)一☎️般企(qǐ)😘業有所(suǒ)不🚩同,有(yǒu)其特殊(shu)要求,例(li)如要便(biàn)于頻繁(fán)清洗和(he)承受高(gāo)‼️速漿液(ye)㊙️中顆粒(li)的摩擦(ca)和惡劣(lie)環境等(deng),具體如(ru)下:
(1)傳感(gan)器測量(liàng)回路簡(jian)單，沒有(yǒu)阻流件(jiàn)和容易(yi)滞流介(jiè)質的部(bu)🥰位;
(2)與介(jie)質接觸(chù)部件材(cai)料能承(cheng)受水泥(ní)漿液中(zhong)固相顆(kē)粒高📞流(liú)🤩速時的(de)摩擦力(lì)與化學(xué)漿液的(de)腐蝕作(zuo)用;
(3)具有(you)快速的(de)響應性(xing)能和較(jiào)高的測(cè)量精度(du);
(3)能适應(yīng)現場高(gāo)溫、潮濕(shī)、高灰塵(chén)的惡劣(liè)施工環(huan)境。
　　在衆(zhong)多液體(ti)流量儀(yi)器産品(pǐn)中,電磁(cí)EMF具有測(ce)量不受(shou)流體溫(wēn)💰度🈚、壓力(lì)、密度、黏(nian)度的影(ying)響、電磁(ci)流量計(ji)内部直(zhí)通光滑(huá)、.直接進(jin)行電測(ce)量,響應(ying)速度快(kuài)、檢測部(bù)無運動(dong)部件,不(bu)會🆚發生(sheng)滴漏現(xian)象、計量(liang)精度高(gāo)、内襯可(kě)采用聚(jù)四氟乙(yi)烯塑料(liao)和氧化(hua)鋁陶瓷(cí),具有很(hěn)強的💃抗(kàng)腐蝕性(xìng)等📐優點(dian)(3]，近年來(lái)已成爲(wei)灌漿工(gong)程流量(liàng)測量的(de)首選儀(yí)器。
1工作(zuo)原理
　　電(dian)磁流量(liàng)計(以下(xia)簡稱EMF)的(de)工作原(yuán)理(見圖(tú)1)是基于(yu)法拉第(dì)電磁感(gan)應定律(lü)。被測介(jiè)質垂直(zhi)于磁力(lì)線方向(xiang)流動,因(yin)而與介(jiè)💁質流動(dong)和磁力(lì)線都垂(chuí)直的方(fāng)向上💋産(chan)生一✂️感(gan)應電動(dong)勢E
 
　　由此可(kě)見，感應(yīng)電動勢(shì)E與被測(ce)介質流(liú)量Q成正(zheng)比。與🌍磁(ci)感應強(qiang)度B和測(cè)量内徑(jing)D有關，而(ér)與其他(tā)物理參(can)數的變(biàn)化無關(guan)。測量系(xì)統的變(bian)送器輸(shu)出E是一(yi)個微弱(ruo)⚽的交變(biàn)信号，其(qi)中包含(han)各種幹(gan)❗擾成分(fen)，且信号(hào)内阻💛變(bian)化高達(da)幾萬Ω,因(yīn)此要求(qiu)轉換器(qi)是一個(ge)🌍高輸入(rù)阻抗，且(qiě)能抑制(zhì)♉各種幹(gan)擾成分(fèn)的交流(liú)mV轉換器(qì)。将感應(ying)電動勢(shì)轉換成(chéng)4~20mA的統--信(xin)号。轉換(huàn)🙇‍♀️器有高(gao)輸入阻(zu)抗差動(dong)放大器(qì)、主放大(dà)器、正交(jiāo)幹擾抑(yi)制器、相(xiàng)敏檢波(bō)器、直流(liu)放大器(qì)、霍爾乘(cheng)🔆法器等(deng)組成，最(zui)後輸出(chu)信号電(diàn)流爲
 
式(shì)中:I0爲輸(shū)出信号(hào)電流;K爲(wei)儀表常(chang)數。
2灌漿(jiāng)工程中(zhong)EMF的使用(yong)
　　圖2所示(shì)是灌漿(jiang)過程的(de)主要工(gong)藝流程(cheng)，爲在施(shi)工中🈲進(jìn)行有效(xiào)的控制(zhi)，需對施(shi)工過程(cheng)中的水(shui)和水泥(ní)漿液進(jìn)行計量(liàng)和💋控制(zhi)。
 
　　鑽孔、洗(xǐ)孔:灌漿(jiang)施工首(shǒu)先要在(zài)岩層中(zhōng)自上而(ér)下分段(duàn)進.行鑽(zuàn)孔，待單(dan)孔終孔(kong)，用大量(liàng)清水洗(xi)孔，至回(huí)水變清(qing)，無流量(liàng)測♍量點(dian)，故不展(zhan)開讨論(lun)。
　　簡易壓(ya)水試驗(yàn):洗孔結(jie)束，下孔(kǒng)口管，密(mi)封孔口(kǒu)，以設計(jì)🙇‍♀️要求的(de)壓力向(xiàng)孔内送(song)水，測定(ding)其相應(ying)的流量(liàng)值，并據(ju)此計算(suan)岩體的(de)💋透水🙇‍♀️率(lü)。計算結(jié)果關系(xì)到岩體(ti)滲透特(te)🎯性的評(píng)價以及(ji)灌漿成(cheng)💃果資料(liào)整理。這(zhè)一-測量(liang)點是十(shi)分重要(yao)和敏感(gǎn)的，正确(què)是首要(yao)指标，水(shui)有一-定(ding)的電導(dao)率，滿足(zú)EMF的測量(liàng)要求，需(xū)要重點(diǎn)考慮的(de)😘是EMF的口(kou)徑，因爲(wèi)壓水試(shi)驗和灌(guàn)☔漿用的(de)是相同(tong)的EMF. 灌漿(jiang):壓水試(shi)驗後,灌(guan)漿泵将(jiāng)一定水(shuǐ)灰比(比(bi)如3:1,2:1,1:1,0.81,0.5:1)的水(shui)泥漿🎯液(yè)壓送到(dào)孔中，--部(bu)分進入(rù)裂隙而(er)擴散,餘(yú)下的漿(jiang)液經回(hui)漿🌈管返(fǎn)出孔外(wài)🌂,流回到(dao)漿液攪(jiǎo)拌機中(zhong),在規定(dìng)的壓力(li)下,當注(zhù)入率不(bu)大于0.4L/min時(shi),繼續灌(guan)注30min;或不(bú)大👣于1L/min,繼(jì)續灌注(zhù)60min,灌漿可(ke)以結👈束(shu)。每台鑽(zuàn)孔設備(bèi)都需要(yào)兩台✌️EMF分(fen)别記錄(lù)進、返漿(jiāng)流量,灌(guan)漿量就(jiù)等于進(jin)漿量減(jian)去返漿(jiāng)量,現場(chang)管線與(yu)EMF安裝布(bù)🌈置見🌍圖(tú)⭐3。
 
　　由于現(xiàn)場灌漿(jiāng)泵泵量(liang)多爲6m³/h(100L/min),故(gù)EMF的量程(chéng)選爲100L/min,由(you)EMF的測量(liàng)原理可(kě)知[4],其流(liu)速的下(xià)限由.同(tong)噪聲或(huò)偏移的(de)信噪比(bi)S/N(信号與(yu)噪聲)來(lai)決定，上(shàng)限則由(you)測量管(guan)内襯裏(li)的磨損(sun)🔴和配管(guǎn)🐆的經濟(jì)速度等(deng)來決定(ding)印。由于(yu)水泥漿(jiāng)液中帶(dài)有水泥(ní)固體顆(kē)粒,考慮(lǜ)到對EMF襯(chen)裏和電(dian)極的磨(mó)損，選用(yong)流速≤5m/s,另(ling)一方面(miàn)水泥漿(jiang)液又具(jù)有易粘(zhan)💃附、沉澱(diàn)、結垢的(de)特性,故(gù)EMF測量管(guan)内的流(liú)速應不(bú)🌈低于🔅0.5m/s,以(yi)起到對(dui)電極和(hé)内襯的(de)自清掃(sao)作用。一(yi)般當測(ce)量🆚管内(nèi)實際流(liú)速<0.1m/s時,感(gǎn)🔱應電動(dòng)勢已變(bian)得十😄分(fen)微弱(零(ling)點幾μV~幾(jǐ)μV),此時噪(zao)聲.的影(ying)響逐步(bu)變爲主(zhǔ)導,甚至(zhì)淹沒信(xin)号電動(dong)勢4],由流(liú)速與相(xiàng)對誤差(cha)的關系(xì)圖(圖4)可(kě)知💰，爲了(le)保證儀(yí)表的檢(jian)測精🔴度(dù),流速應(yīng)大于0.5m/s.故(gu)推薦使(shi)🔱用流速(su)範圍爲(wèi)0.5~5m/s.
 
　　灌漿施(shī)工時吸(xi)漿量大(dà)小一般(ban)在0~100L/min,進、返(fan)漿,上EMF相(xiang)應的流(liu)量範圍(wei)爲30~100L/min,從流(liú)量、流速(sù)與口徑(jìng)三者關(guān)系表(表(biǎo)1)可知:EMF口(kǒu)徑選擇(ze)DN25比較合(he)适。DN25的測(ce)量範圍(wei)是14.72~147.18L/min,同時(shi)DN25和現場(chǎng)灌漿管(guǎn)道口徑(jìng)一緻,配(pei)📧套安裝(zhuang)時,不需(xu)要變徑(jìng)。同時EMF的(de)時間常(cháng)數也應(ying)該設置(zhì)小一些(xiē),一般在(zài)♉1~3s,以提高(gao)測♋量的(de)靈敏度(dù)。
 
　　封孔:待(dai)灌漿結(jié)束後,按(an)照施工(gong)技術要(yào)求壓漿(jiāng)封孔,無(wú)流量測(cè)量🧡點,故(gù)不展開(kāi)讨論。
3應(yīng)用注意(yi)事項
3.1施(shi)工工藝(yì)的影響(xiang)與處理(li)
　　按照循(xún)環灌漿(jiang)的原理(li),返回漿(jiang)液要流(liú)回攪拌(ban)桶,采用(yòng)2台🤞EMF分别(bie)計🔱量進(jin)返漿管(guan)道中漿(jiang)液的流(liu)量(如圖(tú)3所♻️示)。然(rán)而.有些(xiē)用戶去(qu)掉返漿(jiang)管上的(de)EMF,返漿管(guan)通過一(yi)個三通(tong)直接接(jiē)在EMF下遊(yóu)的進漿(jiang)🏃🏻管上,返(fan)回漿液(ye)不返回(hui)攪拌桶(tong),采用一(yi)台EMF測量(liang)灌漿量(liàng)'5],其結果(guǒ)在岩層(céng)吸漿量(liang)很小和(he)❌灌漿結(jié)束階段(duàn),漿液流(liú)過EMF的流(liu)速很小(xiao)😍,遠低于(yú)BMF的流速(su)下限,信(xìn)噪比S/N很(hen)小,測量(liang)誤差高(gāo)達50%,無法(fa)正确計(ji)量。
3.2測量(liang)管道内(nei)附漿量(liàng)的影響(xiang)與處理(lǐ)
　　每次灌(guan)漿結束(shu)後,要及(ji)時清除(chú)EMF測量管(guan)内的殘(cán)餘漿液(ye)，否則水(shui)😘泥♍漿液(yè)易在測(cè)量管道(dao)内産生(sheng)不同程(cheng)度的膠(jiao)結,甚至(zhì)堵塞EMF測(cè)量管和(hé)相接的(de)灌漿管(guan)道。EMF測量(liang)管内的(de)附着層(céng)會引起(qi)附加相(xiàng)對誤差(chà)△Ɛ,實踐證(zheng)明其引(yin)起的誤(wu)差是很(hěn)大的,假(jia)定其厚(hou)度相同(tóng)△ε由式(5)計(ji)算👈'6]:
 
　　水泥(ní)顆粒的(de)σɷ和水泥(ni)漿液σf相(xiàng)差很大(dà),因爲附(fu)着水泥(ní)層🐇電✍️導(dao)率極低(di),當附着(zhe)物有一(yi)-定厚度(du)時△Ɛ會比(bǐ)較大。
3.3介(jiè)質中氣(qì)泡的影(ying)響與處(chù)理
　　因工(gōng)藝或介(jie)質本身(shen)的原因(yīn),所測液(ye)體常含(han)--些氣泡(pao)。EMF屬于✍️流(liú)速☀️型🔴的(de)流量方(fāng)式,氣泡(pào)在管道(dào)圓截面(miàn)中所🤟占(zhàn)據的面(miàn)💋積百分(fen)率💘,幾乎(hū)就等同(tong)于氣泡(pao)對流量(liàng)測量的(de)影🔞響量(liàng)[5]。此外由(yóu)于氣泡(pao)經過電(dian)極🌈表面(mian)存在一(yī)個摩擦(cā)過程,由(you)此會産(chan)生尖峰(fēng)🤞脈沖幹(gan)擾🔅電勢(shi),其值☂️遠(yuǎn)大于正(zheng)常的流(liú)量信号(hào)。通常電(dian)磁流🥵量(liang)轉換器(qì)無法有(yǒu)效地處(chù)理如此(ci)的幹擾(rao),輕者導(dao)緻測量(liang)值🤞不穩(wěn)定,嚴重(zhong)時儀表(biǎo)根本無(wú)法工作(zuò),--些缺乏(fa)經驗的(de)用戶僅(jǐn)從工藝(yì)的要求(qiu)出⭕發,對(duì)EMF的安裝(zhuang)位置沒(méi)有考慮(lü)防止氣(qi)泡的♻️産(chan)生,例如(rú)有些用(yòng)戶把EMF安(an)裝在灌(guàn)漿泵的(de)吸入端(duān),吸入端(duan)的漿液(yè)中常會(huì)混入成(chéng)泡狀流(liú)的小⭐氣(qi)泡,故EMF一(yi)般要安(ān)裝在泵(bèng)的排出(chu)端。EMF最好(hǎo)垂直安(ān)裝,漿液(ye)自下而(ér)上流動(dong)。水平安(ān)裝時要(yào)使電極(jí)軸線平(ping)行于地(dì)平☎️線,不(bu)要垂直(zhí)于地平(píng)線,因爲(wei)處于底(dǐ)部的電(diàn)極易被(bèi)沉積💔物(wù)覆蓋,頂(ding)部電極(ji)易被液(yè)體中偶(ǒu)存氣泡(pao)擦過遮(zhe)住電極(ji)表面。
3.4惡(è)劣施工(gong)現場環(huán)境的影(yǐng)響與處(chù)理
　　灌漿(jiāng)施工現(xian)場的環(huan)境大部(bù)分時間(jian)比較惡(è)劣,例如(rú)高溫、潮(chao)濕🌈高灰(huī)塵等,如(ru)果EMF外殼(ké)的密封(fēng)不良,諸(zhū)如接線(xiàn)盒,以及(jí)一些非(fēi)焊🤩接氣(qì)密封結(jié)構的外(wài)殼,時間(jian)長了冷(lěng)凝水和(hé)灰塵容(rong)易積聚(jù)在🚶EMF的接(jiē)線盒中(zhōng)，或透過(guò)密封不(bu)良的結(jié)合面滲(shèn)入EMF殼體(ti)中,由于(yu)EMF的流量(liàng)信号極(jí)其微弱(ruò)(通常是(shì)幾mA),冷凝(níng)水和灰(huī)塵的存(cun)在,直接(jie)的後果(guo)是導緻(zhì)🈲EMF轉♊換器(qì)輸入回(huí)路阻抗(kàng)下降，衰(shuāi)減了欲(yu)✔️輸往放(fang)大器的(de)流量信(xin)号;或者(zhě)是破🐕壞(huai)勵磁回(hui)路和信(xin)号回路(lù)的絕緣(yuan),将🛀高達(dá)幾十V的(de)勵磁電(diàn)壓引入(ru)到低電(diàn)勢的信(xin)号回路(lù)中,造成(chéng)EMF的嚴重(zhong)故障。爲(wèi)了🔴避免(mian)此類故(gu)障的發(fā)生,可在(zài)接線盒(he)中灌注(zhù)絕緣材(cai)料,在維(wei)修和調(diào)試🐆EMF的時(shí)候一-定(ding)要避免(mian)進水,保(bao)持接線(xiàn)盒内的(de)♻️幹燥與(yǔ)幹淨,使(shi)用中一(yi)定要避(bi)免浸泡(pao)在水或(huò)漿液中(zhong)。
4結束語(yǔ)
　　目前我(wo)國處于(yu)一個水(shuǐ)電開發(fā)的水泥(ní)灌漿量(liàng)非常大(da)，動态正(zheng)👌确的計(ji)量水泥(ní)灌漿量(liàng)至關重(zhong)要,電磁(ci)EMF以其優(you)😍點成爲(wei)灌漿工(gong)程流量(liang)測量的(de)儀器。在(zai)全國的(de)許多大(dà)、中型水(shuǐ)電工程(cheng)中取得(dé)📧了很好(hao)㊙️的使用(yong)效果。

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