摘(zhāi)要:歸納了灌(guan)漿工程對流(liú)量儀表的要(yao)求和電磁流(liu)量計 的适應(ying)性;闡述了灌(guàn)漿過程的主(zhu)要工藝,如壓(yā)水試♍驗🔞,灌漿(jiang)等對🤩流量儀(yí)表的要求;提(tí)示應用中需(xū)注意的事項(xiang),如🥵操作工藝(yì)的影💁響,流量(liàng)計測量管内(nèi)附漿量的影(yǐng)響，介質中氣(qì)泡的影響💘以(yǐ)及潮👄濕和高(gao)灰塵的環境(jing)引起的故障(zhàng)等。
0引言
　　目前(qian)我國在建的(de)大中型水電(diàn)站有幾十個(gè),正處在-一個(ge)水🈲利水電建(jian)設的新高潮(chao),灌漿技術是(shi)水電建✔️築物(wu)地基處理常(cháng)用的和🐆重要(yao)的工程措施(shī),水泥的灌漿(jiāng)量非常大🚶‍♀️,例(lì)如貴州省構(gou)皮灘水㊙️電站(zhàn)帷幕灌漿323km,固(gu)結灌漿418.9km,回填(tián)灌漿135.4km,綜合考(kǎo)慮行業的特(te)殊性以及不(bu)同對象儀表(biǎo)在使用、維護(hù)和施工工藝(yì)的具體💔要求(qiu)及正确選用(yong),這是保證施(shi)工質量和儀(yi)表❌本體正确(què)安全運行極(jí)其重要的工(gong)作内🧑🏾‍🤝‍🧑🏼容,對日(rì)後的實🌈際工(gong)作将帶來很(hěn)大🌈的好處。
　　灌(guàn)漿行業施工(gong)工藝中的漿(jiāng)液和水的流(liu)量測量非常(cháng)重要,特别是(shì)所使用的液(ye)體流量檢測(cè)儀表,與一❓般(ban)企業有所不(bú)同,有其特殊(shu)要求,例如要(yào)便于頻繁清(qīng)洗和承受高(gāo)速漿液中顆(ke)粒的摩擦和(he)惡劣環境等(deng),具體如下:
(1)傳(chuan)感器測量回(huí)路簡單，沒有(you)阻流件和容(róng)易滞流介質(zhì)的部位;
(2)與介(jiè)質接觸部件(jian)材料能承受(shou)水泥漿液中(zhōng)固相顆粒高(gao)流速時的摩(mo)擦力與化學(xué)漿液的腐蝕(shi)作用;
(3)具有快(kuài)速的響應性(xìng)能和較高的(de)測量精度;
(3)能(neng)适應現場高(gao)溫、潮濕、高灰(hui)塵的惡劣施(shī)工環境。
　　在衆(zhōng)多液體流量(liàng)儀器産品中(zhōng),電磁EMF具有測(ce)量不受流體(tǐ)溫㊙️度、壓力、密(mi)度、黏度的影(ying)響、電磁流量(liàng)計内部直通(tong)光滑✨、.直接進(jìn)行🌈電測❤️量,響(xiang)應速度快、檢(jiǎn)測部無運動(dong)部🈲件,不會發(fā)生滴漏現象(xiàng)🔴、計量精度高(gāo)、内襯可采用(yong)聚四氟乙烯(xi)塑✍️料和氧化(huà)鋁陶瓷,具有(yǒu)很強的抗腐(fǔ)蝕性等優點(dian)(3]，近年來已成(cheng)爲灌漿工程(chéng)流量測🔱量的(de)首選儀器。
1工(gōng)作原理
　　電磁(ci)流量計(以下(xia)簡稱EMF)的工作(zuo)原理(見圖1)是(shì)基于法拉㊙️第(di)電磁感應定(dìng)律。被測介質(zhì)垂直于磁力(li)線方向🌐流動(dong),因而與介⭐質(zhì)流☁️動和磁力(lì)線都垂直的(de)方向上産生(shēng)一感應電動(dong)勢E
 
　　由此可(ke)見，感應電動(dong)勢E與被測介(jiè)質流量Q成正(zheng)比。與磁感應(yīng)強🔴度B和測量(liàng)内徑D有關，而(ér)與其他物理(li)參數的變化(hua)無關。測量系(xi)統的變送器(qi)輸出E是一個(gè)微弱的交變(biàn)信号，其中包(bao)含各種幹擾(rao)成分，且信号(hao)内阻變化高(gāo)達📐幾萬Ω,因此(cǐ)要求轉換器(qì)是一個高輸(shū)入阻🏃‍♂️抗，且能(neng)抑制🔱各種幹(gan)擾成分的交(jiāo)流mV轉⛱️換器。将(jiang)感應電動勢(shì)轉換成4~20mA的統(tong)--信号。轉換器(qi)有高輸入阻(zu)抗差動放大(da)器、主放大器(qi)、正交幹擾抑(yì)制🧡器、相敏檢(jiǎn)波器、直流放(fàng)大器、霍爾乘(chéng)🔆法器等組成(chéng)，最後輸出信(xin)号電流爲
 
式(shì)中:I0爲輸出信(xin)号電流;K爲儀(yi)表常數。
2灌漿(jiang)工程中EMF的使(shǐ)用
　　圖2所示是(shì)灌漿過程的(de)主要工藝流(liú)程，爲在施工(gōng)中進行有效(xiào)的🌏控制，需對(dui)施工過程中(zhong)的水和水泥(ní)漿液進行計(ji)🔆量和控制。
 
　　鑽(zuan)孔、洗孔:灌漿(jiang)施工首先要(yao)在岩層中自(zì)上而下分段(duàn)進.行⛷️鑽孔，待(dai)單孔終孔，用(yòng)大量清水洗(xǐ)孔，至回水變(biàn)清，無流🐕量測(cè)量點，故不展(zhan)開讨論。
　　簡易(yì)壓水試驗:洗(xi)孔結束，下孔(kong)口管，密封孔(kong)口，以設計要(yao)求的壓⚽力向(xiàng)孔内送水，測(ce)定其相應的(de)流量值，并據(jù)♻️此計算岩體(tǐ)的透水率。計(ji)算結果關系(xì)到岩體滲透(tou)特性的評價(jià)以及灌漿成(chéng)🏃‍♀️果資料🍓整理(lǐ)。這一-測量點(dian)是十分重要(yao)和敏感的，正(zhèng)确是首要✉️指(zhǐ)标，水有一-定(dìng)的電導♌率，滿(mǎn)足EMF的測量要(yao)求，需要重點(diǎn)考慮的是EMF的(de)口徑，因爲壓(ya)水試驗和灌(guan)漿用的是相(xiang)同的EMF. 灌漿:壓(yā)水試驗後,灌(guàn)漿泵将一定(dìng)水灰♻️比(比如(rú)3:1,2:1,1:1,0.81,0.5:1)的水泥漿液(yè)壓送到孔中(zhong)，--部分進入裂(liè)隙而擴散,餘(yu)下的漿💰液經(jing)回漿管返出(chū)孔外🏃🏻‍♂️,流回到(dao)漿液攪拌機(ji)中,在規定的(de)壓力下,當注(zhu)入率不大于(yú)0.4L/min時,繼續灌注(zhù)30min;或不大于1L/min,繼(ji)續灌注🤞60min,灌漿(jiang)可以結🚶束。每(mei)台鑽孔設備(bèi)都需要兩台(tai)☔EMF分别記錄進(jìn)、返漿流量,灌(guan)漿量就等于(yu)進漿量減去(qù)返漿量,現場(chǎng)管線與EMF安裝(zhuang)布置見圖3。
 
　　由(yóu)于現場灌漿(jiang)泵泵量多爲(wei)6m³/h(100L/min),故EMF的量程選(xuan)爲100L/min,由EMF的測量(liang)原理可知[4],其(qí)流速的下限(xiàn)由.同噪聲或(huo)偏移的信🔆噪(zao)比✨S/N(信号與噪(zào)🙇‍♀️聲)來決定👨‍❤️‍👨，上(shang)限則由測量(liang)管内襯裏的(de)磨損和配管(guǎn)的經濟速度(dù)等來決定印(yìn)。由于水泥漿(jiang)液中帶有水(shuǐ)泥固體顆粒(li),考慮到對EMF襯(chèn)裏和電極☁️的(de)磨損，選用流(liú)速≤5m/s,另一方面(miàn)水泥漿液又(yòu)具有易粘附(fu)、沉澱、結垢💯的(de)特性,故EMF測量(liàng)管🔴内的流速(sù)應不低于0.5m/s,以(yǐ)起到對電極(jí)和内襯的自(zì)清掃作✂️用。一(yī)般當測量管(guan)内實際流速(sù)<0.1m/s時,感應電動(dòng)勢已變得十(shi)🙇‍♀️分微弱(零點(dian)幾μV~幾μV),此時噪(zào)聲.的影響逐(zhú)步變爲主導(dǎo),甚至淹沒信(xìn)号電動勢4],由(yóu)流速與相對(dui)誤差的關系(xi)💋圖(圖4)可知🌍，爲(wèi)了保證儀💜表(biǎo)的檢測精度(du)☀️,流速應大于(yu)0.5m/s.故推薦使用(yong)流🔴速範圍爲(wèi)0.5~5m/s.
 
　　灌漿施工時(shi)吸漿量大小(xiao)一般在0~100L/min,進、返(fǎn)漿,上EMF相應的(de)🌂流量範圍爲(wei)30~100L/min,從流量、流速(sù)與口徑三者(zhě)關系表(表1)可(ke)知:EMF口徑選擇(ze)DN25比較合适。DN25的(de)測量範圍是(shi)14.72~147.18L/min,同時DN25和現場(chang)灌漿管道口(kǒu)徑一緻,配套(tao)安裝時,不需(xū)要變徑。同時(shí)EMF的時間常數(shù)也應該📞設置(zhi)小一些,一般(ban)在1~3s,以提高測(cè)🌐量的靈敏度(du)㊙️。
 
　　封孔:待灌漿(jiang)結束後,按照(zhào)施工技術要(yao)求壓漿封孔(kǒng),無流量🔅測量(liàng)點,故不展開(kāi)讨論。
3應用注(zhù)意事項
3.1施工(gong)工藝的影響(xiang)與處理
　　按照(zhào)循環灌漿的(de)原理,返回漿(jiang)液要流回攪(jiao)拌桶,采用💁2台(tai)EMF分别計量進(jìn)返漿管道中(zhong)漿液的流量(liàng)(如圖3所示)。然(rán)而.有些用戶(hù)去掉返🔱漿管(guan)上的EMF,返漿管(guǎn)通過一個三(san)通直接接在(zài)EMF下遊🔅的進漿(jiāng)管上,返回漿(jiāng)液不返🏃‍♀️回攪(jiǎo)拌桶,采用一(yi)台EMF測量灌漿(jiāng)量'5],其結果在(zài)岩層吸漿量(liàng)很小和灌漿(jiāng)結束階段,漿(jiāng)液流過EMF的流(liu)速很小,遠低(dī)于BMF的流速下(xià)限,信噪比S/N很(hěn)小,測量誤差(chà)高達50%,無法正(zhèng)确計量。
3.2測量(liang)管道内附漿(jiang)量的影響與(yǔ)處理
　　每次灌(guàn)漿結束後,要(yao)及時清除EMF測(cè)量管内的殘(can)餘漿液，否則(zé)水泥💞漿液易(yì)在測量管道(dào)内産生不同(tóng)程度的膠🥵結(jié),甚至堵塞EMF測(cè)量管和相接(jie)的灌漿管道(dao)。EMF測量⛱️管内的(de)附着層♋會引(yin)起附加相⛷️對(dui)誤差△Ɛ,實踐證(zheng)明其引起的(de)誤差是很大(da)的,假定其厚(hou)度相同❤️△ε由式(shi)(5)計算'6]:
 
　　水泥顆(kē)粒的σɷ和水泥(ni)漿液σf相差很(hen)大,因爲附着(zhe)水泥層🤩電㊙️導(dao)率極低,當附(fu)着物有一-定(ding)厚度時△Ɛ會比(bi)較大。
3.3介質中(zhong)氣泡的影響(xiang)與處理
　　因工(gong)藝或介質本(běn)身的原因,所(suǒ)測液體常含(hán)--些氣泡。EMF屬于(yu)🔅流速型的流(liú)量方式,氣泡(pao)在管道圓截(jié)面中所占據(jù)的面積百分(fen)率,幾乎就等(děng)同于氣泡對(duì)流量測✌️量的(de)影響量[5]。此外(wai)由于氣泡經(jing)⁉️過電極表面(miàn)存在一😄個摩(mó)擦過程,由此(cǐ)會🙇🏻産生尖峰(feng)脈沖幹擾電(diàn)勢,其值遠大(dà)于正常的流(liu)量信号。通常(chang)電磁流量轉(zhuǎn)換器無法有(you)效地處理如(ru)此的幹擾,輕(qing)者導緻測量(liàng)值♈不穩🔱定,嚴(yan)重時儀表根(gen)本無法㊙️工作(zuo),--些缺乏經驗(yàn)的用戶僅從(cóng)工藝的要求(qiú)出發,對EMF的安(an)裝位置沒🐅有(you)考慮防🔴止氣(qì)泡的産生,例(lì)如有些用戶(hù)把EMF安裝在灌(guan)漿泵的吸入(ru)端,吸入端的(de)漿液中常會(hui)混入成泡🎯狀(zhuang)流的小氣泡(pào),故EMF一般要安(ān)裝在泵✂️的🥰排(pái)出端。EMF最好垂(chui)直安裝🤟,漿液(ye)自下而上流(liú)動。水平安裝(zhuāng)時要使電極(jí)軸線平行于(yú)地平線,不要(yào)垂直于地平(ping)線,因爲處于(yu)底部的電極(jí)易被沉積物(wu)覆蓋,頂部電(dian)極易被液體(tǐ)中偶存氣泡(pao)擦過遮住電(dian)極表面。
3.4惡劣(lie)施工現場環(huán)境的影響與(yu)處理
　　灌漿施(shī)工現場的環(huán)境大部分時(shi)間比較惡劣(lie),例如高溫、潮(cháo)❓濕高灰塵等(deng),如果EMF外殼的(de)密封不良,諸(zhū)如接線盒,以(yǐ)及一些非焊(hàn)接氣🆚密封結(jie)構的外殼,時(shi)間長了冷凝(ning)水和灰塵容(rong)易積聚在EMF的(de)接線盒中，或(huo)透過密封不(bu)良的結合面(mian)滲入EMF殼體中(zhong),由于EMF的💜流量(liàng)信号極其微(wēi)弱(通常是幾(ji)mA),冷凝水和灰(hui)塵的存在,直(zhí)接的後果是(shi)導緻EMF轉換器(qi)輸入回路阻(zu)抗下降，衰減(jian)了欲輸往放(fàng)大器的流量(liang)信号;或者是(shi)破壞勵磁回(hui)路和信🔴号回(hui)路的絕緣,将(jiang)高達幾十V的(de)勵磁電♊壓引(yin)入到低電勢(shi)的信号回路(lu)中,造成EMF的嚴(yan)重故障。爲了(le)避免🈲此類故(gu)障的發生,可(kě)在接線盒中(zhong)灌注絕緣材(cái)料,在維修和(hé)調試💛EMF的時候(hou)一-定💜要避免(miǎn)進水,保持接(jie)線盒内的幹(gàn)燥與幹淨,使(shǐ)用中一定♉要(yào)避免浸泡在(zài)水或👣漿液中(zhong)。
4結束語
　　目前(qián)我國處于一(yī)個水電開發(fa)的水泥灌漿(jiāng)量非常大，動(dòng)态❗正确的計(ji)量水泥灌漿(jiang)量至關重要(yao),電磁EMF以其優(yōu)點成爲灌漿(jiāng)工程流💃🏻量測(cè)量的儀器。在(zai)全國的許多(duō)大、中型水🌍電(dian)工程中取得(dé)了很好的使(shi)用效果。

以上(shàng)内容源于網(wǎng)絡，如有侵權(quan)聯系即删除(chú)!