摘(zhai)要:歸(gui)納了(le)灌漿(jiang)工程(cheng)對流(liu)量儀(yi)表的(de)要求(qiu)和電(dian)磁流(liu)量計(ji) 的适(shi)應性(xing);闡述(shu)了灌(guan)漿過(guo)程的(de)主要(yao)工藝(yi),如壓(ya)水試(shi)驗,灌(guan)漿等(deng)對流(liu)量儀(yi)表的(de)要求(qiu);提示(shi)應用(yong)中需(xu)注意(yi)的事(shi)項,如(ru)操作(zuo)🏃‍♂️工藝(yi)的影(ying)💃🏻響,流(liu)量計(ji)測量(liang)管内(nei)附漿(jiang)量的(de)影響(xiang)，介質(zhi)中氣(qi)泡的(de)影響(xiang)🙇‍♀️以及(ji)潮濕(shi)和高(gao)灰塵(chen)的環(huan)境引(yin)起的(de)故障(zhang)等。
0引(yin)言
　　目(mu)前我(wo)國在(zai)建的(de)大中(zhong)型水(shui)電站(zhan)有幾(ji)十個(ge),正處(chu)在-一(yi)個水(shui)利水(shui)電建(jian)設的(de)新高(gao)潮,灌(guan)漿技(ji)術是(shi)水電(dian)建築(zhu)物地(di)基處(chu)理📧常(chang)用💁的(de)和重(zhong)要的(de)工程(cheng)措施(shi),水泥(ni)的灌(guan)漿量(liang)非常(chang)大,例(li)如貴(gui)州省(sheng)構皮(pi)灘水(shui)電站(zhan)帷幕(mu)灌漿(jiang)323km,固結(jie)灌漿(jiang)418.9km,回填(tian)灌漿(jiang)135.4km,綜合(he)考慮(lü)行業(ye)的特(te)殊性(xing)以及(ji)不同(tong)對象(xiang)儀表(biao)在使(shi)用、維(wei)護和(he)施工(gong)工藝(yi)的具(ju)體要(yao)求及(ji)正确(que)選用(yong),這是(shi)保證(zheng)施工(gong)質量(liang)和儀(yi)表本(ben)體正(zheng)确安(an)全運(yun)行極(ji)其重(zhong)要的(de)工作(zuo)内容(rong),對日(ri)後的(de)實際(ji)工作(zuo)将帶(dai)來很(hen)大的(de)好處(chu)。
　　灌漿(jiang)行業(ye)施工(gong)工藝(yi)中的(de)漿液(ye)和水(shui)的流(liu)量測(ce)量非(fei)常重(zhong)要,特(te)别是(shi)所使(shi)用的(de)液體(ti)流量(liang)檢測(ce)儀表(biao),與一(yi)般企(qi)業有(you)所不(bu)同,有(you)其特(te)📧殊要(yao)求,例(li)如要(yao)便于(yu)頻繁(fan)清洗(xi)和承(cheng)受高(gao)速漿(jiang)液中(zhong)顆粒(li)的摩(mo)擦和(he)惡劣(lie)環境(jing)等,具(ju)體如(ru)下:
(1)傳(chuan)感器(qi)測量(liang)回路(lu)簡單(dan)，沒有(you)阻流(liu)件和(he)容易(yi)滞流(liu)介質(zhi)的部(bu)位;
(2)與(yu)介質(zhi)接觸(chu)部件(jian)材料(liao)能承(cheng)受水(shui)泥漿(jiang)液中(zhong)固相(xiang)顆粒(li)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻高🆚流(liu)速👨‍❤️‍👨時(shi)🚶‍♀️的摩(mo)擦力(li)與化(hua)學漿(jiang)液的(de)腐蝕(shi)作用(yong);
(3)具有(you)快速(su)的響(xiang)應性(xing)能和(he)較高(gao)的測(ce)量精(jing)度;
(3)能(neng)适應(ying)現場(chang)高溫(wen)、潮濕(shi)、高灰(hui)塵的(de)惡劣(lie)施工(gong)環境(jing)。
　　在衆(zhong)多液(ye)體流(liu)量儀(yi)器産(chan)品中(zhong),電磁(ci)EMF具有(you)測量(liang)不受(shou)流體(ti)🌈溫度(du)🏃🏻‍♂️、壓🚶‍♀️力(li)、密度(du)、黏度(du)的影(ying)響、電(dian)磁流(liu)量計(ji)内部(bu)直通(tong)光滑(hua)、.直接(jie)進行(hang)電測(ce)量,響(xiang)應速(su)度快(kuai)、檢測(ce)部無(wu)🏃🏻運動(dong)部件(jian),不會(hui)發生(sheng)滴漏(lou)現象(xiang)、計量(liang)精度(du)高、内(nei)襯可(ke)🌈采用(yong)聚四(si)氟乙(yi)烯塑(su)料和(he)氧化(hua)鋁陶(tao)瓷,具(ju)⭕有很(hen)強的(de)抗腐(fu)蝕性(xing)等優(you)點(3]，近(jin)年來(lai)已成(cheng)爲灌(guan)漿工(gong)程流(liu)量測(ce)量的(de)首選(xuan)儀器(qi)。
1工作(zuo)原理(li)
　　電磁(ci)流量(liang)計(以(yi)下簡(jian)稱EMF)的(de)工作(zuo)原理(li)(見圖(tu)1)是基(ji)于法(fa)拉第(di)電☂️磁(ci)感應(ying)定律(lü)。被測(ce)介質(zhi)垂直(zhi)于磁(ci)力線(xian)方向(xiang)流動(dong),因而(er)與介(jie)質流(liu)動和(he)磁力(li)線都(dou)垂直(zhi)的方(fang)向上(shang)産生(sheng)一感(gan)應電(dian)動勢(shi)E
 
　　由(you)此可(ke)見，感(gan)應電(dian)動勢(shi)E與被(bei)測介(jie)質流(liu)量Q成(cheng)正比(bi)。與磁(ci)感應(ying)強度(du)B和測(ce)量内(nei)徑D有(you)關，而(er)與其(qi)他物(wu)理參(can)數的(de)變化(hua)無關(guan)。測量(liang)系統(tong)的變(bian)送器(qi)輸出(chu)E是一(yi)個微(wei)弱的(de)交變(bian)信号(hao)，其‼️中(zhong)包含(han)☔各種(zhong)幹擾(rao)成分(fen)💚，且信(xin)号内(nei)阻變(bian)化高(gao)達幾(ji)萬Ω,因(yin)此要(yao)求轉(zhuan)換器(qi)是一(yi)個高(gao)輸入(ru)阻🔅抗(kang)，且能(neng)抑制(zhi)各種(zhong)幹擾(rao)成分(fen)的交(jiao)流mV轉(zhuan)換器(qi)。将感(gan)應💞電(dian)動勢(shi)轉換(huan)成4~20mA的(de)統--信(xin)号。轉(zhuan)換器(qi)有高(gao)輸入(ru)阻抗(kang)差動(dong)放大(da)器、主(zhu)放大(da)🌈器、正(zheng)交幹(gan)擾抑(yi)制器(qi)、相敏(min)檢波(bo)器、直(zhi)流放(fang)大器(qi)、霍爾(er)乘法(fa)器等(deng)組成(cheng)，最後(hou)輸出(chu)信号(hao)電流(liu)爲
 
式(shi)中:I0爲(wei)輸出(chu)信号(hao)電流(liu);K爲儀(yi)表常(chang)數。
2灌(guan)漿工(gong)程中(zhong)EMF的使(shi)用
　　圖(tu)2所示(shi)是灌(guan)漿過(guo)程的(de)主要(yao)工藝(yi)流程(cheng)，爲在(zai)施工(gong)中進(jin)🈲行有(you)效的(de)控制(zhi)，需對(dui)施工(gong)過程(cheng)中的(de)水和(he)水泥(ni)漿液(ye)進♋行(hang)計量(liang)和🙇🏻控(kong)制。
 
　　鑽(zuan)孔、洗(xi)孔:灌(guan)漿施(shi)工首(shou)先要(yao)在岩(yan)層中(zhong)自上(shang)而下(xia)分⚽段(duan)進👣.行(hang)鑽孔(kong)，待單(dan)孔終(zhong)孔，用(yong)大量(liang)清水(shui)洗孔(kong)，至回(hui)水♈變(bian)清，無(wu)流🐆量(liang)測量(liang)點，故(gu)不展(zhan)開讨(tao)論。
　　簡(jian)易壓(ya)水試(shi)驗:洗(xi)孔結(jie)束，下(xia)孔口(kou)管，密(mi)封孔(kong)口，以(yi)設計(ji)要求(qiu)的壓(ya)力向(xiang)孔内(nei)送水(shui)，測定(ding)其相(xiang)應的(de)流量(liang)值🏃‍♀️，并(bing)據此(ci)計算(suan)岩體(ti)的💜透(tou)水率(lü)。計算(suan)結果(guo)關系(xi)到岩(yan)體滲(shen)透特(te)性的(de)評價(jia)以及(ji)灌漿(jiang)成♊果(guo)資料(liao)♻️整理(li)。這一(yi)-測量(liang)點是(shi)十👨‍❤️‍👨分(fen)重要(yao)和👌敏(min)感的(de)，正确(que)是首(shou)要指(zhi)标，水(shui)有💚一(yi)-定的(de)電導(dao)率，滿(man)足EMF的(de)測量(liang)要求(qiu)，需要(yao)重點(dian)考慮(lü)的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻是(shi)EMF的口(kou)徑，因(yin)爲壓(ya)水試(shi)驗和(he)灌漿(jiang)用的(de)是相(xiang)同的(de)EMF. 灌漿(jiang):壓水(shui)試驗(yan)後,灌(guan)漿泵(beng)将一(yi)定水(shui)灰比(bi)(比如(ru)3:1,2:1,1:1,0.81,0.5:1)的水(shui)泥漿(jiang)🙇🏻液壓(ya)送到(dao)孔中(zhong)，--部分(fen)進入(ru)裂隙(xi)而擴(kuo)散,餘(yu)下的(de)漿❌液(ye)經回(hui)漿管(guan)返出(chu)孔外(wai),流回(hui)到❄️漿(jiang)液攪(jiao)拌機(ji)中,在(zai)規定(ding)的壓(ya)力下(xia),當注(zhu)入率(lü)不大(da)于0.4L/min時(shi),繼續(xu)灌注(zhu)30min;或不(bu)大于(yu)1L/min,繼續(xu)灌注(zhu)60min,灌漿(jiang)可以(yi)結束(shu)。每台(tai)鑽孔(kong)設備(bei)都需(xu)要兩(liang)台🛀EMF分(fen)别記(ji)錄進(jin)、返漿(jiang)流量(liang),灌🔴漿(jiang)量就(jiu)等于(yu)進漿(jiang)量減(jian)去返(fan)漿量(liang),現場(chang)管線(xian)與EMF安(an)裝布(bu)置見(jian)🏃🏻圖3。
 
　　由(you)于現(xian)場灌(guan)漿泵(beng)泵量(liang)多爲(wei)6m³/h(100L/min),故EMF的(de)量程(cheng)選爲(wei)100L/min,由EMF的(de)測量(liang)原理(li)可知(zhi)[4],其流(liu)速的(de)下限(xian)由.同(tong)噪聲(sheng)或偏(pian)移的(de)信噪(zao)比S/N(信(xin)号與(yu)噪聲(sheng))來決(jue)定♻️，上(shang)限則(ze)由測(ce)量管(guan)内襯(chen)裏的(de)磨損(sun)和配(pei)管🔞的(de)經濟(ji)速度(du)等來(lai)決定(ding)印。由(you)于水(shui)泥漿(jiang)液中(zhong)帶有(you)水泥(ni)固體(ti)顆粒(li),考慮(lü)到對(dui)EMF襯裏(li)和電(dian)極🈲的(de)磨損(sun)，選用(yong)流速(su)≤5m/s,另一(yi)方面(mian)水泥(ni)漿液(ye)又具(ju)有易(yi)粘附(fu)、沉澱(dian)、結垢(gou)✌️的特(te)性,故(gu)EMF測量(liang)管内(nei)的流(liu)速應(ying)不低(di)于0.5m/s,以(yi)起到(dao)對電(dian)極和(he)内襯(chen)的自(zi)清掃(sao)作用(yong)。一般(ban)當測(ce)量👉管(guan)内實(shi)際流(liu)速<0.1m/s時(shi),感🍉應(ying)電動(dong)勢已(yi)變得(de)十分(fen)微弱(ruo)(零點(dian)幾μV~幾(ji)μV),此時(shi)噪聲(sheng).的影(ying)響逐(zhu)步變(bian)爲主(zhu)導,甚(shen)至淹(yan)沒💃🏻信(xin)号電(dian)動勢(shi)4],由流(liu)速與(yu)相✍️對(dui)誤差(cha)的關(guan)系圖(tu)(圖4)可(ke)知，爲(wei)了保(bao)證儀(yi)❤️表的(de)檢測(ce)精度(du),流速(su)應大(da)于0.5m/s.故(gu)推薦(jian)使🌏用(yong)流💞速(su)範圍(wei)爲0.5~5m/s.
 
　　灌(guan)漿施(shi)工時(shi)吸漿(jiang)量大(da)小一(yi)般在(zai)0~100L/min,進、返(fan)漿,上(shang)EMF相應(ying)的流(liu)🐇量範(fan)💃圍爲(wei)30~100L/min,從流(liu)量、流(liu)速與(yu)口徑(jing)三者(zhe)關系(xi)表(表(biao)1)可知(zhi):EMF口徑(jing)選擇(ze)DN25比較(jiao)合适(shi)。DN25的測(ce)量範(fan)圍是(shi)14.72~147.18L/min,同時(shi)DN25和現(xian)場灌(guan)漿管(guan)道口(kou)徑一(yi)緻,配(pei)套安(an)裝時(shi),不需(xu)要變(bian)徑。同(tong)時EMF的(de)時間(jian)常數(shu)也應(ying)該✏️設(she)置小(xiao)一些(xie),一般(ban)在1~3s,以(yi)提高(gao)測☎️量(liang)的靈(ling)敏度(du)。
 
　　封孔(kong):待灌(guan)漿結(jie)束後(hou),按照(zhao)施工(gong)技術(shu)要求(qiu)壓漿(jiang)封孔(kong),無流(liu)量測(ce)量點(dian),故不(bu)展開(kai)讨論(lun)。
3應用(yong)注意(yi)事項(xiang)
3.1施工(gong)工藝(yi)的影(ying)響與(yu)處理(li)
　　按照(zhao)循環(huan)灌漿(jiang)的原(yuan)理,返(fan)回漿(jiang)液要(yao)流回(hui)攪拌(ban)桶,采(cai)用2台(tai)EMF分别(bie)計量(liang)進返(fan)漿管(guan)道中(zhong)漿液(ye)的流(liu)量(如(ru)圖3所(suo)🙇🏻示)。然(ran)而.有(you)些用(yong)戶去(qu)🌐掉返(fan)漿管(guan)上的(de)EMF,返漿(jiang)管通(tong)過一(yi)個三(san)通直(zhi)接接(jie)在EMF下(xia)遊的(de)進漿(jiang)管上(shang),返回(hui)漿液(ye)不返(fan)回攪(jiao)拌桶(tong),采用(yong)一台(tai)EMF測量(liang)灌漿(jiang)量'5],其(qi)結果(guo)在岩(yan)層吸(xi)⁉️漿量(liang)很小(xiao)和灌(guan)漿結(jie)束階(jie)段,漿(jiang)液流(liu)過㊙️EMF的(de)流速(su)很小(xiao),遠低(di)于BMF的(de)流速(su)🔴下限(xian),信噪(zao)比S/N很(hen)小,測(ce)量誤(wu)差高(gao)達50%,無(wu)法正(zheng)确計(ji)🚶‍♀️量。
3.2測(ce)量管(guan)道内(nei)附漿(jiang)量的(de)影響(xiang)與處(chu)理
　　每(mei)次灌(guan)漿結(jie)束後(hou),要及(ji)時清(qing)除EMF測(ce)量管(guan)内的(de)殘餘(yu)漿液(ye)，否✌️則(ze)水泥(ni)🙇‍♀️漿液(ye)易在(zai)測量(liang)管道(dao)内産(chan)生不(bu)同程(cheng)度的(de)膠結(jie),甚🏒至(zhi)堵💔塞(sai)EMF測⚽量(liang)管和(he)相接(jie)的灌(guan)漿管(guan)道。EMF測(ce)量管(guan)内的(de)附着(zhe)層會(hui)引起(qi)🈲附加(jia)相對(dui)誤差(cha)△Ɛ,實踐(jian)證明(ming)其引(yin)起的(de)誤差(cha)是很(hen)大👨‍❤️‍👨的(de),假定(ding)其厚(hou)度相(xiang)同△ε由(you)式(5)計(ji)算🈲'6]:
 
　　水(shui)泥顆(ke)粒的(de)σɷ和水(shui)泥漿(jiang)液σf相(xiang)差很(hen)大,因(yin)爲附(fu)着水(shui)泥🚶‍♀️層(ceng)電導(dao)🔞率極(ji)低,當(dang)附着(zhe)物有(you)一-定(ding)厚度(du)時△Ɛ會(hui)比較(jiao)大。
3.3介(jie)質中(zhong)氣泡(pao)的影(ying)響與(yu)處理(li)
　　因工(gong)藝或(huo)介質(zhi)本身(shen)的原(yuan)因,所(suo)測液(ye)體常(chang)含--些(xie)氣泡(pao)。EMF屬🌈于(yu)流速(su)型的(de)流量(liang)方式(shi),氣泡(pao)在管(guan)道圓(yuan)截面(mian)中所(suo)🐪占據(ju)的面(mian)積百(bai)分率(lü),幾乎(hu)就等(deng)同于(yu)氣泡(pao)對流(liu)量測(ce)量的(de)影響(xiang)量[5]。此(ci)⛹🏻‍♀️外由(you)于☂️氣(qi)泡經(jing)過電(dian)極表(biao)面存(cun)在一(yi)個摩(mo)擦過(guo)程,由(you)此會(hui)産生(sheng)尖峰(feng)⭐脈沖(chong)幹擾(rao)電勢(shi),其值(zhi)遠大(da)于正(zheng)常的(de)流量(liang)信号(hao)。通常(chang)電磁(ci)流🈲量(liang)轉換(huan)器無(wu)法有(you)效地(di)處理(li)如此(ci)的幹(gan)擾,輕(qing)者導(dao)緻測(ce)量值(zhi)不穩(wen)定,嚴(yan)重時(shi)㊙️儀表(biao)根本(ben)無法(fa)工作(zuo),--些缺(que)乏經(jing)驗的(de)用戶(hu)僅從(cong)工藝(yi)的要(yao)求出(chu)🈲發,對(dui)EMF的安(an)裝位(wei)置沒(mei)有考(kao)慮防(fang)🔴止氣(qi)泡的(de)産生(sheng),例如(ru)有些(xie)用戶(hu)把EMF安(an)裝在(zai)灌漿(jiang)泵的(de)吸入(ru)端,吸(xi)入端(duan)的漿(jiang)液中(zhong)常會(hui)混入(ru)成泡(pao)狀流(liu)的小(xiao)氣泡(pao),故EMF一(yi)般💰要(yao)安裝(zhuang)在泵(beng)的排(pai)出端(duan)。EMF最好(hao)垂直(zhi)安裝(zhuang)🎯,漿液(ye)自下(xia)而上(shang)流動(dong)。水平(ping)安裝(zhuang)時要(yao)使電(dian)極軸(zhou)線平(ping)行于(yu)地平(ping)線,不(bu)要垂(chui)直于(yu)地平(ping)線,因(yin)爲處(chu)于底(di)部的(de)電極(ji)易被(bei)沉積(ji)🏃🏻物覆(fu)蓋,頂(ding)部電(dian)極易(yi)被液(ye)體中(zhong)偶存(cun)氣泡(pao)擦過(guo)遮住(zhu)電極(ji)表面(mian)。
3.4惡劣(lie)施工(gong)現場(chang)環境(jing)的影(ying)響與(yu)處理(li)
　　灌漿(jiang)施工(gong)現場(chang)的環(huan)境大(da)部分(fen)時間(jian)比較(jiao)惡劣(lie),例如(ru)高溫(wen)、潮濕(shi)☀️高灰(hui)塵等(deng),如果(guo)EMF外殼(ke)的密(mi)封不(bu)良,諸(zhu)如接(jie)線盒(he),以及(ji)一些(xie)非焊(han)接氣(qi)密封(feng)結構(gou)的外(wai)殼,時(shi)間長(zhang)了冷(leng)凝水(shui)和灰(hui)塵容(rong)易😄積(ji)聚在(zai)🌈EMF的接(jie)線👉盒(he)中，或(huo)透過(guo)🔞密封(feng)不良(liang)☎️的結(jie)合面(mian)滲入(ru)EMF殼體(ti)中,由(you)于EMF的(de)流量(liang)信号(hao)極其(qi)微弱(ruo)(通🧑🏾‍🤝‍🧑🏼常(chang)是幾(ji)mA),冷凝(ning)水和(he)灰塵(chen)的存(cun)在,直(zhi)接的(de)♍後果(guo)是導(dao)緻EMF轉(zhuan)♌換器(qi)輸入(ru)回路(lu)阻抗(kang)下降(jiang)，衰減(jian)🚶‍♀️了欲(yu)輸往(wang)放大(da)器的(de)流量(liang)信号(hao);或者(zhe)是破(po)壞勵(li)磁回(hui)路和(he)信号(hao)回路(lu)的絕(jue)緣,将(jiang)高達(da)幾十(shi)V的勵(li)磁電(dian)💃🏻壓引(yin)入到(dao)低電(dian)勢的(de)信号(hao)回路(lu)中,造(zao)成EMF的(de)嚴重(zhong)故障(zhang)。爲了(le)避免(mian)此類(lei)故障(zhang)的發(fa)生,可(ke)在接(jie)線盒(he)中灌(guan)注絕(jue)🏒緣材(cai)料,在(zai)維修(xiu)和調(diao)試EMF的(de)時候(hou)一-定(ding)要避(bi)免進(jin)水,保(bao)持接(jie)線盒(he)㊙️内的(de)幹燥(zao)與幹(gan)淨,使(shi)用中(zhong)一定(ding)要避(bi)免浸(jin)泡在(zai)水或(huo)漿液(ye)中。
4結(jie)束語(yu)
　　目前(qian)我國(guo)處于(yu)一個(ge)水電(dian)開發(fa)的水(shui)泥灌(guan)漿量(liang)非常(chang)🧡大，動(dong)态🙇🏻正(zheng)确的(de)計量(liang)水泥(ni)灌漿(jiang)量至(zhi)關重(zhong)要,電(dian)磁EMF以(yi)其優(you)點成(cheng)爲灌(guan)🔴漿工(gong)程流(liu)量測(ce)量的(de)儀器(qi)。在全(quan)國的(de)許多(duo)大、中(zhong)型水(shui)電工(gong)程🤟中(zhong)取得(de)了很(hen)好的(de)使用(yong)效果(guo)。

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