摘要:歸(gui)納了灌(guan)漿工程(cheng)對流量(liang)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(guo)程的主(zhu)要工藝(yì),如壓水(shui)試驗,灌(guan)漿等對(duì)流量儀(yi)表的要(yao)求;提示(shì)應用中(zhōng)需注意(yi)的事項(xiàng),如操作(zuò)工藝的(de)影響,流(liú)量計測(cè)量管内(nei)附漿量(liang)的影響(xiang)，介質😘中(zhōng)氣泡的(de)影響以(yǐ)及潮♈濕(shi)和高灰(hui)塵的環(huán)境引起(qi)的故障(zhang)等。
0引言(yán)
　　目前我(wǒ)國在建(jian)的大中(zhong)型水電(diàn)站有幾(ji)十個,正(zhèng)處在🔅-一(yi)個水👉利(li)水電建(jiàn)設的新(xīn)高潮,灌(guan)漿技術(shu)是水電(dian)建築物(wù)地基👉處(chu)理常用(yong)的和重(zhòng)要的工(gōng)程措施(shī),水泥的(de)灌漿量(liàng)👌非常大(da),例如貴(gui)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼州省構(gòu)👄皮灘水(shui)電站帷(wéi)幕灌漿(jiang)323km,固結灌(guan)漿418.9km,回填(tián)灌漿135.4km,綜(zōng)合考慮(lǜ)行業的(de)特殊性(xìng)以及不(bú)同對象(xiàng)儀表在(zài)使用、維(wéi)護和施(shi)工工藝(yì)的具體(tǐ)要求及(jí)正确選(xuan)用,這是(shì)保證施(shi)工質量(liang)和儀表(biao)💛本體🔞正(zhèng)确安全(quán)運行極(ji)其重要(yao)的工作(zuò)内容,對(duì)日後的(de)實♋際工(gōng)作将帶(dài)來很大(dà)🌐的好處(chù)。
　　灌漿行(hang)業施工(gong)工藝中(zhong)的漿液(yè)和水的(de)流量測(ce)量非常(cháng)重♍要,特(te)💁别是所(suǒ)使用的(de)液體流(liu)量檢測(ce)儀表,與(yǔ)一般企(qǐ)業有✨所(suǒ)不同,有(you)其特✨殊(shū)要求,例(lì)如要便(bian)于頻繁(fan)清洗和(he)承受高(gāo)速漿液(yè)中顆粒(lì)的摩擦(ca)和惡劣(lie)環境等(děng),具體如(rú)下:
(1)傳感(gǎn)器測量(liàng)回路簡(jiǎn)單，沒有(yǒu)阻流件(jiàn)和容易(yi)滞流介(jiè)質的💛部(bù)位;
(2)與介(jiè)質接觸(chù)部件材(cái)料能承(chéng)受水泥(ni)漿液中(zhong)固相顆(ke)粒高流(liu)速時的(de)摩擦力(lì)與化學(xue)漿液的(de)腐蝕作(zuo)用;
(3)具有(yǒu)快速的(de)響應性(xìng)能和較(jiào)高的測(ce)量精度(du);
(3)能适應(ying)現場高(gao)溫、潮濕(shi)、高灰塵(chén)的惡劣(liè)施工環(huan)境。
　　在衆(zhōng)多液體(tǐ)流量儀(yí)器産品(pǐn)中,電磁(ci)EMF具有測(cè)量不受(shòu)♈流體🈲溫(wēn)❓度🔞、壓㊙️力(lì)、密度、黏(nian)度的影(yǐng)響、電磁(ci)流量計(ji)内部直(zhí)通光滑(huá)、.直接進(jìn)行電測(ce)量,響應(yīng)速度快(kuài)、檢測部(bù)無運動(dong)部件,不(bu)會發生(shēng)滴漏現(xian)象、計量(liàng)精度高(gao)、内襯可(ke)👌采用聚(jù)四氟乙(yi)烯塑🌈料(liao)和氧化(huà)鋁陶瓷(cí),具有很(hěn)強的抗(kang)腐蝕性(xing)等優點(dian)(3]，近年來(lái)已成爲(wèi)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(tu)1)是基于(yu)法拉第(di)電磁🌂感(gǎn)應定律(lü)。被測介(jie)質垂直(zhi)于磁力(lì)線方向(xiang)流動,因(yin)而與介(jie)質流動(dòng)和磁力(lì)線都垂(chuí)直的方(fāng)向上産(chan)生一感(gan)應電動(dòng)勢E
 
　　由此可(ke)見，感應(yīng)電動勢(shì)E與被測(ce)介質流(liú)量Q成正(zhèng)比。與磁(cí)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(bian)化無關(guān)。測量系(xi)統的☁️變(biàn)送器輸(shu)出E是一(yi)個微弱(ruò)的交變(biàn)✔️信号，其(qi)中包含(han)各種幹(gàn)擾成分(fèn)，且信号(hao)内阻變(biàn)化高達(da)幾萬Ω,因(yin)此🤩要求(qiú)轉換㊙️器(qi)是一個(gè)高輸入(rù)阻🙇‍♀️抗，且(qiě)能抑制(zhì)各種幹(gan)擾成分(fèn)的交流(liu)mV轉換器(qi)。将感應(ying)⁉️電動勢(shì)轉換成(chéng)4~20mA的統--信(xìn)号。轉換(huan)器有高(gao)輸入阻(zǔ)抗差動(dong)放大器(qì)👅、主放大(da)器、正交(jiāo)幹擾抑(yì)制器、相(xiàng)敏檢波(bo)器、直流(liú)放大器(qi)、霍爾乘(chéng)📐法器等(deng)組成，最(zui)後輸出(chū)信号電(diàn)流爲
 
式(shi)中:I0爲輸(shū)出信号(hao)電流;K爲(wei)儀表常(cháng)數。
2灌漿(jiāng)工程中(zhong)EMF的使用(yòng)
　　圖2所示(shì)是灌漿(jiāng)過程的(de)主要工(gōng)藝流程(chéng)，爲在施(shi)工中進(jìn)行有效(xiao)的控制(zhi)，需對施(shi)工過程(cheng)中的水(shui)和水泥(ní)漿液進(jin)行計量(liang)和控制(zhi)💜。
 
　　鑽孔、洗(xǐ)孔:灌漿(jiang)施工首(shou)先要在(zai)岩層中(zhong)自上而(er)下分段(duan)⭐進💘.行鑽(zuàn)🤞孔，待單(dan)孔終孔(kong)，用大量(liàng)清水洗(xǐ)孔，至回(hui)水變清(qīng)，無流量(liàng)測量點(dian)，故不展(zhǎn)開讨論(lun)。
　　簡易壓(yā)水試驗(yan):洗孔結(jie)束，下孔(kong)口管，密(mi)封孔口(kǒu)，以設📱計(jì)要🚩求的(de)壓力向(xiàng)孔内送(sòng)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(lǜ)。計算結(jié)果關系(xi)到岩體(ti)滲透特(tè)性的評(píng)♍價以及(jí)灌漿成(cheng)果資料(liao)整理。這(zhe)一-測量(liàng)點是十(shi)分重要(yào)和敏感(gǎn)的，正确(que)是首要(yào)指标，水(shuǐ)有🌈一-定(dìng)的電導(dǎo)率，滿足(zu)EMF的測量(liang)要求，需(xū)要重點(diǎn)考慮的(de)是EMF的口(kou)徑，因爲(wei)壓水試(shi)驗和灌(guàn)漿用的(de)是相同(tong)的EMF. 灌漿(jiāng):壓水試(shì)🛀驗後,灌(guàn)漿泵将(jiāng)一定水(shui)灰🛀比(比(bi)如3:1,2:1,1:1,0.81,0.5:1)的水(shuǐ)泥漿液(yè)壓送到(dao)孔中，--部(bu)💛分進入(rù)裂隙而(ér)擴散,餘(yú)下的漿(jiāng)液經回(hui)漿管返(fǎn)出孔外(wài),流回到(dào)漿液攪(jiǎo)拌機中(zhong),在規🔱定(ding)的壓力(lì)下,當注(zhu)入率不(bú)大于0.4L/min時(shi),繼續灌(guan)注30min;或不(bu)大于1L/min,繼(ji)續灌注(zhù)60min,灌漿可(ke)以結束(shù)。每台鑽(zuàn)孔設備(bei)都需要(yao)✔️兩台EMF分(fen)别記錄(lù)進、返漿(jiang)流🔴量,灌(guan)漿量就(jiù)等于進(jin)漿量減(jiǎn)去返漿(jiang)量,現場(chang)管線與(yǔ)EMF安裝布(bù)🔞置見圖(tú)3。
 
　　由于現(xian)場灌漿(jiang)泵泵量(liàng)多爲6m³/h(100L/min),故(gu)EMF的量程(cheng)選爲100L/min,由(yóu)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(yǔ)噪聲)來(lái)決定，上(shàng)限則由(you)測量管(guǎn)内襯裏(lǐ)👣的磨損(sun)和配管(guǎn)的經濟(ji)速度等(děng)來決定(dìng)印。由于(yú)水泥漿(jiāng)液中帶(dai)有水泥(ni)固✏️體顆(ke)粒,考慮(lü)到對EMF襯(chèn)裏和電(diàn)極的磨(mo)損，選用(yòng)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(dian)、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(duì)電極和(hé)内襯的(de)自清掃(sǎo)作用。一(yi)般當測(ce)量管内(nèi)實際流(liu)速<0.1m/s時,感(gǎn)應電動(dong)勢已變(biàn)得十分(fen)微弱(零(ling)🔱點幾μV~幾(ji)μV),此時噪(zào)聲.的影(ying)響逐步(bu)變爲主(zhu)導,甚至(zhi)淹沒信(xìn)号電動(dòng)勢4],由流(liú)速與相(xiang)對誤差(cha)的關系(xi)🔅圖(圖4)可(kě)知，爲了(le)保證儀(yí)表的檢(jian)測精度(du),流速應(ying)大于0.5m/s.故(gù)推薦使(shǐ)⭐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(bān)在0~100L/min,進、返(fǎn)漿,上EMF相(xiang)應的🎯流(liú)量㊙️範圍(wei)🏒爲⛹🏻‍♀️30~100L/min,從流(liú)量、流速(sù)與口徑(jing)三者關(guān)系表(表(biao)1)可🔅知:EMF口(kǒu)徑選擇(ze)DN25比較合(hé)适。DN25的測(cè)量範圍(wei)是14.72~147.18L/min,同時(shi)DN25和現場(chǎng)灌漿管(guan)道口徑(jing)一緻,配(pei)套安裝(zhuang)時,不需(xū)要變徑(jìng)。同時EMF的(de)時間常(chang)✉️數也應(yīng)該設置(zhi)小一🈲些(xiē),一般在(zài)1~3s,以提高(gao)測量的(de)靈敏度(du)。
 
　　封孔:待(dài)灌漿結(jie)束後,按(àn)照施工(gong)技術要(yao)求壓漿(jiang)封孔,無(wú)流🔞量測(ce)量點,故(gu)不展開(kāi)讨論。
3應(yīng)用注意(yì)事項
3.1施(shi)工工藝(yì)的影響(xiang)與處理(li)
　　按照循(xun)環灌漿(jiang)的原理(lǐ),返回漿(jiāng)液要流(liu)回攪拌(ban)桶,采🐪用(yòng)2台EMF分💘别(bié)計🐉量進(jin)返漿管(guǎn)道中漿(jiang)液的流(liú)量(如圖(tu)3所示)。然(ran)🐅而.有些(xiē)用戶去(qù)掉返漿(jiāng)管上的(de)EMF,返漿管(guan)通過一(yi)個三通(tōng)🚶直接接(jie)在EMF下遊(you)的進漿(jiang)管上,返(fan)回漿液(yè)不返回(huí)攪拌桶(tong),采用一(yi)台🌍EMF測量(liàng)灌漿量(liàng)'5],其結果(guo)在岩層(céng)吸♉漿量(liàng)很小和(hé)灌漿結(jie)束階⛹🏻‍♀️段(duàn),漿液流(liu)過💞EMF的流(liú)速很小(xiǎo)🌈,遠低于(yú)BMF的流速(sù)下限,信(xin)噪比S/N很(hěn)小,測量(liàng)誤差高(gao)達50%,無👉法(fǎ)正确計(ji)💃🏻量。
3.2測量(liang)管道内(nèi)附漿量(liàng)的影響(xiǎng)與處理(li)
　　每次灌(guan)漿結束(shu)後,要及(ji)時清除(chu)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(dào)内産生(shēng)不同程(cheng)度的膠(jiao)結,甚至(zhì)堵塞EMF測(ce)💁量管和(he)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(xiang)對誤差(cha)💘△Ɛ,實踐證(zheng)明其引(yin)起的誤(wu)差是很(hen)大的,假(jiǎ)定其♋厚(hòu)度相同(tóng)△ε由式(5)計(ji)算'6]:
 
　　水泥(ni)顆粒的(de)σɷ和水泥(ní)漿液σf相(xiàng)差很大(da),因爲附(fù)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(bi)較大。
3.3介(jie)質中氣(qì)泡的影(yǐng)響與處(chu)理
　　因工(gong)藝或介(jie)質本身(shen)的原因(yin),所測液(yè)體常含(hán)--些氣泡(pao)。EMF屬于流(liú)速🚶‍♀️型的(de)流量方(fang)式,氣泡(pào)在管道(dào)圓截面(miàn)中所占(zhan)據的面(mian)👈積百分(fen)率,幾乎(hu)就等同(tóng)于氣泡(pao)對流量(liang)測量的(de)影響量(liang)[5]。此外由(you)于氣泡(pào)經過電(dian)極表面(miàn)存在一(yī)個摩擦(cā)過程,由(yóu)此會産(chǎn)生尖峰(feng)脈沖幹(gan)擾電勢(shì),其值遠(yuǎn)大于正(zhèng)常的流(liú)量信号(hao)。通常電(dian)磁流🌈量(liàng)轉換器(qi)無法有(you)效地處(chù)理如此(ci)的幹擾(rao),輕者導(dao)緻測量(liang)值📧不穩(wen)定,嚴重(zhòng)時儀表(biao)根本無(wú)法👉工作(zuò),--些缺乏(fá)經驗的(de)用戶‼️僅(jǐn)從工藝(yi)的要求(qiu)出⭕發,對(dui)EMF的安裝(zhuang)位置🏃沒(méi)有考慮(lü)防止氣(qi)泡的産(chǎn)生,例如(ru)有🌈些用(yòng)戶💃把EMF安(an)裝在灌(guan)漿泵的(de)吸入端(duān),吸入端(duān)的漿液(ye)中常會(huì)混入成(cheng)泡狀流(liu)的小氣(qì)泡,故EMF一(yī)般要安(an)裝在泵(beng)的⛹🏻‍♀️排出(chu)端。EMF最好(hao)垂直安(ān)裝,漿液(yè)自下而(ér)上流動(dòng)。水平安(an)裝👄時要(yao)使電極(jí)軸線平(ping)行于地(di)平線,不(bú)要垂直(zhí)于地平(ping)線❄️,因爲(wèi)處于底(dǐ)部的電(dian)極易被(bèi)沉積🌈物(wù)覆蓋,頂(ding)部電極(ji)易🌈被液(ye)體中偶(ǒu)存氣泡(pao)擦過遮(zhē)住電極(jí)表面。
3.4惡(e)劣施工(gōng)現場環(huán)境的影(yǐng)響與處(chù)理
　　灌漿(jiang)施工現(xian)場的環(huán)境大部(bu)分時間(jian)比較惡(è)劣,例如(rú)高溫🌈、潮(chao)🌏濕高‼️灰(huī)塵等,如(rú)果EMF外殼(ké)的密封(feng)不良,諸(zhū)如接線(xiàn)盒,以及(jí)一些非(fēi)焊接氣(qì)密封結(jie)構的外(wài)殼,時間(jiān)長了冷(leng)凝水和(he)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(tǐ)🈲中,由于(yú)EMF的流量(liang)信号極(ji)其微弱(ruo)(通常是(shi)幾mA),冷凝(níng)水和灰(huī)塵的存(cún)在,直接(jiē)的🧑🏾‍🤝‍🧑🏼後果(guǒ)是導緻(zhì)EMF轉換器(qi)輸入回(hui)路阻抗(kang)下降，衰(shuāi)減了欲(yu)🛀輸往放(fang)大❤️器的(de)流量信(xìn)号🔴;或者(zhe)是破🔞壞(huai)勵磁回(hui)路和信(xin)号回路(lu)的絕緣(yuan),将😍高達(da)幾十V的(de)勵磁電(diàn)壓引入(rù)到低電(dian)勢的信(xìn)号回路(lu)中,造成(chéng)EMF的嚴重(zhòng)故障。爲(wei)了😍避免(mian)此類故(gu)障的發(fā)生,可在(zai)接線盒(hé)中灌注(zhù)絕緣材(cái)料,在維(wéi)修和調(diao)試EMF的時(shi)候一-定(ding)要避免(mian)進水,保(bao)持接線(xian)盒内的(de)☁️幹燥與(yǔ)幹淨,使(shi)用中一(yī)定要避(bi)免浸泡(pào)在水或(huò)🔱漿液中(zhong)。
4結束語(yu)
　　目前我(wǒ)國處于(yu)一個水(shui)電開發(fa)的水泥(ni)灌漿量(liang)非常大(da)，動🧑🏽‍🤝‍🧑🏻态💁正(zhèng)✊确🈲的計(ji)量水泥(ni)灌漿量(liang)至關重(zhòng)要,電磁(cí)EMF以其優(you)點成爲(wèi)灌漿工(gōng)程流量(liang)測量的(de)儀器。在(zai)全國的(de)許多大(da)、中型水(shuǐ)🐅電工程(chéng)中取得(dé)了很好(hao)的使用(yong)效果。

以(yi)上内容(róng)源于網(wǎng)絡，如有(yǒu)侵權聯(lian)系即删(shān)除!