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隧洞灌浆工程中怎么正确地运用电磁流量计进行丈量

一、电磁流量计使用背景概述随着中国一带一路经济战略的实施,内地与沿海,国内与国外的联系将会越来越紧密,各种各样的物资贸易将极大地

一、电磁流量计运用布景概述
跟着我国一带一路经济战略的施行,内地与滨海,国内与国外的联络将会越来越严密,各式各样的物资贸易将极大地推进国家陆路交通线的开展,铁路、高速公路都将有一个开展高潮。我国的地势趋势是西高东低,西部绝大部分都是山区,东部的平原相对于我国的整个地图来说仅仅一小部分,因而向西的交通线路沿途将需求开凿许多地道和坝口。在地道的灌浆施工中,动态准确的计量水泥灌浆量至关重要,电磁流量计以其共同的长处在隧洞固结灌浆施工中大大进步了浆液体积的丈量准确度,对确保材料的真实性和确保工程质量起到了很大效果。
 
 本文所举例中的大西沟水库工程是新疆乌鲁木齐河上的龙头水库,水库距乌鲁木齐市68km,是一项以防洪为主的水利纽带工程。纽带主要由粘土心墙坝、溢洪道、泄洪兼导流洞和放水灌溉洞等建筑物组成。工程等别为Ⅰ等,工程规划为大(1)型,泄洪兼导流洞为1级建筑物,安置在右岸岩体内,该洞承当施工期导流、正常运用期泄洪、冲砂、放空的使命。泄洪兼导流洞包括103.305m长圆形有压洞段和316.695m长无压洞段,有压隧洞直径D=4.6m,无压隧洞为城门洞型,断面尺度5.0m×6.0m,隧洞选用钢筋混凝土衬砌,衬厚0.5m。
  洞身段围岩为凝灰岩,巨厚层状、岩体呈镶嵌碎裂结构,归纳鉴定以Ⅲ类为主。隧洞围岩先进行回填灌浆再进行固结灌浆,固结灌浆孔梅花形安置,距离3.0m×3.0m深化基岩3.5m。

二、电磁流量计的作业原理
  灌浆施工工艺中的浆液和水的流量丈量非常重要,特别是所运用的液体流量检测外表,有其特殊要求,例如要便于频频清洗和接受高速浆液中颗粒的冲突和恶劣环境等,在很多液体流量仪器产品中,电磁流量计具有丈量不受流体温度、压力、密度、黏度的影响、内部直通润滑、直接进行电丈量、计量精度高、呼应速度快等长处;且其检测部无运动部件、不会产生滴漏现象,内衬可选用聚四氟乙烯塑料和氧化铝陶瓷,具有很强的抗腐蚀性,近年来已成为灌浆工程流量丈量的首选仪器。
  电磁流量计(以下简称EMF)的作业原理是根据法拉第电磁感应规律,当被测介质笔直于磁力线方向活动,因而与介质活动和磁力线都笔直的方向上产生感应电动势E,感应电动势E与被测介质流量Q成正比,与磁感应强度B和丈量内径D有关,而与其他物理参数的改变无关。丈量体系的变送器输出E是一个弱小的交变信号,其间包括各种搅扰成分,且信号内阻改变高达几万Ω,因而要求转换器是一个高输入阻抗,且能按捺各种搅扰成分的沟通mV转换器,将感应电动势转换成4~20mA的一致信号,转换器有高输入阻抗差动放大器、主放大器、正交搅扰按捺器、相敏检波器、直流放大器、霍尔乘法器等组成,最终输出信号电流为Io=K·Q,式中Io为输出信号电流,K为外表常数。

三、在灌浆工程中的运用
  3.1 隧洞固结灌浆施工工艺
  钻孔、洗孔→压水实验→制浆→灌浆→封孔
  3.2 施工办法
  3.2.1 钻孔、洗孔
  选用手风钻钻孔,单孔钻孔完毕后选用导管通入大流量水流,从孔底向孔外冲刷的办法进行冲刷,至回水变清。
  3.2.2 压水实验
  简易压水实验是以规划要求的压力向孔内送水,测定其相应的流量值,并据此核算岩体的透水率,核算结果关系到岩体浸透特性的点评以及灌浆效果材料收拾。这一丈量点是十分重要和灵敏的,准确是首要目标,水有必定的电导率,满意EMF的丈量要求,需求要点考虑的是EMF的口径,由于压水实验和灌浆用的是相同的EMF。
  3.2.3 制浆
  制浆材料选用磅秤称量,ZJ-800型高速搅拌机拌制水泥浆液,浆液在运用前应过筛,从开端制至极用完的时刻宜小于4h。
  3.2.4 灌浆
  固结灌浆选用孔口关闭循环灌浆法,用BW-250型灌浆机全孔一次灌浆,灌浆压力0.3~0.5MPa,灌浆进程中派专人检查压力表,压力值宜读取压力表指针摇摆的中值。
  灌浆浆液应由稀至浓级逐级改换,固结灌浆水灰比选用2:1、1:1、0.8:1、0.6:1四个比级。
  灌浆泵将必定水灰比的水泥浆液压送到孔中,一部分进入裂隙而分散,余下的浆液经回浆管返出孔外,流回到浆液搅拌机中;固结灌浆孔在规则压力下,当注入率不大于0.4L/min,持续灌注30min,灌浆即可完毕。
  每台钻孔设备都需求两台EMF别离记载进、返浆流量,灌浆量就等于进浆量减去返浆量,现场管线与EMF装置安置见下图:
  图1 灌浆工程现场管线与EMF装置安置图
  由于现场灌浆泵泵量为100L/min,故EMF的量程选为100L/min,由于水泥浆液中带有水泥固体颗粒,考虑到对EMF面料和电极的磨损,选用流速≤5m/s,另一方面水泥浆液又具有易粘附、沉积、结垢的特性,故EMF丈量管内的流速应不低于0.15m/s,以起到对电磁流量计的电极和内衬的自打扫效果,为了确保电磁流量计的检测精度,运用流速控制在0.15~5m/s之间。
  灌浆施工时吸浆量大小一般在0~100L/min,进、返浆上EMF相应的流量规模为30~100L/min,EMF口径挑选DN25比较适宜,一起EMF的时刻常数也应该设置小一些,一般在1~3s,以进步丈量的灵敏度。
  在灌浆进程中运用灌浆主动记载仪完结数据收集与处理,在屏幕上显现流量、水灰比及注入水泥总量,按设守时刻距离守时打印出时刻、流量和水灰比,当灌浆完毕时,主动核算并打印注入水泥总量、浆液总量和单耗水泥量。
  3.2.5 灌浆孔封孔
  全孔灌浆完毕后,先选用导管注浆法将孔内余浆置换成水灰比为0.5的浓浆,然后将灌浆塞塞在孔口,持续运用这种浆液进行纯压式灌浆封孔,封孔灌浆的压力一般不宜小于1MPa。
 
四、运用注意事项
  4.1 丈量管道内附浆量的影响与处理
  每次灌浆完毕后,要及时铲除电磁流量计丈量管内的剩余浆液,不然水泥浆液易在丈量管道内产生不同程度的胶结,乃至阻塞电磁流量计丈量管和相接的灌浆管道,电磁流量计丈量管内的附着层会引起附加相对差错,附着水泥层电导率极低,附着物有必定厚度越大,差错越大。
  4.2 介质中气泡的影响与处理
  因工艺或介质自身的原因,所测液体常含一些气泡,气泡通过电极外表存在一个冲突进程,产生尖峰脉冲搅扰电势,其值远大于正常的流量信号,一般电磁流量转换器无法有效地处理如此的搅扰,导致丈量值不稳定,因而电磁流量计的装置方位要考虑防止气泡的产生,一般要装置在泵的排出端,最好笔直装置,浆液自下而上活动,水平装置时要使电极轴线平行于地平线,不要笔直于地平线,由于处于底部的电极易被沉积物掩盖,顶部电极易被液体中偶存气泡擦过遮住电极外表。
  4.3 恶劣施工现场环境的影响与处理
  灌浆施工现场的环境大部分时刻比较恶劣,例如(下转第131页)(上接第108页)高温、湿润、高尘埃等,时刻长了冷凝水和尘埃简单积聚在EMF的接线盒中,或透过密封不良的结合面进入EMF壳体中,将导致EMF转换器输入回路阻抗下降,衰减欲输往放大器的流量信号;或者是损坏励磁回路和信号回路的绝缘,形成EMF的严峻毛病。为了防止此类毛病的产生,可在接线盒中灌注绝缘材料,在修理和调试EMF的时分必定要防止进水,坚持接线盒内的枯燥与洁净,运用中必定要防止浸泡在水或浆液中。
  
五、本文结语
  选用电磁流量计比用直尺丈量浆液体积的准确度大大进步,防止了许多人为因素,对确保材料的真实性和确保工程质量起到了很大效果。可是EMF在运用前应进行查验校核,以确保到达要求的准确度。
  目前我国处于一个工程建造的新高潮,水泥灌浆量非常大,动态准确的计量水泥灌浆量至关重要,电磁EMF以其共同的长处成为灌浆工程流量丈量的首选仪器,可广泛推行运用

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