优质泥浆流量计

一、泥浆流量计应用范畴

 随之我国一路一带经济发展发展战略的执行，国内与沿海地区，中国与海外的联络将会愈来愈密不可分，各式各样的物资贸易将巨大地促进國家陆路交通线的发展趋势，铁路线、高速路都将有个发展趋势高潮迭起。我国的地貌发展趋势是西高东低，中西部绝大多数全是贫困地区，东西部的平原区相对性于我国的全部板图而言仅仅一部分，因而向西的交通线路沿路将必须开凿很多隧道施工和坝口。在隧道施工的注浆施工现场，动态性的计量检定混凝土注浆量尤为重要，泥浆流量计因其与众不同的优势在隧洞固结灌浆施工现场进一步提高了浆体容积的精确测量度，对确保材料的真实有效和保质保量具有了挺大功效。

 文中所举例说明中的大西沟水利枢纽工程项目是新疆乌鲁木齐河上的水水利枢纽，水利枢纽距乌市66km，是这项以防汛主导的水利枢纽工程项目。核心区关键由黏土心墙坝、溢流坝、排涝兼导流洞和加水浇灌洞等房屋建筑构成。工程项目等别为Ⅰ等，工程规模为大（1）型，排涝兼导流洞为1级房屋建筑，布局在右岸岩石内，该洞担负工期导流、一切正常应用期排涝、洗砂、倒空的每日任务。排涝兼导流洞包含103.305m长环形有压洞段和316.695m长无压洞段，有压隧洞直徑D=4.7m，无压隧洞为城门洞型，横断面规格4.0m×8.0m，隧洞选用混凝土结构二衬，衬厚0.6m。洞身姿围岩为凝灰岩，巨厚糜棱岩、岩石呈包镶破裂构造，综合性鉴定以Ⅲ类主导。隧洞围岩先开展回填土注浆再开展固结灌浆，固结灌浆孔梅花形布置，间隔5.0m×5.0m深层次基岩3.6m。

 二、泥浆流量计（压力变送器）的原理

 注浆施工技术中的浆体和水的流量测量十分关键，非常是所应用的液體总流量测量仪表，有其要求，比如要有利于经常清理和承担髙速浆体中颗粒物的磨擦和自然环境等，在诸多液體总流量仪器设备商品中，优质泥浆流量计具备精确测量没受流体力学溫度、工作压力、相对密度、粘度的危害、內部直连光洁、立即开展电精确测量、计量检定高精度、响应时间快等优势；且其检验部无健身运动构件、不容易产生滴漏状况，里衬可选用ptfe塑胶和氧化铝陶瓷，具备较强的耐腐蚀性，近些年已变成注浆工程项目流量测量的仪器设备。

 泥浆流量计（下称EMF）的原理是应用场景法拉第电磁感应定律，当被测物质垂直平分磁感线方位流动性，因此与物质流动性和磁感线都竖直的方位上造成感应电动势E，感应电动势E与被测物质总流量Q正比，与磁感应强度B和精确测量公称直径D相关，而与别的物理学主要参数的转变不相干。检测系统的智能变送器輸出E是1个很弱的交变电场数据信号，在其中包括各种各样干挠成份，且数据信号内电阻转变高达hg十多万Ω，因而规定转化器是1个高输入阻抗，且能抑止各种各样干挠成份的沟通交流mV转化器，将感应电动势转化成4～20mA的*数据信号，转化器有高输入阻抗差动放大器、主放大器、正交干挠抑制器、相敏检波器、直流电放大器、霍耳乘法器等构成，后輸出数据信号电流量为Io=K·Q，式中Io为輸出数据信号电流量，K为仪表盘常数。
三、在灌浆工程中的使用
3.1 隧洞固结灌浆施工工艺
钻孔、洗孔→压水试验→制浆→灌浆→封孔
3.2 施工方法
3.2.1 钻孔、洗孔
采用手风钻钻孔，单孔钻孔结束后采用导管通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗，至回水变清。
3.2.2 压水试验
简易压水试验是以设计要求的压力向孔内送水，测定其相应的流量值，并据此计算岩体的透水率，计算结果关系到岩体渗透特性的评价以及灌浆成果资料整理。这一测量点是十分重要和敏感的，准确是首要指标，水有一定的电导率，满足EMF的测量要求，需要重点考虑的是EMF的口径，因为压水试验和灌浆用的是相同的EMF。
3.2.3 制浆
制浆材料采用磅秤称量，ZJ-800型高速搅拌机拌制水泥浆液，浆液在使用前应过筛，从开始制备至用完的时间宜小于4h。
3.2.4 灌浆
固结灌浆采用孔口封闭循环灌浆法，用BW-250型灌浆机全孔一次灌浆，灌浆压力0.3～0.5MPa，灌浆过程中派专人查看压力表，压力值宜读取压力表指针摆动的中值。
灌浆浆液应由稀至浓级逐级变换，固结灌浆水灰比采用2：1、1：1、0.8：1、0.6：1四个比级。
灌浆泵将一定水灰比的水泥浆液压送到孔中，一部分进入裂隙而扩散，余下的浆液经回浆管返出孔外，流回到浆液搅拌机中；固结灌浆孔在规定压力下，当注入率不大于0.4L/min，继续灌注30min，灌浆即可结束。
每台钻孔设备都需要两台EMF分别记录进、返浆流量，灌浆量就等于进浆量减去返浆量，现场管线与EMF安装布置见下图：
图1 灌浆工程现场管线与EMF安装布置图
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衬里和电极的磨损，选用流速≤5m/s，另一方面水泥浆液又具有易粘附、沉淀、结垢的特性，故EMF测量管内的流速应不低于0.15m/s，以起到对泥浆流量计的电极和内衬的自清扫作用，为了保证泥浆流量计的检测精度，使用流速控制在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相应的流量范围为30～100L/min，EMF口径选择DN25比较合适，同时EMF的时间常数也应该设置小一些，一般在1～3s，以提高测量的灵敏度。
在灌浆过程中使用灌浆自动记录仪完成数据采集与处理，在屏幕上显示流量、水灰比及注入水泥总量，按设定时间间隔定时打印出时间、流量和水灰比，当灌浆结束时，自动计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，先采用导管注浆法将孔内余浆置换成水灰比为0.5的浓浆，而后将灌浆塞塞在孔口，继续使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、应用注意事项
4.1 测量管道内附浆量的影响与处理
每次灌浆结束后，要及时清除泥浆流量计测量管内的残余浆液，否则水泥浆液易在测量管道内产生不同程度的胶结，甚至堵塞泥浆流量计测量管和相接的灌浆管道，泥浆流量计测量管内的附着层会引起附加相对误差，附着水泥层电导率极低，附着物有一定厚度越大，误差越大。
4.2 介质中气泡的影响与处理
因工艺或介质本身的原因，所测液体常含一些气泡，气泡经过电极表面存在一个摩擦过程，产生尖峰脉冲干扰电势，其值远大于正常的流量信号，通常电磁流量转换器无法有效地处理如此的干扰，导致测量值不稳定，因此泥浆流量计的安装位置要考虑防止气泡的产生，一般要安装在泵的排出端，好垂直安装，浆液自下而上流动，水平安装时要使电极轴线平行于地平线，不要垂直于地平线，因为处于底部的电极易被沉积物覆盖，顶部电极易被液体中偶存气泡擦过遮住电极表面。
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间比较恶劣，例如（下转第131页）（上接第108页）高温、潮湿、高灰尘等，时间长了冷凝水和灰尘容易积聚在EMF的接线盒中，或透过密封不良的结合面渗入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；或者是破坏励磁回路和信号回路的绝缘，造成EMF的严重故障。为了避免此类故障的发生，可在接线盒中灌注绝缘材料，在维修和调试EMF的时候一定要避免进水，保持接线盒内的干燥与干净，使用中一定要避免浸泡在水或浆液中。
五、本文结语
采用优质泥浆流量计比用直尺测量浆液体积的度大大提高，避免了许多人为因素，对保证资料的真实性和确保工程质量起到了很大作用。但是EMF在使用前应进行检验校核，以保证达到要求的度。
目前我国处于一个工程建设的新高潮，水泥灌浆量非常大，动态的计量水泥灌浆量至关重要，电磁EMF以其*的优点成为灌浆工程流量测量的仪器，可广泛推广使用。