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灌浆自动检测与记录关键技术的研究

彭环云  
【摘要】:灌浆工程施工质量的好坏对堤坝的防渗和稳定性有重大的影响,决定灌浆施工质量的关键在于灌浆过程参数是否达到了设计标准。灌浆过程参数的动态实时检测为按设计要求灌浆提供了最好的保障和监督。研究灌浆参数检测系统的目的是研制出功能完备、性能可靠的自动检测系统,确保灌浆施工质量。 作者通过理论与现场实践相结合的分析方法,对现有灌浆自动记录仪存在的问题进行了探讨,包括流量和水灰比的正确检测、微型打印机的寿命、现场灌浆原始资料的整理等,并在此基础上设计了全新的灌浆自动记录仪。研究得到了如下结论: 1 提出了大循环灌浆方案,很好地解决了循环式灌浆的流量检测问题。为了正确地记录进浆量,适应只有一个进浆流量计的灌浆记录仪的设计,避免返浆浆液流回浆桶后流量计重复计量的问题而采用的小循环灌浆法,由于浆液只能在闭合的管道中循环,导致浆液温度偏高,流变特性变坏,浆液质量变差,将会影响结石强度。同时,在孔内不吃浆或衡压屏浆阶段,由于孔内吃水不吃浆,变浓的浆液又不能和浆桶内的新浆混合,会导致浆液迅速回浓、比重变大、极易在灌浆孔内沉淀造成埋钻事故。作者认为不妥,应修改灌浆记录仪设计方案,即在灌浆管路上设置两个流量计,即进浆管与返浆管上各安装一个流量计,实际进入灌浆孔的流量即为:Q_实际=Q_进浆管-Q_返浆管。记录仪的硬件和控制程序也作了相应的修改。试验表明,修改后的记录仪很好地解决了循环式灌浆的流量检测问题。 2 查清了灌浆施工现场对电磁流量计的干扰的来源和途径,提出了有效的抑制干扰的措施。灌浆施工现场对电磁流量计的干扰,主要有三种类型:(1)灌浆压力的脉动。(2)由于进、返浆二个电磁流量计共用同一个CPU的二个模拟输入通道而造成的相互干扰。(3)现场强电设备如电动机、配电箱等造成的干扰。针对上述干扰,分别采取了如下措施进行抑制:(1)查清进、返浆量在灌浆压力调节不同的作用时间内的变化规律,编写相应的程序进行修正;(2)采用隔离技术,进、返浆流量传感器输出的4-20mA的电流信号分别通过各自的隔离器输入接口电路,经I/V转换器转换成1-5V的直流电压,再经 低通滤波器去掉干扰信号后,输往单片机的A/D口,有效地减少了相 互之间的干扰。(3)电磁流量计尽量远离电动机、配电箱类的铁磁性 物质。两流量计之间应保持一定的距离,以避免相互间的电磁干扰。 流量计确保满管,每次停灌后,应确保两测量电极干净‘传感器保证 良好的接地。 3将压力传感器与油水隔离器配套使用,可以有效地避免浆液 直接接触压力传感器膜片而造成压力传感器腐蚀破坏。 4采用核子密度仪检测水灰比,具有非接触在线测量、测量结 果不受浆液的流速,压力、温度、粘稠腐蚀等因素的影响、测量精度 和灵敏度高(一般为O,0 039/c矿)、测量范围宽(浆液密度1一59/。m3, 水灰比Q一50)等优点,很适合工程施工现场使用。在灌浆工程领域, 将核子密度仪用于水灰比的检测还属首创。 5首次设计了专用于灌浆工程的热敏行式打印机,采用先进的 热敏行式打印头,具有使用寿命长、免维护的突出优点,非常适合灰 尘多、潮湿或高温、强电干扰大,作业环境恶劣的岩土工程施工现场。 丁6设计了数据转存器,极大地减轻了灌浆工程内业整理工作的 强度,灌浆时,,数据转存器可在线自动保存原始灌浆数据;灌浆完毕 后,可通过标准串行接口将原始数据资料自动输入计算机中,并通过 灌浆资料管理软件对数据作进一步处理,最终得到规范所需要的各种 图、表,极大地减轻了灌浆工程内业整理工作的强度,在同类灌浆测 控系统中属首创。 7LJ灌浆测控系统能同时在线动态检测压力、流量和水灰比这 三个参数,为国内同类产品中首创。


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