灌漿自動(dòng)記錄儀在基礎(chǔ)處理工程中的應(yīng)用

楊曉波

一、前言

GJY—Ⅱ型灌漿自動(dòng)記錄儀（以下簡稱記錄儀）主要是采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測灌漿參數(shù)，它克服了傳統(tǒng)的人工量測流量及壓力的盈缺弊端，有效地保證和提高了帷幕灌漿工程質(zhì)量。從檢查孔壓水試驗(yàn)成果分析，記錄儀在觀音閣水庫的應(yīng)用是成功的，是值得借鑒和推廣的。由于記錄儀在觀音閣水庫的應(yīng)用在國內(nèi)帷幕灌漿工程中尚屬首例，因此亦存在需要改進(jìn)和完善的地方，筆者根據(jù)近年來施工經(jīng)驗(yàn)，從記錄儀的構(gòu)造及原理方面分析如下。

二、記錄儀的構(gòu)造及原理

記錄儀由流量計(jì)、壓力計(jì)、計(jì)算機(jī)和打印機(jī)等組成，其中流量計(jì)和壓力計(jì)均直接連結(jié)在循環(huán)灌漿管路上（如圖1所示）。

1.流量計(jì)（量程 0～100L/min）

流量計(jì)是由傳感器和轉(zhuǎn)換器裝在一起的一體型結(jié)構(gòu)，傳感器內(nèi)裝有勵(lì)磁線圈，轉(zhuǎn)換器內(nèi)裝有起放大、整流、抗干擾等作用的電路集成板，基于法拉第電磁感應(yīng)定律，測量流量時(shí)，流體流過傳感器線圈磁場產(chǎn)生感應(yīng)電壓，感應(yīng)電壓信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換器放大、整流等處理后，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一電流輸出信號。

2.壓力計(jì)（量程 0～10MPa）

壓力計(jì)是由壓力傳感器、信號放大器、橡皮碗等部件組成。當(dāng)進(jìn)行灌漿時(shí)，橡皮碗承受漿液壓力變形，將壓力傳遞到壓力計(jì)內(nèi)油腔體，以油體作介質(zhì)，將漿液壓力作用到壓力表和壓力傳感器，再由傳感器傳輸?shù)叫盘柗糯笃鳎筝敵鼋y(tǒng)一的電信號。

3.計(jì)算機(jī)和打印機(jī)

計(jì)算機(jī)是由日本EPSON公司生產(chǎn)的HX—20便攜式計(jì)算機(jī)，機(jī)內(nèi)駐留32K擴(kuò)展計(jì)算機(jī)語言和15K應(yīng)用軟件。打印機(jī)選用CP-80型80行9針打印機(jī)。

4.記錄儀工作原理

灌漿過程的漿液流量和壓力經(jīng)流量計(jì)和壓力計(jì)轉(zhuǎn)換成電量值后，通過傳輸接口電路交由計(jì)算機(jī)處理，最后由打印機(jī)按規(guī)定的格式打印灌漿記錄。

三、記錄儀存在的問題

如同其他科研成果一樣，在記錄儀的使用中，還存在一些缺點(diǎn)有待改進(jìn)。

1.記錄儀的故障問題

由于記錄儀采用了計(jì)算機(jī)處理，其使用和保護(hù)都要求較高，而基礎(chǔ)處理工程施工環(huán)境較差，記錄儀操作者計(jì)算機(jī)使用、管理經(jīng)驗(yàn)較少，因此造成實(shí)際運(yùn)用中記錄儀故障率較高。

常見的故障有：潮濕常常會(huì)造成HX—20機(jī)屏幕顯示故障及程序故障，流量計(jì)、壓力計(jì)、打印機(jī)等也常常因?yàn)槌睗窕蜻M(jìn)水造成集成電路板短路燒板現(xiàn)象；野外作業(yè)或廊道施工，流量計(jì)、壓力計(jì)電纜線老化加快；由于施工場面狹窄，設(shè)備遷移頻繁，易出現(xiàn)斷線故障；循環(huán)灌漿管路中的回漿三通電動(dòng)閥門也常出現(xiàn)漿液堵塞現(xiàn)象等。

2.自動(dòng)記錄儀失真問題

記錄儀的某些故障，不僅會(huì)影響正常施工，有時(shí)也會(huì)造成灌漿記錄不準(zhǔn)確。就流量而言，如果流量計(jì)電纜線斷線“虛接”，在每一個(gè)記時(shí)段會(huì)出現(xiàn)多個(gè)“零流量”電信號，就勢必會(huì)造成記錄流量小于實(shí)際流量。同時(shí)主機(jī)內(nèi)設(shè)置多組可充電鎘鎳電池組（以防突然斷電記錄丟失），當(dāng)主機(jī)電源瞬間斷電再連通時(shí)，依靠脈沖作用，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生脈沖電信號，計(jì)算機(jī)對該電信號處理后，即會(huì)出現(xiàn)（0.17～0.34L/min）的流量記錄，這樣又會(huì)使記錄流量大于實(shí)際流量。就壓力而言，一但壓力計(jì)電纜線接觸不良或信號線接觸短路，也會(huì)改變電纜阻值，使計(jì)算機(jī)接收壓力信號大于實(shí)際壓力信號，從而導(dǎo)致記錄壓力大于實(shí)際壓力。

上述現(xiàn)象緣于對記錄儀的非正常使用，因此，只要相關(guān)單位對記錄儀設(shè)備加強(qiáng)防護(hù)措施，加強(qiáng)承包商的“三檢制”和監(jiān)理工程師的跟班巡檢制度，就能有效保證記錄儀的正常使用。

四、對記錄儀的改進(jìn)及設(shè)想

根據(jù)記錄儀在基礎(chǔ)處理工程中的實(shí)際應(yīng)用情況，筆者提出一些改進(jìn)設(shè)想，以供科研部門及其他使用部門參考。

1.對原設(shè)計(jì)程序的改進(jìn)

由于施工環(huán)境對壓力傳感器的影響，在應(yīng)用中記錄儀往往出現(xiàn)壓力零點(diǎn)飄移現(xiàn)象，影響了灌漿壓力測量精度。為此，在筆者的建議下，有關(guān)科研單位也對記錄儀程序做了改進(jìn)，增加了檢測零點(diǎn)飄移功能，同時(shí)對檢查孔壓水程序增加了檢測穩(wěn)定結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)和自動(dòng)結(jié)束功能。

2.對回漿電動(dòng)三通閥的改進(jìn)

由于回漿電動(dòng)三通閥時(shí)常發(fā)生堵塞現(xiàn)象，科研單位專門研制了回漿小桶取代電動(dòng)三通閥（如圖2），這樣防止了三通閥堵塞故障發(fā)生，同時(shí)又可以時(shí)刻觀察回漿情況，從而預(yù)防施工過程中的“固管”故障發(fā)生。

3.記錄儀改進(jìn)設(shè)想

漿液濃度（水灰比W/C）是反映灌漿情況的主要參數(shù)之一，而記錄儀無自動(dòng)測量功能，施工中仍靠人工比重計(jì)目測，這樣就產(chǎn)生了前面所述人工記錄弊端。因此建議科研部門加強(qiáng)對自動(dòng)測量漿液濃度功能的研究，從而使記錄儀檢測功能更完善。同時(shí)記錄儀應(yīng)增加防潮設(shè)施，從而降低各電子部件的故障率，從而確保記錄儀的正常使用。

五、結(jié)束語

灌漿自動(dòng)記錄儀的研制與應(yīng)用，填補(bǔ)了我國水工科技領(lǐng)域一項(xiàng)空白，對提高工程質(zhì)量、節(jié)約勞動(dòng)力及提高勞動(dòng)生產(chǎn)率都起到了很大的作用。從所有使用該儀器的基礎(chǔ)處理工程施工來看，該記錄儀研制思路正確、使用成功。盡管還存在一些缺點(diǎn)，但隨著該設(shè)備不斷完善與改進(jìn)，記錄儀必將在基礎(chǔ)處理工程中發(fā)揮越來越大的作用