灌浆自动记录仪在基础处理工程中的应用

杨晓波

一、前言

GJY—Ⅱ型灌浆自动记录仪（以下简称记录仪）主要是采用计算机监测灌浆参数，它克服了传统的人工量测流量及压力的盈缺弊端，有效地保证和提高了帷幕灌浆工程质量。从检查孔压水试验成果分析，记录仪在观音阁水库的应用是成功的，是值得借鉴和推广的。由于记录仪在观音阁水库的应用在国内帷幕灌浆工程中尚属首例，因此亦存在需要改进和完善的地方，笔者根据近年来施工经验，从记录仪的构造及原理方面分析如下。

二、记录仪的构造及原理

记录仪由流量计、压力计、计算机和打印机等组成，其中流量计和压力计均直接连结在循环灌浆管路上（如图1所示）。

1.流量计（量程 0～100L/min）

流量计是由传感器和转换器装在一起的一体型结构，传感器内装有励磁线圈，转换器内装有起放大、整流、抗干扰等作用的电路集成板，基于法拉第电磁感应定律，测量流量时，流体流过传感器线圈磁场产生感应电压，感应电压信号经过转换器放大、整流等处理后，转换成统一电流输出信号。

2.压力计（量程 0～10MPa）

压力计是由压力传感器、信号放大器、橡皮碗等部件组成。当进行灌浆时，橡皮碗承受浆液压力变形，将压力传递到压力计内油腔体，以油体作介质，将浆液压力作用到压力表和压力传感器，再由传感器传输到信号放大器，而后输出统一的电信号。

3.计算机和打印机

计算机是由日本EPSON公司生产的HX—20便携式计算机，机内驻留32K扩展计算机语言和15K应用软件。打印机选用CP-80型80行9针打印机。

4.记录仪工作原理

灌浆过程的浆液流量和压力经流量计和压力计转换成电量值后，通过传输接口电路交由计算机处理，最后由打印机按规定的格式打印灌浆记录。

三、记录仪存在的问题

如同其他科研成果一样，在记录仪的使用中，还存在一些缺点有待改进。

1.记录仪的故障问题

由于记录仪采用了计算机处理，其使用和保护都要求较高，而基础处理工程施工环境较差，记录仪操作者计算机使用、管理经验较少，因此造成实际运用中记录仪故障率较高。

常见的故障有：潮湿常常会造成HX—20机屏幕显示故障及程序故障，流量计、压力计、打印机等也常常因为潮湿或进水造成集成电路板短路烧板现象；野外作业或廊道施工，流量计、压力计电缆线老化加快；由于施工场面狭窄，设备迁移频繁，易出现断线故障；循环灌浆管路中的回浆三通电动阀门也常出现浆液堵塞现象等。

2.自动记录仪失真问题

记录仪的某些故障，不仅会影响正常施工，有时也会造成灌浆记录不准确。就流量而言，如果流量计电缆线断线“虚接”，在每一个记时段会出现多个“零流量”电信号，就势必会造成记录流量小于实际流量。同时主机内设置多组可充电镉镍电池组（以防突然断电记录丢失），当主机电源瞬间断电再连通时，依靠脉冲作用，系统会产生脉冲电信号，计算机对该电信号处理后，即会出现（0.17～0.34L/min）的流量记录，这样又会使记录流量大于实际流量。就压力而言，一但压力计电缆线接触不良或信号线接触短路，也会改变电缆阻值，使计算机接收压力信号大于实际压力信号，从而导致记录压力大于实际压力。

上述现象缘于对记录仪的非正常使用，因此，只要相关单位对记录仪设备加强防护措施，加强承包商的“三检制”和监理工程师的跟班巡检制度，就能有效保证记录仪的正常使用。

四、对记录仪的改进及设想

根据记录仪在基础处理工程中的实际应用情况，笔者提出一些改进设想，以供科研部门及其他使用部门参考。

1.对原设计程序的改进

由于施工环境对压力传感器的影响，在应用中记录仪往往出现压力零点飘移现象，影响了灌浆压力测量精度。为此，在笔者的建议下，有关科研单位也对记录仪程序做了改进，增加了检测零点飘移功能，同时对检查孔压水程序增加了检测稳定结束标准和自动结束功能。

2.对回浆电动三通阀的改进

由于回浆电动三通阀时常发生堵塞现象，科研单位专门研制了回浆小桶取代电动三通阀（如图2），这样防止了三通阀堵塞故障发生，同时又可以时刻观察回浆情况，从而预防施工过程中的“固管”故障发生。

3.记录仪改进设想

浆液浓度（水灰比W/C）是反映灌浆情况的主要参数之一，而记录仪无自动测量功能，施工中仍靠人工比重计目测，这样就产生了前面所述人工记录弊端。因此建议科研部门加强对自动测量浆液浓度功能的研究，从而使记录仪检测功能更完善。同时记录仪应增加防潮设施，从而降低各电子部件的故障率，从而确保记录仪的正常使用。

五、结束语

灌浆自动记录仪的研制与应用，填补了我国水工科技领域一项空白，对提高工程质量、节约劳动力及提高劳动生产率都起到了很大的作用。从所有使用该仪器的基础处理工程施工来看，该记录仪研制思路正确、使用成功。尽管还存在一些缺点，但随着该设备不断完善与改进，记录仪必将在基础处理工程中发挥越来越大的作用