09灌漿施工自動化

1、第九節(jié) 灌漿施工自動化1 鉆孔自動記錄系統(tǒng)鉆孔工序在灌漿工程中是首先進行的，鉆孔過程中所獲得的信息是指導(dǎo)隨后進行灌漿的重要資料和依據(jù)；鉆孔工序所消耗的工時在灌漿工程中占有很大的比重。因此國內(nèi)外一直都致力于鉆孔機具和鉆孔方法的持續(xù)改進，努力提高鉆孔施工效率。近一二十年，歐美國家將計算機技術(shù)和信息技術(shù)引入鉆孔設(shè)備中，開發(fā)了鉆孔自動記錄系統(tǒng)，并已經(jīng)投入了實用。法國和意大利工程師設(shè)計和研制的鉆孔參數(shù)記錄儀，是將各種傳感器安裝到鉆孔機械上，計算機對傳感器傳回的信號進行處理運算，然后輸出各種技術(shù)數(shù)據(jù)，包括：回轉(zhuǎn)速度、鉆進壓力、扭矩、鉆進速率，循環(huán)液漏失情況等。有的系統(tǒng)的還可對獲得的技術(shù)數(shù)據(jù)與已有的勘探和灌

2、漿資料進行比較，加工處理得出地層的巖性、風(fēng)化程度、裂隙發(fā)育狀況和滲漏程度等，甚至對應(yīng)當(dāng)采取的灌漿措施、灌漿參數(shù)提出建議，從而大大提高了灌漿施工的預(yù)見性、科學(xué)性。我國的灌漿施工中尚未見使用這樣的技術(shù)。2 灌漿自動記錄灌漿施工記錄是記載灌漿過程參數(shù)的憑證，是評價判斷灌漿質(zhì)量的重要依據(jù)之一，同時又是計量灌漿工程量進行經(jīng)濟結(jié)算的依據(jù)。而這些參數(shù)的測量和記錄又極易受到人為因素的影響。運用電子計算機對灌漿過程中的技術(shù)參數(shù)進行自動采集和記錄，以及按設(shè)定程序?qū)酀{過程進行自動控制的技術(shù)，上世紀(jì)七八十年代在發(fā)達國家已經(jīng)開始應(yīng)用。我國從 1985 年開始將灌漿自動記錄儀和灌漿自動控制技術(shù)列入國家 “六五” 、 “

3、七五”科技攻關(guān)任務(wù)，1987 年 2 月由中國水利水電基礎(chǔ)工程局科研所和天津大學(xué)電力及自動化工程系合作研制的我國第一臺灌漿自動記錄儀通過科技成果鑒定。我國研制和使用灌漿自動記錄儀雖然起步較晚，但起點較高，進步很快，目前我國已有幾家單位能夠生產(chǎn)滿 足施工要求的灌漿自動記錄儀，相反國外的多種記錄儀雖然性能很好，但都不太適用我 國習(xí)用的循環(huán)式灌漿的特點，價格也很昂貴。1994年頒布的水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范SL62-1994首次規(guī)定“灌漿工程宜使用測記灌漿壓力、注入率等施工參數(shù)的自動記錄儀”。2001年水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范DL/T5148-2001規(guī)定“重要工程的帷幕灌漿和高壓固結(jié)灌

4、漿，應(yīng)使用灌漿自動記錄儀”。2.1 灌漿自動記錄儀的類型在灌漿工序中對最終灌漿質(zhì)量有影響的施工參數(shù)很多，但影響最大和最直接的是灌 漿時間、灌漿壓力、注入率、漿液密度、地面抬動等，它們各自對灌漿質(zhì)量的影響和管 理的難度見表2-9-1 。表2-9-1影響灌漿質(zhì)量的主要施工參數(shù)參數(shù)名稱物理意義對灌漿質(zhì)量的影響及影響程度人工記錄發(fā)生差錯的可能性自動記錄的復(fù)雜性時間灌漿過程延續(xù)的時間純灌時間、達到結(jié)束條件的持續(xù)時間 的長短反映灌漿過程是否符合規(guī)程要求。 時間過短可能導(dǎo)致灌漿不足。時間有時（如 壓水試驗）也是結(jié)算的依據(jù)。對灌漿質(zhì)量 影響很大。時間（時刻）也是其它參變數(shù)的位置 坐標(biāo)可能縮短實際灌漿時間簡單壓

5、力灌漿能量的來源壓力過低使得注入量減少，灌漿不足。壓力過高引起地層及建筑物破壞。壓力的大小也決定或影響注入率的大小和灌漿時可由操作者的調(diào) 節(jié)隨時改變，發(fā) 生差錯的可能性較簡單間的長短。對灌漿質(zhì)量影響很大最大注入率灌漿材料消耗的反映注入率大小應(yīng)與灌漿壓力協(xié)調(diào)控制， 當(dāng)大則大，當(dāng)小則小。注入率決定注入量， 注入量是進行工程結(jié)算的依據(jù)。對灌漿質(zhì) 量影響很大可能加大或縮小注入率較復(fù)雜漿液密度施工中漿液質(zhì)量的體現(xiàn)水灰比的大小應(yīng)符合設(shè)計要求或與注 入率相適應(yīng)，不適當(dāng)?shù)刈冃∷冶葘⒋偈?提前結(jié)束灌漿，從而導(dǎo)致灌漿不足。對灌 漿質(zhì)量影響大配制漿液密度與 實際灌注漿液密 度有一定誤差復(fù)雜巖體抬動灌漿引起地 層或

6、建筑物 的位移在敏感部位可能導(dǎo)致地層或建筑物的破壞。在有的情況下影響很大難以做到連續(xù)觀測和記錄較復(fù)雜對應(yīng)于表2-9-1所列施工技術(shù)參數(shù)，國內(nèi)科研或施工單位開發(fā)了能夠記錄1個至4個參數(shù)（時間參數(shù)在外，以下同）的記錄儀（表 2-9-1和圖2-9-2 ）。從技術(shù)上講，記錄這些參數(shù)都并非難事，但從工程必要性和經(jīng)濟實用性兩方面考慮，目前使用最多的還是能記錄壓力和流量的兩參數(shù)自動記錄儀。上世紀(jì)九十年代，日本壩工中心利用放射性同位素技術(shù)，研制了一種三元灌漿計（ Three element grouting gauge ）,可以連續(xù)測量灌漿壓力、注入率和漿液濃度，并在多個大壩灌漿工程中應(yīng)用。鑒于同位素技術(shù)過于

7、昂貴，各國都在尋求用比較經(jīng)濟可靠的方法檢測漿液密度，如重力法、浮力法和壓強法等，我國目前對各種方法（包括同位素法）都有研究和應(yīng)用。表2-9-2灌漿自動記錄儀的種類記錄儀種類記錄內(nèi)容基本原理價格使用普及 程度灌漿壓力計灌漿時間、壓力以彈簧發(fā)條控制時間、壓力指針描畫壓力曲線低漸少灌漿自動記錄儀灌漿時間、壓力、注入以壓力變送器、流量變送器檢測壓力、流量，計算機對壓力流量信號進較貴多率行處理、顯小和記錄三元灌漿記錄儀灌漿時間、壓力、注入 率、漿液密 度同上，但增加了密度傳感器及密度信 號處理。密度檢測的原理有放射性同 位素法、超聲波法、重力（浮力）法、 壓強法等貴或很貴少四參數(shù)灌漿 監(jiān)測系統(tǒng)灌漿時間、

8、 壓力、注入 率、漿液密 度、地面抬動以壓力變送器、流量變送器、密度傳 感器和位移傳感器分別檢測灌漿壓 力、流量、漿液密度和地面抬動，計 算機對信號進行處理、顯示和記錄貴或很貴很少圖2-9-1為我國制造的單孔灌漿自動記錄儀（ a）和可同時記錄8個孔段的灌漿參數(shù) 記錄儀（b）。值得指出的是，雖然灌漿自動記錄儀可以提高灌漿數(shù)據(jù)的可信度和工程的精確度， 可以減輕技術(shù)人員和工人的勞動強度、提高工作效率，但是自動記錄儀不能代替質(zhì)量管 理，使用自動記錄儀不能自動地提高灌漿工程質(zhì)量。圖2-9-1幾種灌漿自動記錄儀a-單孔灌漿自動記錄儀；b-8路灌漿記錄系統(tǒng)2.2 自動記錄儀的構(gòu)造和基本要求2.2.1 記錄儀

9、的組成與技術(shù)原理主機和打印存儲等三大部分。一臺灌漿自動記錄儀或自動記錄系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包括傳感器、主機硬件部分主要由六塊模板組成，包括主機板、鍵盤版、A/D轉(zhuǎn)換板、I/V轉(zhuǎn)換及打印板和顯示器板，國外和我國早期的記錄儀還有長圖儀控制板(圖 2-9-2 ),六部分電 路通過數(shù)據(jù)總線連接。流量傳感器和壓力傳感器采集的灌漿過程中的壓力、注入率等物理量的模擬信號輸入I/V轉(zhuǎn)換及長圖儀控制板，壓力和注入率的模擬值一路輸至長圖儀，一路進入A/D板,經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸至主機板運算處理，主機板再分送至顯示器板由液晶數(shù)字顯示壓力、注 入率的實際值，分送至打印機板控制打印機打印出時間和各項數(shù)據(jù)。鍵盤與主機板相連， 實現(xiàn)人機對話

10、。穩(wěn)壓電源主機1聞轉(zhuǎn)換建盤 A/D轉(zhuǎn)換 打印機 顯示圖2-9-2自動記錄儀硬件原理框圖2.2.2 對記錄儀的基本要求根據(jù)我國的實際情況，灌漿自動記錄儀應(yīng)當(dāng)具備如下基本功能：(1)應(yīng)能滿足連續(xù)記錄灌漿壓力、注入率等基本參數(shù)的要求。(2)打印記錄參數(shù)的時間間隔不宜大于5min,各項參數(shù)以記錄間隔時段內(nèi)的平均值為宜，灌漿壓力最好能同時記錄平均值和最大值。(3)應(yīng)能適用純壓式和循環(huán)式兩種灌漿方法。(4)記錄參數(shù)的精度應(yīng)高于常規(guī)計量的方法或滿足灌漿規(guī)范的要求。常規(guī)采用壓力表計量壓力的精度等級通常為 2.5級，規(guī)范要求制漿材料的計量誤差應(yīng)小于5%(5)灌漿現(xiàn)場工作環(huán)境較差，因此記錄儀應(yīng)具有較強的抗潮濕、抗

11、電磁干擾性能， 工作穩(wěn)定性好。應(yīng)具有斷電數(shù)據(jù)保護功能，萬一發(fā)生故障時，防止資料的損失。（ 6）操作維護簡單，適于一線作業(yè)人員使用。（ 7）較低的價格。2.3 記錄儀在灌漿管路中的連接形式由于灌漿的管路連接方式不同，因此自動記錄儀在灌漿管路中也有多種連接方式。2.3.1 純壓式灌漿國外灌漿以純壓式為主，因此國外的自動記錄儀都是適用這種方式，如圖2-9-3 。2.3.2 循環(huán)式灌漿我國的灌漿較多采用循環(huán)式，記錄儀在循環(huán)式管路系統(tǒng)中有多種連接方法。比較實用有效的連接方法有如下兩種：（ 1）使用一個流量傳感器這種連接法如圖2-9-4a ，它的優(yōu)點是可以節(jié)約一個流量傳感器，較多地降低了記錄儀的價格，記錄

12、質(zhì)量基本可滿足要求。缺點是儲漿攪拌機至灌漿泵間的管路內(nèi)漿液有時會沉淀，有時又通過流量計回流，使計量失準(zhǔn)；同時回漿桶敞開，易人為改變流量數(shù)據(jù)；每隔一定時段，要進行漿液大循環(huán)（即回漿不進入回漿桶，直接進入儲漿攪拌機），操作較復(fù)雜。（ 2）使用兩個流量變送器接法如圖2-9-4b ，它可以避免上述的多項缺點，不足之處是需用兩個流量傳感器，提高了記錄儀的價格，同時對兩個流量傳感器性能的一致性要求較高。2.4 使用自動記錄儀的其他注意事項2.4.1 使用記錄儀的灌漿結(jié)束條件水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定了各種灌漿的結(jié)束條件（見第六節(jié)3.8等） ，但這些條件基本上是在長期的以手工進行記錄的施工實踐經(jīng)驗基

13、礎(chǔ)上總結(jié)出來的，因而在使用記錄儀進行記錄和施工時，現(xiàn)有的灌漿結(jié)束條件并不完全適應(yīng)。（ 1） 現(xiàn)有結(jié)束條件中的注入率標(biāo)準(zhǔn)為不大于1L/min ， 但一般記錄儀的流量傳感器的精度在流量減小到1L/min 以下時會顯著降低，流量越小，精度降低越嚴(yán)重。（ 2）對于孔口封閉法灌漿來說，結(jié)束條件中的“持續(xù)時間”原來是考慮了有一些時間要用于活動鉆桿（灌漿管）的，在活動鉆桿時通常要降低或解除灌漿壓力。手工記錄時這一個細(xì)節(jié)并不予以反映。使用記錄儀后灌漿結(jié)束階段長時間的高壓濃漿灌注，使得操作十分困難，甚至屢屢發(fā)生“鑄管”事故。對此，雖然已經(jīng)發(fā)明了一些辦法，但也僅是可部分地解決這一問題，而且畢竟使施工復(fù)雜化，工耗和

14、能耗增加。我國目前尚沒有妥善解決上述問題的規(guī)范性規(guī)定。有的工程采取了適當(dāng)縮短“持續(xù)時間”，或允許在持續(xù)時間內(nèi)有20%-30%勺壓力和注入率小于規(guī)定值。還有一些記錄儀通過在軟件系統(tǒng)中設(shè)置某種程序，來“修改”實際情況，以滿足規(guī)程要求，這是不可取的。2.4.2 記錄儀的維護保管灌漿自動記錄儀屬于貴重儀器，它的價值在鉆孔灌漿設(shè)備中占有較大的比重，因此應(yīng)當(dāng)注意愛惜，正確使用。（ 1）應(yīng)當(dāng)仔細(xì)閱讀產(chǎn)品說明書，搞清安裝要求，操作方法步驟。不要盲目使用。（ 2）記錄儀畢竟是電子儀器，各家產(chǎn)品雖然都有防潮、防水、防震、防電磁干擾等措施，但使用時仍應(yīng)盡量避免潮濕、水淋、強烈震動和強電磁環(huán)境。（ 3）最好能安排專人

15、操作，專人維修。（ 4）當(dāng)采用循環(huán)式灌漿時，記錄儀最好使用雙流量計，采用圖2-9-4b 工作方式。使用一個流量計時，應(yīng)注意經(jīng)常進行大小循環(huán)轉(zhuǎn)換。（ 5）灌漿結(jié)束后及時將灌漿管路沖洗干凈，特別是傳感器的電極或其它敏感部位要防止水泥顆粒的沉淀凝結(jié)。19a）(b)圖 2-9-3 純壓式灌漿管路中自動記錄儀的連接a- 國產(chǎn)兩參數(shù)記錄儀在管路中：1- 儲漿攪拌機；2- 灌漿泵；3- 記錄儀主機；4- 壓力表和壓力傳感器；5- 灌漿孔；6- 閥門； 7- 管路； 8- 流量傳感器；10-信號電纜b- 日本三元灌漿計系統(tǒng)：1-長圖儀；2-記錄儀主機；3-信號電纜；4- 壓力流量檢測器；5- 密度檢測器；6-

16、 儲漿攪拌器；7- 灌漿泵；8- 灌漿孔；9- 自動閥（6）對記錄儀的測量精度應(yīng)定期地（或經(jīng)過搬遷后）進行校驗或檢定。目前水電工程所在地大多不具備對灌漿自動記錄儀進行計量檢定的能力，可由施工單位在現(xiàn)場使用經(jīng)過檢定的壓力表、水表，對記錄儀進行通水校驗。校驗工作可在監(jiān)理人員參加下進行。（ 7） 嚴(yán)禁使用人員隨意修改記錄儀的程序。因故需要對記錄儀原有程序進行修改時，應(yīng)通過原制造單位進行，以免損壞儀器。（a）（b）圖 2-9-4 自動記錄儀在循環(huán)式灌漿管路中的連接a- 使用一個流量傳感器的連接方式；b- 使用兩個流量傳感器的連接方式1-儲漿攪拌機；2-灌漿泵；3-記錄儀主機；4-壓力表和壓力傳感器；5

17、-灌漿孔；6-閥門； 7- 管路； 8-流量傳感器；9-三通閥門；10-信號電纜；11-回漿桶及濾網(wǎng)3 灌漿施工自動化3.1 日本的全自動灌漿工廠日本是世界上較早推行灌漿施工自動化的國家，較大的工程都設(shè)有中央控制室，全面控制管理灌漿工藝流程。大內(nèi)壩是一座堆石壩，壩基巖石為凝灰?guī)r，灌漿工程分為鋪蓋灌漿和帷幕灌漿，在壩軸線處設(shè)有基礎(chǔ)灌漿廊道，灌漿工程量10 萬余米。施工前經(jīng)對各種灌漿施工方法進行研究比較，為提高灌漿質(zhì)量管理水平和節(jié)省勞動力，決定采用全自動化的灌漿工廠，如圖 2-9-5 。它分為中央工廠、二次工廠和灌漿機組三部分。圖 2-9-5 日本大內(nèi)壩全自動灌漿工廠示意圖中央灌漿工廠包括制漿系統(tǒng)

18、、輸漿系統(tǒng)和控制室。制漿系統(tǒng)的作用是自動計量水、水泥和膨潤土的重量，拌制濃度為1： 1 的原漿。輸漿系統(tǒng)的作用一是儲存原漿，二是根據(jù)控制系統(tǒng)的指令加水調(diào)制出規(guī)定濃度的漿液，用壓縮空氣壓送到二次工廠。在二次工廠里裝有攪拌桶和灌漿泵，攪拌桶出現(xiàn)漿液不夠的情況時，就會發(fā)出信號給控制系統(tǒng)。灌漿泵為流量調(diào)節(jié)型的，由灌漿機組的電動閥門調(diào)節(jié)流量。注入流量和壓力在灌漿機組用檢測器檢測，電動閥門也由檢測器控制，在控制室調(diào)節(jié)流量和壓力使其不超過規(guī)定的限度。檢測器檢測到的流量和壓力值在控制室被記錄下來。在控制室內(nèi)裝有制漿控制系統(tǒng)、輸漿控制系統(tǒng)、灌漿自動記錄裝置和地基變位監(jiān)測裝置。根據(jù)預(yù)先編制好的程序，輸漿系統(tǒng)可以在

19、需要變漿的時候，自動變換漿液的濃度。自動記錄存儲于磁帶中，用計算機進行數(shù)據(jù)處理?？刂剖夷茈S時掌握施工現(xiàn)場全部情況，監(jiān)視灌漿作業(yè)和發(fā)出指令。大內(nèi)壩自動灌漿工廠有4 套制漿系統(tǒng)和7 套輸漿系統(tǒng)，可以同時供給21 臺灌漿泵工作。3.2 我國的單機自動灌漿裝置我國的灌漿習(xí)慣和技術(shù)條件與國外不同，一般要求采用循環(huán)式灌漿，灌漿泵多采用定量泵（在通常條件下輸出流量不可改變），因而實現(xiàn)自動化的技術(shù)更復(fù)雜一些，代價更高一些。從目前的必要性和實用性而言，尚未提到緊迫的日程上。上世紀(jì)九十年代的國家重點科技攻關(guān)項目高壩地基處理技術(shù)中安排了單機自動灌漿裝置的研究，由中國水利水電基礎(chǔ)工程局和天津大學(xué)自動化工程系聯(lián)合攻關(guān)，

20、取得了可喜的成果，為我國的灌漿施工全面自動化進行了技術(shù)準(zhǔn)備。3.2.1 單機自動灌漿系統(tǒng)設(shè)備配置這套單機自動灌漿裝置是針對一臺灌漿泵灌注一個孔段進行控制的。它的主要設(shè)備配置如圖2-9-6 。圖 2-9-6 單機自動灌漿系統(tǒng)設(shè)備配置1-儲漿攪拌機；2-灌漿泵；3-流量傳感器；4-灌漿孔段；5-壓力傳感器；6-電動控制閥門；7-電動機；8- 變頻器；9-灌漿自動控制裝置；10-灌漿管路；11-信號采集線；12-控制線(1)灌漿方法和灌漿機具采用我國常用孔口封閉灌漿法和柱塞式灌漿泵。(2)傳感器 該裝置主要調(diào)節(jié)控制注入率和壓力兩個參數(shù)，采用電磁式流量傳感器和單晶硅壓力傳感器。兩個流量傳感器分設(shè)于進漿

21、和回漿管路上，二者作減法運算之差 為孔段注入率。(3)控制計算機采用工業(yè)控制微機。(4)記錄和顯示采用了長圖儀記錄注入率、壓力過程曲線，以數(shù)字形式實時顯示注入率、壓力的數(shù)值，打印機執(zhí)行打印輸出，存儲器保存過程參數(shù)。(5)執(zhí)行控制器該系統(tǒng)以灌漿泵的排漿量為主調(diào)節(jié)變量，以回漿閥的開度為輔調(diào)節(jié)變量。泵的排量的調(diào)節(jié)通過電機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)來實現(xiàn)，電機的轉(zhuǎn)速又由可控硅變頻器調(diào) 節(jié)，其輸出頻率為 。50Hz連續(xù)可調(diào)。回漿閥由本身的伺服電機調(diào)節(jié)開度。3.2.2 自動灌漿系統(tǒng)硬件布局系統(tǒng)的硬件布局如圖 2-9-7所示。圖2-9-7自動灌漿系統(tǒng)的硬件布局3.2.3 自動灌漿系統(tǒng)的程序設(shè)計概要一個完整的灌漿過程包括：試

22、通水一裂隙沖洗一壓水試驗一灌漿一結(jié)束，灌漿階段 又包括壓力控制、漿液變換等。每一道工序就是一個子過程，每一個子過程都有各自的 工藝要求和結(jié)束轉(zhuǎn)換條件。實現(xiàn)對灌漿過程的自動控制，就要對過程中的參數(shù)進行監(jiān)測、分析判斷，根據(jù)其結(jié) 果再對過程參數(shù)進行調(diào)整改變，以達到預(yù)期的目的。因此系統(tǒng)程序要具備決策、協(xié)調(diào)、 和控制執(zhí)行三個層次的功能，是一個包括下列多個子系統(tǒng)的“自主智能控制系統(tǒng)”過程狀態(tài)參數(shù)采集與記錄系統(tǒng)；過程轉(zhuǎn)換決策系統(tǒng)；漿液濃度變換決策系統(tǒng)；壓力控制的雙變量協(xié)調(diào)系統(tǒng)；智能PID壓力控制系統(tǒng)；故障檢測與保護系統(tǒng)。各個子系統(tǒng)通過層次式智能系統(tǒng)流程（圖2-9-8 ）工作。B用1 J 短員-T- 卜I11

23、-人-F_t_卻識原_| !件j r匚-廣 -事實岸L t-'Lt1rn P ri1 ri p,T. F 廣一一一一一"ir I!推用機5廣一T !接整在 1過程我行器上一T卜上一f-F11 l一，jz_*_一福榮過程 I|! f. P ；I決域系統(tǒng)IP I協(xié)翹系淺卜-位力臣幫需i-H14Qij；1s 1j圖2-9-8層次式智能系統(tǒng)工作流程過程參數(shù)P一灌漿壓力；Q注入率；T時間；p 漿液密度；f變頻器頻率；a一閥門開度整個系統(tǒng)通過了計算機仿真研究和室內(nèi)試驗，并于1990年1月至3月在新安江水電站壩基防滲帷幕補強灌漿中試用。運行時除了漿液需要由外界按照其指令加入系統(tǒng)的儲 漿桶以

24、外（此過程設(shè)計中暫未考慮），其余不需人工幫助，完全“自主”地按照事先設(shè)定 的程序，從安裝好管路試通水開始，逐一完成各道工序，直至結(jié)束，效果令人滿意。3.3灌漿自動監(jiān)測系統(tǒng)灌漿自動監(jiān)測系統(tǒng)是在灌漿參數(shù)自動記錄的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是一項適應(yīng)我國目 前生產(chǎn)力發(fā)展水平的灌漿自動監(jiān)測和半自動控制技術(shù)。如圖2-9-9所示，該系統(tǒng)由1臺微機通過電纜實現(xiàn)1000m范圍內(nèi)同時管理 816臺灌漿泵工作。圖2-9-9灌漿自動監(jiān)測系統(tǒng)示意圖1-儲漿攪拌機；2-灌漿泵；3-孔口進回漿管；4-灌漿孔；5-壓力傳感器；6-流量傳感器;7-信號采集線；8-工控機；9-監(jiān)視器；10-打印機；11-電話；12-傳感器接口；13-

25、控制室；14-高壓閥門；15-回漿桶系統(tǒng)監(jiān)測的參數(shù)有灌漿壓力、注入率，根據(jù)需要也可以增加漿液密度、地面抬動值。系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)有平均灌漿壓力、最大灌漿壓力、注入率、累計注入漿量、累計注入灰量、灌漿強度值（GIN）等，輸出的曲線有灌漿壓力一時間曲線、注入率一時間曲線、累計注灰量一時間曲線、GIN曲線等6種關(guān)系曲線，輸出的表格有灌漿記錄表、 壓水試驗記錄表。各個孔段的灌漿壓力、注入率、累計注灰量和GIN值實時顯示在計算機的顯示屏上，反映各孔段灌漿全過程的記錄表格和曲線可根據(jù)指令隨時予以調(diào)閱或打印。根據(jù)所獲得的信息，施工技術(shù)人員、監(jiān)理人員可以對一個孔段的灌漿過程進行檢查、分析、判斷決策，并通過專用電話

26、對施工機組的操作進行指揮，從而大大地加強了現(xiàn)場技術(shù)人員對灌漿操作的直接控制力，有效地保證了灌漿工程的質(zhì)量。這套系統(tǒng)的另一個功能是與“灌漿數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”配套使用，由監(jiān)測系統(tǒng)采集記錄的各項數(shù)據(jù)，可自動地轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)系統(tǒng)進行統(tǒng)計運算，直接生成滿足規(guī)范要求的全套成果 表、單位注灰量和透水率頻率曲線、綜合剖面圖等。灌漿自動監(jiān)測系統(tǒng)在我國小浪底工程中首先采用，灌漿在隧洞中進行，控制室設(shè)在洞外，技術(shù)人員在控制室內(nèi)通過顯示屏和電話對灌漿機組的全部作業(yè)過程進行監(jiān)控和指 揮，使用情況表明系統(tǒng)運行效果很好?，F(xiàn)在該技術(shù)已推廣到李家峽、水布婭、索風(fēng)營等 等多項工程的灌漿施工中。圖 2-9-10為該系統(tǒng)在小浪底施工現(xiàn)場控制室

27、。圖2-9-10灌漿自動監(jiān)測系統(tǒng)在小浪底工程現(xiàn)場4集中制漿站水泥漿的拌制與輸送是灌漿自動化的重要組成部分。目前除國外有些工程的制漿工 廠實現(xiàn)了較高程度的自動化以外，半自動化或機械化的集中制漿站使用也較普遍。我國最早使用大型集中制漿站的是烏江渡水電站灌漿工程，以后在許多大的水電站 工地推廣應(yīng)用。4.1 烏江渡工程集中制漿站烏江渡水電站帷幕灌漿工程量近20萬米，平均單位注灰量294.7kg/m,日耗灰100150t,工作面分散在多條隧洞里面，運距遠(yuǎn)，通風(fēng)差，如果采用分散制漿是非常困難的。為此在兩岸設(shè)置了集中制漿站，制漿站的設(shè)備配置如圖2-9-11和表2-9-3。烏江渡集中制漿站采用了單階式結(jié)構(gòu)，水泥從水泥罐放出后直接落入攪拌機中，不需用螺旋輸送機提升。水泥的稱量使用葉輪給料器，通過給料器葉輪間的