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摘要：本文结合国内某大型工程对灌浆记录仪的使用要求，编制了现场比对试验大纲，可供一般灌浆工程记录仪必选试验用。
关键词：灌浆记录仪试验
Abstract: According to grouting recorder use requirements from some domestic large scale engineering, the paper compiled the field comparation test program available to all peers.
Key Words: grouting recorder test
中图分类号：U445.55+2 文献标识码：A 文章编号：
1概述
当前，国内生产灌浆自动记录仪的厂家五花八门，其质量、精度基本上都能满足工程施工要求。但由于计算机技术的迅猛发展和承包商利益的驱动，承包商往往与记录仪厂家联合作假，在记录仪软件程序上做文章，增加了业主、监理现场管理的难度。为此，业主在招标文件中一般规定承包商必须通过招标采购自动记录仪，并事前得到业主和监理的批准。业主、监理要对承包商招标采购的厂家进行有效审查确认，应组织拟选购厂家的记录仪进行现场比对试验，以选择性能优良、信誉较高的厂家生产记录仪。
2试验目的
国内某大型高拱坝工程灌浆工程量巨大、施工技术要求高、施工难度大，抗力体灌浆、帷幕灌浆工程量将近200万m。为确保灌浆质量满足合同技术条款和设计要求，确保灌浆过程灌浆压力、流量、浆液密度等参数记录准确，承建单位应按合同文件规定采购报经监理机构和业主审查批准的灌浆自动记录仪进行记录。为选择满足灌浆施工要求的性能优良、记录准确的自动记录仪，拟在选购生产厂家前，开展不同生产厂家生产的自动记录仪的现场比对试验，通过试验数据的比较分析，提出拟同意承建单位采购的生产厂家、自动记录仪的规格、型号。
3试验内容
3.1对拟采购记录仪进行现场比对试验。
3.2针对不同生产厂家生产的不同规格、型号的自动记录仪，现场模拟抗力体固结灌浆进行各种工况下的比对试验，包括不同的灌浆压力、灌浆流量、浆液密度下的比对试验。灌浆压力参照抗力体固结灌浆压力采用1~5 Mpa；灌浆流量采用注入率大于30L/min和小于30L/min两种情况进行；浆液密度采用1.0g/cm3、1.292 g/cm3、1.512g/cm3、1.824g/cm3四种进行。
4试验程序和试验方法
4.1现场比对试验
4.1.1一般要求
（1）在下列情况下，灌浆记录仪应进行现场校验：
a 新仪器进场开始使用；
b 新的工程项目开工；
c 连续使用时间满6个月；
d 发现量值误差超过规定范围时，对仪器精度有疑问时；
e 经过检修或调校以后。
（2）校验项目包括仪器外观与功能、清水流量、静态压力、水泥浆密度。
（3）校验环境条件为环境温度为20℃～30℃，湿度小于90%。校验用水可为洁净的自来水或蓄水池清水，水温5℃～40℃，并保持稳定，水中不应夹杂空气和含有磁性的颗粒。检验时供电电源电压为（220±10）V，频率（50±2.5）Hz。
（4）校验采用量值朔源比照的方式，将比照仪表与待测记录仪在同种条件下同时检测记录，比照仪表的测量值由测量者直接读测记录，被校验的记录仪的测量值由灌浆记录仪自身记录或显示读测，之后将两者数据进行比照，以比照仪表测值为“真值”计算出误差，确认是否合格。
（5） 校验中所使用的比照计量器具，均需经过有资质的计量部门检验，具有有效证书。
4.1.2流量校验
（1） 校验方法和校验装置要求
流量校验采用非恒定流容积法。以同一时段内通过记录仪流量计的清水累积流量的误差代表流量计的平均误差。时间记录使用机械或电子计时秒表, 读测示值记录, 秒表分辨率大于或等于0.01s。
使用容积大于200L普通容器蓄水作为进流源，进流源容器的出水口高于被校验流量计出水口1m～2m，被校验流量计出流后接容积大于200L的量桶或普通容器，再配以台秤记录累积流量，所使用的量桶容积精度不低于0.5%，台秤精度不低于1.0%。在被校流量计前(5倍管径以外)设置阀门1,调节控制总出流时间,在被校流量计后(5倍管径以外)设置阀门2,控制出流开始和结束。要求校验的总出流累计量为180L～200L, 持续时间为4min～6min。
（2）操作步骤
a 正式校验前，先进行通水试验，调节阀门1和阀门2，使整个测试系统满足A.2.1要求，应注意在进流源容器放空前，必须结束出流，以避免流量计出现空管。总出流持续时间调好后保持阀门1开度不再变动。
b 将被校流量计及被校记录仪连接好，处于预备测量状态。
c 读测比照流量容器的初始容积Vo′。
d 启动记录仪开始记录，然后将阀门2迅速开启至全开状态。
e 在所要求的出流时间内，进流源容器放空前，关闭阀门2。
f 停止记录仪记录，读测比照流量容器的结束容积Ve′。
（3）计算方法
被校仪器的累积流量相对误差：
δc= [ (Ve－Vo)－(Ve′－Vo′)]/(Ve′－Vo′)×100%
式中 Vo －被校灌浆记录仪的起始流量示值，L；
Ve －被校灌浆记录仪的结束流量示值，L；
Vo′ －比照容器的起始容积，L；
Ve′ －比照容器的结束容积，L。
（4）合格条件
本项校验共进行3个测次，取3个测次的相对误差平均值为被校灌浆记录仪的合格判断条件。
被校灌浆记录仪的相对误差平均值≤2%为合格。
（5）注意事项
a 被校仪器在上电预热15min后，再进行校测。
b 阀门2的开启和关闭，最好参考的被校记录仪显示的记录时刻进行控制，以减小操作引起的误差。
4.1.3静态压力校验
（1）校验方法和校验装置要求
静态压力校验采用直接比照法。使用台式或便携油压压力发生器, 同时对被校验的压力计和比照压力表施加静态压力，读测记录压力值后，再比照计算测量误差。压力发生器的压力施加范围宜为0～50MPa, 校验时选取的压力级数在被校验压力计额定满量程内应均布且不少于5级(零点除外)。 压力发生器所使用比照压力表可以是机械式或电子式，其精度在检验值处不低于0.2%。
（2）操作步骤
a 将压力发生器接上比照压力表，加压至额定满量程,检查压力稳定性，确认管路无泄漏。再卸压检查压力零点是否正常。如加压后不能保持稳定或卸压后压力不回零点则不能进行校测。
b 将比照压力表和被校灌浆记录仪的压力计同时接上压力发生器，从零点开始测量记录。
c 调节压力发生器，根据比照压力表的示值，按照规定的5个压力级数逐次加压，每级压力调定后，观察比照压力表的示值Pn′进入稳定状态后,再进行测量记录。
d 记录全部试验数据。
（3）计算方法
分别计算各级压力时的相对誤差。
各级压力时的相对误差 δn = (Pn – Pn′)/ Pn′×100%
Pn′--比照压力表在某级压力时的测值，MPa；
Pn--被校仪器在某级压力时的测值，MPa。
取各级压力中最大相对误差为记录仪压力计相对误差。
（4）合格条件：被校灌浆记录仪压力计相对误差≤2%。
（5）注意事项
a 压力施加过程应为单程施压过程。
b 视不同要求，最大校测压力可以为5MPa或10MPa或更高值。
c 所施加的各级压力根据比照仪表的示值进行调节，目测比照仪表达到规定压力。
4.1.4 水泥浆密度校验
（1）校验方法和校验装置要求
采用直接比照法时，使用便携式液体密度计读测密度值，测量范围1 g/cm3～2g/cm3，精度不低于2%；采用间接比照法时，测量范围1H～2H,水柱高度用钢尺读测,钢尺应保持垂直，精度不低于0.5%。
（2）直接比照法
a 操作步骤
使用比照密度计测量配制3种密度分别为1.0g/cm3、1.5g/cm3、1.8g/cm3的水泥浆液，按3.1.2所述流量校测方式连续过流，在被校记录仪上分别读测3种水泥浆液的密度测量值，并进行记录。
b 计算方法
各级密度时的相对误差 δn = (Cn – Cn′)/ Cn′×100%
式中，Cn′--比照密度计在某级密度时的测值，g/cm3；
Cn--被校记录仪器对某级密度浆液的测值，g/cm3。
取各级密度中最大相对误差为记录仪相对误差。
c 合格条件：被校记录仪的密度相对误差≤5%。
（3）间接比照法
对于定高测量压强原理的待校验密度计，可以采用此方法。即在液体密度不变的条件下，用改变水柱高度来模拟密度变化。
a 操作步骤
将被校验记录仪的压力计与圆柱形玻璃水容器底部连通。水容器中充自来水，水柱高度可调。
模拟3种密度分别为1.0 g/cm3、1.5 g/cm3、1.8 g /cm3的水和浆液，其水柱高度分别为1H、1.5H和1.8H,(H为被校验密度计的设计定高),每调节好一个高度级, 被校验密度计就进行一组测量。
每组测量为3～5个测次，计算出平均值作为本组测值Cn。
b 计算方法
各级密度时的相对误差 δn = (Cn – Cn′)/ Cn′×100%
Cn′--模拟的某级密度值，g/cm3。
Cn--被校密度计在某级密度时的测值，g/cm3。
取各级密度中最大相对误差为仪器最大相对误差值。
c 合格条件：被校仪器的浓度最大相对测量误差值≤5%。
4.2现场比对试验
4.2.1试验方法与程序：现场模拟抗力体固结灌浆试验，采用一定长度的直径大约为4吋的钢管加工成模拟孔口封闭灌浆的灌浆孔，钢管前端设置封闭灌浆器，钢管底部设置可阀门控制出浆量的出浆管；现场配置容积大于200L的标准储浆桶；根据不同灌浆压力、注入率的工况下，采用将不同厂家、规格型号的自动记录仪串联进行灌浆参数测定，试验过程中，同步进行人工记录；试验过程为：1.292g/cm3浆液密度在不同灌浆压力、流量下的对比试验 1.512g/cm3浆液密度在不同灌浆压力、流量下的对比试验 1.824g/cm3液密度在不同灌浆压力、流量的试验。
4.2.2试验要求：
（1）要求施工单位提前通知自动记录仪的厂家提供拟采购的自动记录仪。
（2）要求施工单位按试验大纲要求准备试验所用设备、器材及加工成型的
钢管、储浆桶等灌浆用材料。
（3） 本次试验由监理机构组织、承建单位负责实施、业主工程管理部门项目管理工程师全过程参与。
（4）本次试验自动记录仪的连接、安装、调试由生产厂家进行，现场试验的记录操作由承建单位记录员进行，厂家不得参与。
（5）试验过程中，应做好原始记录，人工记录采用监理机构印发的记录表格。记录由承建单位、现场监理共同记录。自动记录仪记录应及时打印并经现场监理签字确认。
（6）关于灌浆成果资料的整理和汇总，信息管理：采用自动记录仪自带的资料整理软件，自动生成灌浆所需各种报表及图表，比对哪种软件生成的报表及图表数据更利于灌浆成果的分析。
5试验计划及人员组织安排
灌浆用自动记录仪比对试验计划安排在×月×日进行。
试验组织人员为：业主工程管理本门：1～2；监理机构：3～5；施工单位：管理人员2～3。
试验操作人员：由施工单位安排1～2机组人员，厂家配合进行自动记录仪的安装和调试。
6试验资料的整理和试验结论性意见
试验完成后，施工单位对试验资料进行整理分析，提交比对试验报告及结论意见连同经监理签字的试验记录报监理机构，监理机构会同业主项目管理工程师审查后提出拟采购的自动记录仪的建议，报业主決策。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：灌浆记录仪试验
Abstract: According to grouting recorder use requirements from some domestic large scale engineering, the paper compiled the field comparation test program available to all peers.
Key Words: grouting recorder test
中图分类号：U445.55+2 文献标识码：A 文章编号：
1概述
当前，国内生产灌浆自动记录仪的厂家五花八门，其质量、精度基本上都能满足工程施工要求。但由于计算机技术的迅猛发展和承包商利益的驱动，承包商往往与记录仪厂家联合作假，在记录仪软件程序上做文章，增加了业主、监理现场管理的难度。为此，业主在招标文件中一般规定承包商必须通过招标采购自动记录仪，并事前得到业主和监理的批准。业主、监理要对承包商招标采购的厂家进行有效审查确认，应组织拟选购厂家的记录仪进行现场比对试验，以选择性能优良、信誉较高的厂家生产记录仪。
2试验目的
国内某大型高拱坝工程灌浆工程量巨大、施工技术要求高、施工难度大，抗力体灌浆、帷幕灌浆工程量将近200万m。为确保灌浆质量满足合同技术条款和设计要求，确保灌浆过程灌浆压力、流量、浆液密度等参数记录准确，承建单位应按合同文件规定采购报经监理机构和业主审查批准的灌浆自动记录仪进行记录。为选择满足灌浆施工要求的性能优良、记录准确的自动记录仪，拟在选购生产厂家前，开展不同生产厂家生产的自动记录仪的现场比对试验，通过试验数据的比较分析，提出拟同意承建单位采购的生产厂家、自动记录仪的规格、型号。
3试验内容
3.1对拟采购记录仪进行现场比对试验。
3.2针对不同生产厂家生产的不同规格、型号的自动记录仪，现场模拟抗力体固结灌浆进行各种工况下的比对试验，包括不同的灌浆压力、灌浆流量、浆液密度下的比对试验。灌浆压力参照抗力体固结灌浆压力采用1~5 Mpa；灌浆流量采用注入率大于30L/min和小于30L/min两种情况进行；浆液密度采用1.0g/cm3、1.292 g/cm3、1.512g/cm3、1.824g/cm3四种进行。
4试验程序和试验方法
4.1现场比对试验
4.1.1一般要求
（1）在下列情况下，灌浆记录仪应进行现场校验：
a 新仪器进场开始使用；
b 新的工程项目开工；
c 连续使用时间满6个月；
d 发现量值误差超过规定范围时，对仪器精度有疑问时；
e 经过检修或调校以后。
（2）校验项目包括仪器外观与功能、清水流量、静态压力、水泥浆密度。
（3）校验环境条件为环境温度为20℃～30℃，湿度小于90%。校验用水可为洁净的自来水或蓄水池清水，水温5℃～40℃，并保持稳定，水中不应夹杂空气和含有磁性的颗粒。检验时供电电源电压为（220±10）V，频率（50±2.5）Hz。
（4）校验采用量值朔源比照的方式，将比照仪表与待测记录仪在同种条件下同时检测记录，比照仪表的测量值由测量者直接读测记录，被校验的记录仪的测量值由灌浆记录仪自身记录或显示读测，之后将两者数据进行比照，以比照仪表测值为“真值”计算出误差，确认是否合格。
（5） 校验中所使用的比照计量器具，均需经过有资质的计量部门检验，具有有效证书。
4.1.2流量校验
（1） 校验方法和校验装置要求
流量校验采用非恒定流容积法。以同一时段内通过记录仪流量计的清水累积流量的误差代表流量计的平均误差。时间记录使用机械或电子计时秒表, 读测示值记录, 秒表分辨率大于或等于0.01s。
使用容积大于200L普通容器蓄水作为进流源，进流源容器的出水口高于被校验流量计出水口1m～2m，被校验流量计出流后接容积大于200L的量桶或普通容器，再配以台秤记录累积流量，所使用的量桶容积精度不低于0.5%，台秤精度不低于1.0%。在被校流量计前(5倍管径以外)设置阀门1,调节控制总出流时间,在被校流量计后(5倍管径以外)设置阀门2,控制出流开始和结束。要求校验的总出流累计量为180L～200L, 持续时间为4min～6min。
（2）操作步骤
a 正式校验前，先进行通水试验，调节阀门1和阀门2，使整个测试系统满足A.2.1要求，应注意在进流源容器放空前，必须结束出流，以避免流量计出现空管。总出流持续时间调好后保持阀门1开度不再变动。
b 将被校流量计及被校记录仪连接好，处于预备测量状态。
c 读测比照流量容器的初始容积Vo′。
d 启动记录仪开始记录，然后将阀门2迅速开启至全开状态。
e 在所要求的出流时间内，进流源容器放空前，关闭阀门2。
f 停止记录仪记录，读测比照流量容器的结束容积Ve′。
（3）计算方法
被校仪器的累积流量相对误差：
δc= [ (Ve－Vo)－(Ve′－Vo′)]/(Ve′－Vo′)×100%
式中 Vo －被校灌浆记录仪的起始流量示值，L；
Ve －被校灌浆记录仪的结束流量示值，L；
Vo′ －比照容器的起始容积，L；
Ve′ －比照容器的结束容积，L。
（4）合格条件
本项校验共进行3个测次，取3个测次的相对误差平均值为被校灌浆记录仪的合格判断条件。
被校灌浆记录仪的相对误差平均值≤2%为合格。
（5）注意事项
a 被校仪器在上电预热15min后，再进行校测。
b 阀门2的开启和关闭，最好参考的被校记录仪显示的记录时刻进行控制，以减小操作引起的误差。
4.1.3静态压力校验
（1）校验方法和校验装置要求
静态压力校验采用直接比照法。使用台式或便携油压压力发生器, 同时对被校验的压力计和比照压力表施加静态压力，读测记录压力值后，再比照计算测量误差。压力发生器的压力施加范围宜为0～50MPa, 校验时选取的压力级数在被校验压力计额定满量程内应均布且不少于5级(零点除外)。 压力发生器所使用比照压力表可以是机械式或电子式，其精度在检验值处不低于0.2%。
（2）操作步骤
a 将压力发生器接上比照压力表，加压至额定满量程,检查压力稳定性，确认管路无泄漏。再卸压检查压力零点是否正常。如加压后不能保持稳定或卸压后压力不回零点则不能进行校测。
b 将比照压力表和被校灌浆记录仪的压力计同时接上压力发生器，从零点开始测量记录。
c 调节压力发生器，根据比照压力表的示值，按照规定的5个压力级数逐次加压，每级压力调定后，观察比照压力表的示值Pn′进入稳定状态后,再进行测量记录。
d 记录全部试验数据。
（3）计算方法
分别计算各级压力时的相对誤差。
各级压力时的相对误差 δn = (Pn – Pn′)/ Pn′×100%
Pn′--比照压力表在某级压力时的测值，MPa；
Pn--被校仪器在某级压力时的测值，MPa。
取各级压力中最大相对误差为记录仪压力计相对误差。
（4）合格条件：被校灌浆记录仪压力计相对误差≤2%。
（5）注意事项
a 压力施加过程应为单程施压过程。
b 视不同要求，最大校测压力可以为5MPa或10MPa或更高值。
c 所施加的各级压力根据比照仪表的示值进行调节，目测比照仪表达到规定压力。
4.1.4 水泥浆密度校验
（1）校验方法和校验装置要求
采用直接比照法时，使用便携式液体密度计读测密度值，测量范围1 g/cm3～2g/cm3，精度不低于2%；采用间接比照法时，测量范围1H～2H,水柱高度用钢尺读测,钢尺应保持垂直，精度不低于0.5%。
（2）直接比照法
a 操作步骤
使用比照密度计测量配制3种密度分别为1.0g/cm3、1.5g/cm3、1.8g/cm3的水泥浆液，按3.1.2所述流量校测方式连续过流，在被校记录仪上分别读测3种水泥浆液的密度测量值，并进行记录。
b 计算方法
各级密度时的相对误差 δn = (Cn – Cn′)/ Cn′×100%
式中，Cn′--比照密度计在某级密度时的测值，g/cm3；
Cn--被校记录仪器对某级密度浆液的测值，g/cm3。
取各级密度中最大相对误差为记录仪相对误差。
c 合格条件：被校记录仪的密度相对误差≤5%。
（3）间接比照法
对于定高测量压强原理的待校验密度计，可以采用此方法。即在液体密度不变的条件下，用改变水柱高度来模拟密度变化。
a 操作步骤
将被校验记录仪的压力计与圆柱形玻璃水容器底部连通。水容器中充自来水，水柱高度可调。
模拟3种密度分别为1.0 g/cm3、1.5 g/cm3、1.8 g /cm3的水和浆液，其水柱高度分别为1H、1.5H和1.8H,(H为被校验密度计的设计定高),每调节好一个高度级, 被校验密度计就进行一组测量。
每组测量为3～5个测次，计算出平均值作为本组测值Cn。
b 计算方法
各级密度时的相对误差 δn = (Cn – Cn′)/ Cn′×100%
Cn′--模拟的某级密度值，g/cm3。
Cn--被校密度计在某级密度时的测值，g/cm3。
取各级密度中最大相对误差为仪器最大相对误差值。
c 合格条件：被校仪器的浓度最大相对测量误差值≤5%。
4.2现场比对试验
4.2.1试验方法与程序：现场模拟抗力体固结灌浆试验，采用一定长度的直径大约为4吋的钢管加工成模拟孔口封闭灌浆的灌浆孔，钢管前端设置封闭灌浆器，钢管底部设置可阀门控制出浆量的出浆管；现场配置容积大于200L的标准储浆桶；根据不同灌浆压力、注入率的工况下，采用将不同厂家、规格型号的自动记录仪串联进行灌浆参数测定，试验过程中，同步进行人工记录；试验过程为：1.292g/cm3浆液密度在不同灌浆压力、流量下的对比试验 1.512g/cm3浆液密度在不同灌浆压力、流量下的对比试验 1.824g/cm3液密度在不同灌浆压力、流量的试验。
4.2.2试验要求：
（1）要求施工单位提前通知自动记录仪的厂家提供拟采购的自动记录仪。
（2）要求施工单位按试验大纲要求准备试验所用设备、器材及加工成型的
钢管、储浆桶等灌浆用材料。
（3） 本次试验由监理机构组织、承建单位负责实施、业主工程管理部门项目管理工程师全过程参与。
（4）本次试验自动记录仪的连接、安装、调试由生产厂家进行，现场试验的记录操作由承建单位记录员进行，厂家不得参与。
（5）试验过程中，应做好原始记录，人工记录采用监理机构印发的记录表格。记录由承建单位、现场监理共同记录。自动记录仪记录应及时打印并经现场监理签字确认。
（6）关于灌浆成果资料的整理和汇总，信息管理：采用自动记录仪自带的资料整理软件，自动生成灌浆所需各种报表及图表，比对哪种软件生成的报表及图表数据更利于灌浆成果的分析。
5试验计划及人员组织安排
灌浆用自动记录仪比对试验计划安排在×月×日进行。
试验组织人员为：业主工程管理本门：1～2；监理机构：3～5；施工单位：管理人员2～3。
试验操作人员：由施工单位安排1～2机组人员，厂家配合进行自动记录仪的安装和调试。
6试验资料的整理和试验结论性意见
试验完成后，施工单位对试验资料进行整理分析，提交比对试验报告及结论意见连同经监理签字的试验记录报监理机构，监理机构会同业主项目管理工程师审查后提出拟采购的自动记录仪的建议，报业主決策。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。