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這次要講的是對(duì)一個(gè)深隧的測(cè)量，有難點(diǎn)的是它全長(zhǎng)17.6千米，管徑范圍3.0到3.4米；支線落步咀預(yù)處理站-主隧道，全長(zhǎng)1.7 km，管徑1.5 m。zui低設(shè)計(jì)流速0.65米每秒，深隧坡度百分之零點(diǎn)六五。污水深隧埋深達(dá)到50米以上，全長(zhǎng)17.6 km且僅保留7座通風(fēng)井，對(duì)地面及地下管線影響極小，為城市發(fā)展預(yù)留寶貴的地下淺層空間資源。相應(yīng)的，深隧也面臨如下問(wèn)題：
通水后無(wú)法停水查看管道狀態(tài)，缺乏對(duì)深隧內(nèi)污水的水量與流速等關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)的管控能力；
流速高動(dòng)態(tài)變化，對(duì)傳感器的監(jiān)測(cè)的穩(wěn)定性有較高要求；
滿管運(yùn)行，液位達(dá)到深隧管底以上30米，對(duì)傳感器的耐壓提出更高的要求；
在流速低于0.65米每秒時(shí)，可能產(chǎn)生淤泥，對(duì)傳感器的安裝方法與安裝位置有限制；
受限于深隧結(jié)構(gòu)，傳感器必須安裝于豎井附近的平直管段，并通過(guò)電纜傳輸數(shù)據(jù)至地面，因此要求傳感器與變送器之間的電纜長(zhǎng)達(dá)100米以上，電纜屏蔽效果好。
流量測(cè)量方式的選擇
不同種流量計(jì)的分析和比較
隨著地下排水管網(wǎng)精細(xì)化管理的要求，流量測(cè)量不僅要有瞬時(shí)流速、瞬時(shí)流量、液位、水溫和累計(jì)流量，還對(duì)測(cè)量精度和周期提出更高的要求。流量計(jì)的種類繁多，而用于地下管網(wǎng)流量測(cè)量的流量計(jì)主要是超聲波流量計(jì)、電磁流量計(jì)和雷達(dá)流量計(jì)等。超聲波流量計(jì)又分為超聲波多普勒流量計(jì)、超聲波時(shí)差法流量計(jì)和超聲波流量計(jì)。
考慮到深隧排水系統(tǒng)的zui大埋深為地下50米，而且?guī)阂约皾M管運(yùn)行，電磁流量計(jì)、雷達(dá)流量計(jì)和超聲波時(shí)差法均不適合。剩下的超聲波多普勒流量計(jì)和超聲波流量計(jì)，都屬于速度-面積法測(cè)量。速度-面積法測(cè)量流量時(shí)，需要測(cè)量?jī)蓚€(gè)因素：平均流速和過(guò)流面積，流量為平均流速與過(guò)流面積的乘積。
因此，測(cè)量流體流速需要精確測(cè)量平均流速和過(guò)流面積，其中過(guò)流面積可通過(guò)測(cè)量液位而獲得。
1.液位的精確測(cè)量
通過(guò)連續(xù)測(cè)量包含渠道、管道或箱涵的充滿度來(lái)確認(rèn)過(guò)流的橫截面。液位變化會(huì)導(dǎo)致過(guò)流橫截面積的變化，因此精確的流量測(cè)量需要在所有水力條件下進(jìn)行精確可靠的液位測(cè)量。初雨中含有較多的雜質(zhì)，需要考慮多重冗余的液位測(cè)量解決方案，確保在非滿管等復(fù)雜情況下液位的精確測(cè)量，提供更多的數(shù)據(jù)判斷可能存在的問(wèn)題。
?2.流速的精確測(cè)量
過(guò)流斷面平均流速的精確測(cè)量，是速度-面積法測(cè)量的核心技術(shù)。為解決上面的問(wèn)題，選擇多普勒流量計(jì)和流量計(jì)進(jìn)行分析，以便選擇合適的流速測(cè)量方法。
深隧設(shè)備安裝難度高，安裝方式需選擇長(zhǎng)期穩(wěn)定固定的方式，且安裝后密封防水性高，安裝過(guò)程需對(duì)管道破壞程度低，安裝時(shí)間靈活、配合深隧自身施工進(jìn)程等要求。
基于以上的限制條件，深隧流量計(jì)采用化學(xué)螺栓固定安裝的方式，其具體安裝過(guò)程為：由豎井向內(nèi)布線40米確定傳感器位置，并用水平尺確定傳感器水平位置；傳感器沿管壁共布設(shè)3個(gè)探頭，其中，正頂部安裝一個(gè)傳感器探頭，超聲波垂直向下發(fā)射，在滿管的水力狀態(tài)下，可同時(shí)用于監(jiān)測(cè)流量與泥水界面的位置；左右30°角位置各安裝一個(gè)傳感器探頭，垂直向上發(fā)生超聲波，用于流量監(jiān)測(cè)；3處傳感器探頭監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)互為校準(zhǔn)，使監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性得到極大提升，同時(shí)避免未來(lái)的頻繁校準(zhǔn)維護(hù)問(wèn)題。在每個(gè)傳感器探頭確定的固定孔位分別打4個(gè)孔，并用化學(xué)螺栓固定安裝附件，將傳感器探頭安裝于附件之上，保證探頭與地面水平；用扎帶將三根信號(hào)電纜捆綁，匯合于深隧管壁右側(cè)45°位置，從深隧內(nèi)部沿伸至井口處；考慮豎井處有湍流或匯水，對(duì)豎井沖擊力比較大，因此從豎井處開(kāi)始，三根傳感器電纜外部用鋼管保護(hù)，在豎井澆筑前穿過(guò)豎井井壁，從外壁引入地面，最大程度的避免對(duì)井體結(jié)構(gòu)的影響。深隧施工結(jié)束后，最終傳感器及其保護(hù)套管將澆筑至豎井管壁混凝土內(nèi)，保證其穩(wěn)定性。
