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這次要講的是對一個深隧的測量，有難點的是它全長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1.7 km，管徑1.5 m。zui低設(shè)計流速0.65米每秒，深隧坡度百分之零點六五。污水深隧埋深達(dá)到50米以上，全長17.6 km且僅保留7座通風(fēng)井，對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，深隧也面臨如下問題：
通水后無法停水查看管道狀態(tài)，缺乏對深隧內(nèi)污水的水量與流速等關(guān)鍵技術(shù)點的管控能力；
流速高動態(tài)變化，對傳感器的監(jiān)測的穩(wěn)定性有較高要求；
滿管運行，液位達(dá)到深隧管底以上30米，對傳感器的耐壓提出更高的要求；
在流速低于0.65米每秒時，可能產(chǎn)生淤泥，對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達(dá)100米以上，電纜屏蔽效果好。
流量測量方式的選擇
不同種流量計的分析和比較
隨著地下排水管網(wǎng)精細(xì)化管理的要求，流量測量不僅要有瞬時流速、瞬時流量、液位、水溫和累計流量，還對測量精度和周期提出更高的要求。流量計的種類繁多，而用于地下管網(wǎng)流量測量的流量計主要是超聲波流量計、電磁流量計和雷達(dá)流量計等。超聲波流量計又分為超聲波多普勒流量計、超聲波時差法流量計和超聲波流量計。
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管運行，電磁流量計、雷達(dá)流量計和超聲波時差法均不適合。剩下的超聲波多普勒流量計和超聲波流量計，都屬于速度-面積法測量。速度-面積法測量流量時，需要測量兩個因素：平均流速和過流面積，流量為平均流速與過流面積的乘積。
因此，測量流體流速需要精確測量平均流速和過流面積，其中過流面積可通過測量液位而獲得。
1.液位的精確測量
通過連續(xù)測量包含渠道、管道或箱涵的充滿度來確認(rèn)過流的橫截面。液位變化會導(dǎo)致過流橫截面積的變化，因此精確的流量測量需要在所有水力條件下進(jìn)行精確可靠的液位測量。初雨中含有較多的雜質(zhì)，需要考慮多重冗余的液位測量解決方案，確保在非滿管等復(fù)雜情況下液位的精確測量，提供更多的數(shù)據(jù)判斷可能存在的問題。
?2.流速的精確測量
過流斷面平均流速的精確測量，是速度-面積法測量的核心技術(shù)。為解決上面的問題，選擇多普勒流量計和流量計進(jìn)行分析，以便選擇合適的流速測量方法。
深隧設(shè)備安裝難度高，安裝方式需選擇長期穩(wěn)定固定的方式，且安裝后密封防水性高，安裝過程需對管道破壞程度低，安裝時間靈活、配合深隧自身施工進(jìn)程等要求。
基于以上的限制條件，深隧流量計采用化學(xué)螺栓固定安裝的方式，其具體安裝過程為：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個探頭，其中，正頂部安裝一個傳感器探頭，超聲波垂直向下發(fā)射，在滿管的水力狀態(tài)下，可同時用于監(jiān)測流量與泥水界面的位置；左右30°角位置各安裝一個傳感器探頭，垂直向上發(fā)生超聲波，用于流量監(jiān)測；3處傳感器探頭監(jiān)測的數(shù)據(jù)互為校準(zhǔn)，使監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性得到極大提升，同時避免未來的頻繁校準(zhǔn)維護(hù)問題。在每個傳感器探頭確定的固定孔位分別打4個孔，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，對豎井沖擊力比較大，因此從豎井處開始，三根傳感器電纜外部用鋼管保護(hù)，在豎井澆筑前穿過豎井井壁，從外壁引入地面，最大程度的避免對井體結(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。
