混凝土双蛇形冷却水管并行布置系统及其冷却方法技术方案

本发明专利技术涉及工程建设领域，公开了一种混凝土双蛇形冷却水管并行布置系统，包括铺设在混凝土内的两根冷却水管，两根冷却水管呈蛇形布置形成若干个交替排列的凸起结构和凹陷结构，两根冷却水管相互嵌套在一起，一根冷却水管凸起结构依次插入对应的另一根冷却水管凸起结构内，两根冷却水管进水口和出水口均分别位于混凝土的两端，且混凝土的一端设有一根冷却水管的进水口和另一根冷却水管的出水口。本发明专利技术还公开了一种混凝土双蛇形冷却水管并行布置系统冷却方法。本发明专利技术混凝土双蛇形冷却水管并行布置系统及其冷却方法，在通水过程中无需改变水流方向，使各部位混凝土温降幅度更为均匀，有效减小混凝土各部位温差及温度应力，降低发生温度裂缝风险。

【技术实现步骤摘要】
混凝土双蛇形冷却水管并行布置系统及其冷却方法
本专利技术涉及工程建设领域，具体涉及一种混凝土双蛇形冷却水管并行布置系统及其冷却方法。
技术介绍
大体积混凝土在现代水电工程建设中占有重要地位。在水电界，高混凝土坝内部温度过高或分布不均会引起诸多问题，成为大体积混凝土施工期过程中裂缝产生的主要因素之一。因此，在大体积混凝土的施工过程中必须采取人工冷却措施，降低最高温度，根据实际需要控制并调整混凝土的温度过程以及分布情况，尽可能控制裂缝的产生，保证大坝的安全。通水冷却作为混凝土坝温度控制的一个有效手段，在高混凝土坝建设中发挥着重要的作用。它有着很强的适用性和灵活性，能够控制混凝土的整个温度过程，包括初期控制最高温度，中期控制温度梯度及内外温差，后期降低内部混凝土至灌浆温度等。因此在大体积混凝土的施工中被广泛使用。当前业界普遍采用在大体积混凝土内部将冷却水管铺设成传统的蛇形形状，并按矩形排列。管子每卷长度通常在200～300m，水管间距一般1.5～3.0m，局部区域可根据需要加密至0.75m～1.0m。对于大体积混凝土而言，由于水管相对较长，水管内水温沿程将会逐渐上升，如果水流始终保持同一方向，冷却结束后出口端的混凝土温度将明显高于入口端的混凝土温度，并在混凝土内部形成额外的温差应力，对温控防裂不利。为使冷却结束时混凝土温度尽可能均匀，现在一般在冷却过程中采用每半天或一天改变一次水流方向的方式，使各部位降温尽可能比较均匀。但频繁的变换进出口水温，不仅对通水的控制和管理提出了更高的要求，还会对进出口部位混凝土造成多次冷击，特别是当混凝土温度过高或进出口水温差别较大时，控制不当也有可能会引起裂缝的产生。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述技术的不足，提供一种混凝土双蛇形冷却水管并行布置系统及其冷却方法，克服传统冷却水管布置的缺点，在整个通水过程中无需改变水流方向，使各部位混凝土温降幅度更为均匀，有效减小混凝土各部位温差及温度应力，降低发生温度裂缝风险。为实现上述目的，本专利技术所设计的混凝土双蛇形冷却水管并行布置系统，包括铺设在混凝土内的第一冷却水管和第二冷却水管，所述第一冷却水管呈蛇形布置形成若干个交替排列的第一凸起结构和第一凹陷结构，所述第二冷却水管均呈蛇形布置形成若干个交替排列的第二凸起结构和第二凹陷结构，所述第二凸起结构内径大于所述第一凸起结构内径，所述第一凹陷结构内径大于所述第二凹陷结构内径，所述第一冷却水管和第二冷却水管相互嵌套在一起，所述第一凸起结构依次插入对应的第二凸起结构内，所述第一冷却水管的第一进水口和第一出水口分别位于所述混凝土的两端，所述第二冷却水管的第二进水口和第二出水口分别位于所述混凝土的两端，且所述第一进水口和第二出水口位于所述混凝土的同一端，所述第一出水口和第二进水口位于所述混凝土的另一端，所述第一进水口和第二进水口同时通水可使所述混凝土各部位温降幅度基本均匀。优选地，所述第一凹陷结构内径为所述第一凸起结构内径的三倍，所述第二凸起结构内径等于所述第一凹陷结构内径，所述第二凹陷结构内径等于所述第一凸起结构内径，所述第二凸起结构与插入其中的第一凸起结构同轴，所述第一凸起结构的顶端与所述第二凸起结构的顶端留有间隙，所述间隙等于所述第一凸起结构内径，提高冷却效率，且使混凝土温降幅度更为均匀。优选地，所述第一冷却水管和第二冷却水管的长度相同，所述第一凸起结构和第二凸起结构的长度相同，使所述第一冷却水管和第二冷却水管更完全地嵌套在一起。优选地，所述第一进水口和第二出水口连通，形成只有一个进出口的双蛇形冷却布置方式，可以在混凝土仓面较小或有特殊降温要求时使用。优选地，所述第一出水口和第二进水口连通，形成只有一个进出口的双蛇形冷却布置方式，可以在混凝土仓面较小或混凝土中后期需要维持温度稳定或缓慢降温时时使用。一种混凝土双蛇形冷却水管并行布置系统冷却方法，包括如下步骤：A)在所述混凝土中布置系统；B)需要冷却时，通过所述第一进水口和第二进水口同时通水，且保持相同的通水流量，对所述混凝土进行冷却。优选地，所述步骤B)中，将位于所述混凝土其中一端的进水口和出水口连通，对所述混凝土另一端的进水口通水。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：1、在有效降低混凝土内部温度的同时，改善了采用预埋冷却管方法的大体积混凝土冷却过程中的温度均匀性，在不需要频繁改变通水方向的同时能有效减小混凝土内部温度差异，各部位通水水温分布更为均匀，不会出现某一部位的通水水温整体偏高或偏低的现象，有利于混凝土各部位均匀降温，减小因混凝土内部温差而产生的温度应力，对混凝土温控防裂起到积极作用；2、由于冷却水管本身是对称布置，通水方向不需经常换向，降低了通水冷却控制难度，冷却水管运行管理更容易实施，节省了人力，减轻了因频繁换向造成的管路维护等负担；3、传统蛇形布置方案内部埋设的冷却水管一旦有任何一根发生堵塞或失效，将难以进行修复，会导致该冷却水管控制区域的混凝土温度难以控制，而本专利技术提供的布置方案，在单根冷却水管堵塞或失效时，仍可依靠另外一根冷却水管进行工作，可有效降低因冷却水管堵塞或损坏而造成的风险或损失；4、在混凝土仓面较小或混凝土中后期需要维持温度稳定或缓慢降温时，可通过将并联的两根冷却水管首尾相接串联到一起，形成一根冷却水管，可有效降低混凝土通水冷却过程中的降温速率，达到所需降温目的。附图说明图1为本专利技术混凝土双蛇形冷却水管并行布置系统的布置示意图；图2为实施例混凝土双蛇形冷却水管并行布置系统布置通水15天后的混凝土温度场云图；图3为实施例混凝土双蛇形冷却水管并行布置系统布置通水15天后混凝土内部平均温度分布图。图中各部件标号如下：混凝土1、第一冷却水管2、第二冷却水管3、间隙4、第一凸起结构21、第一凹陷结构22、第一进水口23、第一出水口24、第二凸起结构31、第二凹陷结构32、第二进水口33、第二出水口34。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。如图1所示，本专利技术混凝土双蛇形冷却水管并行布置系统，包括铺设在混凝土1内的第一冷却水管2和第二冷却水管3，第一冷却水管2呈蛇形布置形成若干个交替排列的第一凸起结构21和第一凹陷结构22，第二冷却水管3均呈蛇形布置形成若干个交替排列的第二凸起结构31和第二凹陷结构32，本实施例中，第一凹陷结构22内径为第一凸起结构21内径的三倍，第二凸起结构31内径等于第一凹陷结构22内径，第二凹陷结构32内径等于第一凸起结构21内径，第一冷却水管2和第二冷却水管3相互嵌套在一起，第一凸起结构21依次插入对应的第二凸起结构31内，第二凸起结构31与插入其中的第一凸起结构21同轴，第一凸起结构21的顶端与第二凸起结构31的顶端留有间隙4，间隙4等于第一凸起结构21内径，第一冷却水管2的第一进水口23和第一出水口24分别位于混凝土1的两端，第二冷却水管2的第二进水口33和第二出水口34分别位于混凝土1的两端，且第一进水口23和第二出水口34位于混凝土1的同一端，第一出水口24和第二进水口33位于混凝土1的另一端。本实施例中，第一冷却水管2和第二冷却水管3的长度相同，第一凸起结构21和第二凸起结构31的长度相同，使第一冷却水管2和第二冷却水管3更完全地嵌套在一起。另外，在其它实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝土双蛇形冷却水管并行布置系统，包括铺设在混凝土(1)内的第一冷却水管(2)和第二冷却水管(3)，其特征在于：所述第一冷却水管(2)呈蛇形布置形成若干个交替排列的第一凸起结构(21)和第一凹陷结构(22)，所述第二冷却水管(3)均呈蛇形布置形成若干个交替排列的第二凸起结构(31)和第二凹陷结构(32)，所述第二凸起结构(31)内径大于所述第一凸起结构(21)内径，所述第一凹陷结构(22)内径大于所述第二凹陷结构(32)内径，所述第一冷却水管(2)和第二冷却水管(3)相互嵌套在一起，所述第一凸起结构(21)依次插入对应的第二凸起结构(31)内，所述第一冷却水管(2)的第一进水口(23)和第一出水口(24)分别位于所述混凝土(1)的两端，所述第二冷却水管(2)的第二进水口(33)和第二出水口(34)分别位于所述混凝土(1)的两端，且所述第一进水口(23)和第二出水口(34)位于所述混凝土(1)的同一端，所述第一出水口(24)和第二进水口(33)位于所述混凝土(1)的另一端。

【技术特征摘要】
1.一种混凝土双蛇形冷却水管并行布置系统，包括铺设在混凝土(1)内的第一冷却水管(2)和第二冷却水管(3)，其特征在于：所述第一冷却水管(2)呈蛇形布置形成若干个交替排列的第一凸起结构(21)和第一凹陷结构(22)，所述第二冷却水管(3)均呈蛇形布置形成若干个交替排列的第二凸起结构(31)和第二凹陷结构(32)，所述第二凸起结构(31)内径大于所述第一凸起结构(21)内径，所述第一凹陷结构(22)内径大于所述第二凹陷结构(32)内径，所述第一冷却水管(2)和第二冷却水管(3)相互嵌套在一起，所述第一凸起结构(21)依次插入对应的第二凸起结构(31)内，所述第一冷却水管(2)的第一进水口(23)和第一出水口(24)分别位于所述混凝土(1)的两端，所述第二冷却水管(2)的第二进水口(33)和第二出水口(34)分别位于所述混凝土(1)的两端，且所述第一进水口(23)和第二出水口(34)位于所述混凝土(1)的同一端，所述第一出水口(24)和第二进水口(33)位于所述混凝土(1)的另一端。2.根据权利要求1所述混凝土双蛇形冷却水管并行布置系统，其特征在于：所述第一凹陷结构(22)内径为所述第一凸起结构(21)内径的三倍，所述第二凸起结构(31)内径等于所述第一凹陷结构(22)内径，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：段寅，翁永红，范五一，杨学红，梁仁强，李锋，罗立哲，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42