[发明专利]利用地下水进行大体积混凝土温控的冷却系统及控制方法

说明书

利用海边地下水进行挡潮闸大体积混凝土温控的冷却系统及控制方法，混凝土结构物中设置有管路系统、输水排水系统、温度流量测控系统及终端控制系统；管路系统包括冷却水管、左连接管、右连接管、三通管、左排水管、右排水管及进水管，通过回路循环连接；输水排水系统设有：海水抽水井、高压分水管、管道增压泵、减压阀、低压输水管、无压集水井；所述温度流量测控系统包括混凝土温度计、左水管温度计、右水管温度计、左三通电磁阀、右三通电磁阀、流量电磁阀、进水管温度计以及数据采集线构成；并与终端控制系统连接，实现管路循环变换通水及流量的智能控制。本发明解决了沿海淡水缺乏等诸多问题，在沿海大体积混凝土工程中有较好应用前景。

技术领域

本发明涉及水工混凝土技术领域，具体地涉及一种利用海边地下水进行挡潮闸大体积混凝土温控的冷却系统及控制方法。

背景技术

《大体积混凝土施工规范》(GB50496—2009)中指出，大体积混凝土是混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。混凝土硬化初期，水泥与水发生化学反应，放出较多的热量，混凝土的温度逐步升高。普通尺寸混凝土构件散热条件好，混凝土内外温差较小，整个构件变形基本一致，不致产生严重的水化热裂缝。而大体积混凝土由于尺寸较大，散热较慢，水化热使混凝土内部温度明显升高。混凝土内部水化热温升会导致混凝土中的裂缝，进而破坏结构的整体性，使混凝土的耐久性能下降，甚至危及建筑物的安全。为此，工程上通常采用冷却通水的办法来解决混凝土内部温升问题。

在沿海地区，建设挡潮闸之类的水工建筑物时，需要对大体积混凝土进行降温冷却。采用海边地下水作为冷却用水是一个思路，其有以下优势：一方面，海边抽取上来的地下水温度较低，一般在15℃～18℃之间，冷却效率高；另一方面，在沿海地区淡水资源十分缺乏，若按照常规方法采用淡水进行通水冷却，势必造成费用成倍增加，且通过管道输送或汽车运输至海边的淡水温度较高，夏天通常在33～36℃之间，冷却效率大大减弱。因此，抽取海边地下水进行通水冷却，不仅可以提高冷却效果，还可以节约淡水资源，降低工程造价。然而，由于工农业固体沉积物、内河泥沙等长期沉积作用，海边地下水的盐浓度很高，甚至大于海水浓度。若采用常规的铁管作为冷却水管，处理不当势必会导致后期锈蚀，从而导致混凝土后期碳化；此外，采用铁管作为冷却水管，将不可避免的存在焊接问题，而这些焊接部位极易产生渗漏，一旦发生渗漏，不但影响冷却效果，海水中的氯离子还会进一步腐蚀混凝土材料，对混凝土耐久性产生极其不利的影响。因此，目前有关利用海边地下水进行大体积混凝土冷却的工程案例尚未有报道。另一方面，冷却通水不是随意为之，需要遵循一定的规则，比如，温峰、降温速率、通水时长等指标都要满足要求才可实施，冷却通水前通常需要人工测量混凝土温度、冷却水管中的水流量，然后根据测得的温度和流量数据，凭经验人工计算次日的通水流量，最后手工调节冷却水管上的阀门开度，按计算流量通水。这种人工的测量、计算和调节的方法过于繁琐，且温度控制不及时，准确性差；此外，还需要操作人员长时间工作，由于现场施工条件复杂，势必存在一定安全隐患。

近年来，随着海岸工程的兴起，需要兴建大量挡潮闸以防止海水倒灌破坏淡水河。因此，如何利用海边地下水对挡潮闸大体积混凝土进行冷却，并实现简单、快捷、智能地控制成为了一个值得关注的现实问题。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种利用海边地下水进行挡潮闸大体积混凝土温控的冷却系统及其控制方法，突破现有技术中无法利用海边地下水进行挡潮闸大体积混凝土施工冷却瓶颈，在此基础上提出冷却通水的智能控制技术。本发明解决了现有技术中的诸多难题：1、解决了沿海地区淡水资源缺乏的难题；2、解决了远程运输至海边的淡水温度较高，冷却效率低下的问题；3解决了常规的铁管作为冷却水管后期锈蚀问题；4、比现有技术相比，工程成本可大幅度降低。

为了完成上述发明任务，本发明通过以下技术方案予以实现：