[发明专利]混凝土双蛇形冷却水管并行布置系统及其冷却方法

说明书

本发明涉及工程建设领域，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。

技术领域

本发明涉及工程建设领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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。