[发明专利]冷却水管一拖多布置的混凝土内部冷却系统及其冷却方法

说明书

本发明涉及工程建设领域，公开了一种冷却水管一拖多布置的混凝土内部冷却系统，包括混凝土块，将混凝土块内部沿上下游方向依次分为若干冷却单元，每个冷却单元内布置有一根冷却支管，混凝土块内部沿上下游方向还设有一根冷却进水管，每个冷却支管的进水口均连接在冷却进水管上，冷却支管的出水口均单独引出至混凝土块外部，每根冷却支管的出水口部位均设有流量控制阀。本发明还公开了一种冷却水管一拖多布置的混凝土内部冷却系统的冷却方法。本发明冷却水管一拖多布置的混凝土内部冷却系统及其冷却方法，克服传统冷却水管布置的缺点，使混凝土各部位温降幅度更为均匀，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，具体涉及一种冷却水管一拖多布置的混凝土内部冷却系统及其冷却方法。

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。冷却水管水平间距一般为1.5～3.0m，局部区域可根据需要加密至1.0m，单根水管长度通常为200～300m，超过300m易引起水管进水口水温温差过大，不仅影响降温效果，不均匀温差形成的应力也对温控防裂造成不利影响。

通常，对于仓面面积在450m²以内的浇筑仓，水管间距若按1.5m控制，布置一根冷却水管即可满足单根水管长度不超过300m的要求；对于仓面面积在450m²～900m²的浇筑仓，需至少布置2根冷却水管；而对于仓面面积超过900m²的浇筑仓，需至少布置3～4根冷却水管，才可满足单根水管长度不超过300m的要求。目前高混凝土坝在混凝土浇筑时，普遍采用通仓浇筑的快速施工方案，混凝土一次浇筑的仓面面积普遍超过1000m²，仓面内至少需布置3～4根冷却水管。考虑冷却机组控制上的需要，水管进出口通常布置在大坝同一侧(如大坝下游侧)，如若每根冷却水管进出口单独引出，一仓布置3～4根水管将会有6～8根接头从大坝一侧引出，对水管均匀布置较不利，特别是对于细长型的仓面，单独布设3～4根冷却水管的控制难度较大。

为减少单仓冷却水管进出口接头数量，降低水管布置难度，工程上也有采用在仓内设置一根主进(出)水管，将多支支管并联接到主管上的通水方式(简称“仓内一拖多”)。采用这种方式，理论上控制每根支管的长度和断面大小一致，各支管的流量分配也是基本相当的；但实际施工过程中，部分冷却水管由于受到混凝土浇筑振捣干扰影响，造成水管弯曲或挤压变形，并影响实际通水过程的水量分配，容易造成各支管通水分配不均，引起降温不均匀，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，提供一种冷却水管一拖多布置的混凝土内部冷却系统及其冷却方法，克服传统冷却水管布置的缺点，使混凝土各部位温降幅度更为均匀，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，本发明所设计的冷却水管一拖多布置的混凝土内部冷却系统，包括混凝土块，将所述混凝土块内部沿上下游方向依次分为若干冷却单元，每个所述冷却单元内布置有一根冷却支管，所述混凝土块内部沿上下游方向还设有一根冷却进水管，每个所述冷却支管的进水口均连接在所述冷却进水管上，所述冷却支管的出水口均单独引出至所述混凝土块外部，每根所述冷却支管的出水口部位均设有流量控制阀。