CN110528505A - 分流式地下连续墙冷凝管装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

一种分流式地下连续墙冷凝管装置，包括埋设于地下连续墙中的冷凝管和设置在冷凝管旁用于检测混凝土温度的多个温度传感器，地下连续墙表面设多个备用水口，通过三通接头与冷凝管相连；所述冷凝管组件的首尾端分别设有进水口和出水口。以及提供一种分流式地下连续墙冷凝管装置的施工方法。本发明有效地解决大型地下连续墙产生的水化热问题，使地下连续墙强度达到设计要求，保证墙体质量。

Description

分流式地下连续墙冷凝管装置及施工方法

技术领域

本发明涉及大体积混凝土养护技术，更具体地，涉及一种地下连续墙冷凝管装置及施工方法。

背景技术

近年来，随着深基坑工程的增多以及城市地铁及相关市政工程的大规模建设，大型地下连续墙在国内的应用越来越多。然而，大体积混凝土硬化过程中混凝土内部会释放大量的水化热，因而产生较大的温度变化，由此产生的温度应力和收缩应力，易导致结构出现裂缝。因此，怎样有效地控制大体积混凝土内部的水化热，避免温度裂缝的产生成为了工程施工的重点及难点。目前工程上常用的处理措施多为调整混凝土配合比，调节混凝土原材的温度以及进行外部洒水养护来降低水化热，但是这些处理措施具有较大的局限性。同时现有的冷凝管设备往往长度较大，冷却水经过较长的路程，往往在到达出水口之前冷却水温度已上升至混凝土温度，失去冷凝效果，因此无法有效地解决混凝土浇筑时产生的水化热问题，依旧易产生温度应力裂缝，从而使墙体混凝土强度达不到设计要求。

发明内容

为了克服现有技术的施工繁琐、冷却效果较差的不足，本发明提供一种地下连续墙冷凝管装置及施工方法，其方法简单、施工简便、施工效果好，可有效地解决地下连续墙混凝土产生的水化热问题以及传统冷凝设备冷却效果不佳的问题，使混凝土强度达到设计要求，保证墙体质量。

为实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：

一种分流式地下连续墙冷凝管装置，包括埋设于地下连续墙中的冷凝管和设置在冷凝管旁用于检测混凝土温度的多个温度传感器，地下连续墙表面设多个备用水口，通过三通接头与冷凝管相连；所述冷凝管组件的首尾端分别设有进水口和出水口。

进一步，所述温度传感器包括进水口温度传感器和中间温度传感器，所述进水口温度传感器用于收集进水口冷凝管周围混凝土的温度变化数据，中间温度传感器用于收集各冷凝管周围混凝土的温度变化数据，所述进水口温度传感器和中间温度传感器均与后台控制系统连接。本发明依靠温度传感器检测冷凝管中冷却水温，通过将温度数据传输至后台控制系统，可有效检测混凝土内部温度变化。

优选的，所述后台控制系统包括用于当冷却水温超过设定值，可使用备用水口将高温冷却水置换出来的控制模块；本发明相对于传统冷凝设备，特别之处为：当冷却水温超过设定值，可使用备用水口将高温冷却水置换出来，保持冷却水温在一定值之下，使本装置的冷凝效果维持在较好状态。一般设定值为进水口水温的1.6倍。

所述进水口温度传感器设于所述进水口冷凝管周围。

所述中间温度传感器设于所述各冷凝管周围。

所述冷凝管组件的纵剖结构呈S形蜿蜒设置。

所述冷凝管组件的横剖结构为单层排列。

在横剖面中，各冷凝管设于地下连续墙中部。

所述冷凝管顶部弯曲段由弯曲接头、三通接头、电磁水阀和冷凝管组成。

本发明中冷凝管的冷却水为常温水，经大功率水泵送入冷凝管的进水口，同时依靠高压抽水机将热交换后的冷却水抽出冷凝管的出水口。

本发明在混凝土墙体内部埋设冷凝管组件，通过往冷凝管组件中的进水口灌入冷水，并从冷凝管组件的出水口将冷凝管组件中热水抽出，从而实现降低混凝土内部水化热。

一种分流式地下连续墙冷凝管装置的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、冷凝管、测温点埋设计算：根据工程实际情况选择合适直径的冷凝管，确定温度传感器埋设位置；冷凝管直径根据地下连续墙厚度选择，厚度大于等于0.6m小于0.8m选用的冷凝管；厚度大于等于0.8m小于1.0m选用的冷凝管；厚度大于等于1.0m小于1.2m选用的冷凝管；厚度大于1.2m选用的冷凝管；

步骤二、定位放线、材料加工：根据上一步骤所确定数值，在平整场地上定位放线，加工钢筋及冷凝管；

步骤三、测温设施、冷凝管安装：制作钢筋笼，在确定位置安装冷凝管、电磁水阀及温度传感器；

步骤四、设备安装检查：包括冷凝管密闭性检查、测温设备检查、水机设备检查、钢筋笼检查；

步骤五、混凝土浇筑、冷凝设备启动；

步骤六、温度动态控制：根据温度传感器反馈数据动态调节冷却水速率，控制混凝土温度；

步骤七、冷凝管压浆。

本发明的有益效果主要表现在：(1)、方法步骤简单、设计合理且运用简单方便，实际工程操作实用性强；(2)、实际温控过程依靠智能温度传感器实时反馈，通过该方法可以提高冷却效率；(3)、实用价值高且使用效果好，相比现有的冷却方法，效率高，较大降低裂缝产生的概率；(4)、相比传统冷凝设备设置了备用水口，可将高温冷却水置换出来，保持冷却水温在一定值之下，冷却效果好；(5)、适用面广，能有效适用于各种尺寸的地下连续墙。

附图说明

图1是本发明的方法流程框图。

图2是冷凝管装置横剖面整体示意图

图3是冷凝管装置横剖面局部示意图。

图4是冷凝管装置水平剖面示意图。

图5是冷凝管顶部弯曲接头示意图。

图6是冷凝管底部弯曲接头示意图。

附图标记说明

1—冷凝管；2—进水口；3—出水口；4—地下连续墙；5—进水口温度传感器；6—中间温度传感器；7—备用水口；8—弯曲接头；9—短管；10—三通接头；11—电磁水阀；12—备用水口接管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图6，一种分流式地下连续墙冷凝管装置，包括埋设于地下连续墙中的冷凝管和设置在冷凝管旁用于检测混凝土温度的多个温度传感器，地下连续墙表面设多个备用水口，通过三通接头与冷凝管相连；所述冷凝管组件的首尾端分别设有进水口和出水口。

进一步，所述温度传感器包括进水口温度传感器和中间温度传感器，所述进水口温度传感器用于收集进水口冷凝管周围混凝土的温度变化数据，中间温度传感器用于收集各冷凝管周围混凝土的温度变化数据，所述进水口温度传感器和中间温度传感器均与后台控制系统连接。本发明依靠温度传感器检测冷凝管中冷却水温，通过将温度数据传输至后台控制系统，可有效检测混凝土内部温度变化。

优选的，所述后台控制系统包括用于当冷却水温超过设定值，可使用备用水口将高温冷却水置换出来的控制模块；本发明相对于传统冷凝设备，特别之处为：当冷却水温超过设定值，可使用备用水口将高温冷却水置换出来，保持冷却水温在一定值之下，使本装置的冷凝效果维持在较好状态。一般设定值为进水口水温的1.6倍。

所述进水口温度传感器设于所述进水口冷凝管周围。

所述中间温度传感器设于所述各冷凝管周围。

所述冷凝管组件的纵剖结构呈S形蜿蜒设置。

所述冷凝管组件的横剖结构为单层排列。

在横剖面中，各冷凝管设于地下连续墙中部。

所述冷凝管顶部弯曲段由弯曲接头、三通接头、电磁水阀和冷凝管组成。

本发明中冷凝管的冷却水为常温水，经大功率水泵送入冷凝管的进水口，同时依靠高压抽水机将热交换后的冷却水抽出冷凝管的出水口。

本发明在混凝土墙体内部埋设冷凝管组件，通过往冷凝管组件中的进水口灌入冷水，并从冷凝管组件的出水口将冷凝管组件中热水抽出，从而实现降低混凝土内部水化热。

如图1所示的一种地下连续墙冷凝管装置的施工方法工艺流程。所述冷凝管、测温器与地下连续墙相对位置如图2所示，冷凝管埋设于地下连续墙内部，所述进水口温度传感器设于所述进水口冷凝管周围，中间温度传感器设于所述各冷凝管周围。冷凝管装置横剖面如图3所示，两相邻平行冷凝管由弯曲接头连接。冷凝管装置水平剖面如图4所示，冷凝管设于地下连续墙中部。

所述施工方法的过程如下：

以宽800mm，深20m的地下连续墙为例。

1、冷凝管、测温点埋设计算：

选用厚度3mm的钢管，各平行管间距为1500mm，与混凝土墙边界距为1000mm。温度传感器埋设于10000mm深处，离最近冷凝管须大于300mm。进、出水口需引出混凝土面1000mm以上，备用水口需引出混凝土表面1000mm以上。

2、定位放线、材料加工：根据上一步骤所确定数值，在平整场地上定位放线，加工钢筋及冷凝管。因冷凝管长度较大，加工、搬运时注意不可损坏钢管，同时注意施工人员安全。

3、测温设施、冷凝管安装：

制作钢筋笼，在确定位置安装冷凝管及温度传感器。安装时需要注意以下几点：

1)安装传感器时，与钢筋接触处传感器需用绝缘材料隔离，以便准确地监测混凝土的内部温度变化。

2)在绑扎钢筋笼的同时安装冷凝管，安装时冷凝管要与主筋错开，当局部管段错开有困难时，要适当移动冷凝管的位置。冷凝管要与钢筋骨架或架立钢筋绑扎牢靠，防止混凝土浇筑过程中，冷凝管变形或脱落。

3)传感器和备用水口在安装前进行编号。传感器安装完成后，必须进行测试调整。中间传感器按水流方向编号，依次为6-1、6-2、6-3···；备用水口按水流方向编号，依次为7-1、7-2、7-3···。

4、设备安装检查：包括冷凝管密闭性检查、测温设备检查、水泵设备检查、钢筋笼检查。具体的，送水装置为25GDL2-12型水泵，与进水口相连；抽水装置为4-72C型离心抽水机，与出水口相连。

5、混凝土浇筑、冷凝设备启动：

5.1)混凝土制备

制备适合本工程使用的混凝土，注意采用低水化热的水泥。

5.2)浇筑混凝土

浇筑混凝土的同时振荡捣实，振捣时注意不可损坏冷凝管及温度传感器。混凝土浇筑时，混凝土不得直接冲击温度传感器，以防传感器遭到损坏。

5.3)通水冷却

当混凝土覆盖并振捣完毕后，等待10h后开始测温，同时可开始在冷凝管内通水。冷却水的流量控制在1.2-1.5m³/h。进出水口附近设置隔离措施，严禁无关人员靠近，操作人员注意安全。

6、温度控制：

根据温度传感器反馈数据动态调节冷却水速率，控制混凝土温度。

6.1)数据收集

本项目通过埋设于墙体温度传感器与计算机相连接，可准确检测大体积混凝土温差。进水口温度传感器用于收集进水口冷凝管周围混凝土的温度变化数据，中间温度传感器用于收集各冷凝管周围混凝土的温度变化数据。以图3所示为例，进水口温度传感器检测温度为数值1；编号为6-1的中间温度传感检测温度为数值2.

6.2)数据对比

数值1与数值2对比，当数值2超过数值1的1.6倍时，即冷却水温度过高时，进行冷却水置换；当数值2未超过数值1的1.6倍时，即冷却水温度正常时，照常通水，将下一个中间温度传感器数据与数值1对比，如此重复至最后一个传感器。

6.3)冷却水置换

此时冷凝管中冷却水过热，为保证冷凝效果，须将过热水抽出。继续以图3为例，进出水口水泵停止运作，7-1处电磁水阀关闭，7-1接一台4-72C型离心抽水机，7-2接一台25GDL2-12型水泵，形成两个冷凝回路。继续监测，当6-1处冷却水温回到常温时将装置复原，继续通水。重复数据收集步骤。

6.4)注意事项

①温控和测温记录必须保证连续进行，温度动态控制时必须有人在现场监控。

②测温数据应认真仔细记录，及时汇报结果，以便对混凝土的温控实施更及时的养护措施。

③大气温度与混凝土表面温度之差应控制在10℃以内；混凝土的降温速率一般不宜大于2℃/d。

7、冷凝管灌浆：

待混凝土强度达到规范要求后，应立即用水泥浆填满冷凝管，水泥浆抗压强度不得小于统计混凝土强度。

综上所述，本发明的方案适用于地下连续墙温度裂缝控制。本发明采用的地下连续墙冷凝管装置及施工方法，具有运用方便、效果良好等优势。本发明以较佳实施例公开如上，但并不用以限定本发明的保护范围。由于在施工过程中地下连续墙产生裂缝的情况广泛存在，大多数地下连续墙可采用本发明，或对本发明稍加润饰和改动再加以应用。本发明的保护范围应以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种分流式地下连续墙冷凝管装置，其特征在于，所述装置包括埋设于地下连续墙中的冷凝管和设置在冷凝管旁用于检测混凝土温度的多个温度传感器，地下连续墙表面设多个备用水口，通过三通接头与冷凝管相连；所述冷凝管组件的首尾端分别设有进水口和出水口。

2.如权利要求1所述的分流式地下连续墙冷凝管装置，其特征在于，所述温度传感器包括进水口温度传感器和中间温度传感器，所述进水口温度传感器用于收集进水口冷凝管周围混凝土的温度变化数据，中间温度传感器用于收集各冷凝管周围混凝土的温度变化数据，所述进水口温度传感器和中间温度传感器均与后台控制系统连接。

3.如权利要求2所述的分流式地下连续墙冷凝管装置，其特征在于，所述后台控制系统包括用于当冷却水温超过设定值，可使用备用水口将高温冷却水置换出来的控制模块。

4.如权利要求2所述的分流式地下连续墙冷凝管装置，其特征在于，所述进水口温度传感器设于所述进水口冷凝管周围，所述中间温度传感器设于所述各冷凝管周围。

5.如权利要求1～4之一所述的分流式地下连续墙冷凝管装置，其特征在于，所述冷凝管组件的纵剖结构呈S形蜿蜒设置。

6.如权利要求5所述的分流式地下连续墙冷凝管装置，其特征在于，所述冷凝管组件的横剖结构为单层排列。

7.如权利要求5所述的分流式地下连续墙冷凝管装置，其特征在于，在横剖面中，各冷凝管设于地下连续墙中部。

8.如权利要求1～4之一所述的分流式地下连续墙冷凝管装置，其特征在于，所述冷凝管顶部弯曲段由弯曲接头、三通接头、电磁水阀和冷凝管组成。

9.如权利要求1～4之一所述的分流式地下连续墙冷凝管装置，其特征在于，经大功率水泵送入冷凝管的进水口，同时依靠高压抽水机将热交换后的冷却水抽出冷凝管的出水口。

10.一种如权利要求1所述的分流式地下连续墙冷凝管装置的施工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一、冷凝管、测温点埋设计算：根据工程实际情况选择合适直径的冷凝管，确定温度传感器埋设位置；冷凝管直径根据地下连续墙厚度选择，厚度大于等于0.6m小于0.8m选用的冷凝管；厚度大于等于0.8m小于1.0m选用的冷凝管；厚度大于等于1.0m小于1.2m选用的冷凝管；厚度大于1.2m选用的冷凝管；

步骤二、定位放线、材料加工：根据上一步骤所确定数值，在平整场地上定位放线，加工钢筋及冷凝管；

步骤三、测温设施、冷凝管安装：制作钢筋笼，在确定位置安装冷凝管、电磁水阀及温度传感器；

步骤四、设备安装检查：包括冷凝管密闭性检查、测温设备检查、水机设备检查、钢筋笼检查；

步骤五、混凝土浇筑、冷凝设备启动；

步骤六、温度动态控制：根据温度传感器反馈数据动态调节冷却水速率，控制混凝土温度；

步骤七、冷凝管压浆。