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冷却水管在大体积混凝土市政隧道施工中的应用发布时间：2021-07-23T10:32:30.807Z 来源：《建筑科技》2021年8月上作者：孙越[导读] 冷却水管是大体积混凝土温度控制和预防开裂的常用举措，可在市政隧道中的研究和使用却不是很多。
本文着重介绍了冷却水管和测温管的布置及冷却控制方法。
与绝热温升分析结果相比，混凝土温度监测结果显示，冷却水管的冷却技术实现了预期目标。
广东华隧建设集团股份有限公司孙越摘要：冷却水管是大体积混凝土温度控制和预防开裂的常用举措，可在市政隧道中的研究和使用却不是很多。
本文着重介绍了冷却水管和测温管的布置及冷却控制方法。
与绝热温升分析结果相比，混凝土温度监测结果显示，冷却水管的冷却技术实现了预期目标。
除此之外，本文还分析了倒墙与底板之间的温差。
进一步分析了水冷效果，高效预防了底板与侧壁间明显时间差所引起的温度裂纹。
工程实践表明，冷却水管在大体积混凝土隧道工程中会增加工程成本，但能高效防止温度裂缝，保障了工程质量，缩短了工期，长期效益显著。
关键词：冷却水管；大体积；混凝土；市政隧道；施工应用大体积混凝土的裂缝管控在工程技术领域有着悠久的历史。
1M隧道一般用于隧道设计中，这种办法计算了框架的内力，但没有详细计算温度应力。
仅加强结构，常导致混凝土温度裂缝。
市政隧道是一种特殊的大体积混凝土构架。
施工中的温度管控具备一定的特殊性，但有关领域的研究较少，一般采用水管冷却作为大体积混凝土的温度控制和防裂的举措。
在水工、桥梁承台等方面都有很多研究和应用，但在隧道领域的研究和使用却比较少。
本文主要探究了大体积混凝土市政隧道施工中利用冷却水管防止裂缝的原理和方法，可为类似工程提供参考。
1项目概述在进行市政隧道改造时，工程主体构架多为明挖隧道，以深圳北站隧道为例其是深圳最大的深基坑。
隧道总长796m，主体构架厚度1.4—17.m，为大体积混凝土施工。
主体构架每段施工长度为20m。
主体浇注两次，即底板和顶板侧壁该项目建设具有以下特征和难点：第一，该项目位于立交底部，工程任务量重，交叉协作困难，施工面积狭窄，工艺改造复杂等特征。
大体积混凝土施工冷凝管降温方案在建筑工程中，大体积混凝土的施工是一个具有挑战性的任务，其中温度控制是确保混凝土质量和结构安全的关键因素。
由于大体积混凝土在浇筑和硬化过程中会产生大量的水化热，如果不能有效地控制温度，可能会导致混凝土出现裂缝，从而影响结构的耐久性和承载能力。
冷凝管降温作为一种有效的温度控制方法，在大体积混凝土施工中得到了广泛的应用。
一、大体积混凝土温度裂缝产生的原因大体积混凝土在浇筑后，水泥的水化反应会释放出大量的热量，使得混凝土内部温度迅速升高。
由于混凝土的导热性能较差，热量在内部积聚，而表面散热较快，导致混凝土内部与表面之间形成较大的温度梯度。
当温度梯度超过一定限度时，混凝土内部产生的压应力和表面产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度，就会产生温度裂缝。
二、冷凝管降温的原理冷凝管降温的原理是通过在混凝土内部埋设冷却水管，通入循环冷却水，带走混凝土内部的热量，从而降低混凝土的内部温度。
冷却水管通常采用钢管或塑料管，按照一定的间距和布置方式埋设在混凝土中。
冷却水在管内循环流动，与混凝土内部的热量进行热交换，将热量带走，从而达到降温的目的。
三、冷凝管降温方案的设计1、冷却水管的选择冷却水管一般选用直径为 25mm 50mm 的钢管或塑料管，其材质应具有良好的导热性能和耐腐蚀性能。
钢管的强度较高，但容易生锈；塑料管的耐腐蚀性能较好，但强度较低。
在实际工程中，应根据具体情况选择合适的冷却水管。
2、冷却水管的布置冷却水管的布置应根据混凝土的尺寸、形状和温度分布情况进行设计。
一般来说，冷却水管应分层布置，水平间距和垂直间距宜为 1m2m。
在混凝土的边缘和转角处，应适当加密冷却水管的布置。
冷却水管的布置形式可以采用直线型、折线型或螺旋型等，以确保混凝土内部温度分布均匀。
3、冷却水的流量和流速冷却水的流量和流速应根据混凝土的浇筑体积、水化热释放速率和温度控制要求进行计算确定。
一般来说，冷却水的流量宜为 15L/min30L/min，流速宜为 06m/s 15m/s。
预埋冷却水管在大体积承台混凝土施工中的应用摘要:本文通过工程实例,讲述了大体积承台超厚混凝土施工过程中利用预埋冷却水管减少升温阶段内外温差等一系列技术措施以达到控制表面温度裂缝的产生以及所取得的效果。
关键词:大体积承台混凝土预埋冷却水管1 工程实例1.1 概况拟建建筑物为24层商住楼(3层裙楼和2幢21层塔楼,)地下室为2层。
总建筑面积57800m2。
结构形式为内筒外框钢筋混凝土结构,总高度71.3m。
1.2 基础结构形式本工程主楼地下室采用人工挖孔桩支承,共有84个承台。
其中两个核心筒承台,平面尺寸为10.8m×10.8m,最厚厚度达3.7m,该核心筒承台混凝土设计标号C35,抗渗等级S8,每个核心筒混凝土量333m3,全部采用现场泵送预拌商品混凝土。
2 承台混凝土施工中存在的技术难点2.1 该核心筒承台混凝土厚度大(最厚达3.7m),整体性要求较高,设计要求必须一次性浇筑完成,不留施工缝2.2 大体积混凝土施工,由于混凝土内部与表面散热速率不一样,在其表面形成较大的温度梯度,从而引起较大的表面拉应力同时,此时混凝土的龄期很短,抗拉强度很低,温差产生的表面拉应力,超过此时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土表面产生表面裂缝。
此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第2d～3d。
若能在这段时间内将混凝土内外温差控制在25℃内,温度陡降不大于10℃,就能有效防止温度裂缝的产生。
3 控制温度裂缝的综合技术措施3.1 优选混凝土施工配合比由于该承台浇筑采用现场泵送预拌商品混凝土,所以经与预拌商品混凝土厂家一起反复试配,选定的配合比中水泥:砂:石混合材为1∶1.9∶2.28,另NF-8高效减水剂2.7l/m3,坍落度为16cm～18cm。
该配合比中水泥选用525#II型硅酸盐水泥,水灰比控制在55%以下,初凝时间为6h～8h。
骨料方面选用最大粒径31.5mm花岗岩碎石(其中粒径10mm～20mm占48%),细度模数为2.5～2.8的中砂。
冷却管在大体积砼中的应用- 工程事故分析冷却管在大体积砼中的应用摘要：本文以空中华西村工程4m厚筏板大体积砼施工为背景，对冷却管在大体积砼施工中应用进行论述。
关键词：空中华西村；大体积砼；冷却管1、工程概况“空中华西村”工程位于有“天下第一村”之称的江阴市华西村中心广场西南，北望华西塔群，西邻村中小河，用地基本呈矩形，地势平坦。
“空中华西村”项目是集酒店式公寓及附属公共配套设施于一体的超高层综合体。
建筑总高328.0米，规划用地面积28406.24m2，总建筑面积达212987.42m2。
其中地上总建筑面积192376.8m2，地下建筑面积20610.62m2。
本工程由3个60层高253.8m）的外围筒体和1个72层（高328m）的外围筒体构成，中央筒体顶部设有一个直径50m的球体。
3个外围筒体主要功能为公寓式酒店，每12层连接层作为设备层及会所，中央筒用于垂直交通，可直接通往顶部球体。
球体直径50m共4层，包括华西文化展厅、旋转餐厅、普通餐厅及顶部观光层。
本工程建成后将成为华西村的标志性建筑，同时也是中国农村的标志建筑。
本工程主体部位基础采用桩筏复合基础，筏板基础厚4m，面积约6535m2，混凝土方量约为26100m3。
筏板基础施工时，不留施工缝，一次连续分层浇注。
2、冷却管设计本工程筏板结构断面尺寸达4m，砼浇注后由于水泥水化热的影响，砼内部温度急剧上升，若内部温度与表面温差过大，将对砼产生较大的拉应力，极易引起砼开裂。
施工中采取优化配合比、埋设冷却管、降低入模温度、表面采用聚苯乙烯泡沫板养护等措施控制有害裂缝的产生。
施工中为了持续补偿或削减混凝土的收缩，有效达到抗裂防渗的目的，每方混凝土中掺加33kgSY-G膨胀剂。
SY-G膨胀剂在温度大于80℃情况下会失效，为了进一步降低中心温度峰值，避免膨胀剂失效，在筏板基础中设置上下两层冷却水管。
另外超厚大体积混凝土内部基本处于绝热状态，降温速率明显降低，CCTV实测结果显示降温速率约为0.2℃/d。
大体积混凝土循环冷却水管1. 引言嘿，朋友们，今天咱们聊聊大体积混凝土和那些神奇的循环冷却水管。
乍一听，可能会觉得这话题有点枯燥，但其实它们在建筑界可是大有文章。
想象一下，夏天骄阳似火，混凝土正在“发烧”，这可真是让人头疼啊。
为了让这些混凝土“降温”，就得靠循环冷却水管的帮忙了！说白了，就是给这些大块头的混凝土“喝水”，让它们在施工的时候不至于“上火”。
2. 为什么要使用循环冷却水管？2.1 混凝土的“高温”问题咱们得先了解一下，混凝土为什么会“热”呢？其实，混凝土在凝固的过程中，会产生大量的热量，这就好比是小孩子玩得太开心，难免会出一身的汗。
要是温度过高，混凝土可就容易出现裂缝，简直是“自毁长城”。
所以，循环冷却水管就像是混凝土的“降温专家”，确保它们在最合适的温度下慢慢“长大”。
2.2 冷却水管的工作原理说到循环冷却水管，其实它们就像是混凝土的“亲密伙伴”。
这些管子里流动的水，就像是源源不断的清凉饮料，给混凝土带去舒适。
管子在混凝土内部或周围布置，通过水的流动带走热量。
简单来说，就是把热量从这里“搬家”，让混凝土可以安安稳稳地凝固。
想象一下，如果没有这些管子，混凝土就得“冒火”，不仅影响施工质量，甚至还可能导致严重的安全隐患，谁敢让这种事情发生呢？3. 循环冷却水管的安装与维护3.1 安装的重要性安装循环冷却水管的时候，那可是得细心、认真啊！你想啊，要是管子一开始就装得不对，那后面的工作可就全泡汤了。
就像你请客吃饭，前菜没做对，后面的正餐再好也白搭。
因此，施工队在铺设管道的时候，要仔细测量、规划，确保每一根管子都能发挥最大效用。
稍有不慎，可能就得重头再来，真是“得不偿失”啊！3.2 定期维护装好了管子，可别就大功告成了！循环冷却水管也是需要“宠爱”的，得定期检查，确保水流畅通无阻。
想象一下，如果管道堵了，那水就没法流动，混凝土再也不能“喝水”了，这就像是你发烧时缺了冰水，日子可就难熬了。
定期的维护能确保整个系统的高效运转，真是“细节决定成败”的好例子。
最新大体积混凝土承台冷却水管布置方式在大型桥梁、高层建筑等基础设施的建设中，大体积混凝土承台的应用越来越广泛。
由于混凝土在水化过程中会释放出大量的热量，如果不采取有效的措施进行散热，就容易导致混凝土内部温度过高，从而产生温度裂缝，影响结构的安全性和耐久性。
因此，在大体积混凝土承台的施工中，冷却水管的布置方式就显得尤为重要。
一、大体积混凝土承台温度裂缝产生的原因大体积混凝土在浇筑后，水泥会发生水化反应，释放出大量的热量。
由于混凝土的导热性能较差，热量在混凝土内部积聚，导致内部温度迅速升高。
而混凝土表面与外界环境接触，散热较快，从而形成较大的内外温差。
当温差超过一定限度时，混凝土内部产生的拉应力超过其抗拉强度，就会产生温度裂缝。
此外，混凝土的收缩也是导致温度裂缝产生的一个重要原因。
在混凝土硬化过程中，会发生体积收缩。
如果收缩受到约束，也会产生拉应力，从而导致裂缝的产生。
二、冷却水管布置的作用和原理冷却水管布置的主要作用是通过管内循环的冷水带走混凝土内部的热量，降低混凝土内部的温度，从而减小内外温差，防止温度裂缝的产生。
其原理是利用水的比热容较大的特点，吸收混凝土内部的热量，使混凝土内部温度降低。
同时，通过控制水的流量和温度，可以有效地调节混凝土内部的温度分布。
三、常见的冷却水管布置方式1、水平布置水平布置是将冷却水管沿水平方向铺设在混凝土承台内。
这种布置方式施工较为简单，但冷却效果相对较弱，适用于混凝土厚度较小的承台。
2、竖直布置竖直布置是将冷却水管沿竖直方向插入混凝土承台内。
这种布置方式可以更好地降低混凝土内部的温度，但施工难度较大，需要注意水管的固定和密封。
3、立体布置立体布置是将冷却水管在水平和竖直方向上同时铺设，形成一个立体的管网。
这种布置方式冷却效果最佳，但施工复杂，成本较高。
四、最新的冷却水管布置方式1、分层分区布置根据混凝土承台的厚度和尺寸，将其分为若干层和区，在每个层和区内分别布置冷却水管。
浅析循环冷却水管在大体积混凝土中应用循环冷却水管在大体积混凝土中的应用，是指在混凝土浇筑过程中通过循环水管对混凝土进行冷却，以控制混凝土的温度，保证混凝土的质量和强度。
本文将从该技术的原理、优势和应用案例等方面进行浅析。
一、循环冷却水管的原理循环冷却水管通过在混凝土浇筑过程中铺设水管，并通过循环水的方式，利用水的冷却性能对混凝土进行冷却。
一般来说，水管会被铺设在混凝土的底部，以利于对整个混凝土进行均匀的冷却。
循环水管中的水会被循环泵抽入并循环流动，通过与混凝土接触来带走混凝土中的热量，从而使得混凝土的温度得到控制和稳定。
二、循环冷却水管的优势1. 控制混凝土温度：循环冷却水管可以有效地控制混凝土的温度，避免因高温引起的混凝土开裂和变形等负面影响。
2. 保证混凝土质量：通过冷却水管的应用，可以避免混凝土因高温影响而导致的质量下降，保证混凝土的强度和耐久性。
3. 提高施工效率：循环冷却水管可在混凝土浇筑过程中持续进行冷却，加快混凝土的硬化速度，提高浇筑施工效率。
4. 节约能源消耗：相较于传统的冷却方法，循环冷却水管可以通过调节水的流动速度和温度等参数，达到节约能源消耗的效果。
三、循环冷却水管在大体积混凝土中的应用案例1. 高速铁路桥梁工程：在高速铁路桥梁工程中，混凝土桥墩的浇筑往往需要大量的混凝土，且受到外部环境温度的影响较大。
通过使用循环冷却水管，可以有效地控制混凝土的温度，提高混凝土的整体质量和施工效率。
2. 大型水坝建设：在大型水坝建设中，由于混凝土浇筑的体积较大，一次浇筑的时间通常会比较长，因此混凝土受温度影响的风险也较高。
通过铺设循环冷却水管，可以保证混凝土的温度在合理范围内，有效地避免混凝土开裂和变形问题。
3. 大型工业厂房建设：在大型工业厂房建设中，为了保证混凝土地面的整体平整度和强度，常需要使用大体积混凝土进行浇筑。
通过循环冷却水管对混凝土进行冷却处理，可以有效地保证混凝土地面的质量和使用寿命。
谈冷却水管在大体积混凝土施工中的应用
河南省交通建设工程有限公司王志红
摘要：本论文结合实际采用设置冷却水管及其附属措施在大体积混凝土承台中的应用，减少了因温差原因引起的大体积混凝土裂缝的产生，确保了大体积混凝土的施工质量。
关键词:冷却水管大体积混凝土应用
目前,在大体积混凝土施工过程中，内外温差的有效控制是减少温差引起混凝土裂缝的最有效途径。
在2012年，由我公司承建的开封新区东京大桥的主桥承台大体积混凝土在4月下旬及5月上旬施工中，采用了在承台内埋置冷却水管主要施工工艺及相关附属措施，取得了良好的效果,有效消除了温差引起的裂缝,下面结合施工实际予以介绍，以供同仁们参考:
1 东京大桥大体积承台的基本情况
大体积承台有两种结构尺寸：长×宽×高=14.7m×9。
5m×3。
5m(4个）,
长×宽×高=17.4m×10。
5m×3。
5m（4个）.
承台混凝土设计标号为C30，配合比标号如下:
2 大体积承台绝热温升分析及计算
由于承台混凝土体积大，相对水泥用量较多，混凝土产生的水化热较高。
为控制承台基础混凝土结构内部因水化热引起的绝热温升,防止因混凝土结构内外温差过大而产生裂缝,现对其进行绝热温升等分析和计算。
水化热绝热温度及最大水化热绝热温度T
（ｔ)
（℃）
混凝土的水化热绝热温升值，一般按下式计算:
T (ｔ)=［m
c
Q／c·ρ]*(1-e—mt）
T
（ｔ）
—浇完一段时间，混凝土的绝热升温值，℃；
m
c
—每立方米混凝土水泥用量，kg/m3；本配比用量400kg/m3.
Ｑ-水泥水化热量，J/kg；对于42.5号普通硅酸盐水泥取用377J/kg; C—混凝土的比热，一般取0.96KJ/kg·℃；
ρ—混凝土的质量密度，取2400kg/m3
ｅ-常数，为2。
718；
ｍ—与水泥品种，浇捣时与温度有关的经验系数，一般为0。
2～0.4.本计算取用均值0.3;
ｔ-混凝土浇筑后至计算时的天数，d；
各龄期混凝土的水化热绝热温升值计算
在实际中，一般3天为水化热绝热温升值最大值,和理论计算有一定出入，施工实际中我们将在砼内部埋设测温探头以掌控温度，以调节水流速度以控制砼内外温差。
根据规范规定大体积混凝土的中心温度与表面温度之间的差值以及混凝土表面温度与室外空气中最低温度（经调查开封当地4月份历年温度最低值为６～１３℃，5月上旬历年温度最低值为１３℃）之间的差值均应小于 25℃。
若经计算确认结构物混凝土具有足够的拉裂能力时，允许不大于25℃—30℃。
但本桥承台混凝土内外温差均大于规定值,所以在施工中必须采取必要措施，才能保证承台混凝土结构质量.
3 埋置冷却水管主要施工工艺及相关附属措施
通过绝热温升分析及计算,我们在施工中主要采用了埋置冷却水管施工工艺及相关附属措施以达到控制温差的目的。
3。
1埋置冷却水管
通过冷却水的热交换，降低砼结构的中心温度。
冷却水管采用直径φ32mm一般水管,水平间距120cm，每层垂直间距120cm左右，共布置2层,进口设有调节流量的水阀。
冷却水管安装后,进行压力通水检验,以免渗漏。
每层循环冷却水管被灌筑的混凝土掩盖并震捣完毕后即可在该层循环冷却水管内通井水.一般情况下,冷却水的流
量越小,进出水的温差就越大,即出口水温度越高，这将会影响冷却水和混凝土的热交换，使带出的热量减少。
因此,要通过水阀，调整循环水流量，并作好进出水温记录,控制好温差.施工中冷却管严格按预设的要求进行布置，以保证降温效果。
施工中实际布置如下：
第二层冷却管
第一层冷却管
3。
2 对承台混凝土进行保湿蓄热养护
蓄热养护的作用在于减少表面的热扩散,避免产生表面裂缝.保湿养护可以防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝，并可使水泥水化作用顺利进行,提高混凝土的极限抗拉、抗压强度。
施工中计划采用以下养护措施:
3.2.1晚拆承台模板，防止热量散失;在表面覆盖土工布后再加盖帆布.
3。
2.2 用冷却管流出的水进行养护，经常浇水,保持混凝土表面湿润.
3.3、对承台砼进行温控测量。
3。
3。
1为测定结物内部温度,在承台混凝土中埋设测温元件,随时观察混凝土结构内外温差变化情况.根据观测结果确定冷却水管通水时间和蓄热养护时间。
为了准确全面地了解砼的温度变化和分布规律,在承台中埋设测温探头,测温元件埋设个数及其分布情况如下图，测温片下端位于承台厚度的1/2处。
位于对角线一半的
中心处
位于承台中
心
一般地说，混凝土的最高温度出现在浇筑后的第三天左右,较大的温度梯度出现在承台四周及表面附近,且都在降温阶段出现，因此降温阶段必需注意加强承台的保温养护。
承台混凝土灌注后第10天,混凝土内部最高温度可降至 50℃以下，温度梯度均小于20℃,此时可以停止冷却水循环和蓄热养护，进行下一道施工工序.
3。
3。
2各时段内、表温度监测控制如下：
东京大桥主墩承台内、表温度监测控制统计表
由上表统计数据可知，埋置冷却管很好的解决了内、表温差问题,使温差控制在规范规定的范围，达到了预期的目的.
3。
4 减少温差的辅助对策
3。
4.1采取分层灌注承台混凝土，使混凝土部分热量散发到空气中。
3.4.2降低混凝土入模温度.混凝土内部温度是水泥水化热的绝热温升、浇筑温度和结构物的散热温降等各种温度的叠加。
因此，降低混凝土入模温度,可降低混凝土内部温度。
施工中采取如下措施实现降温目的:
3。
4.2。
1 水泥应经过充分时效方可投入使用（一般不少于7d），不使用时效不足7d的“热”水泥;
3.4.2.2用井水冲洗石料,降低石料温度;
3.4。
2。
3直接采用现抽井水进行混凝土的拌合，以减低混凝土的初始拌合温度；
3。
4。
2.4有条件时,可对砂石料进行遮盖,减小太阳直射升温.
3。
4.3合理选择原材料,优化混凝土配合比
3。
4.3.1选用由焦作千叶水泥厂生产的42。
5号普通硅酸盐水泥，水泥水化热为377J/kg；
3。
4.3。
2采用级配良好的新乡产5～25mm碎石，减小针状、片状、石粉含量;
3。
4.3。
3采用优质平顶山鲁山河砂（中砂），细度模数在2.6左右，含泥量小于1%:
3.4。
3.4 在承台混凝土中掺用缓凝剂,延长混凝土初凝时间（18 小时左右）,满足砼设计强度和施工性能，延缓水泥水化热峰值出现的时间；
3。
4.3。
5 混凝土坍落度控制在120mm-160mm,和易性好,不泌水。
4、取得的效果
由于采用了设置冷却管通循环水冷却，对混凝土外部采取覆盖蓄热保温等措施，解决了由于大体积混凝土内外温差过大而引起的温差裂缝，至今已施工的8个大体积承台,没有出现温差裂缝.。
