冬季衬砌施工砂石骨料加热措施

1、文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.中铁十四局集团水利水电工程分公司优秀论文申报表题目申报单位作者论文依托项目背景及完成时间论文发表及获奖记录论文摘要申报单位对论文的综合评价单位评审上报意见及申报等级冬季衬砌施工砂石骨料加热措施中铁十四局水电分公司三道湾项目部姓名单位职务职称徐先自中铁十四局水利水电分公司总工助工李锋中铁十四局水利水电分公司技术员助工三道湾水电站引水隧道衬砌砂石骨料系统的加热是冬季衬砌施工中必须解决的重难点问题之一。在户外气温较低的北方， 能否解决这一问题是展开冬季衬砌施工的先决条件。本文通过对三道湾项目采取的散热管置入混凝土骨料内进行加热升温的

2、方法的分析， 基本消除了冬季气温低对砂石骨料的影响， 保证了冬季衬砌施工的工程质量冬季保温措施作为冬季施工的关键环节， 如何有效的解决保温措施是已久的难题，本文通过对骨料保温及热工计算等方面进行了详细的分析，结合三道湾水电站冬季施工实际应用， 对冬季施工保温措施具有一定的参考价值。推荐公司优秀论文一等奖。（盖章）年月日公司评审意见（盖章）年月日填报部门：填表人：论文审核表论文题目文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.审阅人所属专业组审阅意见修改意见建议评奖等级注：该表由评委填写冬季衬砌施工砂石骨料加热措施摘要：砂石骨料系统的加热是冬季衬砌施工中必须解决的重难点问题

3、之一。在户外气温较低的北方， 能否解决这一问题是展开冬季衬砌施工的先决条件。本文通过对三道湾项目采取的散热管置入混凝土骨料内进行加热升温的方法的分析，基本消除了冬季气温低对砂石骨文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.料的影响，保证了冬季衬砌施工的工程质量关键词：砂石骨料加热加热管线布置热工计算1工程概况三道湾水电站位于张掖市肃南县境内的讨赖河干流上，是出山口已建冰沟水电站的上一级梯级电站，电站为一闸坝引水式水电站，装机90MW（ 3 30MW），属等中型工程。我单位施工的B1 标为引水隧洞工程，桩号为0+026 3+960，总长度为3934 米，衬砌C20 混凝3

4、土工程量大约为24000m。讨赖河流域是内陆河流，位于甘肃河西走廊腹地，属典型的大陆性气候。其气象特征为：气候干燥少雨蒸发强烈日照时间长冬冷夏热温差大秋凉春旱多风沙。以酒泉气象站为代表站统计数据，年平均气温7.3 ， 历年极端最高气温38.4 ，历年极端最低气温 -31.6 ，平均无霜期 130 天，平均年降水量 85.2mm，平均年蒸发量 2148.8mm，最大冻土深度 132cm。四季风多，春天大风尤多，风向多为西北风，最大风速 26m/s ，平均风速 2.3m/s 。2 整体方案因为冬季衬砌施工要跨两个冬季， 且本地区冬季气温低， 低温持续时间长， 所以冬季衬砌施工需主要解决的问题是对砂

5、石骨料系统进行加热。考虑到保温措施在本工程中的可行性，砂石骨料置入散热管进行加热升温，供热系统使用锅炉供热。混凝土骨料加热保温措施3.1 砂石骨料库房设计混凝土骨料加热储料仓建在砂石料场附近，考虑现场施工的可操作性和施工需求，每个储料仓长为 12m，宽为 4m，高为 3m，库容量 144m3。储料仓边墙厚度为0.5m，使用 C20 砼进行浇筑。 为尽可能减少热量损失，在储料仓上面搭建保温房对储料仓进行保温，保温房采用厚度为 15cm的彩钢板搭建，长14m，宽 15m，高 5.0m。结合施工要求及工程实际情况使用9m长针梁式衬砌台车， B1 标引水隧洞衬砌最多使用3 台衬砌台车。每天最大浇筑长度

6、为14m，即 1.5 模，每模混凝土最大浇筑量为93m3（ V 类围岩，每米按超挖回填 2 m3 考虑），按照 C20 混凝土配合比计算， 每模砂子最大用量为49.6m3，333小石最大用量为 26m，中石最大用量为31m，预计每日砂子最大用料为74.4m ，小石最大用33。量为 39m，中石最大用量为46.5m每间库房设计容量为3144m，能够满足 2 3 天的混凝土施工。为保证装载机上料布满整个储料仓，在储料仓上方铺设I18 型钢支撑， 横向支撑铺设间距为 1.0m I18 型钢，纵向支撑根据装载机轮距每间储料仓两侧各铺设3根I18型钢。纵向支撑上方铺设厚度为 10mm宽为 800mm的钢

7、板，用作装载机交通通道。储料仓底板浇筑厚度为30cm的钢筋砼， 钢筋采用直径为12mm的圆钢， 单层配筋， 钢筋间排距为 30cm；预埋吊环下料口和管道口，每个储料仓长12m，需要预留三个下料口，下料口处焊接厚度为 10mm的钢板作为溜料筒，为保证骨料顺利下溜，每个溜料筒两侧各安装一个振动器。储料仓下方混凝土浇筑门型洞，门型洞长宽同储料仓，浇筑20cm厚底板，边墙厚度为0.8m 。门型洞内安装皮带输送系统，输送系统采用皮带传送，将混凝土骨料从溜料筒处直接传送至备料机内，每条传送带长为28m，共三条 。3.2 加热保温措施采用集中供热， 在锅炉房加热， 储料仓内安装竖向散热管对混凝土骨料进行加热

8、，散热管采用双排直径为 89mm的钢管埋设，主循环管路采用89 无缝焊管向保温房内供水。详见 B1 标骨料保温管线路布置侧视图和B1 标骨料保温管线路平面布置图。文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.加热管线的布置根据砂石骨料仓的布置和加热骨料的排管长度的计算，为了便于施工以及三个储料仓的可调换使用，三个储料仓的管线布置采用同型布置，长度不小于697m。根据储料仓长宽高 =12m4m 3m以及水利水电工程混凝土预热系统设计导则（ DL/T 5179-2003 ）中热水加热骨料管线间排距的要求，排管应垂直布置，并列排列，间排距不应小于0.5m，由此进行计算并布置管线

9、， 具体实际间排距见 B1 标骨料保温管线路布置侧视图和B1 标骨料保温管线路平面布置图。各个储料仓内管线实际总长度为758m，详细计算见下表。一个储料仓保温管总长度单根长度（ cm）数量（根）长度（ m）编号水平方向368829.441692440.563292478.963292478.961292430.96竖向260192499.2合计（ m）758.08文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .酒泉气象站气象要素统计表表11月份项目名称单全年位一二三四五六七八九十十一十二历年平均降水量mm.647653历年平均蒸发量mm3457146.4256316.31

10、2292273.3207145.70.4352.0.9历年平均气温-9-51.89.415.615.7.4-1.2-180.9历年极端最高气121734.29.019.31338.4温.7.02045.4历年极端最低气-2-3-20.7-10-7.7-3.-9.4-24.-2-31.6温627.4历年平均相对湿%55494035354252504744495746度历年最大冻土深cm1213132964000094082132度50历年各月平均风m/s3.02.02.02.0速939历年各月定时最m/s20202222262216161418191826大风速相应风向NWNWWNWWNWWNW

11、NWWWNWWNWNNWNNNWNNWW文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .热工计算根据酒泉酒泉气象站气象要素统计表统计数据，酒泉每年的十一月份至第二年的四月份平均气温最低为 -9.7，极端最低气温为 -31.6 ，考虑到砂石料场位置海拔较高， 但高差未超过 1000米，最低气温取两者的平均值按-21 计。根据混凝土质量控制标准（ GB50164-92）第，混凝土进洞的温度只要不低于5即能满足要求。5 1 混凝土骨料加热所消耗的热量根据水利水电工程混凝土预热系统设计导则（ DL/T 5179-2003 ）附录 F 公式进行计算。5 11 石子式中：Q1 1m

12、石子加热所消耗的热量，kj/m3。3 石子的体积质量， kg/m3。取值 1500 kg/m 3。Cg 石子的质量热容，kj/ （ kg）。取值 0.92 。i 石子的含水率。取值1%。tk 石子加热的最终温度，。整个拌合和供料系统均在保温房内，保温房温度控制在10以上，混凝土拌制温度为10，考虑一定的温度散失，石子加热的最终温度取值为15。th 石子加热的初始温度，。室外平均气温最低位-21 ，石子加热的初始温度取值为-21 。cw 水的质量热容，kj/（ kg）。取值 4.187 。n 骨料在加热过程中，蒸发的水分占骨料初始含水量的百分数，在预热料仓中可取值n=0.10 。qz 蒸汽的质量

13、焓，kj/kg 。用热水加热，且加热温度为15，较低，此处不考虑质量焓，取值为 0。计算得出石子加热所消耗的热量为351576 kj/m5 12 砂子式中：Q3kj/m3。2 1m 石子加热所消耗的热量， 砂子的体积质量， kg/m3。取值 1500 kg/m 3。Cg 砂子的质量热容，kj/ （ kg）。取值 0.92 。i 砂子的含水率。取值3%。tk 砂子加热的最终温度，。整个拌合和供料系统均在保温房内，保温房温度控制在10以上，混凝土拌制温度为10，考虑一定的温度散失，砂子加热的最终温度取值为15。th 砂子加热的初始温度，。室外平均气温最低位-21 ，砂子加热的初始温度取值为-21

14、。cw 水的质量热容，kj/（ kg）。取值 4.187 。n 骨料在加热过程中，蒸发的水分占骨料初始含水量的百分数，在预热料仓中可取值n=0.10 。qz 蒸汽的质量焓，kj/kg 。用热水加热，且加热温度为15，较低，此处不考虑质量焓，取值为 0。计算得出砂子加热所消耗的热量为55368 kj/m35 2 加热设备计算放热量根据水利水电工程混凝土预热系统设计导则（ DL/T 5179-2003 ）附录 I 公式进行计算。5 21 加热砂石料所需放热量5 21 1 根据预热强度和单位消耗热量的计算，石子每小时所需放热量为：式中：Qn加热设备的计算放热量，W。Q331 1m 石子加热所消耗的热

15、量， kj/m。2文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .V 1石子的预热强度，3m/h 。储料仓的热耗系数。石子取值0.82 。计算得出石子所消耗的热量为W5 21 2 根据预热强度和单位消耗热量的计算，砂子每小时所需放热量为：式中：QQn加热设备的计算放热量， W。3砂子加热所消耗的热量，3。2 1mkj/mV3。2砂子的预热强度， m/h 储料仓的热耗系数。砂子取值0.85计算得出砂子所消耗的热量为W砂石料所消耗的热量合计为W+W= W5 3 热水加热骨料的排管的放入面积根据水利水电工程混凝土预热系统设计导则（ DL/T 5179-2003）附录 J 公式

16、进行计算。5 31 石子5 31 1 石子储料仓的排管放入面积式中：Fn加热排管的放热面积，m2。Qn加热设备的计算放热量，W。Kn传热系数， W/(m2）。取值 14.8W/ （m2）。tm热水的平均温度，。ta加热排管的进水温度，。取值90。tb加热排管的出水温度，。取值80。tc骨料的平均温度，。取值15。计算得出石子储料仓的排管放入面积170m5 31 2 石子储料仓的排管放入长度式中加热排管的管道总长度， m2。Fn加热排管的放热面积，m。加管道外直径， m。 89 钢管计算得出石子储料仓的排管放入长度为608m根据每个储料仓管线布置图，散热管总长度为758m608m可以满足石子加热

17、的要求。5 32 砂子5 32 1 砂子储料仓的排管放入面积式中：Fn 加热排管的放热面积，m2 。Qn加热设备的计算放热量，W。Kn 传热系数， W/(m2）。取值 10.9W/ （ m2）。tm热水的平均温度，。ta加热排管的进水温度，。取值90。tb加热排管的出水温度，。取值80。tc 骨料的平均温度，。取值15。计算得出砂子储料仓的排管放入面积195 m25 32 2 砂子储料仓的排管放入长度式中L加热排管的管道总长度，m 2。Fn 加热排管的放热面积，m。d加管道外直径， m。 89 钢管文档来源为 :从网络收集整理 .word版本可编辑 .欢迎下载支持 .计算得出砂子储料仓的排管放

18、入长度为697m根据每个储料仓管线布置图，散热管总长度为758m697m可以满足砂子加热的需要。5 4 砂石料所用锅炉选用砂石料所用锅炉时需同时考虑砂石骨料放热量保温管道用水量及锅炉自身的能量损耗的问题，根据砂石骨料所需放热量W，只需选用2t/h 锅炉即可；根据砂石料仓保温管道所用水量 758*3* *0.04 2=11.43m3；考虑锅炉30%的损耗。砂石料所用锅炉必须同时满足以上三个条件，所以在锅炉选用上，砂石料所用锅炉最小要使用16t/h的锅炉。5 5 混凝土拌合物的实际温度根据水利水电工程混凝土预热系统设计导则（ DL/T 5179-2003）附录 B 公式进行计算。式中：t jk混凝土拌合物温度，。cg骨料