DB21T 3381-2021 北方寒区水工结构防冰冻技术规程

21Technicalspecificationforantifreezingofhydraulicstructuresinno辽宁省市场监督管理局发布I 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 5 5 5 5 5 5 6 6 6 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定河水库管理局有限责任公司、绥中县猴山水库建设管理烈、潘兴辉、孙放、倪自荣、刘先锋、贾辉、王刚本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任1北方寒区水工结构防冰冻技术规程泡法、门叶电热法、埋件电热法等防冰冻技术、防冰冻技术评价指标和监测的GB50199水利水电工程结构可靠性设计统一GB/T50662水工建筑物抗冰冻设计NB/T35024水工建筑物抗冰冻设计规范整个冰冻期内日平均温度低于0℃的日平均气温逐4基本规定4.1水工结构防冰冻技术设计应符合下列基本规定：a)水工结构防冰冻技术设计应因地制宜、安全可靠、经济合理和实用美观；2b)水工结构防冰冻技术设计应充分掌握水工结构所在地的自然条件、施工和运行条件等基本资c)应根据冰冻作用的因素、危害程度、建筑物的级别及其型式，确定防冰冻技术设计方案，并d)对受冰冻作用严重的工程应进行专门研究；4.2水工结构的防冰冻技术设计除应满足本文件规定外，尚应符合现行国家及5基本资料收集5.2结构安全级别全系数,。水工结构及结构构件的安全级别，根据其在水工建筑物中的部位、本身破坏对水工建筑物的符合GB50199中的规定，结构安全系数的选取应符合本文件表1的结构安全系数,Ⅰ1Ⅱ2、3Ⅲ4、55.5冻结指数5.6冰情资料3量、流冰种类及性质、武开江概率等。冰情无实测资料时，宜通过实地调查确定；条件不具备时，可按照GB/T50662确定的方法6.2.1采用冰盖开槽法时，在水工结构前冰盖上用人工或机械开一冰槽露出水面，并将碎冰捞出，且6.2.2人工开槽采用的主要设备为冰镩，6.2.3采用冰盖开槽法防止水工结构承受静冰压力作用时，水槽宽度由开槽设备确定，但不宜小于6.2.4采用冰盖开槽法防冰冻技术还应符合GB/T50662中的规定。7.2.1采用保温板法防止门叶承受静冰压力作用时，可在结冰初期沿闸门跨度连续铺设保温板，其上δx=0.15δimax B=3.0δimax δx——聚苯乙烯保温板厚度（mB——聚苯乙烯保温板的铺设宽度（m）；δimax——水库冰盖最大厚度（m），可按照GB/T50662确定的方法计算。48.2.1压力水射流法可采用全段定时或分段定时射流，不宜采用连续射流。8.2.3压力水射流法的射流管与水工结构迎Qp——潜水泵流量（m3/h）；Qh——冰盖下水温补给的热流量（kW）；tw——潜水泵放置水深Hp处的水温(℃)。8.2.6冰盖下水深Hp处的水温应由实测确定。无实测资料时，可按经验公式（4）和公式（5）计算： Hp——冰盖下放置潜水泵处的水深（m）。S=0.015(9.5-tk)·································································S——水气交界面的全部热流量损失强度（kW/m2tk——设置地点的极端最低温度平均值(℃)。8.2.8冰盖下水温补给的热流量应符合公式（7）的Qh>,SB0L0··········································································(7),——结构安全系数，按表1选用；），L0——不冻水面长度（m），当应用于水工闸门防冰冻时，采用集中布置时L0为全部 v0——射流孔的出口流速（m/s）；）；d——射流孔直径（m）。5·····························N——水泵功率（kWη——潜水泵效率，一般可取0.65~0.85。8.2.13冰盖的融化速度可按公式（11）计···································vb——冰盖的融化速度（m/h）。9压力空气吹泡法9.1一般规定9.2技术要求9.2.1压力空气吹泡法可采用全段定时或分段定9.2.2压力空气吹泡法的吹气喷嘴与水工结构迎水侧外9.2.3压力空气吹泡法采用空压机供气，应设两台空压机并联，并应互为备用。9.2.4压力空气吹泡法可按压力水射流法的计算方法计算9.2.6压力空气吹泡法所用的空压机排气量应符合GB/T50662中的规定，具体按式（12）计算：Q=,L0qa······································································Q——空压机排气量（m3/min）；,——结构安全系数，按表1选用；L0——水工结构防冰冻区域长度（m6P=,(Pw+Pf) ········································P——风机的风压（Pa,——结构安全系数，按表1选用；Pf——气压损失（Pag——重力加速度，可取g=9.81N/kg；H——吹气喷嘴所处水深（mλf——气体沿程阻力系数；Lp——输气管长度（mdp——输气管内径（mξi——气体局部阻力系数（m），u——气体流速（m/s）。10.2.6风机吹泡法所用的风机流量可按照GB/T50662中确定N1=Ksw(tc-tws)Aw tc=0.3ItkI N1——通过门叶钢板向过冷水中传热所需的加热功率（kW）；7tws——过冷水温度，计算采用tws=-0.1℃;11.2.4通过门叶钢板向冷空气的传热所需的加N2=ksa(tc-tk)Aa·································································(18)N2——通过门叶钢板向冷空气传热所需的加热功率（kWAa——门叶钢板与冷空气的接触面积（m2）。11.2.5通过门叶保温板向冷空气传热所需的加N3=kpa(tc-tk)Ap·································································(19)N3——通过门叶保温板向冷空气传热所需的加热功率（kW）；kpa——由门叶保温板向冷空气的传热系数，当采用聚苯乙烯泡沫板保温，而且其热导率λx≤Ap——保温板与冷空气的接触面积（m2）。N=,(N1+N2+N3)··············································N——门叶内加热所需的总功率（kW,——结构安全系数，按表1选用。a)定时加热。只要求将钢埋件工作表面上厚度有限的冰融化一定厚度，所需加热功率可按公式N=170(1-0.006tk)δiAiT··························································(21)N——加热功率（kW）；δi——需要融化的冰厚，可取0.01（m8Ai——钢埋件加热面积（m2b)连续加热。不允许钢埋件工作表面上结冰，钢埋件工作表面部分在空气中和部分在水中，其N——加热功率（kW）；δi——需要融化的冰厚，可取0.01（mAa——钢埋件与冷空气的加热面积（m212.2.3埋件电热法防冰冻技术要求还应符合GB/T50662中的规定。防冰冻技术评价指标共包括3个，即技术性指标、经济性指标和节能性指标，考虑时间因素对资金价值的影响。经济性指标可按公式（23）Ic=Z/L0································Ic——经济性指标；）；Rc——基准投资收益率。9Ie——节能性指标；W——设备功率（kW现象，记录裂缝及变形的形式、大小、位置和时14.2.3根据不同建筑物的级别、运行及冰冻危害特点，应设置不14.2.6北方寒区的安全监测设施应满足低温环境运行要求，避免本文件用词说明为便于在执行本文件条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词b)表示推荐或指导，其中肯定形式用来表达建议的可能选择或认为特别适合的行动步骤，无需提及或排除其他可能性，否定形式用来表达某种可能选择或行动步骤不是首选的但也不是禁上采用先进技术，从而也可为补充和完善本规范提供8.2.2根据辽宁省大伙房水库的工程实践，在条件允许情况下，所提供的水温为9压力空气吹泡法9.2.2规定吹气嘴与闸门门叶外缘的距离应大于3m，目的9.2.5本