应用于冷却水管周边温度缝的组装灌浆装置的制作方法

本实用新型涉及一种应用于冷却水管周边温度缝的组装灌浆装置，属于混凝土浇筑施工技术领域。

背景技术：

在水电工程领域，预埋冷却水管的方法被广泛应用在混凝土浇筑温度控制过程中。通常设置冷却水管可以有效控制混凝土内部的温度峰值。通过设置冷却水管间距、冷却水管位置、冷却水入口温度等参数，实现对混凝土温度变化过程和温度峰值的有效控制。但实际通水的过程中，由于冷却水温度控制不严格，导致其和混凝土温度差异过大，在水管周边小范围内产生较大温度梯度，从而造成冷却水管周边裂缝。这种内部裂缝一旦形成，现有条件下灌浆很难实现。尤其是在洞室的混凝土衬砌结构中，若表面混凝土存在缺陷，在高速过流情况下水力劈裂可由外向内产生破坏，和内部冷却水管温度缝贯通，影响整体结构安全。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种应用于冷却水管周边温度缝的组装灌浆装置，能够较方便地针对混凝土中冷却水管周边温度缝进行灌浆。

为解决上述技术问题本实用新型所采用的技术方案是：应用于冷却水管周边温度缝的组装灌浆装置，包括冷却水管，冷却水管的外壁固定设置有电热丝，电热丝沿冷却水管长度方向间隔布置，电热丝通过导线串联后并形成控制电路，电热丝配设有保护膜，电热丝加热后能够使得冷却水管的侧壁及电热丝的保护膜形成热熔融孔。

进一步的是：电热丝的分布线为平行于冷却水管中心轴线的多条直线，每条直线上的电热丝均匀间隔分布。

进一步的是：导线沿着冷却水管的外表面呈螺旋形布置，导线缠绕固定在冷却水管的外表面；电热丝附着于冷却水管的外表面，保护膜粘接在冷却水管的外表面，并且保护膜与冷却水管的外表面形成一个将电热丝包覆在内的封闭式结构。

进一步的是：沿着导线的螺旋分布方向，冷却水管的外表面间隔设置有固定块，固定块上设置有用于缠绕固定导线的限位槽。

进一步的是：冷却水管的材质为聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯，电热丝的保护膜采用与冷却水管相同的材质。

进一步的是：其中一件电热丝的旁边串联设置有温度开关，温度开关的感温片贴设于电热丝上，电热丝为表面绝缘电热丝，该位置的电热丝及温度开关整体设置有保护膜。

进一步的是：冷却水管的内直径为20mm～40mm，壁厚为2mm～4mm；电热丝直径为1.0mm～1.5mm；导线直径为1.0mm～1.5mm。

相应的，本实用新型同时提供一种应用于冷却水管周边温度缝的灌浆方法，采用上述的应用于冷却水管周边温度缝的组装灌浆装置，冷却水管预埋于混凝土中，在混凝土浇筑完成，冷却水管通水冷却结束，拆除冷却水管的外接水管路，待混凝土达到预定强度后，接通电热丝的控制电路，电热丝加热后使得冷却水管的侧壁及电热丝的保护膜形成热熔融孔，之后断开电热丝的控制电路，冷却水管连接外部灌浆压力设备，将环氧树脂材料灌入冷却水管内，通过已经形成的热熔融孔压出，然后进入冷却水管外侧缝隙内，完成灌浆。

其中，为防止过度加热，本实用新型在实施时的优选方式为，冷却水管为hdpe材质管道，电热丝的保护膜为hdpe膜，其中一件电热丝的旁边串联设置有温度开关，温度开关的感温片贴设于电热丝上，电热丝为表面绝缘电热丝；通过温度开关控制电热丝发热范围在140℃～150℃；当热熔融孔的孔径为6mm～8mm时，断开电热丝的控制电路。

为防止灌浆材料四溢，不好清理，冷却水管一端连接外部灌浆压力设备，另一端连接回浆收集装置，多余的灌浆材料直接通过回浆收集装置进行收集。

本实用新型的有益效果是：

(1)利用在冷却水管外侧布置电热丝，在冷水水管通水完成后，进行通电使得电热丝加热，通过温度开关控制电热丝温度范围，短时间定点熔融造孔。而后利用冷却水管进行环氧树脂材料的灌浆，浆液在外部压力的作用下沿热熔融孔流出，从不同角度进入水管周边裂缝，进而实现了冷却水管周边缝的灌浆目的，提高了混凝土质量，保证结构安全及耐久性。传统施工条件下，冷却水管周边缝难以被及时处理，从而长期存在影响混凝土质量和结构安全。本实用新型创新性提出热熔融孔的方法，便于操作，实用性强。

(2)根据冷却水管周边缝的实际开裂情况，可针对性地通过设置电热丝的长度、间距及加热时间来调整灌浆孔的大小和位置，保证灌浆效果。

(3)通过在冷却水管外侧进行预先布置，可以避免破坏性钻孔，对混凝土产生新的缺陷。电热丝及导线在管壁外侧方便布置，根据限位槽位置缠绕固定即可，可以有效覆盖冷却水管周边缝的范围。

附图说明

图1为本实用新型中的组装灌浆装置整体结构示意图。

图2为图1中的a处局部放大示意图。

图中零部件标记：1-冷却水管、2-限位槽、3-电热丝、4-导线、5-热熔融孔、6-温度开关、7-外部灌浆压力设备、8-混凝土、9-电源、10-回浆收集装置。

具体实施方式

为便于理解和实施本实用新型，选本实用新型的实施例结合附图作进一步说明。

如图1和图2所示，本实用新型中的组装灌浆装置包括冷却水管，冷却水管1的外壁固定设置有电热丝3，电热丝3沿冷却水管1长度方向间隔布置，电热丝3通过导线4串联后并形成控制电路，电热丝3配设有保护膜，电热丝3加热后能够使得冷却水管1的侧壁及电热丝3的保护膜形成热熔融孔5。在具体实施时，电热丝3的控制电路通常还包括电源9及电源开关，电源9，为外接电源，交流电或直流电均可，通过电源开关控制开断。电热丝3为加热材料，常用的是铁铬铝、镍铬电热合金等。导线4通过自带的胶皮起保护作用，电热丝3则通过外设的保护膜起保护作用，以避免前期的混凝土浇筑会对控制电路造成影响。

为保证灌浆效果，本实用新型的电热丝3的分布线为平行于冷却水管1中心轴线的多条直线，每条直线上的电热丝3均匀间隔分布。

导线4可以采用常规的平行布置的方式，但了方便导线4的固定，本实用新型的导线4沿着冷却水管1的外表面呈螺旋形布置，导线4缠绕固定在冷却水管1的外表面。电热丝3的定位安装，通过导线4的缠绕固定实现。而保护膜的优选实施方式为：电热丝3附着于冷却水管1的外表面，保护膜粘接在冷却水管1的外表面，并且保护膜与冷却水管1的外表面形成一个将电热丝3包覆在内的封闭式结构。这样可使得电热丝3与冷却水管1的外表面直接接触，方便后期的熔融造孔。

为方便实现电热丝3及导线4的定位安装；沿着导线4的螺旋分布方向，冷却水管1的外表面间隔设置有固定块，固定块上设置有用于缠绕固定导线4的限位槽2。具体实施时，根据限位槽2位置缠绕固定即可。限位槽2的底面与冷却水管1的外表面重合，限位槽2的高度为3mm，槽宽为2mm～4mm。分布间距可根据造孔需要进行设计。

为经济实用，冷却水管1的材质为聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯，电热丝3的保护膜采用与冷却水管1相同的材质。本实用新型中的冷却水管1优选为hdpe材质管道，电热丝3的保护膜优选为hdpe膜。

其中一件电热丝3的旁边串联设置有温度开关6，温度开关6的感温片贴设于电热丝3上，电热丝3为表面绝缘电热丝，该位置的电热丝3及温度开关6整体设置有保护膜。温度开关6的目的在于防止过度加热，具体实施时，加热范围根据材料熔点范围+10℃进行设定。以hdpe材质管道为例，hdpe软化点为125～135℃，本实用新型控制加热至150℃为断路，140℃为通路，即通过温度开关6控制电热丝3发热范围在140℃～150℃。

为方便布置电热丝3及导线4，同时保证冷却水管1的工作性能，本实用新型的冷却水管1的内直径为20mm～40mm，壁厚为2mm～4mm；电热丝3直径为1.0mm～1.5mm；导线4直径为1.0mm～1.5mm。

相应的，本实用新型同时提供一种应用于冷却水管周边温度缝的灌浆方法，采用上述的应用于冷却水管周边温度缝的组装灌浆装置，冷却水管1预埋于混凝土8中，在混凝土8浇筑完成，冷却水管1通水冷却结束，拆除冷却水管1的外接水管路，待混凝土8达到预定强度后，接通电热丝3的控制电路，电热丝3加热后使得冷却水管1的侧壁及电热丝3的保护膜形成热熔融孔5，之后断开电热丝3的控制电路，冷却水管1连接外部灌浆压力设备7，将环氧树脂材料灌入冷却水管1内，通过已经形成的热熔融孔5压出，然后进入冷却水管1外侧缝隙内，完成灌浆。其中，环氧树脂灌浆材料，为裂缝灌浆材料，可根据具体使用情况调整组分和配方。外部灌浆压力设备7，为常用注浆泵，根据具体使用情况调整压力。为防止过度加热，本实用新型在实施时的优选方式为，冷却水管1为hdpe材质管道，电热丝3的保护膜为hdpe膜，其中一件电热丝3的旁边串联设置有温度开关6，温度开关6的感温片贴设于电热丝3上，电热丝3为表面绝缘电热丝；通过温度开关6控制电热丝3发热范围在140℃～150℃。当热熔融孔5的孔径为6mm～8mm时，断开电热丝3的控制电路。为防止灌浆材料四溢，不好清理，冷却水管1一端连接外部灌浆压力设备7，另一端连接回浆收集装置10，多余的灌浆材料直接通过回浆收集装置10进行收集。

实施例：

本实用新型应用于洞室衬砌混凝土的冷却项目中。本实用新型的冷却水管1采用内直径为30mm、壁厚为3mm的hdpe材质管道，在管道外壁缠绕布置导线4及电热丝3，导线4直径为1.0mm～1.5mm。电热丝3采用表面绝缘电热丝，内部导电，外表面绝缘，直径为1.0mm～1.5mm，电热丝3的每一节长度为5mm，位于同一直线上的两节电热丝3的间距为100mm，通过导线4串联设置，其中一件电热丝3的旁边串联设置有温度开关6，温度开关6的感温片贴设于电热丝3上，电热丝3及温度开关6整体设置有保护膜。电热丝3的每一节长度和间距可根据造孔需要进行调整。提前布置本实用新型的灌浆装置，浇筑混凝土8后，开始冷却通水。当常规冷却通水结束一段时间后，开始冷却水管1周边温度缝的灌浆处理。

将电源9连通，并打开温度开关6。因为串联电路电流相等，电热丝3等长度，根据焦耳定理q＝i²rt，所以每节电热丝3发热量相同，温度开关6设置1个即可。温度开关6自行工作，保证电热丝3温度在140℃～150℃范围内，通电一段时间，保证电热丝3周边hdpe材料熔融成约6mm孔径的热熔融孔5。

断开电源开关，连接外部灌浆压力设备7，将环氧树脂材料灌入冷却水管1内，通过已经形成的热熔融孔5压出，然后进入冷却水管1外侧缝隙内，完成灌浆，保证了混凝土8整体质量。

本实施例通过在hdpe材质的冷却水管1外侧缠绕布置表面绝缘电热丝，在常规冷却通水完成后，通电进行电热丝3加热，通过温度开关6控制电热丝3温度范围，短时间定点熔融造孔。而后利用冷却水管1进行环氧树脂的灌浆，以热熔融孔5为通道，从不同角度进入冷却水管1周边裂缝。创新性提出冷却水管1周边缝的灌浆方式，实现了无需破坏性混凝土8钻孔的安全灌浆，保证了混凝土8的质量。