换热器毕业设计总结（优秀6篇）
一、花岗岩矿山开采一般分为以下几个步骤：下面是小编精心为大家整理的6篇《换热器毕业设计总结》，希望能对您的写作有一定的参考作用。
化学灌浆施工方法 篇一
1.工程概况
某水电站位于黄河干流上，属于一等工程，主坝是混凝土双曲拱坝，高度为245m，宽度为10m，是黄河上游建筑规模最大的水电站大坝之一。该水电站主要承担发电任务，电机装机容量为4200MW。双泄孔是该水电站泄洪冲沙的主体建筑物，进口高程为1045m，23#坝段泄槽边墩混凝土施工过程中出现裂缝，裂缝与坝底水流方向垂直，裂缝长度为7.8m，宽度在0.15mm-0.20mm之间，经声波测试发现裂缝深度在3.0～3.7m之间，而且上部裂缝比较明显，下部裂缝不明显。
2.化学灌浆在水利大坝混凝土裂缝处理中的可行性分析
混凝土裂缝包括干缩裂缝、沉陷裂缝、温度裂缝等几种，造成裂缝的原因包括施工操作、外界环境因素等，分析该水电站23#坝段泄槽边墩混凝土裂缝发现，裂缝基础约束大，主要原因为结构突变及施工养护不及时，加之冬季昼夜温差大，混凝土构件表面的干湿和温度变化较大，这也是造成裂缝产生和持续发展的主要原因。
针对混凝土裂缝问题，目前普遍采用的处理方法有填充法、表面处理法、结构补强法、水泥灌浆法等几种，结合该水利大坝施工项目的工程特点和现场施工环境，在总结以往工程经验的基础上决定采用化学灌浆方法进行处理。化学灌浆中所使用的化学浆液为均相液体，几乎接近水的粘度，可以快速渗入极其细小的裂缝，而且所用化学浆液具有较高的亲水性和固结强度，能够在较短的时间内实现结构加固的目的。对于双曲拱坝这种受力构件，应当采用最安全的裂缝处理方法以保证结构的完整性。鉴于该大坝出现的裂缝情况及工期要求，采用化学灌浆方法可以保证在次年的5月份下闸蓄水，避免影响正常发电。
化学灌浆施工效果受多种因素的影响，其中最主要的影响因素是化学浆液粘度和亲水性，目前所使用的化学浆液粘度与水基本一致，可灌性问题可以忽略不计，因此关键因素是化学浆液的亲水性。在PSI-CW环氧浆材固化剂聚酰胺中加入羟基可以大大提高浆材的亲水性，从而改善其固化性能，此外，由于合成后的混合物能够有效排除残留水分，因此可以有效减少和避免环氧浆材凝固时水分所带来的各种负面影响。
3.化学灌浆施工要点与工艺流程
3. 1施工要点
（1）合理布置灌浆孔
采用化学灌浆方法进行裂缝处理之前，首先要布置好灌浆孔，包括探缝孔、骑缝孔、浅灌浆孔、深灌浆孔这几种（如图1所示）。其中，探缝孔是在正式处理裂缝之前用于确定裂缝深度的孔，裂缝深度不同，所采取的具体处理方法也不同。裂缝深度探测完成后，就需要通过深灌浆孔和浅灌浆孔进行处理。骑缝孔是沿裂缝表面布置的孔，目的在于通过骑缝孔来排除缝隙内的气体，同时兼具屏浆作用。灌浆孔的疏密程度需要根据实际情况合理确定，既不能过于稀疏也不能过于紧密，太稀疏有可能造成漏灌的情况，而过于紧密又会增加工程施工成本。结合现场施工条件确定每一条裂缝不应当布置超过3组灌浆孔，且分别位于裂缝的两端和中间位置。
（2）保证钻孔清洁无污
灌浆孔布置完成后，应当采用高压水流仔细冲洗钻孔内部，并严格遵循自上而下的原则进行全面冲洗，直至回水清澈为止。钻孔清洗完成后还要用高压风去除残留的水分，避免残留的水分对环氧浆材的固化性能产生不良影响。
（3）科学计算环氧浆材配合比
环氧浆材的固化时间与现场试灌需要经过反复试验确定，而且还要结合施工时的温度确定，由于气温较高时化学反应速率更快，因此固化剂也就是B液的所需含量就相对较少，经过综合评估确定A液与B液的配合比应当为5：1。
（4）合理安排灌浆顺序
传统灌浆施工中一般采用分序施工方法，由于化学浆液的固结机理与水泥固结存在本质区别，因此需要重新安排灌浆顺序。如果在化学灌浆中仍然采用分序施工方法，就有可能造成I序施工完成后，II序和III序孔中的水无法正常排出，从而影响浆液的正常灌入，出现灌浆不彻底的情况，这样一来也就无法保证加固效果。
结合类似工程的成功经验，决定在本次化学灌浆施工中采用以下灌浆顺序：低位置灌浆高位置灌浆，即先灌注低位置的灌浆孔，再灌注高位置的灌浆孔，如果灌浆孔的高度相同，则先灌注深度较深或者中间的灌浆孔。此外，在灌浆过程中还要考虑灌浆孔的连通问题，不论裂缝情况怎样，都要避免采用分序灌浆方法。
3.2工艺流程
化学灌浆的工艺流程可以归纳为：搭设施工平台布置灌浆孔（探测裂缝深度、钻灌浆孔）清洁钻孔并进行通气试验封缝并固定灌浆嘴压力水清洗和驱水环氧灌浆处理表面现场清理和质检验收。
在以上工艺流程中，探测缝深需要采用超声波进行平测。灌浆孔的布置需要一次完成，以免钻出的粉末将已钻成的缝隙堵塞，所采用的钻孔设备也要尽量选用取芯钻，避免使用风钻等速度较快的钻孔设备。压注水试验中，由于化学灌浆的施工成本较高，因此需要通过压注水试验来确定具体的吸浆量，从而避免出现漏浆的情况。在配制化学浆液的过程中需要严格按照计算好的配合比筛选各原材料，缓慢搅动A液的同时缓慢加入B液，搅拌速度要适当，不能过快也不能过慢，以免凝结时间缩短或者液体不能充分融合。搅拌所用的容器应当清洁无污染，避免使用带有油污或其他杂质的容器作为搅拌器具。此外，每次的拌合量需要按照施工温度、裂缝实际宽度来确定，并将配制好的化学浆液放置在阴凉的环境下保存，避免长时间暴露在高温空气中导致浆液发生物化性质改变。灌浆过程中可将临近的孔作为排水孔，在彻底排除积水后再灌注邻孔，需要注意的是，在灌注邻孔时，之前的孔仍需保持灌浆压力，待间隔孔出浆时再停止第一个孔的灌浆操作。一般来讲，延续灌浆的时间不得短于60min，灌浆压力需维持在0.1-0.3MPa之间。灌浆过程中需要仔细观察是否进浆，直至不吸浆再停止灌注操作。如果吸浆量较大，应当仔细检查是否存在渗漏，如果裂缝存在土埋部分就有可能造成这种情况。
化学灌浆施工方法 篇二
1 静压化学灌浆施工准备时期的技术要点
1.1静压化学灌浆施工方案准备
首先，桥梁桩基施工前应该对溶洞情况和信息做出详细的了解，对相关资料进行收集和分析。其次，做好静压化学灌浆相关知识和技术的培训和技术交底，对溶洞区静压化学灌浆施工人员和技术人员组织讨论和相关学习，提高相关人员的技术能力。其三，组织施工人员和技术人员了解溶洞加固的环境和施工的制约条件。其四，确定静压化学灌浆法施工的方案，重点对成孔工艺和处理溶洞技术进行详细说明。最后，对静压化学灌浆施工中钢护筒的支护方案进行先期讨论，使各类人员总体上更加熟悉静压化学灌浆施工方案。
1.2静压化学灌浆施工的人员准备
首先，组织桥梁桩基施工的技术人员和施工人员研究溶洞处理的相关措施。其次，成立溶洞施工紧急情况应急处理小组，指导日常施工，应对溶洞施工中突发情况。最后，做好桥梁桩基施工人员的组织体系建设，做到分工明确、各执其责。
1.3静压化学灌浆施工的材料准备
首先，确保溶洞区静压化学灌浆施工中常见的片石、粘土、水泥、编织袋、钢护筒等需要检验数量和质量，对于水泥应该进行先期试验。其次，确保溶洞区静压化学灌浆施工中辅助材料的质量，特别是化学凝固剂的质量和性能应该严格控制。最后，做好溶洞区静压化学灌浆施工机械的配备工作，对装载机、吊车、运输车辆和小斗车等机械做到性能达标。
2 静压化学灌浆施工的技术要点
2.1溶洞区静压化学灌浆施工的关键
首先，静压化学灌浆法可以搭配喷射灌浆法一起使用，不但可以提高溶洞填充物的强度，而且有助于加强桩基的稳固。其次，采用静压化学灌浆应该注意化学浆液的渗透性和硬化强度，一方面化学浆液应该能有效渗透、挤密溶洞中的土体的空隙，充填溶洞的空间，在桩体周围形成防水帷幕，防止流砂和保证护壁泥浆不流失；另一方面，化学浆液应该有利于提高溶洞中土体的承载力和抗剪力形成挡土墙，达到加强溶洞强度的效果。其三，对于溶洞灌浆施工的机械设备应该做好性能上的检查，泥浆泵、型钻机，泥浆搅拌机、贮浆槽以及高压灌浆管是检查工作的重点。最后，在大型溶洞需要有钢护筒进行加强桩基时，应考虑钢护筒直径的大小。 2.2溶洞顶部冲孔作业的要点 首先，根据施工前取得的溶洞资料，科学进行施工准备。其次，施工中，当钻孔接近溶洞顶部时，提起钻头、钻杆，移开钻机，采用冲击钻机冲孔，用冲击钻冲孔时，要求轻锤慢打，使孔壁圆滑坚固。最后，做好冲孔作业的设备检查，特别是卡口和钢丝绳应该实地测试。
2.3溶洞区静压化学灌浆的技术重点
应该有效防止钻孔桩施工时出现泥浆流失、流砂及坍孔等严重事故。要确保成孔及水下水泥混凝土浇注等工序顺利完成。使用套内护筒法是应该对施工过程的成孔作业、护筒长度、内径到沉放方法乃至内外护筒间空隙、内护筒与溶洞底部间空隙的处理进行严格的控制。最后，严把溶洞区静压化学灌浆施工的技术关，利用技术的手段缩短施工工期，确保工程质量。
换热器毕业设计总结范文 篇三
关键词：地源热泵；地下换热器；选型；施工技术
1、概述
地源热泵是指将传统空调器的冷凝器与蒸发器延伸至地下，使其与浅层地能（浅层土壤、地下水和地表水）进行热交换来提供冷热源，或是通过中间介质（如水或以水为主要成份的防冻液）在封闭的环路里在土壤中循环流动，实现利用浅层地能为建筑物内供暖或制冷的一种节能、环保型的新能源技术。地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，是热泵很好的供热热源和供冷能源。
地源热泵系统可分为地下换热器的设计施工和地上设备管道的设计施工两部分，地上设备管道的安装施工与设计和传统暖通空调设备的设计与安装并无太大差别，而地下换热器的设计与施工比较有特点，作者结合无锡某项目地源热泵工程的设计与施工的特点，对地埋管换热器的的设计选型及施工问题进行研究与经验讨论。
2、U型地埋管换热器的选型
埋管处地质情况和岩土传热性能是地埋管换热器设计选型与施工的重要参数。设计地埋管换热器时，首先需要确定当地的岩土类型、导热系数、比热容等参数。
2.1 地埋管的管材、管径与传热介质
2.1.1 地埋管管材
地源热泵系统地埋管管材的选择非常重要。一般来说，一旦将地埋管换热器埋入地下后，基本就不可能进行维修或更换。地埋管应采用化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、流动阻力小的塑料管材及管件，我国国家标准[1]给出了地埋管换热器地埋管管道外径尺寸标准和管道的压力级别，地埋管外径及壁厚可按规定选用。
2.1.2 管径的选择原则
管径的选择应根据热泵本身的换热器的流量要求以及选用的串联或并联的形式确定。埋管管径不能太大，要保证管中流体的流速足够大，保证管中流体处于紊流区（Re≥2100），有利于强化流体与管壁的换热效率[2]；一般并联环路用小管径，集管用大管径，地下热交换器埋管常用管径有20mm、25mm、32mm、40mm、50mm，管内流速控制在1.22m/s 以下（经验数字是0.3-1.0m/s之间），对更大管径的管道，管内流速控制在2.44m/s 以下或一般把各管段压力损失控制在4mH2O/100m 当量长度以下。
2.1.3 埋管内传热介质
在国内南方地区，由于地温高，冬季地下埋管进水温度在0℃以上，因此多采用水作为工作流体；北方地区，冬季地温低，地下埋管进水温度一般均低于0℃，因此一般均需使用防冻液。目前应用较多的有：盐类溶液――氯化钙和氯化钠水溶液；乙二醇水溶液；酒精水溶液等。为了防止出现结冰现象，添加防冻液后的传热介质冰点宜比设计最低运行水温低3~5℃。一般来说，防冻液的浓度应保证循环液的凝固点比循环液的最低温度低8℃，最少也要低3℃[3]
2.2 地埋管换热器的负荷计算
首先确定建筑物的夏季空调设计总冷负荷、冬季空调设计总热负荷和热水负荷（如果选用的话），总冷、热设计负荷是用来确定系统设备（如热泵）的大小和型号，以及根据设计负荷设计空调风管及送、回风口的分布。同时，总冷、热设计负荷又是地埋管换热器负荷计算的基础。地埋管换热器的设计进行全年动态负荷计算，地埋管换热器中循环介质的换热量应满足一年当中地源热泵系统释放到地下的总热量（供冷方式）或一年当中最冷月〖www.huzhidao.com〗从地下吸收的总热量（供热方式）。即，地埋管换热器的换热量应满足地源热泵系统实际的最大吸热量或最大释热量的要求，且这两者宜基本平衡。
在供冷季节，地源热泵系统的实际最大释热量发生在与建筑物最大冷负荷相对应的时刻。输入系统的所有能量都必须释放到地下，这些能量包括系统空调总冷负荷、热泵机组压缩机耗功量和循环水泵的耗功量。循环泵耗功量可近似为泵的耗功量与热泵运行小时数的乘积。
在供热季节，地源热泵系统的实际最大吸热量发生在与建筑物最大热负荷相对应的时刻。从地下吸收的热量等于系统空调总热负荷扣除机组压缩机的耗功，并扣除循环水泵的耗功量。循环泵耗功量可近似为泵的耗功量与热泵运行小时数的乘积。
即，夏季地埋管换热器最大释热量和冬季地埋管换热器最大吸热量可由下式计算：
KW(1)
KW(2)
其中 ――夏季地埋管换热器最大释热量，KW，――夏季空调总设计冷负荷，KW
――冬季地埋管换热器最大吸热量，KW，――冬季空调总设计热负荷，KW
――设计工况下热泵机组的制冷系数，――供冷季水泵的小时耗功量，KW
――设计工况下热泵机组的供热系数，――供热季水泵的小时耗功量，KW
H――地源热泵系统运行的小时数
最大释热量与最大吸热量相差不大的工程，分别计算制冷与供热工况下的地埋管换热器的负荷，取其大者；当两者相差较大，全年冷、热负荷平衡失调时，宜进行技术经济比较，采用辅助散热（增加冷却塔）或辅助供热（热水系统）来解决，一方面经济性较好，同时也可避免因吸热和释热不平衡所导致的地埋管区域岩土温度持续升高或降低，从而影响地埋管换热器的换热性能，降低运行效率。因此地埋管换热器的设计应充分考虑全年冷、热负荷不均的影响。
2.3 地埋管换热器的布置形式
目前地埋管换热器主要有水平埋管和竖直埋管两种方式。选择方式主要取决于场地大小、当地土壤类型以及挖掘成本，如果场地足够大且无坚硬岩石，则水平式较经济；如果场地面积有限时则采用垂直式布置，很多场合下这是唯一的选择。实际工程中往往在现场勘测结果的基础上，考虑现场可用地表面积、当地土壤类型以及钻孔费用，确定热交换器采用垂直竖井布置或水平布置方式。尽管水平布置通常是浅层埋管，可采用人工挖掘，初投资一般会便宜些，但它的换热性能比竖埋管小很多，并且往往受可利用土地面积的限制，故一般采用垂直埋管布置方式。
2.3.1 水平埋管
水平埋管主要有单沟单管、单沟双管、单沟二层双管、单沟二层四管、单沟二层六管等形式，图1所示为常见水平地埋管形式，由于多层埋管的下层管处于一个较稳定的温度场，换热效率好于单层，而且占地面积较少，因此在使用水平埋管时应用多层管的较多。由于浅埋水平管受地面温度影响大，地下岩土冬夏热平衡好，因此适用于单季使用的情况（如只用于冬季供暖和生活热水供应），对冬夏冷暖联供系统使用者很少。
图1 几种常见水平地埋管形式
2.3.2 竖直埋管
目前使用最多的是单U形管，双U形管，简单套管式管，如图2所示，竖直U型埋管换热器采用在钻孔中插入U型管的方法，一般地质条件下，多采用单U型埋管。但对于较坚硬的的岩石层，选用双U型埋管比较合适，因为此时每米钻孔费用会增高很多。采用双U型埋管，也是解决地下埋管空间不足的很好方法。
套管式换热器的外管直径一般为100～200mm，内管为φ25～φ32mm。由于增大了管外壁与岩土的换热面积，因此其单位井深的换热量高。但是套管直径及钻孔直径较大，下管比较困难，初投资比U形管高。在套管端部与内管进、出水连接处不好处理，易泄漏。
由于U型埋管施工简单，换热性能较好，承压高，管路接头少，不易泄漏等原因，目前应用最多。
图2 竖直地埋管换热器形式
2.3.3 地埋管系统环路连接方式
地埋管换热器各钻空之间的埋管有串联方式也有并联方式，在串联系统中，几个井（水平管为管沟）只有一个流通通路；并联方式是一个井（管沟）有一个流通通路，数个井有数个流通通路。
目前工程上常以并联方式的地埋管系统为主，对于并联的流体通道，应确保各并联的U型管进、出口压力基本相同，可使用较大管径的管子做二级集、分水器，它是管路中循环介质在各并联环路之间循环流动的调节控制装置，将若干口井的地埋管汇集到地埋管侧二级集、分水器中，可以提高管路的水利稳定性。
2.4 地埋管换热器的管长度计算与孔间距
根据所选择的地埋管换热器的类型及布置形式，来设计计算地热换热器的管长。与传统的空调系统设计相比，地埋管换热器管长的设计计算是特有的内容，它不同于换热器的计算，迄今为止尚未有统一的规范。它的计算应根据现场实测岩土体及回填料的热物性参数，采用专业的设计软件进行计算[4]。
在方案设计阶段也可以用下面所介绍的纯经验计算方法进行地埋管换热器管长的估算：利用管材的“换热能力” 埋管管长。所谓“换热能力”即单位埋管管长的估计换热量。
2.4.1 水平埋管的管长计算及管沟间距
水平埋管的单位管材“换热能力”估计在20～40W/m（管长）左右；设计时可取换热能力的下限值，单沟单管埋管总长具体估算公式如下：
其中 L ――埋管总长，m
――冬季地埋管换热器最大吸热量，KW
分母“20”是每m 管长冬季从土壤的吸热量，W/m
为了防止埋管间的热干扰，必须保证埋管之间有一定的间距。该间距的大小与运行状况（如连续运行还是间歇运行；间歇运行的开、停机比等）、埋管的布置形式等等有关。根据专业地源热泵厂家实际经验，建议管沟间距：每沟1管的间距1.2m，每沟2管的间距1.8m，每沟4管间距3.6m。管沟内最上面管子的管顶到地面的最小高度不小于1.2m。
2.4.2 垂直埋管的管长计算及钻孔间距
垂直埋管的“换热能力”为单位垂直埋管深度换热量，一般垂直单U 形管埋管为40～60 W/m(井深)，垂直双U形管为50～80W/m(井深)左右，设计时取换热能力的下限值。
垂直双U 形管埋管总长具体估算公式如下：
其中 L ――埋管总长，m
――冬季地埋管换热器最大吸热量，KW
分母“50”是每m 管长冬季从土壤的吸热量，W/m
关于竖井间距根据专业地源热泵厂家实际经验，所建议的是：工程较小，埋管单排布置时，地源热泵间歇运行，埋管间距可取3.0m；工程较大，埋管多排布置，地源热泵间歇运行时，建议取间距4.5m；若连续运行（或停机时间较少）建议取5～6m。 考虑到管群的管井垂直度不可能绝对控制好，特建议连续运行的管群至少间隔为5.0 米。从换热角度分析，间距大热干扰少，对换热有好处，但占地面积大，埋管造价也有所增加。
钻孔深度的选择
在实际工程中采用水平式还是垂直式埋管、埋管深度多大，取决于场地大小、当地岩土类型及挖掘成本。如场地足够大且无坚硬岩石，则水平式较经济。
对于水平埋管，从国内实际工程经验看，单层管最佳埋设深度1.2～2.0m，双层管为1.6～2.4m，但无论任何情况均应埋在当地冰冻线以下。
对于竖直埋管的埋设深度应根据当地地质情况，工程及场地的大小，投资及使用的钻机性能等情况综合考虑。竖直埋管按埋设深度不同分为浅埋（≤30m）、中埋（31～80m）和深埋（>80m）。竖直埋管钻孔深度多数采用50～100m之间，可以在此范围内选择钻孔深度，用此深度带入如下公式算钻孔数目：
其中：N――钻孔总数；L=垂直埋管埋管总长度，m；H――选择的钻井深度，m
“4”――竖井内为双U管，如是单U管为“2”
若计算结果钻井数目偏大，可对计算结果进行调整，适当增加钻井深度。
井深80m以内，可用国产普通型承压（承压1.0MPa）塑料管，如深度大于80m，需采用高承压塑料管，中埋管介于浅、深埋两者之间，塑料管可用普通承压型的。中埋管在国内的地源热泵工程中占多数。
钻井回填材料的选择
钻井回填材料介于地埋管换热器的管壁与钻孔壁之间，用来增强埋管和周围岩土的换热。回填材料的选择以及正确的回填施工对于保证地埋管换热器的性能有着重要的意义。如采用导热性能不良的回填材料将显著增大钻孔内的热阻，在同样的条件下将导致所需的钻孔总长度增加，同时也意味着系统初投资以及运行费用的增加。
钻井回填材料的导热能力对地下管路的换热能力有着重要的影响，因此灌浆料必须根据实地测得的土壤传热系数和土质构成采用合适的回填料配方，其导热系数不应低于钻孔外岩土体的导热系数。
1999年，美国Brookhaven国家实验室研制出一种回填材料（水泥、石英砂、膨润土、水、减水剂等的混合物）[5]，其导热系数达到了2.16W/m・K，热稳定性好，可以用于干燥的岩土地区。减少回填料中的水灰比、砂灰比可降低水泥砂浆固化后的孔隙率，从而提高导热系数。
采用高性能的水泥砂浆回填材料，由于它的高传热性，将减少地埋管换热器的钻孔长度和埋管长度，也会降低运行中的循环泵的功耗。
可以用如下公式估算回填料的需用量：
式中：V――所需回填料的量，m³
N――钻孔总数量，个
――钻孔直径，m
――U型管直径，m
H――钻孔孔深，m
3、U型地埋管换热器的施工技术
地源热泵地埋管换热器施工流程如图3所示。
图3地源热泵地埋管换热器施工流程图
竖直U型埋管换热器
3.1.1 放线、钻孔
钻孔前根据地埋管总平面图做好测量放线及管孔定位工作将钻孔排列位置逐一落实在施工现场。单U管钻孔孔径约110~130mm，双U管钻孔孔径约为130~150mm。孔径的大小以能够较容易的插入所设计的U型管及灌浆管为准。钻孔直径小需要的回填料较少，钻孔费也较低。图4为钻孔施工现场。
在竖直地埋管系统中安装一定长度的U型地埋管是首要目的，而并非要钻一定深度的井。即总钻孔深度一定，可根据现场的地质条件决定钻孔的个数和经济合理的钻孔深度。
地埋管换热器的组装应和钻孔相配合，制定严密的施工组织计划。即在钻完一孔前，埋管必须组装好，在钻孔完毕后应尽快将地埋管放入孔中。
3.2.2 U型管的组装、试压与清洗
所谓电熔连接就是将电熔管件套在管材、管件上，预埋在电熔管件内表面的电阻丝通电发热产生的热能加热、熔化电熔管件的内表面和与之承插的管材外表面使之融为一体。
图5所示为常用电熔连接管件。
电熔连接能够减少焊接过程中人为因素的影响；通过管件的结构设计和精准地控制输入功率（优化操作电压或电流和通电时间），可以获得高质量的接头：强度高、寿命长、水密封性好；而且操作简单，施工效率高。而人们常提及的热熔连接一般只适用于公称直径大于63mm的管材，且熔接过程中易受环境和人为影响。
在电熔连接的过程中对接管材应尽量采用原厂配套材料；对接管段外径、壁厚应一致；待焊管材和管件内外表面应光滑平整，无异状，并清洁管材表面的污物，标出插入温度，通电加热时的电压和加热时间应符合电熔连接机具生产厂家及管件生产厂家的规定。在焊接过程中及焊接完成后的冷却阶段，不得移动连接件或施加任何外力。
组装好U型管后应对U型管进行第一次试压、清洗，并在有压状态下将U型管两个端口密封，以防止杂物进入。
3.2.3 垂直下管与第二次试压
在组装完U型管后，管内应注满水保证有压，增加自重，抵消一部分下管过程中的浮力，因为钻孔内一般情况下充满泥浆，浮力较大。钻孔完成后，应立即下管，因为钻好的孔搁置时间过长，有可能出现钻孔局部堵塞或坍塌。下管是将U型管和灌浆管一起插入孔底。下管方法有人工下管和机械下管两种。当钻孔较浅或泥浆密度较小时，宜采用人工下管。反之，可采用机械下管。常用的机械下管方法是将U型管捆绑在钻头上，然后利用钻孔机的钻杆将U型管送入钻孔深处，此时U型管底部的保护尤为重要。下管速度要均匀，防止下管过程中损坏塑料管，如果遇有障碍和不顺畅现象，暂停下管，并立即查明原因，并做好处理后才能继续下管。下放U型管时，必须保证管道没有扭曲、变形。U型管的长度应比孔深略长，以使其能露出地面300mm以上，便于后续施工。竖直地埋管换热器下管完成后，应及时对管道进行试压验收，确认U型管无渗漏后，方可封堵。
3.2.4 钻孔回填灌浆封孔
钻孔回填工序也称为灌浆封井，当上返泥浆密度与灌注材料的密度相同时，回填过程结束封孔。图6为钻孔回填封孔示意图。
灌浆时应根据灌浆泵的速度将灌浆管（与地埋管材质相同，整根灌浆管无接头）逐渐抽出，使灌浆液自下而上灌注封孔，高压回填，确保钻孔灌浆密实、无空腔，回填料凝固后具有良好导热能力。竖井回填前必须对垂直换热管进行第二次试压合格后才能进行，回填过程中管道必须进行保压，一旦压力出现异常立即停止，查明原因后才能进行回填，第一次回填后还要多次检查。回填材料采用水泥、石英砂、膨润土、水、减水剂等按一定比例混合。埋管深度超过40m时，灌浆回填应在周围临近钻孔均钻凿完毕后方可进行。回填完后将留在地面的管道管口进行封堵保护，防止后续施工造成破坏。图7为下管完毕且回填完成后施工现场。
3.2.5地埋管换热器的水压试验与清洗
地埋管系统水压试验操作步骤及要求如下：垂直地埋管插入钻孔前，应做第一次水压试验，在试验压力下，稳压5min，稳压后压力降不应大于3%，且无渗漏现象；将其密封后，在有压状态下插入钻孔，下管完毕后进行第二次水压试验，在试验压力下保压1小时，在确认压降不大于3%,且无渗漏现象后，进行灌浆封孔的施工。在垂直地埋管与环路集管（室外集、分水器）装配完成后，应进行第三次水压试验，在试验压力下，稳压至少30min，压降不应大于3%,且无渗漏现象。地埋管换热系统全部安装完毕后，且环路集管（室外集、分水器）与机房分集水器连接完成后，应进行第四次水压试验，在试验压力下，稳压至少12小时，压降不应大于3%,且无渗漏现象。
水压试验应采用手动泵缓慢升压，升压过程中应随时观察与检查，不得有渗漏，不得以气压代替水压试验。回填全部完成后，方可拆除压力检验装置，有条件可以保留以备随时检测。地埋管管道试压合格后应对整条管道进行冲洗消毒，冲洗水应清洁，流速应大于1.0m/s，直到冲洗水的排放水与进水的浊度相一致为止。
4、工程实例
无锡国联金融大厦项目
工程概况
本工程位于江苏省无锡市，总建筑面积为18万平米，该工程由常规制冷系统结合地源热泵系统，地源热泵冬季提供采暖用热水及生活热水，夏季在提供生活热水的同时，生产冷水并入大楼总制冷系统，利用地埋管实现冷热的储存、转换，节省运行费用。该工程地源热泵空调系统夏季能承担的冷负荷为4000kW，冬天能承担的热负荷为4000kW，同时夏季辅以干冷风机加强散热以保证冬夏季土壤的热平衡。
地埋管换热器设计选型与安装
根据施工现场土壤热物性试验研究报告提供的数据，该地区土壤换热量为137.3W/M井深。利用专业公司的专业设计模拟软件进行地埋管设计。根据实际场地条件，共设计有效井深37米的地埋管井513口；设计有效井深100米的地埋管井88口，双U型埋管，地埋管布置随可利用空间的形状而变化。钻孔孔径均为180mm，钻孔间距控制在5米左右。地埋管管材选用的是承压等级为PE100的高密度聚乙烯HDPE管，其中37米深的管井地埋管规格dn25*2.3mm，100米深管井地埋管规格为dn32x3mm。根据项目实地测得的土壤传热系数和土质构成，回填材料采用钻井原浆及饱和湿性粘土与沙的混合物，其导热系数与钻孔外岩土体的导热系数基本相同。
此工程由于钻孔数量多，地埋管管群系统较大，因此将整个埋管区域分成了六个区，每个区由一定的数量的U型管构成独立的地埋管换热器系统，每个区的埋管由设置在地源小室的地源侧二级集、分水器并联相连，如图8为分区竖直地埋管多组并联管网平面示意图，如图9、图10所示地源侧二级集、分水器的连接大样图与示意图。各区二级集、分水器的干管直接与设置在制冷机房中的集、分水器相连，从而形成多组埋管并联的系统管网。这样多组并联管网便于分组调控，提高了埋管系统的可靠性，而且大大减少了大量管件。
应用情况
该工程设计过程与施工过程完全符合《地源热泵系统工程技术规范》（GB50366-2005）的标准，并结合工程地点实际情况对地埋管换热器合理选型，正确施工，自投入使用以来，使用效果良好，系统运行正常，系统本身基本无需维护。
5、结束语
由于地源热泵地埋管换热器的实际施工是整个地源热泵系统的关键，地埋管换热器中传热问题的复杂性、实际工程所涉及的地质和气候条件以及建筑空调系统的多样性，实际工程应用的选型方式和施工技术措施在不断发展，但是暖通空调工程的设计和施工具有可比拟性，因此本文介绍的地埋管换热器的设计选型及施工技术的经验具有普遍性，可以作为地埋管选型与施工的技术参考，更好的发挥地源热泵系统的节能和环保效益，为建设可持续发展的节约型社会做出贡献。
参考文献
[1]建设部（GB50366-2005）《地源热泵系统工程技术规范》北京：中国建筑工业出版社，2005.
[2]Canela Research Inc．《地源热泵工程技术指南》北京：中国建筑工业出版社，2001.
[3]章熙民，任泽霈，梅飞鸣，等．《传热学》北京：中国建筑工业出版社，1985.
换热器毕业设计总结范文 篇四
关键词：蒸发装置，MVR，蒸发
蒸发设备广泛应用于制药、轻工食品、石油化工、生物工程等行业。随着经济的飞速发展及石油、天然气、煤炭等不可再生资源的日渐枯竭，使为蒸发设备提供热源的蒸汽成本不断增加，蒸发设备是生产系统中蒸汽消耗较大的设备，蒸汽成本的上升使得企业设备运行成本急剧增加。因此，降低蒸发装置的蒸汽用量对于节能减排有重要的意义。
自20世纪80年代以来，蒸汽透平压缩机的技术日渐成熟，已经广泛应用于各行业各类气体介质的压缩及输送。在本世纪初，国外已能够生产大型蒸汽压缩机。主要的蒸发器生产厂商德国GEA 公司已尝试将大型蒸汽压缩机应用于管式蒸发装置并取得成功，该公司的MVR蒸发技术在国际上处于领先地位，但国内外目前尚末将此技术应用在板式蒸发装置上。我公司作为国内唯一具有大型板式蒸发装置生产能力的企业，如果能将此技术成功应用于板式蒸发装置，则其产品极具竞争优势，对我国经济的发展有重要的促进意义。
本文在研究了国外最先进蒸发技术及离心式蒸汽压缩技术的基础上，提出了将MVR技术应用于我公司大型板式蒸发装置的工艺方案，此MVR蒸发器将可以不用蒸汽作为加热热源，将电能转换为机械能压缩二次蒸汽循环蒸发，极大的降低了蒸发设备能耗。
1机械蒸汽浓缩法及其原理
MVR(MechanicalVapor Recompression)蒸发装置二次蒸汽机械压缩法是指利用涡轮发动机的增压原理、经特殊流体设计而组成的二次蒸汽机械增压式蒸发系统的简称。在这种工艺系统中，密闭容器内经加热蒸发生成的二次水蒸汽，通过蒸汽压缩机时被再压缩增压至较高温度的高压蒸汽硕士毕业论文，此高压高温蒸汽再被用于蒸发设备的加热热源，进入蒸发器的加热腔继续蒸发，实现电能到热能的转换，这样的蒸发装置不再对外界蒸汽能源的依懒与摄取，循环传热的过程中增压后的蒸汽做为蒸发器的加热热源后也得以迅速冷凝，成为洁净蒸馏水。压缩机以提高蒸发器产生的二次蒸汽的压力来达到二次蒸汽更高温度的凝结。这种提高了压力的蒸汽，会提高潜在的热能，然后再重新返回蒸发器来进行加热，从而制造出更多的二次蒸汽。这样，热能被持续的重新利用，而不易损失[1]。
进行完热交换的蒸汽冷凝成纯度很高的水，被收集出来，热交换过程中产生的二次蒸汽再被压缩，作为下一循环的热源。如此循环，多级蒸发后的液体从蒸发器底部排出。因此，只需在系统冷启动时导入热源，采用电加热或少量蒸汽预热物料即可使蒸发器开始正常循环运转。在蒸发器中，是一个封闭的系统，所有的蒸汽都被回收，再用高压风扇加压后作热源之用，不需要额外的蒸汽或冷却水，提高了能源利用效率。
2 多效蒸发器与MVR蒸发器对比
2.1 多效蒸发工艺
张永生（1975-），男，甘肃临泽人，工程师，工学硕士，主要从事蒸发换热设备设计及研制工作。
在多效蒸发装置中，新鲜蒸汽为第一效的加热热源，而第一效产生的二次蒸汽不进入冷凝器，而是作为第二效的加热热源得以再次利用，这样可以将新蒸汽消耗有效降低约50%。重复利用此原理，三效、四效、五效、六效蒸发装置可进一步降低新蒸汽消耗，这样的六效蒸发装置，理论上蒸汽消耗可降低至15%。
第一效的最高加热温度与末效的最低沸点温度形成了总温差，分布于各个效，从而形成温差分布。结果，每效温差随效数增加而减小。所以为达到指定的蒸发速率必须增大加热面积。初步估算表明，用于所有效的加热面积随效数成比例增加硕士毕业论文，这样一来蒸汽节省量逐渐减少的同时，投资费用显著增加。多效蒸发器直接加热热流图见图1。
图1 多效蒸发器直接加热热流图
2.2 TVR板式蒸发技术
TVR(Thermal VaporRecompression)热力压缩，是指用高温高压的工作蒸汽将低品质乏气再压缩重复利用的技术。其关键设备是由蒸汽喷射器来完成，是一种能量转换的装置，高温高压的新鲜工作蒸汽进入喷射器，由喷嘴高速喷出，将静压能转换为动能，由于射流和空气之间产生卷吸作用和紊动扩散作用，把吸入室的气体带走，使该处产生局部真空状态，在外界大气压力的作用下，分离器分离出的二次蒸汽被吸入，随同高压高速流体被带入喉管，与之混合，并进行能量交换，形成中等品质的蒸汽，进入加热室当作加热蒸汽使用，来加热料液。
蒸汽喷射式热泵具有结构简单、操作稳定、价格低廉、节能等特点。使用蒸汽喷射式热泵，当引射比为1：1时，效能上相当于增加一效蒸发器，工艺流图见图2.
图2 TVR热力压缩流程图
2.3 MVR板式蒸发器蒸发流程
机械蒸汽再压缩时，通过机械驱动的压缩机将蒸发器蒸的二次蒸汽压缩至较高压力和温度。因此压缩机作为热泵来工作，给蒸汽增加能量。
配备有机械蒸汽再压缩型热泵的蒸发装置，在一般的操作条件下仅需要很少的能量输入，是一种开放式的系统，而TVR热力压缩是一种封闭的系统，喷射压缩器只能压缩一部分蒸汽，动力蒸汽的能量最后通过冷却水作为残余热量被移走。在机械蒸汽再压缩系统中，所有的蒸汽被压缩到一个较高的冷凝压力，热流图如图3所示。
图3 机械蒸汽再压缩蒸发过程热流图
板式蒸发器是由板式加热元件组成，浓缩液自加热元件表面自下而上，又从上而下流过，与加热板片进行热交换，受热的料液在加热板片表面形成薄膜，由此而蒸发，蒸发表面产生的蒸汽离开加热元件的侧面上升，所以几乎不过热地送至离心式压缩机。蒸发的二次蒸汽被压缩机经一次或二次压缩，变成较高温度品质的蒸汽，再送到蒸发器内部加热元件中作为加热源。为了消除压缩机中蒸汽过热现象硕士毕业论文，要不断地向压缩机内注入少许的蒸汽冷凝液，因为压缩过程蒸汽变成过热，为了把温度降低到与压缩机排出压力相当的饱和温度。加热蒸汽在蒸发器加热单元中凝结成水，排出后部分送至预热器中用来加热待蒸发物料，少部分送至离心压缩机中去消除过热[2]。
3 MVR在板式蒸发系统中的应用
MVR系统与板式蒸发系统的组合中，其工艺可以设计为单效蒸发，也可以实现多效蒸发，具体情况需根据MVR系统能提供的最大压缩温差来决定。
在高速透平压缩系统中，由于其应用齿轮组技术，叶轮转速较高，可以实现较大的压缩比，故其压缩后温差较高，蒸发系统可以采用顺流工艺，即压缩系统的蒸汽吸入口与排出口间可以实现多效顺流，其工艺简图如图4。但此压缩系统由于其主轴转速较高，故叶轮直径较小，压缩蒸汽量较小，对于较大蒸发量的蒸发装置，此系统难以满足其工艺要求。
图4 顺流工艺简图
在离心式压缩系统中，驱动装置电机直接与叶轮轴相连，叶轮转速相对较低，可能实现极大蒸汽量的压缩，但此装置缺点为温差t 低。如果实现多效连续蒸发，则各效间温差较低，影响系统的蒸发效率。但由于其蒸汽压缩量大，可以实现并流蒸发，工艺简图见图5。
图5 并流工艺简图
为了弥补由于采用离心式压缩系统而导致温差过小的缺点，可采用多级压缩，即应用2个或3个离心式压缩系统串联结构，使压缩系统蒸汽进出口压缩比增大，而蒸发系统可采用串联式结构，而各效蒸发器间可能获得相对较高的温差，工艺简图见见图6。
图6 二级压缩顺流工艺简图
以双效板式蒸发装置为例，蒸发量为10t/h的双效板式蒸发装置，每小时需新鲜蒸汽4.5吨，成本约675元，采用MVR机械压缩系统后，无需蒸汽加热硕士毕业论文，电费成本只需100元，MVR系统蒸发器运行成本仅为普通蒸发器运行成本的六分之一。在乳品工业中可以设计小型到中型的单效MVR蒸发器，其热效率非常良好，可以相当于3效MVR涡输压缩机蒸发器，每0.75kW可除45kg到68kg水分[3]。一般情况下，供给能量达到蒸发能量的7％～8％，即可满足额定蒸发的生产需求[4]。
MVR系统蒸发器一般采用离心式低t压缩风机，因其成本较低，蒸发系统可以设计为单效大流量蒸发，其蒸发温度可以控制在55℃，实现真正意义上的低温蒸发，尤其适合于热敏性物料的蒸发。这种新型热泵蒸发装置在正常运行时，除原料预热使用极少量蒸汽(约为原料的2％)外，不需要其它的蒸汽热源。当然，压缩机一定要靠电来驱动，会产生额外的电耗[5]，其工艺图见图7。
图7 双效MVR板式蒸发装置工艺图
4 结语
相对于普通的蒸发设备，MVR蒸发器具有单位能量消耗低、工艺简单、实用性强、蒸发温度低、适合热敏性物料的蒸发等优点，与板式蒸发器极强的传热效率相结合，将使MVR板式蒸发器具有极强的技术优势，对节能减排及促国民经济的发展有极其重要的作用。
参考文献
[1]杨燕平。单家寺油田稠油采出水回用锅炉，石油规划设计[J]，2008.5,19(3):20-22
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[3]李锐。火电厂废水处理新设备的应用[J]，电力环境保护，2008，24(6):1-3.
[4]金世琳。带有机械再压缩（MVR）的蒸发器，食品机械[J],1990.2 :25-28.
[5]李承志。蒸汽再压缩式蒸发器，氯碱工业[J]，2003.6,6 :18-20.
化学灌浆施工方法 篇五
关键词：
1、 工程概述
1.1试区地质条件
本次试验代表岩体为煌斑岩脉。煌斑岩未在建基面出露，深埋于建基面以里，1885m高程建基面以里埋深约60m，往低高程延伸埋深逐渐增大，至1680m高程埋深大于170m。根据煌斑岩脉性状、风化卸荷特征可划分为二个区，本试验区位于A区，1680m高程以上，其中1800m高程以上岩脉位于砂板岩中，岩脉厚一般约为2.0～2.4m，普遍弱～强风化，岩体松弛，完整性差，与上下盘岩体多为断层接触，发育宽5～20cm的小断层，且两则同样为松弛、破碎的Ⅳ2级岩体。
1.2 进行化学灌浆试验的必要性
由于规模性断层及软弱岩带在坝肩基础集中的存在，当大坝形成蓄水后，在拱坝基础一定范围内的断层，对建筑物的稳定性、基础应力传递等极为不利，严重影响大坝稳定安全及运营，必须运用工程的方法进行处理。
本次试验即是有针对性地采用化学灌浆的方法加固处理。试验研究的对象：左岸坝肩基础岩体内发育的煌斑岩脉。此次试验采用高渗透性环氧材料，采用水泥化学复合灌浆的方法进行加固处理。通过试验，选择出最优高渗透性补强灌浆材料和多种能够根据变化条件下调整的、适宜的配比和灌浆参数，以便为大规模处理煌斑岩脉等软弱基础，寻求一种可行、有益的工程方法；达到对断层及软弱带的补强加固效果，满足设计要求。
2、 工程施工及质量检查
2.1 设计指标要求
经勘探阶段和试区施工前的灌前测试孔钻孔变形模量测试表明，煌斑岩体的变形模量为0.72GPa，声波值为3262m/s；根据设计文件要求，通过水泥/化学复合灌浆，要求达到的设计指标见下表2-1：指标 岩类
岩体声波纵波速度Vpm平均值（m/s）
钻孔变形模量EO
单位透水率（Lu）
抗剪强度
岩体完整性系数Kv
泊松比
C（Mpa）
tgα
煌斑岩脉X
灌后指标
≥4200
≥5.0
≤1
≥0.8
≥0.8
≥0.60
≤0.35
2.2 化学灌浆试验施工
2.2.1 试验思路及工艺
本次试验思路为通过对选定的煌斑岩脉第一、二试验区的试验施工，寻找出适合的化学灌浆浆液材料和施工工艺，对软弱岩体进行有效的处理，达到对其物理力学性能指标的改善，从而满足设计指标要求。
总体施工工艺为：室内材料试验一、二试区水泥灌浆施工一试区化学灌浆施工一试区质量检查化学材料改进二试区化学灌浆施工二试区质量检查。
化学灌浆施工工序为：孔位布置——钻孔—钻孔冲洗—简易压水试验—配浆—孔内排水—灌浆—闭浆—孔内浆液置换—扫孔—下一段钻进（第一段灌浆或第二段灌浆结束以后进行孔口镶铸）—直至各孔段结束—封孔。
化学灌浆施工工法为：自上而下、孔口封闭、纯压式，分序、分段施工，逐段增加灌浆压力；灌浆时相邻孔间隔两段施工。
2.2.2 试验施工简介
⑴.钻孔、灌浆参数
本试验为水泥/化学复合灌浆，水泥灌浆的目的是封闭试区、控制化学浆液扩散范围，化学灌浆的目的是使用合适的工艺、利用材料特性对岩体进行物理力学性能改善。
钻孔采用矩形布置方式，钻孔采用76mm和56mm钻进施工，钻孔角度为顶角70°；水泥灌浆浆液水灰比采用2:1、1:1、0.7:1、0.5:1等4个比级。
⑵.特殊情况处理及结束标准
化学浆液材料采用通过室内试验优选出的YDS-7系列环氧材料，施工中针对施工情况主要采用2种配合比进行施工，分别为YDS-7（100:6）和YDS-0（100:8）。开灌均采用YDS-7（100:6）进行灌注。正常灌注情况下采用YDS-7（100:6）进行灌注直至结束，若施工中出现串、冒、漏及耗量大时根据现场灌注情况更换为YDS-0（100:8）进行灌注。
化学灌浆各段次灌注化学浆液前均进行简易压水，若孔段透水率小于1 Lu，则直接进行化学灌浆，若孔段透水率大于1 Lu，则先进行补充水泥灌浆，再进行化学浆液灌注。
针对试区为砂板岩和煌斑岩互层的特殊地质情况，施工中采用结束标准如下：
当钻孔揭示的孔段为砂板岩时，根据灌前简易压水透水率，按照表2-2所示原则进行控制灌浆，达到下表要求即结束该段灌浆。
表2-2 砂板岩化学灌浆浆液耗量控制表灌前压水透水率（Lu）
控制浆液耗量（L/m）
Lu≤0.3
60
0.3＜ Lu ≤0.5
70
0.5＜ Lu ≤1.0
80
当钻孔揭示的孔段岩性为煌斑岩时，或岩性为砂板岩与煌斑岩互层时，在该灌浆段最大设计压力下，以灌到孔段不吸浆或吸浆量小于0.01～0.05L/ min.m时，继续灌注30 min后结束该段灌浆。
⑶.施工成果简述
本试验累计完成水泥灌浆钻孔543m，灌浆526.3m，累计注入量217.12T，总平均注灰量为412.54kg/m，其中Ⅰ序孔单位注入率为617kg/m，Ⅱ序孔单位注入率为176kg/m；水泥灌浆检查孔2个施工压水14段，压水结果透水率11段小于1 lu ，3段大于1 lu；化学灌浆两试区成果见下表2-3。
表2-3 化学灌浆一、二试区成果表对比项目
灌浆长度（m）
总耗
（L）
单耗
(L/m)
总注
（L）
单注
(L/m)
第一试区
288
27039
93.9
22168
76.97
一试区一序孔
128.5
18445
143.54
15848
123.33
一试区二序孔
159.5
8593.56
53.88
6318.41
39.6
第二试区
270
22658
83.92
18358
67.99
二试区一序孔
120
11662.6
97.19
9271.7
77.26
二试区二序孔
150
10995.1
73.3
9086.2
60.57
⑷.质量检查
①.钻孔取芯压水检查
化学灌浆完成30后进行钻孔取芯压水检查，施工检查孔5个压水36段，所有段次压水结果均小于1 Lu。
②.声波测试
化学灌浆完成160天，煌斑岩脉声波最大值为5376m/s，最小值为3546m/s，平均值为4557m/s，总体上满足化学灌浆后的声波指标（≥4200 m/s）要求。
③. 钻孔变形模量
煌斑岩脉化学灌浆完成160天后，煌斑岩体内共计测试变形模量21个测点，其结果最大值为7.95Gpa，最小值为4.03 Gpa，平均值为6.03 Gpa，变形模量低于5.0 Gpa的测点数为6个，总体上满足化学灌浆后变模指标（≥5.0 Gpa）要求。
④. 大口径取芯
化学灌浆完成150天后进行了大口径取芯并制样进行了磨片鉴定，强度、变形模量、冻融、密度以及抗渗等试验。
岩石磨片鉴定成果及照片表明，煌斑岩中微裂隙都具有开放性，均被浅黄色具均质性的填充剂充填，胶结良好。
煌斑岩密度为2.52g/cm3~2.68g/cm3，平均值2.61g/cm3。
煌斑岩轴向拉伸法湿抗拉强度为1.61Mpa~4.26Mpa，平均值2.90Mpa。
岩石自由风干状态变形模量为6.08Gpa～7.51 Gpa（小值平均值～平均值）弹性模量为11.2 Gpa～13.2 Gpa。
⑤. 竖井检查
灌浆完成170天后开挖竖井进行了承压板试验，试验成果为：割线模量为 16.2Gpa；包络线模量为13.0Gpa。
上述一系列质量检查手段检查结果表明：
⑴.本试验所选用的YDS-7型号浆液材料能够适应煌斑岩脉对灌浆材料的高渗透性要求；
⑵.化学灌浆完成160天后，声波、钻孔变形模量、承压板试验等各项测试成果满足设计要求，磨片鉴定表明浆液对岩体裂隙、孔隙充填效果良好。
3 、工艺改进和革新
在施工中，通过定期施工总结，不断改进和革新了施工工艺、参数，针对一试区化学浆液耗量较大的情况，及时调整增加了二试区化学灌浆前的湿磨细水泥加密灌浆，同时调整了水泥浆液开灌比级，开灌使用水灰比由一试区的2:1调整为为3:1，这有效的封堵了部分普通水泥浆液不能进入的在地质构造运动过程中形成的微小裂隙，使得水泥灌浆的试区封闭效果更加理想。
第二试区所使用的YDS-7E与第一试区使用的YDS-7浆液材料，在粘度上后者起始粘度比前者有所提高，这更加有利于控制浆液在地层中的扩散范围，从而达到在保证灌注质量的前提下控制化学材料用量节约工程成本的目的；同时，YDS-7E的初凝时间长于YDS-7材料，这更有利于浆液对施灌对象的充分有效浸渗，从而达到“饱和灌注”的目的；也正是由于浆液材料的初始粘度提高和初凝时间延长，使得各孔段在灌注施工时，浆液能够在一定的灌注控制范围内对施灌对象进行有效的“饱和灌注”，因此，第二试区的Ⅰ、Ⅱ序孔浆液耗量也更加趋于接近和符合化学灌浆机理。
就化学灌浆而言，本试验与常规化学灌浆相比，有下述主要创新和不同之处。
⑴.根据软弱低渗透地层“浸润渗灌”灌浆机理采用了YDS-7高渗透环氧灌浆材料，优化摒弃了以往化学灌浆 “丙酮开路”工序，更好地保证了质量、降低了造价、有利于安全文明施工；
⑵. 针对地层特性特别注重了“闭浆”和“孔内浆液置换”工序。 “闭浆”有利于防止灌注进入岩体的化学浆液在停止灌注后的“卸压回流”从而保证“饱和灌注”的有效性；“孔内浆液置换”也有利于防止回流，同时可大大缩短待强周期、加快施工进度，也有利于下一段次钻孔时的扫孔施工；
⑶.第二试区增加的湿磨细水泥灌浆有利于更加有效封闭试区，控制化学浆液渗透范围，对化学灌浆的质量保证和成本控制均有利。
⑷. 施工中采用的“低速率、长历时”的控制化学灌浆方法，不仅有利于保证灌浆时浆液对受灌体的有效浸渗，对控制浆液扩散范围也是有利的。
4、 浸润渗灌灌浆理念
本试验研究的是对软弱岩体的加固补强处理技术，不同于普通的充填式灌浆，它不仅要求浆液要对岩体裂隙进行有效的填充和补强加固，还要求浆液在灌浆机具和压力等手段作用下要充分进入岩体内部，对岩体空隙和孔隙里的水进行置换从而在固结后达到补强的目的。由此，产生了不同的灌浆理念，即浸润渗灌灌浆理念。
“浸润渗灌”灌浆理念就是使用低粘度（切应力τ小，流动性好）、表面张力小、接触角小，润湿铺展能力强的灌浆材料，在灌浆压力的引导下，控制灌浆速率，灌浆时间，利用浆液的亲水性能对岩体空隙、孔隙进行充分浸润渗透和岩体内水进行置换，使岩体达到充分的“饱浆”状态，从而在固结后提高和改善岩体力学性能指标的灌浆理念。
5、 水泥/化学复合灌浆处理软弱基础的可行性
本次试验后的多种检查测试手段表明，水泥/化学复合灌浆应用于锦屏一级水电站左岸煌斑岩脉软弱基础处理成功可行，达到了设计改变岩体物理力学性能指标的目的，为其它工程类似软弱基础在地质改性和处理上提供了可行依据。
化学灌浆施工方法 篇六
【关键字】：水利水电工程；灌浆
水利水电灌浆施工过程，是系统的一项较为复杂的工作，其会涉及较为广泛的范围。因此，要想做好灌浆过程的施工，就必须先控制做好一系列的施工，并在施工过程中，使用科学、合理的控制手段和施工技术，以达到预期的灌浆施工目的。
一：灌浆的作用
1、压密作用
在浆液被压入的过程会对地层产生挤压作用，从而使那些无法进入浆液的孔隙和细小裂隙受到挤密或压缩，地层密力学性能和实性都会得到提高。
2、充填作用
浆液凝成的结石可以将地层空隙充填起来，起到阻止水流通过提高地层的密实性的作用。
3、固化作用
地层中的粘土等松软物质可以与某些浆材发生化学反应，从而将它凝固成坚固的“类岩体”。
4、粘合作用
利用某些浆液的胶凝性质，可以达到使己经脱松的建筑物、岩块裂缝等充填并粘合在一起的作用，从而使改善它的联合承载能力。
二：灌浆施工控制概念结构
1、采用工程分析和最优性准则相结合的方式对整个系统进行运筹，而对不同的子系统则主要采用一般的最优化方法处理和浆液渗流理论。每个子系统之间用耦合变量进行连接，而全系统的最优控制不意味着要求各子系统都进行最优化。
2、将灌浆工程看成一个复杂的且包含多个子结构的系统，在某种“最优化”意义下求解该系统的方法策略的统称即是灌浆工控制理论。
3、在全系统运行最优化分析的基础上进行的工程分析主要包括以下两个方面：
（1）用工程的观点将由最优化分析获得的决策变量和施工控制策略检查分析，来验证其技术是否具有可能。
（2）由于在系统运行一段时间后，系统状态将会发生变化，系统的输出也将发生改变，为此，将新的状态变量输入灌浆控制数学模型进行灵敏度分析和反馈分析，可以用来判别系统的稳定性。
三：水利水电工程灌浆施工技术
1、灌浆孔钻孔施工
(1)对孔斜率的要求
在灌浆孔钻孔施工时通常要求孔壁和直孔要保持正直和均匀，这对于帷幕深孔更为重要。
(2)钻孔顺序要求
在进行灌浆施工的时侯，都要按照施工顺序来进行每个环节。这种情况下，只有在进行进行一序孔灌浆的基础上才能依次进行第二和第三序孔，这样后序孔就可以被前一序孔的灌浆孔作为检查孔，然后再进行压水试验，检测吸水率，这样就能为序孔的灌浆施工省去很多工序。
(3)裂隙和钻孔的冲洗
在灌浆之前要对钻孔及裂隙进行冲洗，从而确保缝隙和钻孔内没有岩粉和铁砂粉等物的存在。在进行冲洗时可通过钻杆作用，用压缩空气或压力轮流吹洗裂隙较少的以及较为完整的岩层。
2、灌浆施工
2．1浆液材料基本要求
常用的水泥浆材料有水、水泥、粉煤灰和外加剂等。制成的浆体一是要拥有良好的和易性、可泵性，另外还要具有良好的保水性。可在在浆液里加入一定量的膨胀剂，从而可以使施工过程中减少浆体的干缩现象。流动度为影响可灌性的主要因素，随着流动度的提高可灌性也会变好。对于掺了减水剂浆体的流动度可为12s，对于不掺减水剂水泥净浆的流动度要大于16s，通常要把流动度控制在26s以下。
2．2灌浆方式
（1）纯压式的灌浆
不用进行返回循环，而直接将浆液沿着灌浆管压入钻孔的灌浆称为纯压式灌浆。对于裂缝较大的岩层经常会使用这种方法，但要注意通常将孔控制在10m～12m即可，不宜将其弄得过深，最后还需要使用较为浓稠的浆液进行灌注，但是， 该方法还存在一些不足的地方，即使用该方法细小的裂隙就很容易堵塞，使得灰浆无法填满缝隙，从而就很难达到预期的效果。
（2）循环式的灌浆
循环式灌浆的两种形式是孔内循环和孔口循环。孔内循环是指在内外两管之间的空隙进行循环。浆液仅在孔口进行循环的是孔口循环，实质上，该方式是一种纯压式的循环。循环式灌浆方法可以使孔段中的浆液一直保持流动的状态，这就大大减少颗粒的沉淀，使灌浆质量得到提高，因此，该方法被广泛应用。
2．3灌浆顺序
（1）自上而下的分段灌浆法
该方法通过采用高灌浆压力来保证灌浆质量并大大减少施工中的事故，岩层较破碎的地区较适合使用该方法。当孔钻到3m～5m深时，要及时对其进行冲洗、压水以及灌浆，只有到灌浆凝固后方可以进行下一段的钻孔和灌浆。但是方法较为费时，且需要多次移动钻机和灌浆机械。
（2）自下而上的分段灌浆法
该方法最重要的是要将孔一次性钻好，且要从上往下分段进行灌浆，并且按3m～5m的标准来分段，在灌浆时要以灌浆塞才可进行分段塞孔，并要使得上段与下段的灌浆保持连续性，从而节约搬运灌浆设备的时间，使施工进程加快。然而，该方法的不足之处在于该方法仅适合于岩层倾角不大或岩层比较坚硬的地区，且不能全面保障施工的质量。
（3）一次灌浆法
使孔一次钻到最深，然后灌浆时再沿着钻孔的全长进行是该方法的核心。该方法适合裂缝较少的岩石，或10m以下的孔深孔内，或在透水较小的时候进行灌浆，否则，就必须使用分段方法来进行不同压力的灌浆。
2．4灌浆技术的实施
通常要布设3～5个孔位实施灌浆，还需要按照混凝土的面板尺寸、灌浆机械以及裂缝状况等进行确定。灌浆孔大小要和灌注嘴大小一样。要从沉降量大的地方开始灌浆，并采用由远到近、由大到小的顺序进行。
四：水利水电工程灌浆施工中的质量控制
1、灌浆压力控制
灌浆压力主要有两种控制方法，第一种是一次升压法，第二种是分段升压法。适用于裂隙不甚发育、透水性不大、且岩石较坚硬和完整的情况下进行灌浆的是一次性升压法。使用该方法进行灌浆，要尽快把它的压力升到标准压力，在标准压力下，要在浆液的累计吸浆量达到一定程度后进浆液配合比的调配行，并逐级加浓浆液浓度，使得单位吸浆量逐渐减少，达到灌浆结束标准后为止。
在遇到基础岩石渗水性严重、吸浆量大的情况使用分段升压灌浆。使用该方法进行灌浆时，要先将压力分成几个阶段，然后将压力逐渐升高到规定的标准值。
在某一级压力下的灌浆过程中，如果单位吸浆量超过一定的程度，须要降低一级压力之后再继续进行灌注，不宜有太多的压力分级，通常只要将其分成两个或三个阶段就行。如果采用三级的方法，可选0．4Pl、0．7Pl、P1或0．5Pl、0．8P1、P1的压力，其中P1为规定的压力大小。
2、质量检验
由于灌浆属于隐蔽工程，因此在竣工后对其要进行认真的检查。
(1)孔的设置要进行检查，要钻取岩芯才可以进行固结和帷幕的灌浆，并要注意观察胶结情况，要对所有检查孔进行压水试验，帷幕灌浆时要检查对孔数，且要按照灌浆孔总数10％进行布鼍，孔径应该大于110mm。固结灌浆布置时要根据其5％进行，并设在有可能会出现问题的位置，满足其孔径大于l40mm。
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