为研究给排水管道外加保温材料、内通热媒管道措施对防止管道冻结和减小多年冻土影响的效果。文中通过采用两种不同的保温材料进行试验,分析得出聚氨酯保温材料比岩棉更加适用于热媒给排水管道保温,防止管道冻结和维持周围多年冻土的状态。通过建立给排水系统仿真模型分析得出采用管道保温措施的情况下,在土体冻结期内管道内温度为负值;当采用热媒时管道内流体温度可维持正温,不发生冻结。

我国地缘辽阔,横跨低中高纬度,国内气象条件较为复杂。其中,高原冻土地区的给排水工程设施是一个明显的挑战。从实践经验来看,冻土地区对于给排水管线的危害表现在对管线自身以及对管线内水的流动性影响。文章针对上述问题,从工程设计的角度提出了一系列解决措施与优化策略,希望能够对于冻土地区的给排水管线建设提供必要的理论支撑。

结合高原多年冻土地区的特性,分析了给排水构筑物的保温技术,建立了热量传导和冻土冻融耦合分析模型,进行了冻土地区构筑物的热工计算,探讨了冻土冻胀力对构筑物的破坏机理,为给排水构筑物的设计提供了依据。

针对高原冻土地区给排水系统的防冻及各种水处理的特殊要求,进行现场试验与工程应用。结果表明,通过对管道及构筑物采取架空保温敷设、浅埋敷设、深埋敷设、电伴热保温、中粗砂回填等方式,能较好解决不同冻土类型对给排水管道及构筑物的冻拔及融沉问题,通过采取反渗透、高效电催化氧化技术能较好解决低温、低压、低含氧量状态下的水处理效果。历时多年的实际工程运行效果证明,上述措施是可行的。

我国冻土地区村镇给水管道冬季时常发生冻胀的现象,严重影响供水安全,对农民生产生活造成危害,亟需开展防冻技术研究.本文针对东北地区村镇供水实际情况,提出直埋管道外加保温层的防冻胀技术方法,并通过理论数值计算,确定出常用管材在不同埋深情况下的保温层厚度.

针对青藏铁路建设中多年冻土区车站给排水系统的设置形式及给排水管路防冻融工程要求,进行了现场试验。结果表明,浅埋管道敷设方式在供水安全性及节省能耗方面均明显优于架空管道敷设方式;采用半柔性管材及粗颗粒化管基可以保证浅埋管道地基的稳定性;采用聚酚醛保温、伴热电缆加热、自动放空等多种措施组合可以防止浅埋管道的冻结;同时,采用自动控制系统可以保证给排水系统在无人值守的情况下正常运行。历时3年的实际工程运行效果证明,上述措施是可行的。

通过对高寒地区给排水管道铺设和管道保温层厚度设计的研究,提出一种新的高寒地区给排水管道保温层厚度设计计算的方法,即利用计算机通过Ansys进行数值模拟计算分析的方法,并通过实例得以证明这种计算方法是有效的,从而丰富了高寒地区给排水管道保温层厚度的设计计算方法,并为其他计算方法提供了验证性方法。