上海智慧岛数据产业园总部行政大楼地源热泵空调系统外部地埋管换热器工程施工组织设计.docx
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1、项目名称:才智岛数据产业园办公用房工程 地源热泵系统室外地埋管工程施工组织设计上海亚新建设工程总承包日期:2014年 11 月 15 日目 录一, 技术方案说明1项目简介11.2 地埋管换热系统设计简介11.3 本工程地质条件特点分析11.4 本工程项目难点的应对及处理措施4二, 施工组织设计9采纳的工程验收规范, 标准清单92.2 设计要求及参数92.3 本工程设计102.4 施工打算及项目部组织机构102.5 施工打算与协调管理152.6 地源热泵系统地埋管施工方法与爱护措施20地源井钻孔22地源井下管与注浆回填24地源井管路试压25对施工区域的爱护措施26沟槽开挖过程中的地源井爱护措施2
2、62.7 管材的连接与试压262.7.1 管道连接技术要求262.7.2 质量保证措施272.8 水平横埋管沟槽施工28沟槽开挖28沟槽基础垫层28质量保证措施312.9 水平横管施工31横管连接31质量保证措施32成品爱护措施322.10 沟槽回填土322.11 阀部件安装322.12 埋管系统试压及清洗33试压33系统清洗33质量保证措施342.13 订正预防与处理34孔斜的预防与处理34坍孔的预防与处理35下管过程中卡钻的预防与处理35三, 技术, 质量, 进度保证措施363.1 技术管理措施363.2 工程质量保证措施363.3 管理措施363.4 施工进度支配及其保证措施41施工进度
3、支配41工期保证措施43四, 现场平面布置444.1 施工总平面布置444.2 施工用电464.3 施工用水46五, 平安, 文明施工与环境爱护465.1 平安施工465.1.1 平安管理目标46平安管理组织46主要管理人员平安责任制47平安规范书目48用品选购48现场的平安限制48现场防火49雨天施工50雷击措施50作业保障措施50教化和培训工作50机械设备运用及平安技术措施51平安事故报告程序525.2 文明施工52文明施工管理目标52文明施工措施52临时设施535.2.4 生活卫生管理535.2.5 文明建设措施535.3 环境爱护专项方案与保证措施54环境爱护管理目标545.3.2 环
4、境爱护管理责任保证体系545.3.3 环境爱护方案与保证措施545.3.4 现场渣土垃圾处理58一, 技术方案说明1.1项目简介上海才智岛数据产业园总部行政大楼地源热泵空调系统外部地埋管换热器工程 项目位于项目地处上海市崇明县陈家镇,位于层海路和环瀛路交汇处。项目用地, 建筑用途, 结构类型, 层数等指标参数,概况汇总如下(m2)总建设用地面积27472.2总建筑面积其中地下建筑面积地上建筑面积1.2 地埋管换热系统设计简介 1, 本项目地埋管换热系统依据上海市地矿工程勘察院2014年7月测试结果和设计院供应的冬季热负荷4366KW进行设计,同时结合业主供应的图纸和本工程建筑方案布置特点,本工
5、程设计分为三个埋管子系统(地埋管空调系统设计图纸):1), 本工程布置总管数为976口竖埋管,间距为4.2m*4.2m(部分地区不同),有效管长115米,孔径130mm,采纳单U型PE管De32埋管; 2), 地源侧共设置3级集(分)水器,其中三级集(分)水器共166对,置于底板下方。每个集分水器连接6个换热孔(个别5个或7个);二级集(分)水器共21对,吊装于地下室墙面,每个集分水器连接8个支路(个别7个或9个)。3), 二级集分水器主管经地下室内最终汇合到一级集分水器,一级集分水器位于地源热泵机房内。1.3 本工程地质条件特点分析 1, 地层层序及分布特征本工程施工区域地下120m范围内主
6、要由粘性土, 粉性土及砂性土组成,地质时代分属全新世, 晚更新世;全新世土层(Qh)共分为四个大层,土层序号为, 层,一般厚度为5152m;晚更新世土层(Qp3)共分为两大层,土层序号为, 层,厚度大于60m,未钻穿。2, 地层结构特点表拟建场地第四系较厚,一般320360m。110m以浅地层构成表现出如下特点: (1)拟建场地第四纪地层属于河口, 砂岛地层结构区,为晚期河口沙坝-三角洲平原沉积形成,分布有浅部粉土层3层,厚度一般1517m;第, 和土层缺失。全区粉土, 砂土层的累计厚度一般67m,约占总厚度的61%。(2)分布有第二承压含水层层,从上往下颗粒渐渐变粗,上部以砂质粉土, 粉砂为
7、主,中部以细砂为主,底部以含砾中粗砂, 砾砂岩性为主。序号土层序号地层时代土层名称层底埋深(m)层厚(m)成因类型土层描述1素填土人工含有机质, 植物根茎21Qh3灰黄色粘质粉土滨海河口含云母, 黑色有机质及氧化铁斑点33灰色砂质粉土滨海河口含云母, 有机质及少量贝壳碎屑,局部夹薄层粘性土4Qh2灰色淤泥质粘土2.1.滨海浅海含云母, 有机质及少量贝壳碎屑,局部夹少量粉砂51Qh1灰色粘土滨海, 沼泽含云母, 贝壳碎屑,见少量螺壳碎屑,局部夹薄层粉砂62灰色粉质粘土滨海, 沼泽含云母,局部夹少量贝壳碎屑,局部夹薄层粉土72Qp32粉质粘土, 粉砂互层河口滨海含云母,局部夹少量贝壳碎屑,薄层粘性
8、土81Qp31灰色粉砂滨海河口含云母, 贝壳碎屑及少量螺壳碎屑,加少量粘性土。92灰色含砾中粗砂滨海河口由云母, 砾石,砾径约2-6mm,偶见少量贝壳碎屑及螺壳碎屑103灰色细砂滨海河口含云母, 贝壳碎屑及少量螺壳碎屑,颗粒较匀称。114灰色砾砂未钻穿未钻穿滨海河口由云母, 砾石,砾径约5-10mm,见较多贝壳碎屑。表1-1 地层结构表3, 岩土体热物性参数将现场钻探实行的岩心样,进行室内热物性测试,拟建场地深部各层岩土体热物参数测试结果见表1-2。表1-2 岩土体热物参数表野 外 编 号取 土 深 度土 名热物性参数备注 导热系数比热容热扩散系数CpmW/mkKJ/kgkm2/hZK2-18
9、398灰黄色粘质粉土1.700 0.0022 ZK2-18399灰色砂质粉土ZK2-18400灰色淤泥质粘土ZK2-18401灰色粉质粘土ZK2-18402灰色粉质粘土ZK2-18403灰色粉质粘土ZK2-18404灰色粉砂ZK2-18405灰色中砂ZK2-18406灰色粉砂ZK2-18407灰色砾砂4, 结合该项目地层特点,地源热泵施工将存在以下难度:1)该地层状况上部以砂质粉土, 粉砂为主,中部以细砂为主,底部以含砾中粗砂, 砾砂岩性为主,从上往下颗粒渐渐变粗。而地源热泵竖埋管成孔深度约为120m,竖孔下部含沙量大, 流淌性强,极易造成塌孔现象发生,影响下管质量;2)由于层含有第二层承压水
10、,竖埋管施工将两层承压水与地面沟通,使得承压水头沿竖孔上升。鉴于地埋管钻孔数量多,且均穿透地下含水层,而且地下承压水水量丰富,施工措施若达不到要求,极易发生渗水, 冒沙,严峻是发生管涌,造成基坑坍塌, 淹坑事故,施工时必需予以重视;3)该项目桩基采纳PHC(500600)管桩,该形式桩基承载力是依靠桩身摩擦力和底部端承力共同作用,且在施工中产生挤土效应。地源热泵竖埋孔成孔应制定有效措施,削减相互影响,否则竖埋孔将被挤压缩径成为桩基施工中的释放孔,即无法满足竖埋管要求,同时也对桩基本身的摩擦力造成不利影响;4)地源热泵地埋管工程分为竖埋管和横埋管两部分,由于横埋管置于基坑底板底部,为削减基坑扰动
11、和施工工期,竖埋管将先于土方开挖实施。地埋管工程将贯穿于桩基施工, 土方开挖, 基坑施工等阶段,穿插作业,对地埋管成品爱护要求高;5)依据上海施工案例结合本项目特点,基坑围护极有可能采纳深层搅拌桩重力坝作为挡土和止水帷幕,该围护形式受天气, 施工因素影响较多,当位移过大或不匀称位移时简洁发生漏水现象,同时基坑开挖底部处于砂质粉土层,局部饱含滞水,将会对水平管施工造成较大困难;1.4 本工程项目难点的应对及处理措施 依据我司以往的施工阅历以及对上海地区地质资料的把握,我司将采纳先打孔埋管后开挖的施工工艺,并针对项目施工特点, 难点制定科学, 有效的施工措施,确保项目管理, 施工目标的实现。1、
12、由于土壤源换热器埋于地下,属隐藏工程,难以修理更换。因此地埋管施工关键参数:孔位, 孔径, 孔深, 孔斜, 回填料, 施工工艺,应当依据地质条件及岩土体热物性加以综合分析,并供应保证措施。1) 机械设备的选择依据松散层的易钻性的特点,可选用XY1型等钻进实力为120150米的钻机,钻头为三翼钻,采纳正循环钻进,当上部填土层很松散易塌孔时,可采纳2m井口爱护管,泥浆能起到冷却钻具,带出岩屑,爱护孔壁的作用,泥浆比重宜在1.11.25 kg/L粘度1825S,失水量10ml/min。依据该工程上部粘性土地层的缩径, 下部砂性土简洁塌孔问题,一是要限制钻机速度,采纳“高压, 慢进”成孔;二是利用膨润
13、土配置泥浆或调制泥浆比重,起到护壁作用,对于含沙量较大部位,钻进过程中泥浆比重易大于1.4; 2) 孔深孔深约为120m,考虑到地层下部砂层厚,泥浆中会有砂粒在起钻时会沉淀,产生沉渣而使下管不能达到设计深度位置,所以为预防沉渣,钻孔钻进时深度增加等措施,确保地埋管下到设计管底标高。PE管采纳钻杆送到设计标高来限制下管深度。为确保地埋管顶底深度达到一样,采纳水准仪测量各孔口标高,然后转换成各孔埋深,埋管长度误差须限制在0.5。3) 孔斜地埋管钻孔的垂直度好坏,干脆影响下管顺当与否,最为严峻的是孔斜超过限度,钻进中钻头会危及周边已埋设好的地埋管,使管道破坏而报废。最大容许孔斜与孔径的最大容许位移及
14、孔深有关,本次设计孔间距为4.2米,要求孔斜限制不大于0.5。保证垂直度,防止孔斜措施,可采纳稳定性好的钻机;施工时做到“三点一线”,发觉问题刚好订正。经过上述分析,地埋管关键参数可归纳如下:表1-4 地埋管关键参数表序号内容单位优良合格不合格1孔位位移mm2020602602孔径mm1501301501303孔深m1151151171154孔斜2, 我司在施工时主要在成孔, 注浆和回填等方面实行严格的措施。主要有严格限制钻孔的垂直度,选择优良的回填材料,在垂直埋管下入孔内后刚好注浆回填,严格限制回填质量来保证。1) 具体工艺:注浆:本次回填采纳加压回填方式,回填泵采纳高压力的活塞泵,高压注浆
15、管下入孔底后注浆,边注边提升钻具。注浆回填材料下部采纳地埋孔回填材料,水泥, 膨润土, 黄沙依据设计要求配置混合浆料作为回灌材料回填。2) 注浆留意事项注浆采纳高压注浆泵,通过地质钻杆将将回填料从孔底注入。为保证注浆的密实度及连续性,从孔底注浆,注浆至溢出孔外结束,然后边注浆边拔杆直至回填到井口;注浆分三次注浆,第一次为孔底,第二次为0.5H处,第三次为0.25H处,最终在孔口位置进行补浆(H为钻孔深度),待灌浆完成后,采纳人工回填黄砂进行封孔。 图1-13, 在竖埋管与桩基施工作业时,应避开交叉作业,以桩基施工为先, 竖埋管施工为后的流水作业施工。依据桩基施工产生挤土效应的影响范围,划定书埋
16、管施工区域;对于施工区域距离无法满足时,可考虑施工间歇时间满足48小时以上方可施工;竖埋孔施工完成后应刚好注浆回填,保证孔内密实度啊,削减成孔造成桩基四周土体的松弛。4, 针对施工现场状况,支配挖机进行场地平整,若有杂填土则需清理至原状土,保证孔位1米范围内无块状硬实物掉入孔内,提高成孔质量,加快成孔速度,避开不必要的废孔状况发生。5, 依据我单位以往基坑施工阅历,将依据“桩基施工 竖埋管施工 土方开挖 水平管施工 垫层基础施工”流水作业施工,即先沉管, 再开挖, 后接管,该程序不仅削减施工工期,而且将挖机对管材的影响降到最低。在地埋管施工时应确保施工钻机与静压桩机保持1.5L距离(L为静压桩
17、桩长),避开进入桩基影响较大范围内。图1-2开挖时的留意事项:下管时管顶部的标示部分长度米,PE管定制长度为11米。依据施工阅历,基坑开挖至接近底面标高时我司派专人依据孔位视察管头,当开挖至人工清土标高后,用石灰作好标识。到离基坑底2米时则严格限制开挖速度,到离基坑时,埋管四周1米范围内人工开挖,以爱护管材不受破坏。6, 针对土方开挖后,基坑面临坑底图层中滞水和深层承压水影响,为满足施工作业要求,地源热泵施工应协作基坑降水施工进行。首先基坑开挖前设置疏干井和承压降水井,分别疏干浅层滞水和限制承压水头,保证地下水标高降至开挖面下1米左右。其次竖埋管施工时针对地下承压水进行回填注浆封孔,起到封堵地
18、下水的效果。第三在基坑开挖时,制定以下应急措施: 基坑分层开挖前,应亲密关注地下水和承压水水位高度,开挖时支配施工人员亲密关注开挖深度,一旦发觉管涌, 透水现象,暂停开挖确保水头稳定,利用土方进行局部围堵,然后利用压密双液注浆进行封堵。 基坑开挖后,竖埋孔处发生渗水或返水现象,将马上在竖埋孔周边200mm处,并排振动插入注浆管,深度为610米,利用 Y 型头连接两个管路,在其中一管中首先泵入水泥浆液,在另一根管中泵入水玻璃溶液,由于水玻璃的凝聚固化作用,增加封闭效果同时填补可能存在的裂隙,接着原地注浆15min,然后停止送入水玻璃溶液,而边往上拔管, 边注入水泥浆液,用以填补钻孔形成的洞,浆时
19、注浆管压力可限制在1.01.5MPa之间。双液注浆浆液的配比:A液 水:水泥 =0.5:1水泥选用一般硅酸盐水泥,标号为。B液 水玻璃选用波宽度为35-40blA液:B液=1:1初凝时间 : 45秒凝固强度 : 3-4Mpa/2h施工参数: 注浆压力:注浆流量:25-35 l/min注浆时启动注浆泵,通过2台注浆泵2条管路同时接上Y型接头从H 口混合注入孔底被加固的土体部位,注浆过程中应尽可能限制流量和压力,防止浆液流失。 主要应急设备材料一览表表1-5 主要应急设备材料一览表序号设备材料名称单位数量规 格备注1注浆泵台2QZB5/6双液注浆2水泥吨5P双液注浆3水玻璃KG2003540波美度
20、双液注浆4注浆管米30双液注浆5振动器台1双液注浆二, 施工组织设计采纳的工程验收规范, 标准清单1, 上海才智岛数据产业园总部大楼地源热泵空调系统建筑示意图;2, 地源热泵系统工程技术规范GB50366-2005(2009年版);3, 地源热泵系统工程技术规程DG/TJ08-2119-2013;4, 全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调动力 2009;5, 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB50242-2002;6, 给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008 ;7, 埋地聚乙烯给水管道工程技术规程CJJ101-2004 J362-2004;8, 公共建筑节能设计标准GB
21、50189-2005;9, 沪建建管(2002)第105号关于进一步加强文明施工管理的通知;10, 绿色建筑评价标准GB/T50378-2006;11, 民用建筑供暖通风与空气调整设计规范GB50736-2012;12, 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ134-2010;13, 公共建筑节能设计标准GB50189-2005;14, 工业金属管道工程施工验收规范GB50235-2010;15, 建筑施工平安检查评分标准JGJ59-2011;16, 建筑机械运用平安技术规程JGJ33-2012;17, 施工现场临时用电平安技术规范JGJ46-2005;18, 国家或省规定的其他标准和规范。2
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