地源热泵施工设计工艺设计方案.pdf

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1、.地源热泵施工工艺 第一节 室外地下换热器系统安装 一、地埋管管道连接方式及须知 本工程地埋管的连接方式为：管材采用热熔连接,管径 D63以下的管材采用承插热熔连接,管径 D63 以上的管材采用对接热熔连接.管道管件在使用前按照厂家技术要求熔接,地下换热器与水平管及成品单 U 头之间采用电熔套管连接.二、地埋管换热器安装施工技术要点 室外地下换热器采用垂直打孔埋管方式.打井口径约计200mm,深100m,井内安装单U管,钻孔间距为 4 m4m.钻孔施工工艺流程 1.施工准备 熟悉现场及施工图纸,进行施工准备,包括人员、机具及现场临设,对施工人员进行有针对性的交底.2、地下换热器测量放线及管孔定

2、位 施工前,甲方应组织有关单位向施工单位进行现场交桩；对钻井施工单位书面移交现场准确高程点 2 个及现场已经施工完毕的桩基轴线图,以便于钻井施工时候准确进行地下换热器深度标高及水平位置定位,避免出现施工误差.钻井孔位的沿线临时水准点,每 200m 不宜少于 1 个；临时水准点、管道轴线控制桩、高程桩、应经过复核方可使用,并应经常校核；已建管道、构筑物等与本工程衔接的平面位置和高程,开工前应校测.清理地面后即可对钻井孔位进行放线,事先将地下换热器井号在设计图上进行编号,编号为：001120.便于钻机过程中详细、准确记录.参照现场建筑基准点和已有建筑物作为参照物,采用经纬仪进行测量放线,事先测量2

3、、3 个点,后用施工线进行放线,结合施工图纸,并逐一在场地上标明和确定钻孔位置.按照施工图纸标定的钻孔位置,在每个钻孔中心点用木桩作标记,地下换热器之间用白灰连接,清楚的在地面上体现书井位及走向,并再次校核确认钻孔位置.施工准备 放线 竖立钻机 接水、电 施钻 换热管接头 通孔 换热管试压 下换热管 回填.如发现埋管部位下有地下管线或构筑物时,允许稍有偏差,可适当调整局部钻孔位置,并及时更正绘制最终钻孔定位图.然后根据垂直埋管平面布置图以及钻孔定位图,最终确定钻孔及水平埋管沟槽的具体位置和埋管系统的标高.现场钻孔定位图应报*、监理工程师和业主同意批准.当调整局部钻孔位置的位移较大时,应及时向现

4、场监理工程师和业主反应.*批准后方能更改井位.按照施工图纸标定换热孔的位置,在每口井位置钉 40*40mm 木桩,以保证打孔位置准确.3.钻孔 地下换热器孔的放线定位完毕后,确定地下换热器孔的位置树立钻机.具体操作如下：3.1 竖立钻机 A.A.以钻孔点定位塔架底盘,采用水平尺对底盘横向、纵向进行找平,水平度0.5mm/m.B.B.底盘定位后,安装塔架竖杆,利用铅锤和直尺测量塔架的垂直度,保证塔架竖杆垂直.C.C.安装钻机头、钻机提升装置和钻头充水等附属装置.D.D.按要求挖好沉淀池及泥水沟,并使其畅通.泥浆坑开挖采用挖机或人工进行,钻井设备较多时候,泥浆坑内开挖要统一安排进行,不得现场随意乱

5、挖.泥浆坑距离地下换热器位置距离不宜过长,控制在 5 米以内即可.E.E.对钻机及附属装置接电、接水管,对每台设备进行点试,确定转向.各参数无误后方可启动钻机进行钻井施工.3.2 钻孔初期要遵循循序渐进原则,钻杆进尺要缓慢,并根据钻井进度及时清理钻孔四周的沙土,对泥浆沟内的沙土、石块等也要及时清理.防止进入泥浆坑或重新被循环进入孔内.当钻孔到一定深度,20 米以下后,由于遇到中风化岩层,可根据钻机自身性能情况,调节钻速,提高钻井进深尺度.3.3 钻井过程中要时刻注意钻机的水平度,确保钻机树立稳定、水平.如发现钻机出现倾斜,要立即停止钻孔.调整钻井水平、垂直度后方可重新开钻.防止钻孔出现倾斜、窜

6、孔情况.3.4 钻孔期间更换钻杆时候,钻杆起重吊具与钻杆之间要连接牢固,挂钩要有锁紧装置,不得出现滑钩、脱钩现象,杜绝出现安全事故.3.5 根据工程实际情况,随时填写记录表并及时分析土壤实际状况.无特殊情况,每钻孔 5 米深度必须填写记录表.3.6 施工时,可根据工程需要和土壤情况,钻孔深度可适当增加,本工程钻井深度不低于 100米,富裕钻井深度防止下管过程中管井坍塌,影响下管有效深度.钻井过程并做好记录.便于埋设相应的管道.3.7 施钻过程中应掌握钻进速度,密切注意钻机及附属设备的运行情况,发现异常应及时处理,防止拉断钻杆和接头丝扣、跌落钻头等现象发生,并时刻注意地层地质变化,做好记录.3.

7、8 施钻过程中钻机长和操作手应定时对钻机及附属设备进行巡回检查,及时做好维护和保养工作,提高工作效率.3.9 钻井时候,施工人员要及时疏导泥浆沟,保持泥浆坑内排浆通畅.泥浆不得四处乱排.对不能继续循环使用的泥浆,要统一排到指定泥浆坑内存放.3.10 钻井用水要根据钻井需要取用.不得出现长流水、用水四处乱淌情况.实现安全文明施工.3.11 为确保地下换热器下管顺畅,钻孔钻头规格应为 150mm.钻孔尺寸满足设计要求.4、通孔 当钻机钻至有效深度 100 米时候,由于防止井孔内泥浆沉淀,根据设计要求,要继续深钻 3m 深,钻孔深度满足设计要求后,钻孔施工即可结束.再提钻杆前对已经施工完毕的成孔进行

8、反复冲洗,将孔内的沙子等置换到泥浆池中沉淀去除,确保孔内畅通.清洗时间不能低于 10 分钟,也可根据现场情况自行掌控.通孔过程中要仔细对循环中的泥浆进行观察,如果泥浆中无沙子及石子时候基本通孔结束.通过结束后可依次提出钻杆.5、地埋立管施工 5.1 地下换热器管材采用 PE100 聚乙烯材料,所有的聚乙烯管都要用专用的热熔设备进行热熔连接.连接时候必须根据生产厂家的说明进行施工.本工程地下换热器采用成品,下管前根据设计要求进行试压,试压用水为清洁自来水.压力不低于1.5mpa,稳压15分钟,压力降不大于3%即为合格.试压合格后将压力降到0.5mpa保压,准备下管.并填写试压验收记录.5.2 下

9、换热管 A.A.为保证换热效果,防止支管间发生热回流现象,四根换热支管之间需保持距离,下管前采用分离定位管卡将四根换热管进行分离定位.分离定位卡间距不大于 3 米.B.B.把检漏后的单 U 型管用专用下管器逐渐放入钻好的孔内.由于井内存在泥浆,下管过程存在阻力,本工程用下管器配合进行下管,下管器下管速度要求与地下换热器速度一致.下管速度要均匀,防止下管过程中损坏管道,如果遇有障碍和不顺畅现象,应及时查明原因,待做好处理后才能继续下管,最后地面上要保留 1m 左右的换热管,将换热管进行固定,防止下滑到井内,造成管道无法使用,甚至废井.C.C.下管前要事前将地下换热器放平.下管过程中要采用人工抬的

10、方法,45 名工人平均分布,抬起地下换热器管道,严禁管道在地面上随意拖动下管.D.D.地下换热器下完后,放好埋管、回填前,应固定埋管,并在孔和管子之间的缝隙.放入一些细黄沙并用木方等固定管口.E.E.严格做好到管口临时封闭.记录埋管前端编号及尾端编号,确保立管深度与孔深相当,同时观察压力表压力,压力没有变化情况下.至此下管完毕,等待回填.6、地下换热器回填.6.1 本工程地下换热器回填采用原浆回填,具体回填方式可按照以下两种方式进行：方式一：利用泥浆坑内的泥浆采用回填泵自上而下回填,将浓泥浆回填至井内,直至回填满,泥浆外溢井外为止.回填完毕后撤离钻机,对井孔内泥浆自然沉淀后上方存在空隙的,利用

11、泥浆再次回填,反复多次直至不出现沉淀情况.对上部分出现的空隙,也可以用沙子进行回填,直至回填密实.方式二：返浆回填,钻井完毕后,将钻机撤离井孔,进行第二口井施工,第二口井施工用的泥浆沟通过第一口已经施工完毕的地下换热器井孔,利用第二口井施工过程中泥浆循环过程中经过第一口井,时刻填充第一口井.如此反复进行第三口井施工,第三口井泥浆沟经过第一、二口井,利用第三口井的循环泥浆进行填充第一、二口井.此种方式回填方法,泥浆沟最多可进行 2 个成孔回填,承担的成孔回填数量过多,泥浆沟过长,不利于钻井施工.对此种方案,如果后续仍存在回填不实情况,仍需要继续回填,直至回填密实.6.2 回填前应确保垂直地埋管试

12、压完毕并合格.回填过程中随时观察换热器压力情况,保证管道压力正常,一旦压力出现异常,压力持续下降,应立即停止回填,待查明原因进行处理后,再进行回填.6.3 回填完毕后,如压力无误,可将压力表拆除,用管帽或其他有效措施将地下换热器口热熔密封,并做好记录及成品保护.第二节、地下换热器水平干、支管施工 水平管施工工艺：本工程使用的水平管管件和管材的内外壁应平整、光滑,无气泡、裂口、裂纹、脱皮和明显痕纹、凹陷；管件和管材颜色应一致,无色泽不均匀.装卸运输和搬运时应小心轻放,不能受到剧烈碰撞和尖锐物体冲击,不能抛、摔、滚、拖,避免接触油污,在储存和施工过程中要严防泥土和杂物进入管内,存放处避免阳光直射.

13、1、当室外换热器分区施工开始后,将各分区的汇总管道的位置及走向标示出来,对管道走向进行放线,根据要求进行开挖.开挖可采用人工或设备开挖,将水平管需要的管沟挖到设计要求的宽度和深度,要求管沟底部平整、不能有石头等硬物存在.在含水地层或软土、不稳定地层内开槽时,要进行施工排水、设置沟槽支撑或采取地基处理等措施.开挖沟槽时要严格控制槽底标高和防止扰动槽底原状土,槽底超挖部分要用细沙或土回填密实.2、水平地埋管换热器铺设前,沟槽底部应先按照设计要求铺设细沙.水平地埋管换热器.安装时,应防止石块等重物撞击管身.管道不应有折断、扭结等问题,转弯处应光滑,且应采取固定措施.3、按照图纸要求将各管桩内的 U

14、形管与水平管连接,并分别引至机房分集水器；4、水平地埋管与地下换热器连接完毕后,应按规范要求进行水压试验.试压压力 1.0MPA,在试验压力下,稳定至少 15min,稳压后压力降不应大于 3%,且无泄漏现象；5、回填：水平管试压合格后才能进行管沟回填,回填要在管道内保压的情况下进行.首先调整水平管的间距、平整度达到设计要求,再用土或沙子进行回填,回填料中的石块或尖锐物应清除后进行.为保证回填均匀,且回填料与管道紧密接触,回填应在管道两侧同步进行,同一沟槽中有双排或多排管道时,管道之间的回填压实应与管道和槽壁之间的回填压实对称进行.各压实面的高差不宜超过 30cm.分层管道回填时,应重点做好每一

15、管道层上方 15cm 范围内的回填.管道两侧和管顶以上 50cm 范围内,应采用轻夯实.管道敷设后不能长期处于空管状态.采用机械回填土时,机械不能在管道上方行驶,以免对施工完成的成品造成损坏,进行返工,耽误工期.6、回填后管道试压：管沟回填完毕后,要逐个对水平管压力进行检查,回填过程中动态观察,检查回填过程中水平管及地下换热器是否存在损坏.在压力正常条件下回填完毕.7、注水冲洗、排气：水平管回填后压力合格后,进行系统冲洗,系统冲洗约 30 分钟,直至出入水口的流量、清澈度都基本一致,并不再有气泡产生,必要时可用水泵进行冲洗、排气.冲洗合格后,水平管方能与分集水器连接.如果短时间内不能与分集水器

16、连接,水平管末端要用管帽进行焊接封堵,防止沙土进入.四、地埋管施工的室外温度要求及冬季施工措施 室外环境温度低于 0 时,塑料地埋管物理力学性能将有所降低,容易造成地埋管的损害,故当室外环境唯独低于 0 时,尽量避免地埋管换热器的施工,施工时最好能保证室外温度在 5以上,防止地埋管因温度过低内冲水冻裂.本次招标范围内的地埋管部分施工工期基本在冬季完成,如必须在低温条件下施工,则需要采用将其施工范围局部围挡、烤火升温、避免夜间施工等方法,另外注意以下冬季施工措施：1、冬季施工的沟槽,宜在地面冻结前施工,先在地面挖松一层作为防冻层,厚度一般为30cm.每日收工前留一层松土防冻.2、开挖沟槽时暴露出正在使用的給排水管道及时采取保温措施.