地源热泵中央空调系统室外地埋管工程施工工法最终定稿Word下载.docx
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基础开挖后，根据管井定位位置找到已施工完的垂直地埋管并进行二次试压，试压合格后，开挖水平地埋管沟槽;
将水平地埋管与垂直地埋管连接形成环路系统，并引至基础外，环路系统试压合格后，开始回填水平地埋管沟槽;
然后基础外的环路集管与分集水器连接，试压合格后，分集水器管连接至空调冷热源机房，形成冷热源交换的地埋管系统（如下图三所示：
地源热泵地埋管工程安装示意图）。
图三（地源热泵空调地埋管工程安装示意图）
施工工艺流程具体如下:
施工前的准备工作（测量放线及管孔定位）→钻井施工→垂直地埋管施工（垂直地埋管连接、垂直地埋管第一次压力试验、下管、垂直地埋管灌浆、-垂直地埋管成品保护）→垂直地埋管第二次压力试验→水平地埋管沟槽施工→水平地埋管相互连接后和垂直地埋管热熔连接形成环路系统并进行系统水压试验→水平沟槽回填、夯实施工→环路集管与分集水器连接及水压试验→整个地源热泵室外地埋管连接形成系统及水压试验→地埋管系统调试及试运行→制作竣工图、影像资料存档。
5.2操作要点
5.2.1、测量放线及管孔定位：
（1）清理地面后即可对钻井孔位进行放线，事先将地埋管系统在设计图上对钻孔的纵横向逐一进行排列序号。
（2）参照现场建筑基准点和已有建筑物作为参照物，经测量放线，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竹、木桩作标记，并经校核确认钻孔位置。
（3）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。
现场钻孔定位图应报监理工程师和业主同意批准。
（4）当调整局部钻孔位置的位移较大时，应及时向现场监理工程师和业主反应。
5.2.2、钻井施工：
根据现场地质选用硬质合金钻头，采用常规的正循环钻进方法钻孔。
5.2.2、1钻机安装落位
（1）以钻孔点定位塔架底盘，采用水平尺对盘底横向、纵向进行找平，水平度应≤0.5mm∕m。
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。
（2）安装钻机头、钻机提升装置和钻头充水（泥浆）等附属装置，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。
（3）检查每台钻机的动力电缆线、照明线路符合用电管理规范并绝缘是否良好。
现场应设施工专用电源控制箱，并有专人看护。
电源控制箱至钻机的电源线应架空敷设，不允许在地面随意拉扯，更不允许在水面或泥浆上摆放敷设。
（4）按要求在每台钻机旁挖好泥浆沟，并使其畅通排向泥浆池内。
（5）钻机移位或就位时，要保证钻机钻杆垂直度，防止钻孔的垂直偏差将已埋管道损坏。
5.2.2、2钻井工艺及原理
（1）钻井方式本工程使用正循环回转钻井
（2）正循环回转钻井工艺
正循环回转钻井：
在钻机驱动钻具回转钻井的同时，利用泥浆泵通过水龙头、钻杆内孔向孔底输送冲洗泥浆），冲洗孔底。
携带岩屑的冲洗液沿钻管与孔壁之间的外环状空间上升，从孔口流向沉淀池，形成正循环冲洗泥浆循环回钻井。
初钻：
先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输井一定数量后，方可开始钻井。
接、卸钻杆的动作要迅速、安全、争取在尽快的时间内完成，以免停钻时间过长，增加孔底泥浆沉淀。
5.2.2、3、钻井施工
（1）在确定要钻孔排孔之间挖泥浆池，位置在埋地管挖沟方向两孔之间，用作钻机在施工中水循环载体不至于流到其他地方，保证施工场地的整洁。
（2）钻孔前应根据施工图对现场布置线确定钻孔位置，确保钻孔点误差合理，并对钻孔场地进行平整。
（3）开钻前必须从头到尾检查一遍设备的完好情况。
检查内容包括：
确定转向无误、重新校核塔架底盘、竖杆的水平和垂直度。
经确认无任何异常时方可开钻。
（4）在钻孔过程中，根据地下地质情况、地下管线敷设情况，适当调整钻孔的深度、个数及位置，以满足设计要求，降低钻孔、下管及封井的难度。
（5）钻孔过程中随时检查钻孔位置，确保管孔位置的正确性和钻孔的铅垂度。
如发现偏差超过标准要求应及时纠正重新进行定位或调整钻机垂直偏差。
（6）钻孔过程中产生的泥浆应集中堆放或组织排放，在钻孔完成后及时处理干净。
（7）在钻孔的过程中为避免管孔塌方，在钻孔过程中灌入泥浆对打孔孔壁的进行泥浆凝固护壁。
如在打孔即将完成时发生塌方造成打孔深度不够，应灌入浓度较大泥浆再行钻孔。
（8）钻孔完毕后，应尽快将地埋管放入管孔内，水压试验合格后将垂直埋管高于地面将管口封死并做标记，避免地埋管堵塞。
（9）每钻完一管孔后检查管孔深度和管孔质量。
隐蔽工程记录报项目监理验收。
5.2.2、4、钻孔质量保证措施
（1）钻井设备安装之后，各机长必须进行安全检查，确认安装合格后，方可开钻。
（2）合理选用钻进方法、钻具、钻进技术参数及工艺。
（3）严格按钻探规程进行作业，合理掌握进尺长度。
（4）在施工过程中，按一定的钻孔深度，校正钻机。
（5）钻机应准确对位，对位误差小于5.0cm。
（6）调平钻机，用垂直吊线法检查其主轴的垂直度，使其垂直度误差＜0.5％L。
（7）孔径要求：
施工前和施工过程中，经常检查钻头直径，确保不小于130mm。
确保钻头直径达到设计桩径要求。
（8）钻井过程中，钻孔直径和竖直度符合要求。
（9）根据国家地质勘探规范要求，发现钻孔垂直度的偏差超过标准要求时应及时纠正重新进行定位或调整钻机底盘，校正塔架及塔杆的垂直度。
（10）记录员须使用蓝黑钢笔或碳素黑色笔、字迹工整填写好现场记录，并保证记录情况准确、真实。
钻孔达到设计孔深后及钻孔数量达到设计要求，及时报请有关人员验收。
（11）施工过程中的质量保证，还应做到：
①钻井设备安装完毕，机长必须进行安全检查；
②竖立和拆卸钻架时，必须在机长的统一指挥下进行；
③严格按照钻探规程和钻探安全制度进行操作，做到安全施工。
5.2.3、垂直地埋管施工：
垂直地埋管长度超长，下管困难，下管过程中地埋管质量难以保证。
下管有两个问题必须注意:
①施钻完毕钻孔内有大量积水，水的浮力将使下管有一定的困难，下管时容易造成管损坏。
②由于钻孔中的泥沙沉积，设计钻孔深度和实际深度可能不一致而影响U形管的安装。
5.2.3、1、垂直地埋管试验与冲洗
（1）根据工程实际情况和地埋管水系统设计文件规定的试验压力做试验，不得以气压代替水压试验（依据《地源热泵系统工程规范》GB50366-2009）。
（2）垂直地埋管按照设计要求和设计规定的埋管长度成捆（卷）供应到现场后，须对地埋管进行水冲洗和水压试验。
（3）垂直地埋管管道压力试验合格后急需保持压力1h，地埋管管两端应进行密闭处理，以防止杂物进入管内。
（4）压力试验合格后应对每组地埋管进行分组编号，并在其管端作好标识，以便识别。
5.2.3、2、垂直埋管下管方法
经验表明，垂直地埋管施工中应注意以下两点：
其一，钻井施工完毕后，钻孔内会存有大量积水，使下管困难。
其二，由于钻孔中的泥沙沉积，设计钻孔深度和实际钻孔深度不
一致将影响U形管的安装。
故垂直地埋管下管施工采取人工、机械下管相配合，利用回转钻机钻杆逐步顶进的方法，以用来克服水的浮力并以此加快下管的速度。
5.2.3、3、下管注意事项
（1）钻井完成且孔壁固化后，应立即把U形管换热器安装到竖井中。
（2）U形管内应充满水并保持压力，在下管过程中随时检查管组严密性和渗漏情况。
5.2.3、4、下管施工技术
（1）垂直地埋管采用人工和机械下管相配合的方法。
（2）当一个井孔已钻好且孔壁固化后，应立即下管。
因为钻好的井孔搁置时间不宜过长，否则有可能出现管孔局部堵塞的现象，井孔底部泥浆发生沉淀导致下管的困难。
（3）下管施工过程速度要保持匀速，以防止下管过程中损坏PE管；
如果下管过程中遇到障碍物或者不顺畅等现象，应暂停下管，及时查明原因，待查明原因并把问题处理到位后方可继续下管施工。
（4）下管施工过程中时必须有相关措施以保证PE管不会发生扭曲、变形等现象。
（5）垂直U形管下管施工到位后，应及时提起下管用机械钻杆；
提杆过程中应密切观察和防止U形管上浮，如发现上浮应立即采取措施使其固定，确保一次性下管到位。
（6）垂直U形管安装完毕后，及时对管道安装的压力表校验，合格后灌浆回填封孔。
5.2.4、垂直地埋管管井回填
5.2.4、1、灌浆回填料的选定对灌浆材料的选择取决于地下条件，以及灌浆材料的特性和地埋管热交换器的预期运行温度。
灌注合适的灌浆可以加强土壤和热交换器之间的热接触，防止污染物从地面向下渗漏，防止地下各水层之间的移动。
（1）在粘土层采用含10％水泥、20％膨胀土和70％SiO2细砂子的混合料回填。
其比例可根据实际情况进行调查。
然而实际土层中的粘土层中含砂量本身就很大，回填料可以适当减少砂子的比例，增大膨润土的含量，对回填料的导热能力具有良好凝固作用。
（2）回填材料中的原土一般取至钻孔时取出的泥沙浆，观察其凝固后如收缩很小时，也可直接用作灌浆材料。
（3）灌浆前应计算好每个井需用灌浆液0.3M3，且须保证一次灌浆完毕。
需要特别说明的是：
由于底层结构一般较为复杂，出现断层、破碎带或漏层时，其灌浆一般不可预计和估算，灌浆液的用量只能按理论值计算。
（4）当地埋管换热器设在冻土层以下非常密实或坚硬的土壤、岩石情况下，应采用水泥基料灌浆。
5.2.4、2、灌浆步骤及施工要求
（1）垂直竖井回填前必须对垂直PE管进行水压试验，试验合格后才能进行回填。
在回填过程中垂直PE管须进行保压，一旦发现压力出现异常，立即停止，查明原因并及时进行处理后方可继续回填。
（2）管孔中的垂直PE管埋完后应等待3～4h，待井中泥浆沉淀后用中粗砂及膨润土、水泥混合回填，必须将管和管孔之间空隙填实，确保换热效果，第一次填完后应多次检查。
（3）回填完后将留在地面的管道管口进行封堵保护，防止后续施工造成损坏。
5.2.5、水平沟槽开挖：
5.2.5、1沟槽放线
（1）水平沟槽开挖前，查看管道沿线的以下地上和地下情况和资料：
现场地形、地貌、建筑物、各种管线和其他各专业设计的情况；
施工供水、供电等条件。
（2）沟槽测量应根据现场实际钻井孔位的分布作为控制过程测量放线的基准。
（3）根据垂直钻井孔位以及图纸先确定管道变向点、分支点和变坡点，并据此确定管路走向，撒上白灰，即为沟槽边沿线。
（4）沟槽至钻孔之间的土方采取人工开挖方式。
（5）根据施工图纸，确定管线坐标位置，会同建设单位，进行现场验线，以此为室外水平埋管管线的施工基础。
（6）沟槽开挖必须在定位放线验收合格后进行。
5.2.5、2沟槽开挖本方案沟槽开挖采取以人工和机械开挖相结合的施工方法。
（1）沟槽开挖必须在定位放线合格后进行。
（2）沟槽底部的开挖宽度为1.0m。
（3）沟槽每侧临时堆土或施加其他荷载时，应符合下列规定：
①不得影响建筑物、各种管线和其他设施的安全；
②不得掩埋消火栓、管道闸阀、雨水口、测量标志以及各种地下管道的井盖，且不得妨碍其正常使用；
③人工或机械挖槽时，堆土高度不宜超过1.5m，且距槽口边缘不宜小于0.8m.
5.2.6、垂直地埋管与水平地埋管的连接
5.2.6、1、管与管的连接：
按照设计要求以及《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2009规定，埋地管道应采用热熔连接。
针对项目的设计与施工特点，为保证埋地管道所有的连接部位的强度和严密性，确保地埋管系统的施工质量，规定地埋管系统采用热熔承插连接。
根据地埋管系统的特点和设计要求，施工中要尽可能的减少管道的连接接头。
5.2.6、2专用设备及工具介绍
（1）PE管专用热熔机：
保证埋地管连接的严密性，提高系统可靠性。
（2）其他专用工具：
塑料水桶、刮片、干净毛巾等若干。
主要用于PE管与管件的连接与清洁的辅助工具。
（3）常用的PE管dn25管件：
弯头、直接、三通等。
以上管件采用热熔连接方式。
5.2.6、3、PE管热熔连接注意事项
（1）热熔连接前必须将PE管和管件擦拭干净，避免表面有杂物引起假焊。
（2）PE管件熔热部位的熔温约210℃，熔接时间为50s。
熔接完成后3min内，因熔热部位的余热（约有近100℃）仍然较高，这时只要用力仍能将熔热管件拔出。
而且被熔热的管道本身也存在应力（比如：
垂直管与水平管固定连接后因各自方向不同而产生的应力），若熔热管件与管道不于以固定，则熔热管件与管道之间的连接就会因应力而产生变形、位移，导致熔接失败或出现质量隐患。
（3）熔热温度和时间必须掌握尺度，加热时间不够容易造成插入深度不够，加热时间过长容易造成管道插入过度变形，使管道内径缩小影响管道流量。
（4）严格保持冷却时间，避免管道未成型前管道连接处变形影响管道连接质量。
（5）熔接场地应尽量保持无水状态，施工电源绝缘良好。
5.2.6、4、PE管热（电）熔连接施工步骤
（1）垂直PE管与水平PE管连接前应将管道端部修剪平整。
用切割器或专用PE管剪刀垂直切割PE管材，切割后的PE管端应呈圆形。
（2）清洁PE管、管件表面与管腔内的泥土和油渍，并不起毛的毛巾擦拭干净。
（3）擦拭干净准备熔接的管子端头和管件的外内表面，然后将需要熔接的管道端部插入熔管套。
（4）水平埋管敷设的要求
1）埋管前将沟槽中的石块清理干净，并在沟底铺设细砂。
2）PE管道移入沟槽时，不得损伤管材，表面不得有明显划痕。
应采用非金属绳索下管。
管材应沿管线敷设方向排列在沟槽边。
对敷设、连接间隔时间较长或每次工程收工时，管口部位应进行封闭保护。
对需临时敞开管口时，也必须采取措施保证泥土、砂子等杂物不得进入管道内，并保证您个管口周边环境清洁。
3）水平PE管道穿越建筑或其他构筑物时必须设置套管。
套管内应清洁无毛刺。
当采用金属套管时，套管两端关口应钝口或坡口或翻边，PE管穿过套管时不得使其表面产生拉痕，必要时PE管道再加护套保护。
4）敷设管道时防止折断、扭结等现象，按施工操作程序采用热熔连接完毕后，应在24h后才能进行水压试验，试验合格后再进行下道程序。
5）检查沟槽内有无石块、土块等硬物，敷设的细砂垫层是否平整，当符合以上要求时才能敷设水平管道。
6）由于PE管道为整卷供货，且材料塑性较大，自由状态时多呈盘状，直线敷设较困难，应采取措施固定。
7）管道的安装位置必须与设计相符，管道放置后进行固定处理。
8）水平地埋管之间的敷设间距应按照设计要求规定的距离。
9）敷设水平PE管过程中，对管道应采取保护措施，防止块石等重物撞击管身。
10）水平地埋管回填前应进行水压试验。
试验要求和步骤见“地埋管系统试验”。
11）当室外环境温度低于0℃时，不允许进行地埋管系统的施工。
12）水平地埋管底部回填料须颗粒细小、松散、均匀且不应含石块和土块；
13）水平地埋管沟槽回填压实须逐层进行，且不得损伤管道。
回填压实过程应均匀，回填土应与管道接触紧密。
14）地埋管系统施工时，地沟或竖孔应避免雨水和施工用水浸入。
15）地埋管换热器安装完成后应对系统进行保压，应以地埋管系统顶点压力（0.2MPa）为保压值。
5.2.7、水平地埋管沟槽回填
（1）水平地埋管施工完毕并经水压试验检验合格，确认地埋管无渗漏后，方可回填沟槽。
回填时应将回填材料轻推入沟，管底以上500mm内用人工分层夯实回填，管道安装前先用100mm厚细砂填实管底，沟底以上不小于300mm高的范围用细砂覆盖回填，形成软基层;
细砂层以上全部采用级配砂石回填，管道两侧须同时回填，回填至管顶0.5m处，采用机械回填，用平板振动器逐层碾压平实。
机械回填时应在地埋管道内充满水的情况下进行，机械不得在管道上方行驶。
（2）同一沟槽中有双排或多排管道但基础底面的高程不同时，应先回填基础较低的沟槽;
当回填至较高基础底面高程后，再按上条规定回填;
分段回填压实时，相邻段的接茬应呈阶梯形，且不得漏夯;
采用平板振动器夯实，重叠度不得小于200mm。
5.2.8、室外地埋管系统压力试验
5.2.8、1、专用设备及工具
（1）试压泵：
为PE管专用试验加压泵，加压能力为0～1Mpa。
（2）压力表及配件（每班组一套），压力量程为0～1.0Mpa。
5.2.8、2、地埋管试验标准
本工程地埋管水系统设计规定试验压力为0.8Mpa。
水压试验应在系统冲洗之后进行。
地埋管水系统的试验应严格按照《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2009的规定执行。
5.2.8、3、垂直埋管第一次试验垂直地埋管插入钻孔前，应做第一次水压试验。
垂直地埋管试验与冲洗按以下步骤进行：
（1）将试压管段接通水源，先由一端进水，利用给水管道的水压力（约0.2～0.4Mpa）由另一端将水排出，排水是否通畅，观察无堵塞现象，水质透明。
持续冲洗约1min。
（2）将试压管段封堵，缓慢注水，同时将管内空气排尽。
（3）管道充满水后，应进行密封检查。
（4）对管道开始缓慢升压。
（5）升压至0.8Mpa后，停止加压，期间如有压力下降可注水补压，补压不得高于0.8Mpa。
（6）稳压15min，压力降不应大于3％，且无泄露现象。
（7）将其密封后，在有压状态下插入钻孔，完成灌浆之后继续保压1h。
5.2.8、4、地埋管系统第二次试验垂直和水平埋管系统与环路集管装配完成后，回填前应进行第二次水压试验。
试验按以下步骤进行：
（1）向系统缓慢注水，同时将系统内空气排尽。
（2）系统充满水后，应进行水密封检查。
（3）对系统开始缓慢升压.
（4）升压至规定的试验压力后，停止加压。
期间如有压力下降可注水补压，补压不得高于试验压力。
说明：
此时的试验压力应以垂直埋管底部的压力（0.8Mpa）为准，系统顶部的试验压力值应为0.6Mpa。
（5）稳定至少30min，稳压后压力降不应大于3％，且无泄漏现象。
5.2.8、5、地埋管系统第三次试验环路集管与机房分集水器连接完成，回填前进行第三次水压试验。
5.2.9、制作竣工图、影像资料存档：
要将每个井孔的准确位置及下管深度，在竣工图中明确表现出来，而后提交甲方、监理，并要求他们确认后资料存档。
对于施工过程中采集的影像资料也要留有备份，以便同类工程学习、借鉴。
6、材料与设备
本工法无需特别说明的材料，采用的机具设备见下表
机具设备表
序号
设备名称
设备型号
单位
数量
用途
1
钻机
折叠式200#钻机
台
钻孔
2
热熔焊机
根据现场情况确定
焊接
3
电熔焊机
4
钻杆
米
根据井深确定
接钻头，钻孔
5
钻头
根据井孔直径确定
个
旋转钻孔
6
乙炔，氧气瓶
根据现场确定
套
切割，焊接
7
泥浆泵
循环泥浆
8
挖掘机
挖沟、回填土
9
TBW850/50
抽泥浆
7、质量控制
7.1、工程质量控制标准
工程施工质量执行《地源热泵系统工程规范》GB50366-2009。
特殊环境施工的还必须符合相应施工标准、规范。
7.2、质量保证措施
地埋管管材及连接质量要严格执行规范标准。
井孔质量严格执行设计标准及规范要求。
回填料及回填质量要符合设计要求，严格控制施工质量。
系统压力试验及冲洗标准要符合设计要求。
工程结束后根据验收标准做好自检自查工作及资料整理，确保工程质量。
8、安全措施
8.1认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，根据国家有关规定、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。
8.2施工现场按符合防火、防风、防雷、防洪、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善布置各种安全标识。
8.3各类房屋、库房、料场等的消防安全距离做到符合公安部门的规定，室内不堆放易燃品；
严格做到不在木工加工场、料库等处吸烟；
随时清除现场的易燃杂物；
不在有火种的场所或其近旁堆放生产物资。
8.4氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，严格保证氧气瓶不沾染油脂、乙炔发生器有防止回火的安全装置。
8.5施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规范规定执行。
8.6电缆线路应采用“三相五线”接线方式，电气设备和电气线路必须绝缘良好，场内架设的电力线路其悬挂高度和线间距除按安全规定要求进行外，将其布置在专用电杆上。
8.7施工现场使用的手持照明灯使用36V的安全电压。
8.8室内配电柜、配电箱前要有绝缘垫，并安装漏电保护装置。
8.9对将要较长时间停工的开挖作业面，不论地层好坏均应作网喷混凝土封闭。
8.10建
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