地源热泵.docx

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地源热泵

山东大学青岛校区地源热泵

施

工

方

案

编制人：

审核人：

审定人：

江苏帝邦建设工程有限公司

2015年11月27日

目录

1、工程概况1

2、编制依据1

3、施工部署1

3.1组织机构1

3.2各岗位职能分工表2

3.3施工进度及安排2

4、施工准备3

4.1技术培训3

4.2劳动力配备3

4.3机械设备配备3

4.4材料准备3

4.5施工防护4

5、施工方法4

5.5井管放置7

5.6保护管路7

5.7灌浆回填7

5.8环路集管的连接8

5.9回填9

5.10聚乙烯管和钢管的连接9

6、质量保证措施10

6.1质量管理制度10

7、成品保护11

7.1成品保护的组织管理11

7.2成品保护技术措施11

8、安全文明施工管理12

1、工程概况

本工程为山东大学青岛校区图书馆热泵系统地埋管换热器工程。

图书馆供热面积5.2万平方米，功能间约4.6万平方米，公共空间约为0.6万平方米。

夏季制冷负荷约为7100Kw全部由土壤源热泵提供，冬季功能间和公共空间采暖负荷分别由地源热泵和锅炉房提供，负荷分别为5000Kw和330Kw。

图书馆高度为50米。

动力中心位于图书馆东北角地下车库内，室内地平绝对标高为+0.2米（国家1985高程），供热区域内地势平坦。

打井位置位于图书馆西侧，共打井数量为1375口，钻孔深度80m，垂直埋管采用双管U型管，钻孔直径为150mm，钻孔间距为5m，采用DN25的PE管，横连管埋深为-1.5米。

2、编制依据

2.1济南市市政工程设计研究院设计图纸

2.2地源热泵系统工程技术规范GB50366-2005）

2.3通风与空调工程施工质量验收规范GB50243-2002

2.4建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB50242-2002

3、施工部署

3.1组织机构

因地源热泵工程牵涉到钻井、管道连接及管道试验、土方等工作内容，因此计划土壤源热泵的具体施工由土建部门及安装部门共同进行管理，管理组织机构如下所示

项目经理

质检员

安全员

施工员

物资部

技术员

班组长

3.2各岗位职能分工表

序号

职务

姓名

工作职能范围

1

项目负责人

负责协调热源地泵工程的指挥和协调

2

地源热泵技术员

负责地源热泵专业施工和协调

3

暖通技术员

负责地源热泵专业技术工作

4

质检员

负责地源热泵系统的质检工作

5

安全员

负责现场安全施工工作

6

施工员

负责施工队现场工作

7

班组长

施工现场主管

3.3施工进度及安排

根据此工地的地质以及其特殊情况，现对地源热泵的施工做如下计划：

一、钻井工期安排X月XX日设备进场，X月XX日至XX月XX日完成1375个井口任务。

二、管道沟开挖及横联管的连接XX月XX日至XX月XX日。

三、分集水器管井开挖及连接XX月XX至XX月XX日。

四、系统保压及回填XX月XX日至XX月XX日。

4、施工准备

4.1技术培训

所有施工人员均应经过相应培训。

从事地源热泵工程的电工、电焊工、气焊工等应持有安全操作证，电焊工应进行相应材料、项目的培训，并持有焊工合格证。

对钻井、灌浆、管道熔接等施工程序应进行统一技术及施工操作培训。

4.2劳动力配备

劳动力按工程需要分批组织进场。

根据现场施工情况，劳动力在先期具备施工条件的情况下马上进入正常施工期，应配备管道工、钻井工、电工、焊工等专业劳动力，在埋地管系统完成后，系统施工处于对已完工作的维护和对未施工工作的准备阶段，此时劳动力会减少，当地下结构具备安装条件后逐渐进入架空管道的安装。

4.3机械设备配备

为进行土壤源热泵的系统安装，应为工程施工配备齐全的施工机械和设备，主要机械设备包括钻机，前期进场4台钻机，根据初始钻井状况，在保证施工进度的前提下，再统一增配钻机、热熔机、泥浆泵，并库存金刚石钻头、合金钻头等常用易耗品，随工程进度进行增减。

4.4材料准备

埋地管采用HDPE管材PE100系列，井管承压1.6MPa，主管道承压0.8MPa，井管采用双U形式De25管材，末端选用成品U头，避免现场焊接造成缩孔，增大阻力。

4.5施工防护

地埋管系统施工前应了解埋管场地内已有及需要敷设的地下管线，其它地下构筑物的功能及其准确位置，并进行地面清理工作。

地埋管施工时，应避开并严禁损坏其它地下管线及构筑物，施工安装完后，应在埋管区域做出标志或表明管线的定位带。

5、施工方法

5.1埋地管施工工艺

放置井管

打井

确定井位

测量放线

井管连接

井管保压

管道保护

灌浆回填

开挖横沟、布置横管

封口

管道冲洗

水平管连接保压

5.2钻井

5.2.1钻井工艺流程

钻机就位

井位复合

放线定位

平整场地

成井

验井

校正钻机

井口保护

→

移开钻机

5.2.2成井施工

本工程采用竖直钻孔埋管方式，钻孔直径150mm。

先对施工场地进行彻底的清淤工作，将现场清理干净，然后用挖掘机、铲车等平整场地并夯实。

钻孔前应根据室外地埋管总平面图做好测量放线及管孔定位工作，垂直钻孔深度应达到设计深度。

井口复核定位后，钻机就位，并核正钻机，同时配制好泥浆，施工期间机长要根据地质情况的变化合理安排进尺深度，不可操之过快，一味追求进度，使竖井没有完全打透，造成下管时的困难，施工时每根钻杆应反复几次上下拉动，使孔完全打透。

当钻到沙层时需及时造浆进行护壁，以免发生塌孔，造成埋钻。

遇到石层时应及时更换合金钻头，缓慢下压钻机进尺施工，避免卡钻，造成损失。

5.3管道连接工艺

本工程埋地敷设的集合管及井内的双U管换热器采用HDPE管道，热熔连接。

De75及以下管道采用承插热熔，De75及以上管道采用对接热熔。

热熔承插连接时，管道端口应倒角，擦净连接面，在插口端划标线，用加热工具同时对管材、管件的连接面加热。

加热完毕后，立即退出加热工具，用均匀外力将插口伸入承口达标线的深度，在承口端部形成均匀凸缘。

施工中主要采用目测方法来检测熔接质量。

目测即为用眼观测，翻边应是实心和圆滑的，根部较宽，若根部较窄且有卷曲现象的中部翻边，可能是由于压力过大或吸热时间过短造成的。

对接热熔时将需对接的部分固定住，铣平管材端面，将管材端面对齐，熔融对接面，将两个熔融对接面对接，并保持恒定的对接压力，在力的作用下熔融端面完成对接后不能移动，直到充分冷却产生不能分开的力。

5.4.U型管现场组装

地源热泵地下管路系统的制作，是一个精密过程，在制作工艺上有着严格的要求，要把握好每一个制作环节，要保证制作质量，做到有一定的把握性，保证不能有丝毫的差错。

地埋管立管因为过长供应商须采用整盘供货，开箱伸直放开之后首先要检查管路是否有碰伤和压瘪的地方。

5.4.1埋管立管与U型弯的熔接

地埋管U弯是地埋管部分非常关键的部分，为了保证工程质量，对于本工程采用工厂预制好的专门为地源热泵地埋系统设计并订制的U型弯。

施工现场只需将立管与U型弯直接连接即可。

（也可采用预制好的带U型弯管段）

管子和管件熔接的时候时间过长的话，会造成管子的外壁和内壁全部变软，当管子和管件熔接时，可能会因用力过猛而造成管子内部卷边，缩小了管子的口径，影响了水的流量，即影响制冷量，所以热熔焊接一定要把握好时间和温度。

熔接的质量直接影着响系统的稳定性。

5.4.2管的地面保压

立管地面保压的意义就是检测熔接好的U型弯是否泄漏，检测产品的质量和管路对压力的承受力。

保证每一组管路不能有泄漏，做到万无一失。

立管地面保压具体操作注意的几个方面:

a、试验压力当工作压力小于等于1.0MPa时，应为工作压力的1.5倍，且不应小于0.6MPa当工作压力大于1.0MPa时，应为工作压力加0.5Mpa。

b、在管路的一端热熔上一只钢塑转换接头，为了加快注水速度，先在两端端口敞开的情况下注水，基本注满水后，然后把另一端采用热熔的方法用端堵把其密封好，再用打压泵打压到试验压力

c、在该实验压力下，稳压至少15min,稳压后压力降不应大于3%，且无泄露现象。

5.5井管放置

把立埋管路在充水状态下插入到井中，因为水增加了管子的重量，下管时增加下坠力，以抵消一部分浮力，还可以防止管道变形，因为钻孔内一般情况下充满了泥浆。

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塌陷，导致下管困难。

下管是将U型管和钻杆一起插入孔中，直至孔底。

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。

U型管的长度应比孔深略长，使得其能够露出地面。

5.6保护管路

当每一个井打好一组管路放入井中之后，剪去多余的一部分，地面留下五十公分左右，开口进行封堵，以保护管路系统，避免泥浆石块和其它异物进入系统，造成系统堵塞影响水流量。

5.7灌浆回填

下管完毕后进行灌浆回填,，自下而上原浆回灌，逐部完成。

5.8环路集管的连接

5.8.1横沟的开挖

因工程量较大，考虑用挖掘机来操作，用挖掘机主要怕工作时挖伤挖断地下立管，造成意外的不良后果，所以说工作时一定要注意，避免挖机碰到管路。

横沟的开挖深度根据埋地横管设计深度确定，水平管道埋深设计标高为-2米。

5.8.2环路集管连接

将U型管与水平管的连接称为环路集管连接。

管道沟挖好后，沟底应夯实，横联管沟施工前,下部需铺填500mm老土。

集管连接管在地上连接成若干个管段，再放置于沟内与U型管相连，从而构成完整的闭式环路。

连接横埋管有一定的难度，在沟里边有水和泥巴，而且在一个窄小的范围之内有一定的局限性，它不像在地面操作那么简单，给热熔增加了难度，热熔连接之前，注意擦干和擦净管路上的水和泥巴，因为水和泥巴同样会影响熔接质量，所以说熔接的时候一定要注意，否则可能会造成系统泄漏。

横沟里的泥巴和石头块时刻提防不能误入管路，避免造成堵塞，影响水流量。

每一组横埋管路做好以后，分清总管的进出水口，把总管对准相应的预留洞口，做好固定，在总管路上标示出进出水方向，以方便以后辨认，避免以后造成系统的混乱和错误的发生。

5.8.3系统的保压

与立管地面保压一样把专用的钢塑转换接头熔接在进水管路端口，先让横埋管另一端敞开，等水基本注满后，然后采用热熔的方法用端堵把其密封好，再用打压泵打压到试验压力，当压力达到停下来以后，应对系统进行压力检测，检查是否有泄漏的地方，检查时要严格认真，所有熔接过的每一个接头都不能放过，不明显的地方要用手抚摸每一个熔接过的管件。

看有没有水流出。

全部检查完毕没有问题以后，稳压至少30min,稳压后压力降不应大于3%，且无泄露方为合格。

打压试验记录完全合格后方可回填，打压实验记录及检验批应及

时向总包单位及监理工程师上报。

5.9回填

根据规范要求，环路集管与机房分集水器连接完成后，进行第三次水压试验方可回填。

但由于站台施工场地限制，不具备连接条件，因此，根据本工程实际情况，在埋地管安装完毕，压力试验合格后可进行回填。

用挖掘机回填土方的时候，要注意不可把大的土块和石头过高和过猛的方式扔到沟里，大的震动可能会给管路造成破坏，所以操作的时候应特别小心，用碎土和没有石块的土铺填沟的底部，用挖机轻轻的推入沟里。

5.10聚乙烯管和钢管的连接

聚乙烯管道在和钢管及阀门连接时采用钢塑过渡接头和钢塑法兰连接。

对于小直径的聚乙烯管，一般采用一体式钢塑过渡接头，对于大直径的聚乙烯管，一般采用钢塑法兰连接。

5.11环路集管连接完毕后，应进行第三次水压试验，在试验压力下稳压至少2H，无泄露现象。

地埋管换热系统全部安装完毕，且冲洗、排气及回填完成后，应进行第四次水压试验，试验压力下，稳压至少12小时，稳压后压力降不应大于3%。

5.12每次进行压力试验前应通知总包单位和监理工程师，无这些人员到场不得进行试验。

6、质量保证措施

6.1质量管理制度

6.1.1人员培训、教育制度

施工前，统一对施工队伍的操作人员进行现场技术交底，讲明施工工序以及需要注意的地方，并对施工队伍主要管理人员进行专业施工操作知识考核，提高人员整体素质。

6.1.2质量例会制度

项目部每天召开生产例会，参加人员为包括项目部主要技术、施工、安全、质量管理人员以及施工队伍负责人，会议内容除布置第二天的生产任务外，还要把质量讲评作为例会的重点，对每天工地质量动态作分析，指出施工中存在的质量问题以及解决问题和以后预防的措施。

6.1.3坚持样板制度

在初始施工时，将第一块施工区域的钻井、泥浆池设置、管道安装等工作项目作为样板，请监理共同验收，同时施工队伍在样板施工中也接受了技术标准、质量标准的培训，做到统一操作程序，统一施工做法，统一质量标准。

6.1.4施工转续单制度

坚持执行施工转续单制度，在钻井完毕开始井管下管，以及井管施工完毕开始灌浆回填，均需执行施工内部转续单制度，避免工序交接不明，出现质量问题。

7、成品保护

7.1成品保护的组织管理

1.因为站台土壤源热泵的施工与站台施工、屋面施工等均有交叉作业，土壤源热泵系统的成品保护就显得尤为重要，土建部、安装部、质量部联合做好成品保护工作，加强成品保护教育。

2.各施工管理人员，在每日检查过程中，将成品的监护当作一项重要的工作。

3.加强对职工的质量和成品的保护教育，树立工人的保护意识，使其在操作和搬运、行走过程中相互监督、自觉维护。

4.建立奖罚制度，对成品保护不力的单位和个人，以及因粗心、漠视或故意破坏他人成品的单位和个人，区分不同情况和损失，予以不同程度的处罚。

5.加工定货，要求厂家必须有可靠的包装保护措施。

坚持进场原材料设备报验制度，杜绝不合格材料，产品用于施工。

7.2成品保护技术措施

1.对施工完成或施工中断的管道及时进行封堵，防止建筑垃圾、异物进入管道，造成堵塞。

2.对到达施工现场而暂时不用的材料和设备，应采取防雨、防砸、放损伤的保护措施，采用钢架保护、彩条布覆盖、人员巡查等方法进行保护。

3.地埋管立管因为过长供应商须采用整盘供货，开箱伸直放开之后首先要检查管路是否有碰伤和压瘪的地方。

4.井管部分施工完毕，开始进行土方二次开挖换填时，各种机械进出场地需要特别注意避免碰撞碾压井管，井管会有约50cm长管头伸出地面。

5.用挖掘机回填土方的时候，要注意不可把大的土块和石头过高和过猛的方式扔到沟里，大的震动可能会给管路造成破坏，所以操作的时候应特别小心，用碎土和没有石块的土铺填沟的底部，用挖机轻轻的推入沟里。

8、安全文明施工管理

8.1施工人员进场必须做安全培训教育，并进行安全知识答卷，答卷合格方可上岗。

8.2施工人员进入工地必须戴好安全帽、系好下额带。

8.3钻机设备要有漏电保护器，配电箱应有公共接地线，配电箱严禁非电工操作。

特种作业需持证上岗。

8.4施工现场不许吸烟、随地大小便，不许打架闹事、赌博、偷窃。

8.5钻机钻进中，不得反转电动机或回转减速器，避免钻杆脱扣。

8.6加接钻杆前，应将钻杆中心孔吹洗干净，避免污物进入冲击器。

不符合规格或磨损严重的钻杆不得使用，已断在孔内的钻杆，应采用专用工具取出。

8.7钻头磨钝应立即更换，换上的钻头的直径不得大于原钻头的直径。

8.8发生卡钻时，应立即减小轴推力，加强回转和冲洗，使之逐步趋于正常。

如严重卡钻，必须立即停机，用工具外加扭力和拉力，使钻具回转松动，然后边送风边提钻，直至恢复正常。

8.9作业中，应随时检查运动件的润滑情况，不得缺油。

8.10钻机位移时，应调整好滑架和钻臂，保持机体平衡。

8.11管道试压时在管道的末端如设有堵板或丝堵时严禁在对面站人。

以防跑水伤人，在试验压力下不许紧固螺栓或锁紧螺母。

8.12同时施工中要注意保护站台墙体清洁度，施工作业面内，在站台墙体2侧覆盖1层彩条布，防止泥浆溅到墙体上造成污染。

8.13泥浆池制作时，底部要回填500mm厚三七灰土夯实，灰土上层铺1层塑料布，塑料布上层再铺1层较厚的防雨布，防止泥浆渗透站台下面，处理难度加大。

8.14泥浆池四周做好防护，并悬挂安全警示标识，防止安全事故发生。