大学体育馆地源热泵施工方案组织设计Word文档下载推荐.docx

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9.3垂直埋管第一次试验20

9.4地埋管系统第二次试验21

9.5地埋管系统第三次试验21

9.6地埋管系统第四次试验22

9.7地埋管系统试验注意事项22

10垂直竖井的灌浆回填24

11沟槽开挖26

12水平埋管施工30

13地埋管换热系统辅助装置的设置37

14水平地埋管沟槽回填38

15地埋管系统施工中的保护措施41

16地埋管换热系统的检验与验收42

17地温场以及空调系统远传监测系统技术方案42

18地源热泵长期运行冷或热堆积问题的预防控制方案43

二机房工艺工程施工方案44

1施工部署45

2施工工艺47

2.1施工工序48

2.2空调水管路施工措施工艺49

2.3设备安装施工措施及工艺61

2.4防腐保温工程79

2.5电气自控工程85

某大学体育馆项目地源热泵集中能源站工程

—机房工艺及室外地源热泵管网工程标段施工方案

本工程为某大学体育馆项目地源热泵集中能源站工程——机房工艺及室外地源热泵管网工程。

招标内容包括地源热泵机房工艺及冷却循环水工程、室外地源热泵管网工程。

建筑面积约为1600㎡，地上、地下一层，供能面积30000㎡。

一室外地源热泵管网工程施工方案

本工程共打孔368口（其中3口监测井），孔径200mm，孔深122m，下管深度120m，孔距5.0m，每个换热孔均为De32的双U布置。

1．地埋管系统施工程序

1.1工艺流程

1.2地埋管系统施工工序

（1）地埋管系统施工工序包括以下主要内容：

（2）场地开挖、平整、测量划线、管孔定位、木桩标记及编号；

（3）钻机进场落位安装、水源电源连接、挖泥浆沟、泥浆池、试钻与调整；

（4）开钻、钻孔测斜、钻孔记录、泥浆清运及场地清扫；

（5）PE管进场检验、冲洗与水压试验、检验与实验记录、垂直PE管管组编号与标识；

（6）泥浆泵进场、灌浆填料进场、确定灌浆填料试块的配比回填，及时回填到位，不得有空穴。

（6）垂直PE管设置管卡，间距2.5～3m，人工配合机械下管、PE管保压至灌浆后1h。

（7）从钻孔底部开始由下至上注浆、封孔、管组做同、异程标识、管口可靠封堵。

（8）全部（或分区域）钻孔完毕后场地平整、水平管沟测量划线、沟槽机械或人工开挖，沟槽底部敷设砂垫层。

2.地埋管系统施工特点

2.1整个地埋管系统属于永久性的隐蔽工程，每个环节，每道工序都必须严把质量关。

地埋管的施工应做到每道工序必须完成到位，每个钻孔必须建立完整和真实的（包括钻孔、垂直PE管试验、下管、回灌等工序）施工记录档案。

2.2工序作业的紧密性

地埋管系统施工程序主要由钻孔、垂直PE管连接与实验、下管、灌浆、水平沟槽开挖、水平PE管敷设以及与垂直PE管连接及试验、沟槽回填、地埋管系统试验、地源热泵系统试运行等工序组成。

上一道工序完成后，才能进行下一道工序。

2.3地埋管材采用聚乙烯（PE）管，不得在阳光下暴晒。

搬运和运输时应轻拿轻放，应采用柔韧性好的吊带进行装卸，不应抛摔和沿地拖

拽。

同时，聚乙烯（PE）管与钢管材料不同，管材本身具有受压发生蠕变和应力松弛的特性。

3.地埋管系统主要施工参数

（1）地埋管换热器采用垂直钻孔埋管方式，垂直埋管群井布置于室外绿化带或道路下。

（2）设计埋管深度为地面下122m，试验钻孔确定深度，钻孔间距为5.0m×

5.0m，总钻井数为368个（不含监测井），孔径为Φ200MM。

（3）垂直埋管换热器埋管材料采用高密度聚乙烯管SDR11（Pa1.6MPa），室外水平埋管设计采用Pa1.0MPa，室外水平环路集管采用直埋敷设，水平干管坡度为0.2％。

（4）地埋管换热器回填材料采用含10％膨胀土和90％细砂的混合料回填。

4.地埋管管材选型

4.1PE管材及管件的要求

（1）地埋管应采用化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、流动阻力小、热膨胀系数合理的塑料管及管件型号，本项目设计选用高密度聚乙烯PE（1.6MPa）管。

（2）垂直埋管质量应符合国家规范规定的各项指标，管材公称压力不得小于1.6Mpa，工作温度应在-20℃～50℃范围内。

（3）地埋管材料应按设计要求长度成捆和盘卷供应，中间不得有机械接口及金属接头。

4.2地埋管材料

（1）埋地聚乙烯PE管采用的管材、管件应分别符合现行国家标准《给水用聚乙烯（PE）管材》GB∕T13663、《给水用聚乙烯（PE）管件》GB∕T13663.2的规定。

（2）PE管材、管件及附件的验收应重点检查下列项目：

①出厂合格证；

②检测报告；

③使用的聚乙烯原料级别（HDPE80、HDPE100）和牌号；

④外观；

⑤长度；

⑥颜色；

⑦不圆度；

⑧外径及壁厚；

⑨生产日期。

（3）热熔和电熔管件宜采用与管材同一级别的聚乙烯树脂加工成型，管件本体任何一点壁厚应大于管材壁厚。

热熔连接时Dn＞63采用对接管件，Dn≤63采用承插管件。

（4）管道与钢管连接时采用PE法兰与钢制法兰连接。

4.3管材及管件进场检验与管理

（1）地埋管及管件材质除应符合设计要求外，且管材、管件还应具有质量检验部门的产品质量检验报告和生产商的产品合格证。

（2）进入施工现场和投入使用的预制管和管件必须逐件进行外观检查，外观破损和不合格产品严禁使用。

管材运抵工地后，入库前应进行试压和检漏试验。

（3）管材、管件存放、搬运和运输时，应小心轻放，排列整齐，采用柔韧性好的吊带进行装卸，不得抛摔和沿地拖拽。

（4）管材堆放场地要平整，无突出尖棱物块，不适宜露天堆放。

室内存放时应保证通风良好，温度不宜大于40℃，必须远离热源，还

必须注意避免接触腐蚀性试剂和溶液。

（5）管材、管件在工地短期露天堆放时，应用彩条布覆盖，严禁长时间在太阳下暴晒，防止PE管发生热变形或老化。

（6）管材直管堆放高度应小于或等于1.50m。

管件应码放整齐，堆放高度不应超过2.0m。

堆放场地或库房应设灭火器和消防栓。

（7）垂直埋管的双U管组应按照设计埋管长度下材料采购计划由生产商定制。

根据钻孔深度的变化，埋管长度按实际长度定制成捆供应。

（8）下管前应对预制的双U垂直埋管进行水压试验和冲洗。

试验后的垂直埋管应充满水，排尽空气并保持静压。

其端口在试验过程中应及时密闭，防止杂物进入管内。

（9）冬季施工时，当气温较低时，应将试压后埋管管内的水及时放掉，避免管子冻裂。

（10）当室外温度低于0℃时，应避免地埋管的施工。

5场区开挖、测量放线及管孔定位

5.1地源热泵井区现在被原基坑开挖及场区平整所开挖土堆积，根据图纸设计要求地源热泵井标高为地面下2.00m，需要将场区开挖至设计标高。

在开挖前由建设单位、监理单位同施工单位共同确认现场土方开挖方量。

5.2土方开挖后进行场区平整至设计标高。

5.3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。

5.4参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。

5.5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设计院、监理工程师和业主同意批准。

5.6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。

6施工前注意事项

6.1地下埋管应文明施工，严禁损坏其他地下管线、电缆、地下构筑物。

开挖沟槽遇有管道、电缆、地下构筑物时，停止施工并采取保护措施，及时与有关部门联系协同处理。

6.2地埋管系统安装竣工后，应在总平面图上标示出其埋管区域并做出标志或表明管线的定位带，并以现场的两个永久目标进行定位。

6.3施工前，施工人员应了解建筑物的结构形式，根据埋管平面布置图确定钻孔的具体位置和系统各管道的标高。

确定现场的2～3个永久定位标志。

6.4了解埋管场地内已有地下管线、其他地下构筑物的功能及其准确位置，清理地面杂物和浮土，铲除地面杂草，平整地面。

6.5施工前还应进行下列准备工作：

（1）施工图纸及其它有关技术文件齐备。

（2）施工场地用水、用电和材料堆放地、仓库及其它临时设施等均能满足正常施工需要。

根据施工的需要在施工现场搭设遮阳蓬和加工场地。

（3）施工用材料已经过外观质量检查，管材、管件配套齐全，并经连接检查合格。

施工机具、施工力量能保证正常施工。

（4）施工人员已经过相关的安装技能培训、施工作业指导培训、技术与施工安全交底。

7钻井施工工艺

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。

7.1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。

7.2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。

（3）钻井操作要点

开钻时：

慢速启动，逐步加速，钻井时进尺应适当控制。

在护筒刃脚处，应低档慢速钻井，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。

钻至刃脚下1m后，可按土质以正常速度钻井。

如护筒土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中倒入粘土，再放下钻锥倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻井。

在1～3级泥土、壤土等覆盖层中钻井，由于泥浆粘性大，钻锥所受阻力也大，易糊钻。

应选用尖

底钻锥（三叶钻）、中等钻速、大泵量、稀泥浆钻井。

在1～5级松散层（砂土或

软土层）钻井时，易坍空孔。

应选用平底钻锥，控制井尺，轻压，低档慢速，大泵量，稠泥浆护壁。

7.3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轴线对现场布置线确定钻孔位置，确保钻孔点误差小于50mm，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）钻孔过程中安排专业质量检查员随时检查钻孔位置，确保管孔位置的正确性和钻孔的铅垂度，避免返工并作好检查记录工作。

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低于地面500mm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并作好。

隐蔽工程记录报项目经理验收。

7.4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，报项目经理批准，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，使用水平尺校正钻机。

（5）钻机应准确对位，对位误差小于5.0cm，由质检员复检后方能施工。

（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。

磨损超过5mm时及时补焊，确保钻头直径达到设计桩径要求。

（8）钻井过程中，每井尺2～3m，应检查钻孔直径和竖直度，检查工具可用圆钢筋笼（外径D等于设计桩径，高度3～5m）吊入孔内，使钢筋笼中心与钻孔中心重合，如上下各处均无挂阻，则说明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，垂直钻孔每钻进50m深时测斜应不少于1次。

当检测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。

8垂直埋管施工

8.1垂直地埋管试验与冲洗

（1）本工程地埋管水系统设计规定试验压力为1.60Mpa，不得以气压代替水压试验。

（2）垂直地埋管（双U）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，进行水冲洗和水压试验。

（3）完成垂直埋管灌浆之后继续保压1h。

（4）管道试验合格后保持压力，管端应密闭，防止杂物进入管内。

（5）压力试验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。

8.2垂直埋管下管方法

经验表明，垂直埋管注意：

其一，施钻完毕钻孔内有大量积水，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深度不一致影响U形管的安装。

垂直PE管埋管下管采取人工配合机械下管的方法，利用回转钻机钻杆顶进，克服水的浮力并加快下管的速度。

8.3下管注意事项

（1）钻孔完成孔壁固化应立即把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。

8.4下管施工技术

（1）垂直埋管采用机械下管的方法。

（2）当一个孔钻好且孔壁固化后，应立即下管。

因为钻好的孔搁置时间不宜过长，否则有可能出现管孔局部的堵塞，孔底泥浆沉淀导致下管的困难。

（3）下管速度要均匀，防止下管过程中损坏PE管，如果遇有障碍和不顺畅现象，暂停止下管，应及时查明原因，待查明原因并做好处理后才能继续下管。

（4）下管时必须有保证PE管不会扭曲、变形的措施。

（5）垂直U形管下到位后，应提起下管钻杆。

提杆过程中应防止U形管上浮，如发现上浮立即采取措施使其固定，确保下管到位。

（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。

8.5质量保证措施

（1）实行全过程施工管理，树立以预防为主，为下道工序服务的质量观念，在施工人员中树立质量第一，确保工程质量的责任和服务的

观念。

（2）严格按图施工，执行规范、标准和设计说明的规定，确保质量目标。

（3）认真执行四检制度：

自检、互检、专检、汇检。

（4）对主要工程尤其是地下隐蔽工程坚持专检制度，共同把好质量关。

（5）建立质量保证可追溯性，利用计算机管理，建立数据库和各控制点档案资料。

谁安装谁负责，质量终身制，并制定经济奖惩制度。

（6）及时整理施工记录，质检记录，隐蔽工程记录和实验记录，保证交工时资料完整，并达到档案管理要求，并归档保存。

（7）特殊工种施工人员必须持证上岗作业，或经过专业技能培训。

（8）严格执行本投标文件中各系统在施工及验收中应遵守国家、部颁的现行相关规程规范。

9地埋管系统实验

9.1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0～3Mpa。

（2）压力表及配件（每班组一套）精度1.5级，压力量程为0～3.0Mpa。

9.2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0.7Mpa。

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》GB50366-2005的规定执行。

9.3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，升压时间不应小于10min。

（5）升压至0.7Mpa后，停止加压，期间如有压力下降可注水补压，补压不得高于0.7Mpa。

（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。

9.4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，升压时间不应小于10min.

（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为准，系统顶部的试验压力值应为0.7Mpa。

（5）稳定至少30min，稳压后压力降不应大于3％，且无泄漏现象。

9.5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）在试验压力下，稳压至少2h，且无泄漏现象。

9.6地埋管系统第四次试验地埋管系统全部安装完毕后，且冲洗、排气及回填完成后，应进行第四次水压试验。

实验步骤如下：

此时的试验压力应以垂直埋管底部的压力，系统顶部的试验压力值应为0.7Mpa。

（5）在试验压力下，稳压至少12h，稳压后压力降不应大于3％。

9.7地埋管系统试验注意事项

（1）采用手动泵缓慢升压。

（2）升压过程中应随时观察与检查，不得有渗漏。

不得以气压代替水压试验。

（3）当系统实验过程中发现渗漏或停压后压力将大于3％时，应查清渗漏部位或分析渗漏原因，同时检查实验步骤是否规范、是否符合要求。

查明原因后，将系统压力将至大气压，经处理隐患后，再重新试验。

（4）系统试验时升压应缓慢进行，泄压时同样也应缓慢，不允许快速降压。

（5）系统实验全部完成后，方可拆除压力检验装置。

有条件可以保留以备随时检查。

（6）管道和系统分段试压合格后，可以对管道和系统进行冲洗。

冲洗水应清洁，冲洗流速应大于1.0m∕s，直到冲洗水的排放水与进水的浊度相一致为止。

冲洗完毕，再次向地埋管系统中充注水时应排净空气，并及时密封。

（7）每进行一次管道或系统试验后，应及时填写实验记录，由项目经理签字认可。

10垂直竖井的灌浆回填

10.1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）设计要求规定：

回填材料在灰岩层采用原土混合一定比例的砂水泥回填，在粘土层采用含6％膨胀土和90％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的用量，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）封孔材料采用膨润土、细砂或水泥的混合浆。

膨润土的为膨胀率5％，其所占封孔材料的比例宜为10％。

10.2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。

10.

3灌浆回填的保证措施

（1）在灌浆回填的过程中，随时监督检测灌浆的运行操作，保证灌浆以正确的比例被充分混合搅拌，并有足够的粘性通过泥浆泵将其注入竖井内。

（2）竖管需采用管卡或其他方式（间距2.5m～3m）将四支管分开固定，保证灌浆料能均匀围绕垂直PE管四周。

（3）如果钻孔区域在冻土层以下非常密实或坚硬的土壤或岩石时，应采用水泥基料灌浆。

（4