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1、附件一：省级工法申报材料地源热泵地埋管工程施工工法（中交一航局第二工程有限公司）一、 前言 随着社会的日益发展与进步，人类对生活的品质与追求也逐步上升，随之而来的与生活息息相关的低碳、节能、环保规定也逐步在人类心中生根发芽，人们逐渐希望能用最节约的方式获得最大的能量资源，而地源热泵就是在科技发展的今天逐步浮现出来的一种与人类生活密不可分的高效节能环保的空调系统。地源热泵是一种运用地下浅层地热资源（也称地能，涉及地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位与向高温位的互相转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源
2、，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供应室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地下去，且能常年保证地下温度的均衡。地源热泵空调地埋管系统施工技术环保、简朴、高效且合用范围较为广泛，而由我公司承建的冠捷（青岛）工厂新建工程就采用了此工法，故将这一施工工艺整理成工法,以供此后同类工程借鉴使用。二 、工法特点及原理1、工法特点1.1地源热泵系统能充足运用蕴藏于土壤的巨大能量，循环再生，实现对建筑物的供暖和制冷。因而运营费用较低。 1.2地源热泵系统运动部件要比常规系统少，因而减少维护，系统安装在室内，不暴露在风雨中，也可免遭损坏，更加可靠，延长寿命。 1.3地源热泵的管材采用PE管
3、材，连接技术成熟，简朴高效；1.4设计简朴灵活，安装快速。 1.5通过地热能提供24小时生活热水。1.6地埋管系统成孔过程中，需要人力物力较少，快速高效。1.7施工噪声较小，运营节能环保，能满足城市施工的高环保规定。2、工法原理2.1系统组成地源热泵系统是由下列部分所组成：模块式地源热泵机组、循环水泵、水管环路、水系统控制箱和室内温控器等。地源热泵机组采用标准构件,需要时各部件的修配和更换很方便。由于设计简朴，并不需要高技术的操作工程人员的服务。唯一需要经常保养的是空气过滤网和凝结水盘的清洁。系统设计简朴，灵活、安装快速。机组己在工厂组装好并自带温度控制装置，现场工作只是少量低压风管、电气连接
4、装置和不需要保温的水管的连接。管道可采用钢管、铜管或塑料管。维修方便快捷，机组结构坚固，寿命长期。热泵机组的功率系数(COP)可达成5.0以上，即1千瓦电输入，有5千瓦多冷量输出的高效率。2.2系统原理地源热泵系统是一种由双管路水系统连接起建筑物中的所有地源热泵机组而构成的封闭环路的中央空调系统。在冬季，地源热泵系统通过埋在地下的封闭管道（称为环路）从大地收集自然界的热量，而后由环路中的循环水把热量带到室内。再由装在室内的地源热泵系统驱动的压缩机和热互换器把大地的能量集中，并以较高的温度释放到室内。在夏季，此运营程序则相反，地源热泵系统将从室内抽出的多余热量排入环路而为大地所吸取，使房屋得到供
5、冷。尤如电冰箱那样，从冰箱内部抽出热量并将它排出箱外使箱内保持低温。 三 、合用范围 地源热泵地埋管工程施工工法可广泛合用于工业与民用建筑，如新建厂房、办公楼、宾馆、医院、饭店、商店、超市、学校、别墅、民用住宅、会所等。四 、施工流程及操作要点1、施工流程地埋管换热器安装重要涉及钻孔、试压、下管、回填等工序，重要施工工艺流程如下：施工准备放线竖立钻机接水、电施钻通孔换热管试压保压下换热管回填2、操作要点2.1放线：参照现场建筑基准点和已有建筑物进行放线，按照施工图纸标定换热孔的位置，并根据现场基础桩基位置对钻孔进行适当调整，在每口井位置钉40*40mm木桩，以保证打孔位置准确。2.2竖立钻机2
6、.2.1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；2.2.2底盘定位后，安装塔架竖杆，运用铅锤和直尺测量塔架的垂直度，保证塔架竖杆垂直；2.2.3安装钻机头、钻机提高装置和钻头充水（泥浆）等附属装置；2.2.4按规定挖好沉淀池及泥水沟，并使其畅通。2.2.5对钻机及附属装置接电、接水管，对每台设备进行点试，拟定转向。2.3钻孔2.3.1开钻前须拟定转向无误，并重新校核塔架底盘，竖杆的水平和垂直度；2.3.2施钻过程中应按5米/小时的速度为宜，密切注意钻机及附属设备的运营情况，发现异常应及时解决，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
7、变化，做好记录；2.3.3施钻过程中钻机长和操作手应定期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；2.3.4当孔钻到规定深度后，应对孔反复进行通孔，为下换热管发明顺利条件。2.4下换热管2.4.1试压：下换热管之前按设计规定进行水压实验。在实验压力下，稳压至少15min，稳压后压力降不应大于3%，且无泄漏现象。将其密封保持有压状态，准备下管。2.4.2下管（1）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，分离定位管卡的间距为3米（如图所示）；（2）下管采用下管机下管，速度要均匀，防止下管过程中损
8、坏管道，假如遇有障碍和不顺畅现象，应及时查明因素，待做好解决后才干继续下管，最后地面上要保存2m左右的换热管，将换热管进行固定，防止下滑到井内，导致管道无法使用，甚至废井；4.2.3换热管道到位后，提起下管钻杆，提杆过程中应防止换热器上浮，如发现上浮立即采用措施，保证管下到位。2.5回填2.5.1回填方式：采用从地下反浆回填的方法灌回填料。回填泵采用高压力的柱活塞泵，由孔底部位注入填料向上反填，逐步排除空气，保证无回填空隙，保证了传热效果。（下图为反浆回填示意图）2.5.2专用回填料：回填材料的导热能力对地下管路的换热能力有着重要的影响，回填料在施工完毕后与地下换热器接触最紧密，回填料的配比与
9、选择，决定了其传热性能，传热特性直接影响换热效果。除考虑传热外，还要考虑其凝固强度等级，因地质结构不同、膨胀能力不同，产生的挤压力也差别很大。选择合适的回填料还可以防止挤压破坏地下换热管。因此，依据地质报告，配比选择回填料，也是保证土壤热泵成功应用的重要一环。2.5.3采用进口专用回填设备：回填料灌料时，规定高压回填。若人工回填，压力不够空隙较多，严重影响传热效果，无法达成设计参数，系统供冷、供热均无法实现。2.5.4回填完后将留在地面的管道管口进行封堵保护并进行标记，防止后续施工导致损坏。2.6水平环路集管施工2.6.1 材料检查和储存：管件和管材的内外壁应平整、光滑，无气泡、裂口、裂纹、脱
10、皮和明显痕纹、凹陷；管件和管材颜色应一致，无色泽不均匀；装卸运送和搬运时应小心轻放，不能受到剧烈碰撞和锋利物体冲击，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。2.6.2 连接方式：管径D63以下（不含D63）的管材采用电熔连接，管径D63（含D63）以上的管材采用热熔连接。2.6.3 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后进行管沟开挖，水平管沟开挖深度2.00m，水平管中心相对室外标高-1.80m。在含水地层或软土、不稳定地层内开槽时，要进行施工排水、设立沟槽支撑或采用地基解决等措施。开挖
11、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回填密实。槽底有弧石等坚硬物体时，要在清除后用细沙回填进行解决；2.6.4 按图纸规定将各分区内的U形管连接成系统，并分别引至机房主机安装位置。施工时水平管下垫沙层150mm，管道热熔或电熔连接时必须按照厂家施工技术规范标准进行；2.6.5 竖直地埋管换热器与集管装配完毕后，回填前应进行第二次水压试验。在实验压力下，稳压至少30min，稳压后压力降不应大于3%，且无泄露现象。试压合格后继续将系统密封、保压；2.6.6 水平管道回填：一方面调整水平管的间距、平整度。施工时水平管下垫沙层150mm，连接完毕后管上回填250mm厚沙层
12、，淋湿夯实，再上部用原土回填并进行夯实。2.6.7 总管的连接及试压：各分区管道连接并试压完毕后，将各分区分集水器连接到总分集水器。水平管沟回填前，进行的三次水压试压，实验压力0.8MPa，在实验压力下，稳压至少2小时，且无泄漏现象。然后进行回填，回填方式同各分区水平管道。2.6.8 地下换热器系统冲洗、试压及其他（1）总分集水器管道连接到热泵机房，所有管道系统连接安装完毕后，进行系统注水冲洗、排气，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。（2）系统管道所有安装完毕，且冲洗、排气及回填完毕后，进行第四次水压实验，试压压力0.1M
13、Pa，在实验压力下稳压12小时，稳压后压力降不应小于3。（3）在管道系统最高点处加自动放气阀，最低点处加手动排水阀。五、施工机械现代化空调安装中，从制作、安装到调试已基本采用机械化生产，根据工程需要配备足够的施工机械、工具、测量器具和通讯工具是提高施工效率，保证工程质量和安全生产的重要保证。重要施工机械设备表序号机械或设备名称型号规格数量重要目的、用途1钻井机TSPJ10018地下换热器钻孔2电焊机BX3-400-13管道焊接3电焊机BX3-300-13管道焊接4手提式电焊机BX2-1001管道焊接5热熔焊机RJQ-1103管道热熔连接6电熔焊机BX1-1003PE管焊接7电动套丝机Z1T-N
14、1002镀锌钢管套丝8电动试压泵4D-SY200/32系统试压9砂轮切割机J3G400A-32型材切割10台式钻床ST-16E2钻 孔11自动坡口加工机CGD325A2管道坡口12挖掘机PC2202水平敷设开挖六、劳动力组织1 钻井机操作人员72人。2 电焊工13人。3 机械操作工14人。4 挖掘机司机2人。5 普工15人。6 维修工2人。7 安全员1人。七、质量控制1、管材、管件应符合国家现行标准的规定。2、埋地管道应采用热熔或电熔连接。埋地聚乙烯管道连接应符合国家现行标准埋地聚乙烯给水管道工程技术规程的有关规定。钻孔、水平埋管的位置和深度、地埋管的直径、璧厚及长度均应符合设计规定。3、回填
15、料及其配比 应符合设计规定。4、水压实验应合格。4.1水压实验应符合下列规定： 实验压力：当工作压力小于或等于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0.5 MPa。4.2水压实验环节4.2.1竖直地埋管换热器插入钻孔前应作第一次水压实验，在实验压力下，稳压至少15min，稳压后压力降不应大于3%，且无泄漏现象；将其密封后，在有压状态下插入钻孔，完毕灌浆后保压1h。水平地埋管换热器放入沟槽前应作第一次水压实验，在实验压力下，稳压至少30min，稳压后压力降不应大于3%，且无泄漏现象。4.2.2竖直或水平地埋管换热器与环路集管装配完毕后，回填前应进行第二次水压实验。在实验压力下稳压至少30min,稳压后压力降不应大于3%，且无泄漏现象。4.2.3环路集管与机房分集水器连接完毕后，回填前应进行第三次水压实验。在实验压力下稳压至少2h，且无泄漏现象。4
