1、济宁任城科技中心工程 地源热泵地埋管施工方案1目 录一、编制依据 .1二、工程概况 .2三、地埋管系统施工工艺 .23.1 地埋管系统施工程序 .23.2 地埋管系统施工特点 .33.3 地埋管系统主要施工参数 .33.4 地埋管管材选型 .43.5 场区开挖、测量放线及管孔定位 .53.6 施工前注意事项 .63.7 钻井施工工艺 .63.8 垂直埋管施工 .93.9 地埋管系统实验 .103.10 垂直竖井的灌浆回填 .133.11 沟槽开挖 .143.12 水平埋管施工 .163.13 地埋管换热系统辅助装置的设置 .203.14 水平地埋管沟槽回填 .203.15 地埋管系统施工中的保
2、护措施 .223.16 地埋管换热系统的检验与验收 .23济宁任城科技中心工程 地源热泵地埋管施工方案1一、编制依据1、现有建筑、空调图纸及地源热泵深化图纸2、我国颁布的与建筑有关的各种法律、法 规3、我公司同类型工程施工管理经验4、本工程现场技术答疑会及答疑文件5、我国现行的各种规程、规范、标准图集及等同的国 际标准GB502432002 通风与空调工程施工质量验收 规范GB5023198 机械设备安装工程施工及验收 规范通用规范GB5027598 压缩机、 风机、泵安装工程施工及验收规范GBJ23682 现场设备、工 业管道焊接工程施工及 验收规范GB502422002 建筑给水排水及采暖
3、工程施工 质量验收规范91SB6 建筑 设备施工安装通用图集通 风与空调工程GB503002001 建筑工程施工质量验收统一 标准GB503662005 地源热泵系统工程技术规范 山东建筑大学地源热泵研究所提供的土壤导热系数测试报告二、工程概况济宁市任城科技中心工程分档案馆、展览馆、行政 审批中心三个部分，基 础采用桩基承台 基础梁 底板形式，上部为混凝土框架结构；基坑平面呈矩形，整个建筑南北长约 259.3m、东 西宽约为 66.35m，建筑 总 面积为 26695.9，三部分地上均为 4 层；展览馆、行政 审批中心局部地下一层，建筑面积为 3373.8；建筑物总高度为 23.98m。结合现
4、场条件利用绿化、道路和景观水池等场区，采用垂直地埋管的地源热泵技术为本工程各场馆提供冬季供暖、夏季制冷。济宁任城科技中心工程 地源热泵地埋管施工方案2三、地埋管系统施工工艺3.1 地埋管系统施工程序3.1.1 工艺流程施工准备- 场地开挖、 场地平整-管孔定位及编 号- 机械钻孔，垂直管连接，填料试块配比- 下管-垂直埋管第二次试验-垂直埋管灌浆-垂直埋管成品保护- 水平沟槽开挖- 沟槽砂垫层及支架-水平埋管敷设及与垂直埋管电熔连接- 水平与垂直埋管 试验- 水平沟槽回填及夯 实-各环路集管与分集水器连接及试验- 地埋管系 统试验及运行3.1.2 地埋管系统施工工序地埋管系统施工工序包括以下主
5、要内容：（1（ 场地开挖、平整、测量划线、管孔定位、木桩标记及编号；（2（ 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；（3（ 开钻、钻孔测斜、钻孔记录、泥浆清运及场地清 扫；（4（ 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；（5（ 泥浆泵进场、灌浆填料进场、确定灌 浆填料试块的配比或用原泥砂浆回填，及时回填到位，不得有空穴。（6（ 垂直 PE 管设置管卡， 间距 2.53m，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。济宁任城科技中心工程 地源热泵地埋管
6、施工方案3（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。3.2 地埋管系统施工特点3.2.1 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。3.2.2 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
7、行下一道工序。3.2.3 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。3.3 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 102m，试验钻孔确定深度，钻孔间距为 4.50m4.50 m，总钻井数为 500 个（暂 定），孔径为 150MM。（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 SDR17,设计采用
8、 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。济宁任城科技中心工程 地源热泵地埋管施工方案4（4）地埋管换热器回填材料采用含 10膨胀土和 90细砂的混合料回填或原砂泥浆回填。3.4 地埋管管材选型3.4.1 PE 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-2050 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
9、头。3.4.2 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 GBT13663、给 水用聚乙烯（PE）管件GBT13663.2 的规定。（2）PE 管材、管件及附件的验收应重点检查下列项 目：出厂合格证 ；检测报 告；使用的聚乙烯原料级别（HDPE80、HDPE100）和牌号；外观 ；长度；颜色；不圆度； 外径及壁厚； 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 Dn63 采用对接管件，Dn63 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
10、。3.4.3、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济宁任城科技中心工程 地源热泵地埋管施工方案5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。
11、（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）垂直埋管的单双 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）下管前应对预制的单双 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，
12、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。3.4.4 地埋管系统设计以水为换热工质。济宁任城科技中心工程 地源热泵地埋管施工方案63.5 场区开挖、测量放线及管孔定位3.5.1 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 1.80m，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。3.5.2 土方开挖后进行场区平整至设计标高。3.5.3 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。3.5.4 参照现场建筑基准点和已有建筑物作为参
13、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。3.5.5 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。3.5.6 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。3.6 施工前注意事项3.6.1 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、
14、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。3.6.2、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济宁任城科技中心工程 地源热泵地埋管施工方案7表明管线的定位带，并以现场的两个永久目标进行定位。3.6.3、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 23 个永久定位标志。3.6.4、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。3.6.5、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
15、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。3.7 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。3.7.1 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0.5mmm。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
16、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。现济宁任城科技中心工程 地源热泵地埋管施工方案8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。3.7.2 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
17、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
18、入孔壁堵住漏浆孔隙， 稳住泥浆继续钻井。在 13 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 15 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，济宁任城科技中心工程 地源热泵地埋管施工方案9稠泥浆护壁。3.7.3 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。（
19、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。
