地源热泵地埋管施工工艺

地源热泵地埋管施工工艺

第一章 施工工艺

1、施工方法

1.1制作安装原则

1、采用钻孔方式进行土壤钻孔，钻孔前确定土壤地质条件、地下综合管线分布及设置情况，标明钻孔位置，提供水源等等准备条件后开始钻孔。

1、 把预备装填和压盖的U形管热交换器安装到竖井中；

2、 沿垂直竖井边布置的地沟需适应分隔开的被压盖的供、回循环管线的要求；

3、 将供、回循环管熔接到循环集接管上；

4、 连接循环集接管和管线，并在分隔开的供、回循环管线地沟内将管线引入建筑物内；

5、 在回填地沟之前，将管线和循环集接管充水并试压完成；

1.2 施工工序

2、工程钻孔施工工艺

1.1钻孔前的准备工作

1.1.1在施工前先了解并确定土壤地质条件。

1.1.2确定地下综合管线分布及设置情况，并做好明显的标识记号。

1.1.3平整土地，根据地埋管施工图，用白灰标示具体钻孔位置及总管坑槽位置。

1.1.4确定钻孔支架打设位置。

1.1.5确定钻孔机械电源容量及供给情况。

1.1.6提供水源至钻孔现场。

1.2工程钻孔

1.2.1、根据 工程情况确定钻孔的位置，钻孔直径不小于150mm。钻孔深度以设计要求为准。

1.2.2、每钻完一孔前，套管必须组装好，施钻完毕应尽快将套管放入钻孔中，并立即将水充满套管，以防孔内积水使套管脱离孔底上浮，达不到预定埋设深度。

1.2.3在泥浆或空气旋转钻孔方式中，应沿钻管内部送入高压空气、水、或泥浆，并沿着钻杆的外侧将钻屑送回地面。取出的土壤放入泥浆池中可用作灌浆材料或将其运离作业现场。钻孔过程中产生的泥浆水从钻孔位置冒出地面，在施工前应制订好排水措施，可顺地势挖出排水沟，并在沟的末端挖一个泥浆池，钻孔过程中产生的泥浆在泥浆池中沉淀，作为回填物使用。应注意在各个将要放置钻机的位置不能开挖排水沟或连接各个垂直埋管的水平管沟，防止开挖的管沟被钻机压塌。

3、U管换热器预制、施工要求

3.1、管道连接采用热熔焊接方式，焊接口必须符合施工规范，注意压接宽度；

3.2、PE管的制作要求：

PE管的连接可采用专用的热熔设备进行热熔连接（热熔承插连接、热熔对焊连接），与金属管道连接应采用法兰连接。

（1. 热熔承插连接：

热熔承插连接应采用质量可靠的热熔机具，便携式熔接工具适用于dn≤63mm管道及系统最后连接，台式熔接机具适用于dn≥63mm管道预装备连接。

将加热工具加热到熔接温度260℃±10℃，插口管末端应切割平整，与轴线垂直。用笔在承口和插口上做适当的标记，以利于连接定位。

用加热工具的凹模熔化插口管端的外表面，凸模熔化承口的内表面。

加热完毕后，迅速移走加热模具，将插口端平直插入承口端，达到连接强度后固定接头，自然冷却至环境温度。

（2. 热熔对接：

管材外径dn≥63mm的PE管均可采用热熔对接方式连接，该方法经济可靠，其接在承拉和承压时都比管材本具有更高强度。使用该方法时，设备仅需热熔对接机，步骤如下：

把待连接管材置于焊机夹具上并夹紧；

清洁管材连接端并铣削连接面；

校直两对接件，使其端面错位量不大于管道壁厚的10%；

放入加热板加热；

加热完毕，取出加热板；

迅速接合两加热面，升压至熔接压力并保压冷却。

（3. 法兰连接：

将法兰套在法兰连接件上；

法兰连接件与PE管道连接按上述工艺处理；

将法兰盘与金属法兰对接。

（4. PE管连接的注意事项：

管道连接前应对管材、管件及附属设备、阀门、仪表按设计要求进行核对，并在施工现场进行外观检查，符合要求方准使用。

根据钻孔深度并确定立埋管的长度，没孔两根。

连接时应使用同一生产厂家的管材和管件，如确需将不同厂家（品牌）的管材、管件连接则应经试验证明其可靠后方准使用。

每次连接完成后，应进行外观质量检验，不符合要求的必须返工。

施工人员应进行上岗培训；

每次施工后，管口应临时封堵；

在寒冷气候（-5℃以下）和大风环境下进行连接操作时，应采用保护措施或调整施工工艺参数。

3.3、U管换热器在钻孔内的安装：

钻井深度及埋管长度必须符合设计要求，井深误差不超过2米，保证埋管长度。

当桩基孔做好后，可进行下管。下管时应将灌浆管和U型管一起插入孔中，直至孔底，下管时，U型管内宜充满水。

U型管下部端头应设保护装置，灌浆管端头宜设防堵护罩，且灌浆时应能够将其冲开。

采用人工下管，在下管时套上粗麻绳，辅以服正机构，下管时要尽量保证同心度，通过加力杠杆作用于粗麻绳上，以便下管。

U型管两支管间每隔2m～4m应设一弹簧卡（或固定支卡），以将两支管分开。如弹簧卡（或固定支卡）安好后，中间缝隙应大于钻杆两到五公分，要能够保证U型管在下去后，钻杆能够顺利提出，不会对U型管造成损坏，否则要试现场情况而定取消加弹簧卡。

在下管结束后要对管口采取有效的临时封堵措施。

4、PE管管道检漏与试压

4.1、注意事项：

PE管组对完毕，进行外观检查合格后，方可进行压力试验；

试验介质一般采用水，其温度不宜超过40℃；

试验压力应为管道系统工作压力的1.5倍或设计明确规定的试验压力。

4.2、施工过程：

1.）所有管道和管道连接件必须经过检查以防渗漏；

2） 有U型管在安装之前必须经过压力试验，水平管在回填土之前也必须经过压力试验；

3） 交换器必须进行水压试验，试验压力为管道设计工作压力的1.5倍，或系统运行压力的3倍；在试验压力下，稳压1小时(4小时)，观察其压力降，当压降不大于0.05MPa（0.034 MPa），则认为合格。30分钟内不应该出现渗漏现象；将测得的流量与压降同计算结果进行比较，以判断管路是否有堵塞现象。

水压试验采用手动泵缓慢升压，升压过程中应随时观察与检查不得有渗漏。

根据设计要求，把U形管底部浸入水中，检查应无气泡冒出，保压4小时，气压应无明显变化，检漏完毕，放掉管内气体，加满水，同时做好临时封闭，且保护接口不受破坏。

在钻孔前，每个U型埋管应平直装配起来，并包扎好防止弯曲收缩。

5、桩内回填材料施工（灌浆回填）主要技术措施

5.1 放好埋管、灌浆前，应固定埋管，并在孔和管子之间的缝隙放入一些细黄沙并用石块等固定管口。

5.2 U型地埋管随导浆管插入竖井底部，后立即导管灌浆，并用卷边或盖顶熔接密封U型管两端口，以防杂物进入。

5.3 在回填料时要使用专用的灌注系统，该灌注系统由高速搅拌机、搅拌池、低速搅拌机及泥浆泵和管路组成。注浆时，先将填料按照设计好的比例放入调整搅拌机中搅拌2－3分钟，然后排入到低速搅拌罐中搅拌。灌浆时，先将阀门打开，把浆液排入到储浆池中，通过高压泥浆泵注入孔内。并通过注入时泥浆的密度与溢出时浆液的密度是否相等来判断是否停止注浆，如果相等则表示浆液已经充满孔内，可以停止注浆。

5.4 灌注时，要求泥浆泵的泵压足以使孔底的泥浆上返至地表，当上返泥浆密度与灌注材料的密度相等时，认为注浆过程结束。注浆时，必须保证注浆的连续性，否则会降低传热效果，影响工程质量。应使用泥浆泵通过灌浆管将混合浆灌入孔中。不得用人工的方法灌浆封孔。应根据机械灌浆的速度将灌浆管逐渐抽出，使灌浆液自下而上灌注封孔，确保钻孔灌浆密实，无空腔。

5.5 灌浆材料的配比要根据与甲方及设计商定的结果进行配比。如原浆材质较好，可用原浆直接回灌。在施工时应对现场的填料配比进行严格的控制。

5.6 在水平埋管和系统试压合格，确认无漏后，才开始回填土壤，

5.7 回填土首层应为至少200mm厚度的细黄沙，且确保其中无石头及其它硬物，200mm以外用一般土回填，横埋管在地表下的深度至少为1.2米，回填后在相对标高-0.2米处设置对应的横管及立管标识。

6 试验和鉴定

地埋管系统安装完成后，应由监理单位来工地现场做试验鉴定，并按如下内容提出报告。

1、 部竖井的位置和深度以及热交换器的长度是否符合设计要求。

2、对灌浆类型、混合过程和将灌浆充入竖井的检验与安装土壤热交换器同步进行。

3、监督循环管路、循环集管和管线的试压是否按上述要求进行，以保证没有泄漏。

4、如果有必要，需监督不同管线的水力平衡情况。

5、检验防冻液和化学防腐剂的特征及浓度是否符合设计要求。

按上面的试验和鉴定结果提交报告给业主，并保证将实际竣工情况记录在设计平面图上。

7、地耦管管道施工中采取的主要技术措施

1.2.1垂直U型埋管换热器的U型弯管接头，宜选用定型的U型弯头成品件。不宜采用两个900的弯管对接的方式构成U型弯管接头。

1.2.2 熔焊前，在管端口和承插口保持清洁，不得有油污。

1.2.3热融完成后，焊缝外表面处应出现一个PE熔瘤，表示热熔焊过程的完成。

1.2.4所有的熔焊接头都必须完全冷却后才可以进行压力试验。按照规定，最后一个接头焊完后，必须再过至少1小时才可以注水进行压力试验。

1.2.5 U型管的组对长度应能满足插入钻孔后与水平联箱的对接要求，组对好的U型

管的两开口端部，应及时密封。

1.2.6 把扎好的管子逐步放入钻好的孔内，放入时，严禁突然放手，否则管子浮起后难以再放入。

1.2.7 回填前，对所有埋地管道进行水压试验，确认地埋管无渗漏后，方可回填地沟。回填全部完成后，方可拆除压力检验装置，有条件可以保留以备随时检测。

8、 成品保护措施

成品保护措施贯穿于各个施工步骤，各部分施工工艺过程中，是存在于思想中的习惯，施工中随时随处都在进行中。详见各道工序的施工工艺要求。

（一）地源热泵

7.1. 钻孔

首先根据设计施工图在项目现场进行土壤换热器的钻孔工作，地源热泵根据地质情况需要钻100至120米深，口径150mm至200mm的孔。

7.2换热管打压

土壤换热器的换热管为高密度PE管，产品分批取样送检，合格的HDPE管，要在工厂进行管底连接，然后进行打压试验（一次打压）；为了防止运输过程中HDPE管的局部损坏，货到现场后，还要对HDPE管进行打压测试（二次打压），并保压1小时以上，打压测试合格的HDPE管方可使用。

7.3.下 管

地源热泵在钻孔完成后，将二次打压测试合格的HDPE换热管下入钻好的孔中。在下管前要在换热管上安装专用的支架，支架间距为3～4米，使HDPE管之间具有一定的距离，且尽可能紧靠换热孔的孔壁，加强换热管与地层的换热效果，减小HDPE管之间的换热干扰。

7.4.换热管再次打压

换热管下到孔中后，在回填料之前，要对换热管进行打压测试（三次打压），将不合格的HDPE管提出，重新下入合格的PE管，打压测试合格后方可进行下续的工作。

7.5.填 料

填料的密实与否直接关系到土壤换热器的换热效率，为了提高填料的密实程度。一要严格控制填料的速度，沿孔壁四周均匀慢速填料，减少因填料过快而造成填料在孔内搭桥的机会；二要分批次进行填料，在均匀填料的过程中向孔内注入水，从而避免填料在孔内形成搭桥，即使形成搭桥也可冲开，确保填料密实。

7.6.成 孔

在顺利完成了以上所有工作后，单体土壤换热器的施工也完成了，所有的单体换热器都要严格按照上述施工工序进行施工，确保换热器的施工质量。

7.7.换热器的连接

所有的单体土壤换热器完成后，要将换热器分区连接后汇入设备机房内，整个土壤换热器系统按同程方式连接。确保各土壤换热器内循环液的流量、流速一致，为系统的安全运行提供可靠的保障。所有管道连接完以后再进行最后系统打压（四次打压）,打压严格按照规范要求进行。