趙 永 囤

(山西省宏圖建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030006)

談某工程土壤源熱泵地下管路系統(tǒng)施工要點(diǎn)

趙 永 囤

(山西省宏圖建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030006)

簡(jiǎn)述了土壤源熱泵系統(tǒng)的概念，結(jié)合具體工程實(shí)例，詳細(xì)介紹了土壤源地源熱泵地下管路系統(tǒng)在各個(gè)施工環(huán)節(jié)中應(yīng)注意的施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點(diǎn)，以供類似工程參考借鑒。

土壤源熱泵，打井鉆孔，地埋管

土壤源熱泵系統(tǒng)是通過(guò)熱泵機(jī)組與大地進(jìn)行冷熱交換，在冬季熱泵機(jī)組將大地的低位熱能提取出來(lái)對(duì)建筑物進(jìn)行供暖，同時(shí)向大地蓄存冷量，以備夏季提取出向建筑物供冷用。在夏季熱泵機(jī)組將建筑物內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到大地中，給建筑物室內(nèi)降溫，同時(shí)向大地蓄存了熱量，以備冬季提取出向建筑物供暖用，在冬季和夏季的整體運(yùn)行中，保持能量的基本平衡，可達(dá)到節(jié)能的最佳效果。整個(gè)系統(tǒng)由能量采集系統(tǒng)、能量提升系統(tǒng)、能量釋放系統(tǒng)組成。土壤源熱泵系統(tǒng)的關(guān)鍵施工部位是能量采集系統(tǒng)，能量采集系統(tǒng)由豎埋管、水平管、閥門小室組成。除閥門小室外，全部為隱蔽工程，立管埋地較深，一般為120 m，絲毫的差錯(cuò)足可以導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用失敗，且不易維修及更換。那么，土壤源地源熱泵地下管路系統(tǒng)施工具體操作中應(yīng)注意哪些方面，太原市勝利東街回遷安置房采用了土壤源熱泵技術(shù)，施工中我們總結(jié)了一種操作簡(jiǎn)易，切實(shí)可行的施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點(diǎn)，下面根據(jù)工程實(shí)例針對(duì)土壤源地源熱泵地下管路系統(tǒng)施工中總結(jié)需要把握好的施工技術(shù)及操作要點(diǎn)談幾點(diǎn)看法。

1 工程簡(jiǎn)況

太原市勝利東街回遷安置房總建筑面積108 000 m2，工程位于山西省太原市小棗溝村，勝利東街北側(cè)、太行路西側(cè)。工程場(chǎng)地自然地坪平均高程在866.3 m，市區(qū)自然地坪高程為777.95 m，太原市地區(qū)地下水位在769.51 m～772.56 m之間，為響應(yīng)國(guó)家節(jié)能、低碳、綠色、環(huán)保的倡導(dǎo)，本工程采用土壤源熱泵技術(shù)，地下管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)立管埋深120 m。

2 能量采集系統(tǒng)施工要點(diǎn)

2.1 施工準(zhǔn)備

施工前應(yīng)向有關(guān)部門索要打井鉆孔部位的土壤熱響應(yīng)報(bào)告，作為技術(shù)檔案留存。

2.2 施工工藝流程

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行圖紙優(yōu)化→分區(qū)→測(cè)量放線確定井的位置→機(jī)械鉆孔→放置豎埋管、封口→原漿回填→水平管管溝開挖→水平管熔接→與豎埋管連接→試壓、保壓→回填、夯實(shí)→開挖閥門小室→閥門小室墊層施工→分集水器及管道施工→砌筑閥門小室→整體打壓試驗(yàn)→管道清洗→與機(jī)房連接。

2.3 地埋管系統(tǒng)施工操作要點(diǎn)

地源熱泵地埋管及閥門小室系統(tǒng)的安裝，是能量采集系統(tǒng)施工的核心，應(yīng)嚴(yán)格按照PE管道的工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，掌握好事前、事中、事后的控制環(huán)節(jié)，施工前應(yīng)編制具有針對(duì)性的專項(xiàng)施工方案，做好前期的策劃工作，確保施工質(zhì)量。

1)鉆孔施工。鉆機(jī)機(jī)具根據(jù)測(cè)量放線的準(zhǔn)確井位放置到準(zhǔn)確位置，調(diào)平機(jī)具，做好開鉆前的準(zhǔn)備工作，泥漿泵位置選放在坑中間某一位置，與鉆孔間距不小于4 m。

鉆井過(guò)程中，記錄員應(yīng)認(rèn)真填寫鉆進(jìn)記錄表，記錄起停鉆的時(shí)間、鉆桿長(zhǎng)度，以及在鉆進(jìn)過(guò)程中的其他問(wèn)題，鉆進(jìn)達(dá)到要求深度后，查驗(yàn)鉆孔深度和孔徑，在下管程序沒(méi)有準(zhǔn)備好以前不能過(guò)早提起鉆具。

2)豎埋管廠方一般采用整盤供貨，U形頭在出廠前已經(jīng)熔接好，在埋管前應(yīng)伸直放開，確認(rèn)管路無(wú)碰傷、壓癟后，方可試壓、保壓、放置，為了確保換熱效果，豎埋管放置前應(yīng)加分離支架。地埋管鉆孔施工完成以后，須將PE管用管堵封閉嚴(yán)實(shí),然后將管子外露部分用膠帶纏好,防止成品換熱孔的PE管內(nèi)進(jìn)入污垢。豎埋管施工具體操作要點(diǎn)：

a.先用接頭熔接在一組U形管子的兩頭，一側(cè)連接打壓泵，一側(cè)連接排氣閥，連接好后，用水打壓達(dá)到所要求的壓力；b.保壓每一組管路時(shí)，當(dāng)壓力充到規(guī)定壓力后，定時(shí)查看壓力表，來(lái)檢測(cè)U形彎的焊接質(zhì)量;c.采用電動(dòng)打壓泵打壓；d.地埋管系統(tǒng)試壓至少分4次進(jìn)行：

地面盤管打壓檢驗(yàn)一次，試壓壓力為1.0 MPa,穩(wěn)壓2 h后壓降不大于3%即為合格；

卸壓至0.3 MPa后下管,回灌后記錄壓力數(shù)據(jù)(如低于0.6 MPa，則加壓到0.6 MPa)。2 h后壓降不大于3%即為合格；

單個(gè)水平環(huán)路連接后進(jìn)行第三次試壓，試壓壓力為0.6 MPa,穩(wěn)壓4 h后壓降不大于3%即為合格；

環(huán)路集管和集分水器連接后進(jìn)行第四次試壓，試壓壓力為0.6 MPa,穩(wěn)壓12 h后壓降不大于3%即為合格。

把立埋管充滿水之后下放到井中；水增加了管子的重量，下管時(shí)增加下墜力。鉆井操作人員用一個(gè)專用的鉆桿改裝成的U形叉，叉住立管的U形彎，再用鉆桿重量和機(jī)械的壓力把立管壓入井中，操作起來(lái)比較方便省力，不可強(qiáng)力下管，雙U頭的地埋管在埋管結(jié)束后，一定要進(jìn)行供回水的標(biāo)注。

豎埋管回填料的配比要求。豎埋管回填料采用原漿和細(xì)砂混合回填，原漿和細(xì)砂的混合比例為7∶3，把原漿和砂子根據(jù)比例加水?dāng)嚢柙谝黄鸫虺珊隣?，用專用砂漿泵由井底自下而上注入。待基本凝固后，用灌水的方式進(jìn)行檢查井周圍的回填情況，不允許出現(xiàn)空鼓，影響換熱效果。

若遇到冬季施工時(shí)，豎埋管與水平管未連接前，應(yīng)采取氣壓泵吹水等方式，確保豎埋管不被凍壞。

3)水平管熱熔分為對(duì)焊和插接兩種，PE90(含PE90)以上的管道宜采用對(duì)焊，PE90以下的管道宜采用插接。熔接時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要的長(zhǎng)度進(jìn)行切割，切割時(shí)必須使用專用的切割器垂直切割，切口應(yīng)平整，去毛刺和飛邊。用潔凈棉布擦凈管材和管件的焊接部位，這樣就可以避免砂子灰塵等損害接頭質(zhì)量。插接連接應(yīng)嚴(yán)格掌握加熱時(shí)間和溫度，加熱不得旋轉(zhuǎn)，采用均勻外力將管材無(wú)旋轉(zhuǎn)地插入管件中，使接頭處形成均勻的凸緣。對(duì)焊連接時(shí)應(yīng)注意掌握對(duì)焊壓力、切削余量、管子的同軸度、加熱溫度等參數(shù)。防止出現(xiàn)焊縫窄且高、焊縫太低、焊縫兩邊不一樣高、焊縫中間有深溝、接口嚴(yán)重錯(cuò)位、局部不卷邊或外卷內(nèi)不卷或內(nèi)卷外不卷、假焊等現(xiàn)象。

4)水平管開挖深度應(yīng)控制在凍土層下500 mm，平管周圍鋪200 mm黃砂保護(hù)，鋪填黃砂是為了固定橫埋管，黃砂便于填補(bǔ)管路之間的空隙，避免留有空隙使回填土方以后土層沉降不一致，而造成拉傷，壓彎管路。所以鋪填黃砂也是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，黃砂的鋪填也要有標(biāo)準(zhǔn)量要求，必須鋪蓋在管上面200 mm左右，來(lái)對(duì)管路進(jìn)行保護(hù)和固定。然后采用打夯機(jī)鋪原土填埋夯實(shí)，夯實(shí)后，必須進(jìn)行檢查，合格后方可進(jìn)行下一道工序的施工。

5)閥門小室在土建專業(yè)做完墊層后，就先進(jìn)行分集水器及閥門的安裝，安裝結(jié)束后，才可將小室砌筑完成。

3 環(huán)保措施

1)在工程施工過(guò)程中嚴(yán)格遵守國(guó)家相關(guān)的環(huán)境保護(hù)法律、法規(guī)及本公司有關(guān)環(huán)境保護(hù)、資源及能源的使用要求；2)打井前要經(jīng)過(guò)有關(guān)部門的審批，打井時(shí)要合理布置，規(guī)范圍擋，做到標(biāo)牌清楚、齊全，各種標(biāo)識(shí)醒目，施工場(chǎng)地整潔文明；3)打井時(shí)設(shè)立專用的排漿溝、集漿坑，對(duì)廢漿進(jìn)行集中，認(rèn)真做好無(wú)害化處理，從根本上防止打井廢漿亂流；4)優(yōu)先選用先進(jìn)的環(huán)保機(jī)械。定期保養(yǎng)，加強(qiáng)維修，設(shè)置隔音罩等消音措施，降低施工噪聲到允許值以下，同時(shí)盡可能避免夜間施工。

4 結(jié)語(yǔ)

地源熱泵被稱為21世紀(jì)的“綠色空調(diào)”，而其中的土壤源熱泵更具國(guó)家倡導(dǎo)的低碳、節(jié)能、環(huán)保要求，該系統(tǒng)不使用冷卻塔，機(jī)房設(shè)備的體積僅為傳統(tǒng)機(jī)房的1/3，因此便于施工，相對(duì)節(jié)約人工，對(duì)此我們計(jì)劃將成功的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，編制成施工工法，供同類型工程施工參考、借鑒。

Discussion on construction key points of underground pipe system of a ground-coupled heat pump

ZHAO Yong-tun

(ShanxiHongtuConstructionGroupLimitedCompany,Taiyuan030006,China)

This paper introduced the concept of ground-coupled heat pump system, combining with the specific project example, introduced in detail the construction technology and quality control key points should be paid attention to in suddenly ground-coupled heat pump system in various construction links, in order to offer reference for similar engineering.

ground-coupled heat pump, drilling borehole, underground pipe

1009-6825(2014)35-0125-02

2014-09-29

趙永囤(1975- )，男，工程師

TQ051.5

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