地源热泵系统地埋管换热器施工工艺

地源热泵系统地埋管换热器施工技术地源热泵研究所2010年1月[e-mail]内容提要一、埋管换热器简介二、垂直埋管换热器施工工艺三、水平管连接施工工艺四、重点小结[e-mail]一、埋管换热器简介地埋管换热器是地源热泵空调系统与大地进行冷热交换的装置，是地源热泵空调系统的能否成功运行的关键。目前国内垂直地埋管换热器使用最多的形式是单U形管，双U形管,简单套管式。[e-mail]地埋管换热器系统安装主要施工工艺流程如下：管沟开挖基底清理管道连接土方回填压力试验砌检查井阀门安装垂直埋管部分水平管连接部分埋管换热器简介[e-mail]垂直埋管换热器施工工艺二、垂直埋管换热器施工工艺2.1施工工艺简介地埋管换热器施工安装主要包括钻孔、试压、下管、回填等工序。钻孔试压[e-mail]回填下管垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]垂直地埋管换热器施工安装主要施工工艺流程如下：垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]2.2施工准备1）根据换热孔的设计情况，以及项目的实际情况，在进行换热孔施工前应对施工现场和环境进行实地踏勘，以便合理配备施工设备和人员。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。材料堆放垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]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）施工图纸及其它有关技术文件齐备，施工前必须熟悉施工现场及施工图纸，对施工人员进行有针对性的施工技术、安全交底。部分钻井设备垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]2.3定位放线1）平整地面后即可对钻井孔位进行定位放线，首先应在地埋管系统井位图上对钻孔的纵横向逐一进行排列编号。某工程换热器井位图垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]2）按照施工图纸，结合甲方给定的定位坐标点或者参照现场建筑基准点，对钻孔位置进行测量放线。3）定位放线完成后，现场应确定2～3个永久定位标志。确定井位垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]2.4竖立钻机1）在竖立钻机之前应在已确定的打孔位置进行探沟的开挖，开挖深度根据现场已有管线的埋设深度，一般开挖深度为1.5m—2m。探沟开挖垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]2）根据就近施工且钻机间不相互干扰、减少设备远距离调动、就近利用泥浆坑的原则布置钻机。钻机布置垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]2.5钻孔1）正循环回转钻井工艺在钻机驱动钻具回转钻井的同时，利用泵将泥浆、水或空气从钻杆中心孔中压入孔底，冲洗孔底。泥浆、水或空气携带切屑沿钻杆与孔壁之间的外环状空间上升，从孔口流向沉淀池，形成正循环回转钻井。钻井工艺垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]2）钻井设备就位后，由质检员核查钻孔位置，钻机水平度、钻头直径、竖杆垂直度，确认无误后开钻。（注意：开钻前必须根据设计钻孔的深度确认钻杆的数量）钻孔垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]3）钻进过程中，记录员应认真填写钻进记录表，记录启停钻的时间、钻进尺度，以及在钻进过程中出现的其它问题。钻井进程记录表垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]4）钻孔偏斜是钻井过程中不可避免的问题，但是为了最大限度的保证钻孔的垂直度，要求垂直钻孔深度50m内，测斜不应少于1次。当检测出钻孔发生偏斜时，应及时调整钻杆或钻机，避免钻孔偏斜过大。安放测斜仪垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]5）当钻孔达到要求深度后，应对钻孔反复进行通孔，为下换热管创造顺利条件，同时报质检员查验钻孔深度和孔径，在下管程序没有准备好以前不能过早提起钻杆，并且必须保证泥浆循环，以防止井下塌方。通孔垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]2.6下管准备1）在钻井的同时做下管的准备工作PE管运到现场卸车前，首先由质检员查验管材合格证、规格型号，并抽检管径大小、壁厚及外观检查。PE管及管件垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]2）地埋管及管件存放时，不得在阳光下曝晒。搬运和运输时，应小心轻放，不得抛摔和沿地拖拽。管材堆放垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]3）下换热管之前必须对换热管按设计要求进行水压试验，若设计无具体要求则必须按照规范要求进行。在试验压力下，稳压至少15min，稳压后压力降不超过3%，且无渗漏现象，即为合格。压力试验过程垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]4）为保证换热效果，防止供回水支管间发生热回流现象，换热支管之间需保持距离，下管前采用分离定位管卡或弹簧卡将换热管进行分离定位，分离定位管卡的间距宜为2--4米，管卡现场组装，安装一定要牢固，经现场质检员检查无误后，方可进行下一步工序。定位管卡垂直埋管换热器施工工艺组装定位管卡[e-mail]2.7下换热管1）在通孔完成后应立即下管，防止由于长时间歇停造成孔内局部的堵塞及塌方，孔底泥浆沉淀导致下管的困难。下管方法有人工下管和机械下管两种。机械下管人工下管垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]2）下管时，换热管内必须充满水并保持一定的压力，一般情况下保持0.5—0.6MPa的压力，必须保证PE管不会扭曲、变形。3）下管速度要均匀，防止下管过程中损坏管道，如果遇有障碍和不顺畅现象，应及时查明原因，待做好处理后才能继续下管。垂直埋管换热器施工工艺控制下管速度[e-mail]4）换热管下到位后地面上必须保留1.5m左右的换热管，将换热管进行固定，防止其下滑或上浮。然后提起下管器，提杆过程中应防止换热管上浮，如发现上浮必须立即采取措施，必须确保换热管下设计深度。提下管器垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]2.8回填1）回填的方式一般有三种：反浆回填、人工回填、原浆回填。在回填过程中换热管须保持一定的压力，并时刻注意压力的变化，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。回填过程垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]2）反浆回填：采用进口高压力的柱活塞泵，由钻孔底部注入填料向上反填，逐步排除空气，确保无回填空隙，保证了换热效果，但此种回填方式费用较高，并且容易造成管材的浪费。反浆回填原理垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]3）人工回填：用人工将回填料由钻孔四周缓慢填入钻孔内，回填的同时间断性地向孔内注水，尽可能的确保孔内填料密实，但是由于钻孔内存在大量空气以及泥浆很难确保回填密实，一般需要第一次填完后还应进行多次补充。人工回填过程人工回填效果垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]4）原浆回填：在完成一个成孔后，进行下一个钻孔时，让循环泥浆流经上一个已下管的成孔内，泥浆循环过程中的沉淀物会沉淀在成孔内，表层不能填满部分采用回填料填密实，此种回填方式目前较为常用。原浆回填过程原浆回填效果垂直埋管换热器施工工艺[e-mail]三、水平管连接施工工艺3.1施工工艺简介水平管连接施工工艺主要包括:室外管沟土方开挖、水平管道连接、回填等工序。管沟开挖管道连接回填水平管连接施工工艺[e-mail]水平管连接施工工艺主要施工工艺流程如下：管沟开挖基底处理管道连接土方回填压力试验砌检查井阀门安装水平管连接施工工艺[e-mail]3.2管沟开挖1）在进行管沟开挖前，应首先根据地下换热器管沟开挖图进行管沟的定位放线。2）开挖前，必须对开挖区域内埋设的市政管网、通讯电缆等管线进行准确标注，防止开挖时发生事故，造成不必要的经济损失。水平管连接施工工艺定位放线[e-mail]3）管沟开挖的深度应符合设计要求，当设计无要求时管沟开挖的深度一般应保证水平埋管的深度在冻土层以下0.6m，且距地面不小于1.5m。水平管连接施工工艺管沟开挖[e-mail]3.3基底处理机械开挖时要沟底预留10cm—20cm的土层采用人工清理，以保证底部的平整。清理完成后沟槽底部应进行人工夯实并铺设不少于管径厚度的细沙或100～150mm的细砂或细粘土垫层。基底清理水平管连接施工工艺[e-mail]3.4管道连接1）连接前准备在进行水平管道安装前，若可能需对所有地埋管换热器按照设计或规范要求进行水压试验，试验合格后，方可进行水平管的连接。水平管连接施工工艺铺设管道前必须检验管沟的宽度、深度和坡度是否符合设计要求。沟槽底部垫层（100～150mm厚细砂垫层）是否已按设计和施工要求铺设。[e-mail]2）干管铺设管道的铺设位置必须与设计相符，将相应的PE管移入管沟；铺设管道时，不得损伤管材，表面不得有明显划痕。三通甩口要求垂直于相应井位支管，偏差不得大于15度。干管铺设水平管连接施工工艺[e-mail]3）干管连接进行干管连接时，必须对应设计图纸再次核对所连接的管道尺寸；对敷设、连接间隔时间较长或每次工程收工时，管口部位应进行封闭保护，防止泥土、砂子等杂物进入管道内。干管热熔连接水平管连接施工工艺[e-mail]干管电熔连接水平管连接施工工艺[e-mail]4）支管连接：每根干管连接好后，开始连接支管。支管可采用电熔或热熔连接，将换热孔分支管引到干管三通处，按顺序逐个连接。孔内管道和干管之间尽量保证直接相接，不采用弯头，以减少阻力和漏点。支管连接水平管连接施工工艺[e-mail]3.5压力试验垂直地埋管换热器与环路集管装配完成后，回填前应进行第二次水压试验。在试验压力下，稳压至少30min，稳压后压力降不应大于3%，且无渗露现象。试压合格后继续将系统密封、保压。水压试验水平管连接施工工艺[e-mail]3.6阀门安装阀门到场后，必须经压力试验合格后方可进行安装，试验压力应为公称压力的1.5倍。阀门安装时和管道保持平齐，注意朝向，防止装反。安装完毕，及时做好保护，防止损坏。阀门安装水平管连接施工工艺[e-mail]3.7管沟回填水平地埋管施工全部完毕并经监理检验合格，填写隐蔽工程检验记录，并确认地埋管无渗漏后，方可回填管沟。回填之前应进行第三次水压试验，在试验压力下，稳压至少2小时，稳压后压力降不超过3%，且无渗漏现象，即为合格。还必须按照设计或规范要求调整水平管的间距、平整度。调整水平管水平管连接施工工艺[e-mail]管道两侧及管顶0.5m以内的回填材料，不得含碎石、砖块、垃圾等杂物，不得用冻土回填。回填对比水平管连接施工工艺[e-mail]回填应在地埋管内充满水的情况下进行，应先填实管底，应使用人工回填，填土必须塞严、捣实，保持与管道紧密接触。沟内有积水时，应及时排尽后再回填。底部回填水平管连接施工工艺[e-mail]回填土应分层夯实，每层厚度应为0.2～0.3m，管道两侧及管顶0.5m以内的回填土必须人工夯实。人工回填人工夯实水平管连接施工工艺[e-mail]当回填土超过管顶0.5m时，可使用小型机械夯实，每层松土厚度应为0.25～0.4m，分层振捣密室后再填下一层。机械夯实水平管连接施工工艺[e-mail]回填效果水平管连接施工工艺[e-mail]3.8检查井砌筑对于较大系统，当室外埋管采用分区时，经常会在室外设置检查井，检查井的做法应按照设计或标准图集进行。检查井水平管连接施工工艺[e-mail]3.9地下换热器系统冲洗、试压及其他1）总分集水