地源热泵室外埋管系统.doc

****项目地源热泵室外埋管系统
设计及施工方案

方案概述
本方案为****项目多低层区域地源热泵室外埋管换热系统的设计及施工方案，具体竖直钻孔设置及水平埋管布置详见设计图纸。
根据该项目的地勘报告以及热响应测试报告，综合考虑工程效果及成本、施工难度及周期等因素，本项目适宜采用单U型竖直埋管系统。经设计确定本项目多低层区域需要钻孔1536个，钻孔有效埋管深度100m，钻孔间距≮4.5m。
该项目多低层区域拟对各户型分别设置独立的室外埋管换热系统，系统钻孔埋管及水平埋管布置在别墅地下室底板下及地库底板下，不跨高度区域布置。各户型埋管系统直接穿地下室设备机房底板入户。
该项目多低层层区域室外埋管系统钻孔孔分布如下：

多低层区域室外埋管系统钻孔分布
序号
楼房编号
别墅户数
孔数

1
1#
3
24

2
2#
4
32

3
3#
4
32

4
5#
4
32

5
6#
4
32

6
7#
4
32

7
8#
2
16

8
9#
2
16

9
10#
2
16

10
11#
2
16

11
12#
4
32

12
15#
4
32

13
16#
4
32

14
17#
4
32

15
18#
2
16

16
19#
4
32

17
20#
6
48

18
21#
2
16

19
22#
6
48

20
23#
2
16

21
25#
4
32

22
26#
4
32

23
27#
2
16

24
28#
6
48

25
29#
6
48

26
30#
6
48

27
31#
4
32

28
32#
3
24

29
33#
4
32

30
35#
4
32

31
36#
4
32

32
37#
4
32

33
38#
4
32

34
39#
4
32

35
50#
4
32

36
51#
12
96

37
52#
8
64

38
53#
8
64

39
55#
12
96

40
56#
12
96

41
57#
8
64

42
合计
192
1536

材料及数量
本方案采用单U型竖直钻孔埋管系统，经设计确定钻孔有效深度100m，钻孔间距≮4.5m，管材选用SDR11 PE100级高密度聚乙烯PE管，压力等级16kg/cm2，竖直埋管规格dn32×3，各钻孔埋管底部U型连接均采用成品单U接头，保证系统连接的可靠性。
室外水平埋管换热系统采用集管式布置，管材类型SDR11 PE100，管材规格 dn32×3。
根据现有设计图纸计算，dn32水平管及垂直管总长度为465592米,其中考虑整管施工等方面等管材损耗10%，实际用量或因施工现场调整等因素略有增减。
施工工期
根据现方案，室外换热系统施工需要有效工期为150～160天，因涉及与土建方基坑开挖、底板浇筑等专业施工配合，实际施工中总工期或有调整。
本方案施工中与其他专业主要有二次施工交叉：
在土建方基坑开挖完毕后，我方进行竖直钻孔埋管及水平埋管的施工，引至各户型设备机房入口处，预留必要的管长并做好标记，进行水压试验并保压。
在土建方绑扎底板钢筋作业时，我方预埋入户防水套管并将各系统管路穿管引至室内，进行水压试验并保压。
其余时候，现场须留人配合土建施工过程，避免土建施工作业破坏已有的管路系统，同时随时观测系统压力以保证出现问题时能够及时处理。
设计及施工依据
地埋管换热系统工程的设计及验收主要参照下列规范：
u 《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2009；
u 《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》CJJ101-2004；
u 《给水用聚乙烯（PE）管材》GB/T13633；
u 《通风与空调工程施工质量验收规范》GB 50243－2002；
u 《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》GB 50242－2002；
施工工艺流程
施工准备、技术交底
地埋钻孔及垂直换热管安装

基坑开挖
基桩施工
垂直换热管试压、回填
地埋管道整体试压

止水板定位安装、地埋主管道穿管及防水套管安装（须与土建专业配合完成）
地埋水平管沟回填、试压

地埋水平管焊接安装、试压

地埋水平管沟开挖

套管防水施工

施工工艺说明
结合现行国家、行业标准，结合项目所在地水文地质情况，本地源热泵工程施工工艺如下：
1、施工准备及技术交底
u 施工人员办公、住宿、现场施工场所准备；
u 施工设备、机具、人员及材料准备；
u 与甲方、监理方、土建方等进行施工会议及技术交底；
u 施工手续办理及交接；
u 项目组内部培训及技术交底。
u 本阶段历时3天。
2、基坑开挖
本阶段在我方施工进场之前已结束，由土建专业完成。
3、基桩施工
本阶段在我方施工进场之前已结束，由土建专业完成。
基桩施工完成后，需要对钻孔区域进行场地平整，以素土铺平，在“三通一平”后即可将施工场区交地埋管钻凿施工专业进行施工，地源热泵埋管换热系统施工以此为节点开始。
4、地埋钻孔及垂直换热管安装
本项目拟采用反循环立轴式钻机，型号为150型。换热孔直接150mm，钻孔深度100米，孔间距不小于4.5米，合理利用建筑底板下空余区域，有效地回避基桩等地下构筑物。
因该项目地层以粉沙、细沙、中砂层为主，回填料以中粗沙和沙性原浆为主（返浆为渗透性好的沙粒，在钻凿粗砂层时可根据循环返浆情况添加有膨润土等粘性材料，以便护壁成孔），以保持换热地层水体及岩土层良好的水渗透性。在整个换热孔钻凿过程中，尽量保护地层的原有渗透性能。
钻孔完成并淸孔后，立即下入地埋管换热器，换热器须装满水清水后再下入，须在下入前已经试压合格。
地埋管换热器采用PE100级高密度聚乙烯单U型dn32的垂直埋管，垂直地埋管换热器下入钻孔前，应做第一次水压试压，试压压力0.8MPa，稳压至少15min，稳压后压力降低不应大于3%，且无泄漏现象。试压合格后随即将其密封，等待下管。
试压必须采用清澈的自来水，严禁采用污浊水及脏水。
管道材料热熔焊接，严格按照《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》CJJ101-2004要求进行施工，严禁在大风、温度低于5℃等恶劣气候条件下进行PE管道管件焊接施工，严禁以气压试验代替水压试压。
5、地埋垂直管试压、回填
地埋管换热器下入后，立即回填约孔深的35%，确保换热器基本固定不再上浮，并立即进行压力试压（也可在第一次压力试压后将压力保持，带压将其下入钻孔内，但压力不宜超过0.7 MPa），试压压力0.7MPa，稳压至少30min，稳压后压力降低不应大于3%，且无泄漏现象。试压合格后随即将其密封。
换热器试压合格后，将对换热孔进行分批次回填，可分为2～3次，直到回填至孔口下约0.3米处为宜，严禁用沙土等材料直接堆满孔口，严禁用混凝土或石块等将孔口堵住。
结合本项目100内地层的水文地质状况，换热孔回填料材料中粗沙和沙性原浆。
6、地埋水平管沟开挖
水平管沟开挖有效深度为0.7米左右，宽度不小于0.8米，以确保供回水管道分布在管沟两侧，且其间距不小于600mm。管沟开挖时应将挖出来的土堆放在管沟一侧，土堆底边应与沟边保持500㎜以上的安全距离。沟底有废旧构筑物、硬石、木头、垃圾等杂物时，必须清除后平整夯实。
竖直换热管与水平管连接时，既要确保管材不被损坏，又要保证各分支不能有集气。熔接时，垂直钻孔与水平管沟连接处，须将孔口倒角，增加竖直换热管曲率半径（dn32的管材，曲率半径必须保证在960㎜以上），对管材轻弯慢揉，使水流能够正常运行，杜绝集气点和死弯的出现，严禁换热管道出现凸型集气节点。
7、地埋水平管焊接安装、试压
地埋水平管采用PE100级高密度聚乙烯管材，型号为dn32，采用专用热熔焊接设备焊接，由施工班组中指定的专业焊接人员操作完成。沟内管道焊接和连接前必须清洁管腔，将焊接处擦净，找平找直，摆放平稳踏实。所有管材管件不能进行摔、敲、砸、扭结和强力弯曲等任何破坏性操作，确保管材管件不得有任何损伤。
供回水管道分组分向安装，分布在管沟两侧，且其间距不小于600mm。
在水平管道焊接时，须对各孔进行编号，并对各编号之供回水管进行准确的标注，且标识牢固清晰，确保不会混淆及磨损。
水平管道焊接完成后，应进行压力试压，试压压力0.65MPa，稳压至少60min，稳压后压力降低不应大于3%，且无泄漏现象。试压合格后随即将其密封。
8、地埋水平管沟回填、试压
在地埋水平管安装和试压合格后，可进行管沟回填。
管沟回填时，应用细沙土对管道下方及上方进行填实护管，同时回填管道两侧，细沙或细土护管回填至管顶200㎜以上。沟内有积水时，必须全部排尽后，再行回填。严禁将石头、混凝土块等其他硬质尖锐物直接回填到管沟里，严禁将冰块及冻土块直接回填到管沟里。
水平管沟回填完成后，应进行压力试压，试压压力0.65MPa，稳压时间至少120min，稳压后压力降低不应大于3%，且无泄漏现象为合格。试压合格后随即将其密封。
9、止水板定位安装、地埋主管道穿套管及防水套管安装
在地埋水平管沟回填、试压完成后，对水平管组进行分组保护，待土建方进行建筑底板施工时，进行止水板定位安装、地埋主管道穿套管及防水套管安装工作。
此部分工作需根据土建工作周期配合、协调进行，须土建方明确标出各套别墅“预留机房”的准确位置，地源热泵专业即在此点将止水板及防水套管组合件固定安装在建筑底板上，以便底板浇筑工作统一完成。
10、地埋管道整体试压，
在建筑底板完成后，以各单体别墅为单位对地埋管道整体试压，试压压力0.65MPa，稳压至少12h，稳压后压力降低不应大于3%且无泄漏现象为合格。试压合格后随即将其密封。
11、套管防水施工
在各单体别墅地埋管道整体试压合格后，即可进行套管防水施工。先采用专用防水材料将PE管道与防水套管之间的间歇进行防水封堵，而后进行防水套管各构件的安装工作。
在以上各工序完成后，各单体别墅地埋管道系统均保持0.6 MPa水压，压力保持至机房安装工作阶段。