1、分项工程概况
1.1地源热泵空调系统概况
本项目为恒温恒湿科技养生住宅，冬天室温不低于20℃，夏天室温不超过26℃，全年提供生活热水。空调机房由4台地源热泵机组，4台冷水机组，8组热交换器，冷冻水泵，冷却水泵，热水泵，及补水系统组成。其中4台热泵机组供应天棚辐射系统，另4台供应空调新风系统。生活热水夏季采用部分热回收，不足部分由锅炉补充；冬季和过渡季节由燃气锅炉加热生活热水。
空调设计参数：
总冷负荷7890kw，空调总热负荷9100kw（其中生活热水负荷2500kw）
夏季天棚辐射系统供回水温度18-23℃，新风系统供回水温度7-12℃；
冬季天棚辐射系统供回水温度30-35℃，新风系统供回水温度40-45℃；
生活热水供水温度60℃。
1.2土壤源换热系统概况
土壤源换热系统采用垂直埋管换热，共计钻孔655个，全部布置在基础下，孔口作业面距地面10.15米。孔径为Ф150mm，孔深100米，换热管规格为外径DN32的双U型PE高密度聚乙烯管；换热器水平联络管在车库底板下500mm水平敷设。换热管通过水平联络管汇集到检查井（共设置45个检查井）内的集分水器，各个集分水器通过管道汇集，最终进入到机房内与热泵机组相连。如图1：
2、地源热泵工作原理
地源热泵是以地下土壤层为冷（热）源对建筑物进行供暖、供热水和空调供应的技术。众所周知，地层之下一年四季均保持一个相对稳定的温度。在夏季，地下的温度要比地面空气温度低，在冬季却比地面空气温度高。地源热泵正是利用大地的这个特点，通过埋藏在地下的换热器，与土壤或岩石交换热量。在冬天，管道内的液体将地下的热量抽出，然后通过系统导入建筑物内，同时蓄存冷量，以备夏用；在夏天，热量从建建筑物内抽出，通过系统排入地下，同时蓄存热量，以备冬用。地源热泵一年四季均能可靠的提供高品质的冷暖空气，为我们营造一个非常舒适的室内环境。
3、施工方法
3.1换热孔施工
3.1.1施工工艺流程
钻孔放线定位→钻机就位→挖泥浆池→成孔钻进→孔深孔径核查。
3.1.2主要施工方法
1）定位放线
根据施工图纸和定位坐标点，对钻孔位置进行放线定位，每个孔位点撒白灰并结合木桩作标识，钻孔孔位距抗拔桩距离不小于1.2米，并且后浇带、基础梁下面不得布置孔位，遇到此类情况绕开合理布置。
2) 钻机定位
根据就近施工且钻机间不相互干扰，减少设备移位，就近利用泥浆池的原则分片布置钻机。
3）挖泥浆池
①按照就近满足周边钻机使用的原则挖泥浆坑。采用人工开挖，泥浆池的大小尺寸为2.0m×2.0m×1.5m（长×宽×高）。
②为防止泥浆池渗水破坏xx地基，影响xx地基的承载力，故在泥浆池内设两层塑料薄膜和一层彩条布，防止泥浆渗漏。
③配备泥浆运输车，根据各孔位的钻进速度及时排出泥浆池中的泥浆，以免泥浆溢出泥浆池浸泡地基。
④施工完后，泥浆池深度超出槽底部分采用级配砂石处理，以满足地基承载力要求。
4）成孔
钻孔设备就位后，核查钻孔位置、钻机垂直度、钻头直径，本工程所用钻头直径150mm。钻进过程中记录起停钻的时间、钻进尺度，以及在钻进过程中有可能出现的其他问题钻进到达要求深度后，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具，并且保证泥浆循环。如图2、3：
图2 换热孔施工
3.2垂直换热管施工
3.2.1施工工艺
管材、耗材入场→一次打压试验→上管卡→下管→二次打压试验→回填料。如图4、图5、图6：
图4
上管卡
图6 下管
3.2.2主要施工方法
1）管材入场
①双U型管的接头进场必须出具出场合格证。（双U型管的接头采用电熔连接方法，在工厂进行，每个U型管接头熔接成功后，进行清洗、打压试验，打压1.6mpa观测1小时以上，不泄漏为合格）。
②管材、管件存放时，不得在阳光下暴晒。搬运和运输时，应小心轻放，采用柔韧性好的皮带、吊带或吊绳进行装卸，不得抛摔和沿地拖拽。
2）一次打压试验
下管前先用干净的自来水对管道进行冲洗，然后试压。试压采用手动试压泵，打压1.2Mpa，带压观测15分钟以上，不渗不漏无破裂，压力下降不超过0.03Mpa为合格。试压完毕，每组双U型换热管头必须立即密封。
3）上管卡
为保证换热管能尽可能贴近孔壁，避免换热管之间的短路传热，按2~4米间隔安装管卡，安装一定要牢固。
4）下管
四根管应均匀平稳下入，下入过程中确保与地面垂直的地上管段不得小于1米。
5）二次打压试验
下入换热管后，为检验在下管过程中是否有管壁划伤破损，进行二次打压，试验压力0.8mpa，带压观测30分钟以上，压力下降不超过0.02Mpa为合格。
6）回填料
①打压合格后，把所有管头再次密封保压，进行回填级配砂石。换热管与钻孔之间回填中砂直至基底。填料时要求填料由四周缓慢填入，填砂的同时间断地向孔内注水，确保成孔内砂尽可能的密实。
②填料分次填入。一次填满后过两三天就会自然下沉约1米，发现下沉要及时再次填满，加适量的水浇灌以促进下沉，大约三次就不再下沉，填料密实。
3.3联络管施工
3.3.1施工工艺流程
管沟开挖→敷设砂垫层 →主管道熔接 →支管与主管熔接 →打压试验→管顶敷砂。如图7：
图7水平联络管施工流程图
3.3.2主要施工方法
1）管沟开挖
主管道管沟采用小型机械，配合人工清理，一次开挖到位，联络管支管管沟采用人工开挖，所挖土方集中外运。
2）敷设砂垫层
管沟开挖清理完毕，管道底部回填一层150mm厚细沙。回填完毕检查回填沙的厚度、平整度，符合要求后方可进行管道安装。
3）主管道安装
将预制好的管道运到管沟，按事先编码顺序摆放。然后进行连接，管道的连接方式按管径大小分为热熔连接和电熔连接。干管为D90全部热熔连接，三通甩口要求垂直于相应井位支管，偏差不得大于15°。
4）支管道安装
干管连接好后，开始连接支管，支管为D32全部采用电熔连接，将换热孔分支管引到干管三通处，按顺序逐个连接。
5）打压试验
①管道连接完毕后，进行0.8mpa的打压试验，水压保持2小时以上，压降不超过0.024mpa为合格。
②试验合格后，从供水管接入干净自来水进行冲洗，回水管排出，连续冲洗，直到出水口水色和进水口一致为合格。
③冲洗完毕后，对所有管口进行再次密封，防止杂物进入管内。
4）管顶敷沙
先填实管底，管底采用150mm厚砂垫层，管底回填完后回填管道两侧，水平联络管管顶300mm厚范围内填细砂，上层再填200 mm厚级配碎石以满足地基承载力的要求。如图8：
图8 管沟回填示意图
3.4集分水器安装
阀门井、检查井砌筑完毕，开始进行分集水器的安装。分集水器在钻孔施工时进行现场制作，加工完毕进行编号、防腐处理，检查合格后对所有端口进行密封，防止杂物进入容器。按照各区的现场施工进度，对分集水器进行集中安装。集分水器安装完毕进行打压试验。
3.5室内主要管道安装
结构施工完毕，室内具备施工条件时，进行室内主管道安装，主管道全部为无缝钢管。总体安装顺序原则为从一侧顺序配管，支管连接紧随其后。
3.5.1施工工艺流程
管道、支架除锈→涂刷底漆→管道标高测量放线→管道预制→阀门检查试压→管道敷设→试压→管道面漆→保温。
3.5.2主要施工方法
1）管道下料
根据管道的大小、材质的不同，选择手工、机械、火焰切割三种方式，切割后的管口平整，内壁毛刺及时xx。凡对焊的焊口，应用坡口机或手工坡口，一般选用V型坡口，角度60℃。用火焰切割的管道表面氧化物用角向磨光机磨光。
2）管道焊接
直管段两环缝间距不小于100mm，且不小于管外径。焊缝距起弯点不得小于100mm，且不小于管道外径，环焊缝距支架净距大于50mm，管道纵横焊缝处不得开孔。
3）阀门安装
主管道阀门安装前必须进行压力试验，试验合格后方可开始安装；开始安装时，应按设计核对型号，检查阀门质量，确定安装方向，丝扣和法兰连接阀门，应在关闭的情况下进行安装，严禁用槌或其它工具敲击其密封面或阀件，阀门的操作机械和传动装置应动作灵活，指示准确。
4）法兰和垫片的安装
法兰的公称压力和设备及阀门一致，法兰的平整度偏差不大于法兰外径的1.5‰，且不大于2mm，并不得用强紧螺栓的方法xx缺陷，法兰紧固螺栓应对称，用力均匀，紧固后外露长度不大于2倍螺距，低压管道的法兰螺栓应选用半精制六角螺栓。在振动设备的连接法兰上应使用弹簧垫，法兰密封周边应整齐，垫片尺寸应与法兰密封面相符。
5）管道试压冲洗
管道安装完毕，必须按设计规定和规范要求对管道系统进行冲洗，并做压力试验，试验压力为0.6mpa。水压强度试验应分级缓慢升压，升至压力的50%时停止升压，检查无异常现象时，再以每次升压25%缓速升至试验压力，停压10分钟，压降不大于0.02mpa ，不渗不漏为合格。
4、关键控制点
土壤换热器系统是整个地源热泵系统的核心和关键，其质量的好坏直接关系到整个系统能否安全可靠的运行，而且工程一旦完成，其将不可修复。因此，必须在各道工序中得到有效地控制。
5.1成孔施工
成孔施工完毕，对于孔深和孔径尤其是孔深必须严格控制，以免影响换热效果。
5.2管道准备、下管
1）管道进场必须严把质量关，必须有合格证，抽查型号规格、管径、壁厚、外观等。
2）管道运输安装过程中注意端口的保护，防止沙土进入管内。连接时注意供、回水管分开施工，防止混接；管道连接时先用干净的毛巾将管头内外擦拭干净，确保管道连接的严密性，防止杂物进入管内。
3）三次压力试验必须严格执行，确保管道安装前、后达到设计要求。
4）在PE管间安装管卡，严格控制在3米左右间距，保证PE管之间具有一定的距离，减少PE管之间的换热干扰。
5.2 下管后的填料
下管后的填料要求由四周缓慢进入，填砂的同时间断性地向孔内注水，确保成孔内砂料的密实程度。填料要分次填入，一次填满后观察其沉降情况，发现沉降及时再次填满，加适量的水浇灌促进下沉，直至填料密实不再下沉。
5.3联络管沟回填
管腋部采用人工回填，确保塞严、捣实。管道两侧和管顶以上500mm范围内，应采用轻夯实，严禁压实机具直接作用在管道上，使管道受损。
参考文献
1、《地源热泵系统工程技术规范》（GB50366-2005）
2、《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》 （CJJ 101-2004）
3、《通风与空调工程施工及验收规范》（GB50243-2001）
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