地埋管施工.docx
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地埋管施工
5、地埋管系统主要工程项目的施工程序和施工方法
5.1主要依据
②公司质量管理文件
③施工相关的法律法规
《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019—2003)
《地源热泵系统工程技术规范》(GB50366—2005)
《实用供热空调设计手册》第二版
《地源热泵工程技术指南》
《公共建筑节能设计标准》(GB50189—2005)
湖南省公共建筑节能设计标准
《通风与空调工程质量验收规范》(GB50243-2002)
《工业管道工程施工及验收规范》(GBJ50235-97)
《建筑安装工程质量检验评定统一标准》(GBJ300-88)
《机械设备安装工程施工及验收规范》(JBJ23-96)
《制冷设备安装工程施工及验收规范》(GBJ66-84)
《设备及管道保温效果的测试与评价》(GBJ174-87)
国家及地方有关现行使用的建筑安装工程的设计、施工及验收规范、规程和标准。
关于公共场所集中空调通风系统卫生管理办法(国家卫生局2006年3月1日发文)
招标人提供的原暖通施工设计蓝图;
5.2地下换热系统主要质量保证工艺
1、4Mpa高压灌浆设备
根据《地源热泵系统工程技术规范》(GB50366-2005)4.4.8条之规定,垂直地埋管换热器U型管应使用泥浆泵对井孔进行灌浆回填。
这是保证系统换热效果的重要工序。
但由于高压灌浆回填施工难度较大,成本较高,目前被大多数企业所忽略,往往造成系统换热能力不足,影响工程质量。
投标单位在国际地源热泵协会技术支持下,严格按照规范要求,采用在国内工厂定制的地源施工高压灌浆设备,在施工过程中使用专门配置的回填浆料,对桩孔和井孔进行高压回填,保证系统换热效果。
4Mpa高压灌浆设备主要技术参数
送浆量(M3/H):
4
最大垂直输送高度(M):
40
最大水平输送高度(M):
300
最大工作压力(MPA):
4
电动机功率(KW):
7.5
整机质量(KG):
500
外型尺寸(L*W*H)MM:
1305*1080*1080
2、FTC热响应测试设备
为取得准确的工程场区岩土体热物性参数,为地下换热系统软件模拟提供基础数据,投标单位可以使用自有专用测试仪进行岩土体热物性现场测试。
现场测试是模拟地源热泵系统地下换热器实际运行工况进行的,所得热物性参数是整个测试深度内地层的平均表观热物性参数。
(1)试验原理与方法
地层的导热系数等不能象测量温度、压强等那样直接测量,而只能根据传热学理论通过测量温度、热流等进行反向推算,即这是一个传热反问题。
在已钻好的钻孔中埋设埋管并按设计要求回填,令埋管内充满水循环流动,自某一时刻起对水加热一定时间(数十小时),然后测量埋管内水的温度及其所对应的时间。
根据已知的数据反算钻孔周围岩土的导热系数ks和钻孔内热阻Ro。
将通过传热模型得到的流体的平均温度与实际测量的结果进行对比,利用最优化方法使计算值与实测值误差达到最小时,对应的导热系数数值即为所求的结果。
测量装置的安装如图3.2所示。
图3.2岩土热物性测试仪安装示意图
2)传热模型
地热换热器(一个回路)的结构如图6.4所示。
为简化分析,传热过程可以作如下假设:
1)钻孔周围岩土是均匀(设计所需是平均参数);2)埋管与周围岩土的换热可认为是钻孔中心的一根线热源与周围岩土进行换热,沿长度方向传热量忽略不计(孔径较小,一般约0.1~0.15m,钻孔长度则大于50m);3)埋管与周围岩土的换热强度维持不变(可以通过控制加热功率完成)。
图5.3地热换热器结构示意图(左为立面图,右为横断面图)
3)测量装置
测量装置内部主要结构如图6.5所示。
测量仪器主要部件由加热器、循环水泵、温度测量装置、流量测量装置、信号变送装置、微机控制与处理装置等构成。
测量仪中的管路与地热换热器地下回路相接,循环水泵驱动流体在回路中循环流动,流体经过加热器加热后流经地下回路与地下岩土进行换热,测得的出、入口流体温度、流体流量、加热功率等经信号变送传至微机。
利用前面介绍的方法对测得的数据进行处理,经计算后可以得到岩土平均热物性参数。
5.3具体工作安排
第一阶段主要任务是完成基础下钻井埋管工程。
关键是垂直埋管的回填灌浆工作,将作为主要控制点加以控制。
本阶段的施工项目部计划于中标后3日内即可进场进行测量、放线、预制及钻井埋管。
第一阶段:
室外地埋管敷设部分工期为30天,要求在基础底板施工进场前完成60%的工程量;
完成底板下水平管道的连接工作。
相对而言,关键是沟槽内水平管道的施工。
因此,重点部署沟槽内水平管道的施工工序。
第一步:
组织协调基础下水平管施工场地的交付日期,有序安排进场施工。
第二步:
水平管沟开挖,沟槽检测合格后进行砂垫层的敷设,然后水平集管引至底板外(本阶段将采用热响应测试仪作群孔试验,对已施工埋管进行抽检)。
第三步:
冲洗及试压,验收合格后泻压至工作压力,进行带压保、巡视。
第四步:
完成二级分集水器的安装,并将集管引入机房,完成所有地埋管的连接工作并作带压保护。
5.4各分部分项工程的施工方案及质量保证措施
(1)、地源热泵地埋管出管井处的保护
如上图,为保证地埋管出井口时不被折断或因挤压变形影响流量,采取砼支墩浇筑,同时保证了地埋管井不因地下承压水上涌导致基坑渗水的危险。
(2)、地源热泵地埋管监测系统的安装
地源热泵地埋管监系统分为:
①与地源井一同下井的地热温阶监测系统。
②和独立的地热温阶场监测系统。
本工程共设置2个具有代表性的点作为本工程地热温阶场的监测点。
其中1个是与地源井合用的,用以监测运行过程中地源井不同深度的地热温阶场。
另1个是独立的地热温阶场监测井。
每个监测井内布置11个T型探头。
第一个下井深为30米,第二个下井深为60米。
独立检测井的深度为60米,成孔孔径为82mm,下管管径为DN40.
每个监测井均布置独立的DN15PE管作为监测系统的保护套管,且端部封闭,以保护监测系统,也方便今后检修。
所有的数据均由布置在机房的中央处理系统做采集、分析、图示、故障判别、警报、传送处理.
机房中央数据处理系统采用TCP/IP通讯协议采集各监测信息,并与远程控制系统连接。
(3)地源热泵地下埋管系统的安装施工方案
1、原则:
坚持由内而外的原则;
坚持由支路到总线的原则;
坚持由垂直到水平的原则。
2、具体施工顺序及流向安排
首先做好施工准备工作,预制各种管道材料;
根据施工现场特点及设计施工图将施工区域划分为2个大的施工区域,即:
A施工段(建筑基坑下)和B施工段(建筑周边);
按顺序完成底板A、B换热区域钻井及水平埋管工作;
在每个区域水平支路完成后,引致集分水器坑处,预留在汇集路线上;
高压灌浆,回填各自区域,并开挖汇集管路埋设沟;
将汇集管路汇集到建筑内,进入分集水器。
3、施工方案
3.1、地下换热系统施工工艺
1)放线、钻孔
由土建总包方提供铆杆桩及结构柱轴线定位点,首先确定铆杆桩及结构柱位置,再按设计图纸上将钻孔的排列、位置逐一落实到施工现场,孔径约135mm。
孔径的大小应能够较容易的插入所设计的U型管。
在钻孔过程中,根据地下地质情况、地下管线敷设情况适当调整钻孔的位置,以满足设计要求,减少对已有地下管线及构筑物的影响。
2)U型管现场组装、试压与清洗
U型管宜在现场预组装为宜;下管前应对U型管进行试压、冲洗。
然后将U型管两个端口密封。
3)下管与二次试压
本工程采用的是人工下管的方法。
U型管头部设防护装置(低阻导头),以防止在下管过程中的损伤;下管前U型管内应充满水。
钻完一个孔,应及时下管以免导致下管困难。
下管是将聚乙烯管插入孔中,直至孔底。
下管完成后,做第二次水压实验。
确认U型管无渗漏后,方可用进行高压灌浆回填。
4)挖槽、安装分集水器
沟槽挖好后,将分、集水器与U型管连接,构成完整的闭式环路。
在分、集水器的最高端或最低端宜设置排气装置或除污排水装置。
管道回填时,应分层用木夯夯实。
3..2、施工要求
1)一般规定
①.地埋管换热系统设计前,应根据岩土体地质勘查结果评估地埋管换热系统实施的可行性及经济性。
②.埋管区域建筑物之间的距离,应符合地下构筑物与建筑物间距的相关规定。
③.地埋管施工时严禁损坏其它地下管线及构筑物。
④.地埋管换热器安装完成后,应在埋管区域做出标志或表明管线的定位带,并以现场的两个永久目标进行定位。
2)地埋管管材与换热工质
①.地埋管管材应符合以下规定:
a.地埋管分支管路应采用化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、流动阻力小、热膨胀性好的高密度聚乙烯管(PE管给水管)及管件,不应采用金属管道或聚氯乙烯(PVC)管及管件。
制管原材料要求为进口高品质材料。
b.地埋管质量应符合国家规定标准中的各项规定,竖向换热管材公称压力不得小于1.6Mpa。
工作温度应在-20℃~50℃范围内。
c.地埋管应能按设计要求长度成捆供应,中间不得有机械接口及金属接头。
d.高密聚乙烯管管材物理性能
长期静液压强度MPa(20℃,50年,95%)≥8.0
短期静液压强度MPa20℃:
9.0韧性破坏时间(h)>100
80℃:
4.6脆性破坏时间(h)>165
热稳定性(200℃)min
>20
耐应力开裂(80℃,4MPa)h
≥1000
压缩复原(80℃,4MPa)h
>170
纵向回缩率(110℃)%
≤3
断裂伸长率%
>350
复合料密度
≥940Kg/m3
e.应按下列表格所示提供适当的管道以配合系统之要求聚乙烯(PE)管及管件:
公称外径
(mm)
平均外径(mm)
公称壁厚
公称静液压强度
最小
最大
材料等级
压力
32
32
32.3
3.0+0.5/PE100
1.6MPa
40
40
40.4
3.7+0.6/PE100
1.6MPa
50
50
50.5
4.6+0.7/PE100
1.6MPa
63
63
63.6
5.8+0.9/PE100
1.6MPa
75
75
75.7
6.8+1.1/PE100
1.6MPa
90
90
90.9
8.2+1.3/PE100
1.6MPa
110
110
111
10.0+1.5/PE100
1.6MPa
f.地源埋管系统的材料应选用HD-PE100原料,地埋管管材品牌为:
浙江伟星管业;
g.开标时,与投标文件同时递交此次投标使用的地埋PE管一致的De25PE管,地埋管导头各一件,并留有判断该产品厂家,特性的标识,长度约为50cm。
小样将被封存,并作为验收重要依据。
②.换热工质:
本工程使用水为换热工质。
3)地埋管换热系统要求
①.地埋管换热系统施工前应注意待埋管区域内各种地下管线的种类、位置及深度,预留未来地下管线所需的埋管空间及埋管区域进出重型设备的车道位置和荷载。
②.地埋管换热器应考虑可使用地面面积、岩土体地质勘查结果及挖掘成本等因素确定埋管方式。
③.地埋管换热器应考虑岩土体及回填材料热物性的影响,施工过程要控制好回填工艺。
④.垂直地埋管换热器凿孔深度应大于等于82m,有效换热长度不少于80米;钻孔间距为4m。
水平管埋深应不小于2.0m。
⑤地埋管换热器水平干管坡度宜为0.2%,不应小于0.1%。
⑥地埋管环路之间应并联,两端应分别与供、回水管路集管相连接。
每个环路集管连接的环路数宜相同。
⑦地埋管换热器宜靠近机房或以机房为中心设置。
铺设供、回水集管的管沟宜分开布置。
⑧地埋管换热系统应设泄漏报警系统。
宜设防冻保护装置及措施。
⑨地埋管换热系统应根据地质特性确定回填料配方,回填料的导热系数应不低于钻孔外岩土体层的导热系数。
4)地埋管换热系统安装施工要求
①.地埋管换热系
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