浅谈地源热泵系统施工工艺及方法前言“地源热泵”的概念最早出现在1912年瑞士的一份专利文献中。

开放式地下水热泵系统在20世纪30年代被成功应用。

经过近50年的发展，“地源热泵”技术在北美和欧洲已非常成熟，是一种被广泛采用的热泵空调系统。

2009年7月8日，上海三部委发文，明确对2万平方米以上的公共建筑，最高可获得50元每平方米(建筑面积)的补贴。

更促使上海地区的“地源热泵”空调项目象雨后春笋一样蓬勃地发展起来，只要有条件打地埋井的新建项目，都试图用“地源热泵”空调系统，甚至不少打井面积不够的项目，都把地埋井打在建筑物下面创造条件上“地源热泵”项目，这也促使许多原来主要做VRV空调或分体机的单位都开始做地源热泵系统，施工单位水平良秀不全，施工质量参次不齐。

下面主要介绍一个近期正在施工的地源热泵项目，通过此项目的施工介绍可以让我们更清楚的了解地源热泵的整个施工过程及施工难点，以及如何处理和纠正施工过程中常发生的问题。

本文中所说的地源热泵仅指地埋管换热系统。

一、项目介绍1、项目名称：*******项目会所空调泳池热水系统工程2、项目地址：上海*********3、施工范围及介绍：会所地源热泵埋管系统的钻井、安装及调试工作，此工程采用垂直埋管，孔内采用De32的PE管，单U型连接，共计打孔96个，深度为100米，孔间距为4~6米，每孔单独出管道至集分水器，每个集分水器调节24口井的流量，水平管挖沟深度0.8米，换热器周边均需填沙，且填充密实。

4、参考规范：《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003《通风与空调工程施工及验收规范》GB50243-2002《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005二、地源热泵的施工工序1、地埋管系统施工工艺流程图如下图：2、工程准备Ø了解并确定土壤地质条件，熟悉施工图纸。

测量定位地源井成孔竖埋管带压下管，附压力表沟槽回填单U竖管连接、试压集、分水器回路试压Ø确定地下综合管线分布及设置情况，并做好明显的标识记号。

Ø平整土地，根据地埋管施工图，用白灰标示具体钻孔位置及总管坑槽位置。

Ø确认钻孔支架打设位置。

Ø确认钻孔机械电源容量及供给情况。

Ø提供水源至钻孔现场。

Ø联系材料商供给材料。

部分施工图3、钻孔施工Ø本工程采用的钻孔设备为GXY-1型6台，钻孔直径为￠130mm，每一台钻机施工作业面积为3米*3米，钻井速度为18米/小时，钻杆每根长度为标准节3米/根。

钻机同时作业的施工场地,每台钻机单纯作业面积为单机施工作业面积*钻机台数。

每个井的完成时间估计在5-6小时。

Ø成孔过程中孔内泥浆面应保持稳定。

根据上海地区的特点钻孔采用正循环成孔方法，正循环成孔泥浆液面高度不应低于自然地面以下30cm,钻进过程应根据地层情况相应调整泥浆指标。

松泥浆循环池中多余的废泥浆应及时排出。

Ø采用多台钻机同时施工时，相邻两钻机不宜过近，以免相互干扰。

在刚灌注完的混凝土桩旁成孔时，其安全距离不应小于4倍桩径，或最少间隔时间不应少于36小时。

4、竖埋管埋管方法Ø为保证基坑开挖过程中不对已埋入的竖直埋管的破坏且不影响基坑开挖的进程，考虑在施工过程中对基坑内地源井的下管采用半沉管作业法，即直接将两根竖直埋管管顶下至－7.8m以下（一回），其中有一根PE管露出地面（一进），则钻孔深度控制在107.8m，同时订制长度为两根100m的原料管作为地源管，管子保压好下管，另增加一根7.8米的管子，已确保实际埋深符合设计要求。

Ø采用半沉管作业法时，为保证下管时的有压下管状态，在U型管完成地面试压后，在管内压力≥0.2MPa且不撤除截止阀、压力表的状态下封堵U型管并下管，以确保下管时U型管内具备足够的压力。

Ø在地源井钻孔施工时为加快施工作业速度，约4口地源井设一小型循环泥浆池1.5m×1.5m×1m，5、地源井下管操作Ø试压合格的U型管内注满水，并保持一定的压力，以便减少沉管过程中的浮力，避免下管过程中管材受损。

Ø竖管加压后将其密封，在保压0.2Mpa状态下插入钻孔。

放入时，严禁突然放手，否则管子浮起后难以再放入。

固定分离卡每隔2米设置一个，固定在管子上，随管子一起下到管井里，Ø下管时，将U型管头用反Y型卡具固定在钻杆端头，用钻杆慢慢将其推入孔内；掌握好下管速度，不能过快或过慢，保证平稳下管。

Ø经验收合格后，拔出钻杆，下管过程完毕。

6、封孔灌浆施工采用膨润土、原浆、水泥、黄沙按2.5：2.5：1：4比例配制，采用高压灌浆的方法，所灌膨润土和中粗砂的混合物回灌后，待其硬化起到固定竖埋管、封堵地下水的目的。

6．1质量保证措施Ø严格按设计要求配制回灌料。

Ø开始回填前，宜先拔出钻杆，使钻杆与U型管分离，以免灌浆后再拔杆时使U型管受到损伤。

Ø浆液膨胀凝固需24小时，此前严禁扰动竖埋管。

7、沟槽开挖Ø先由测量员进行现场水平布管放样图，将图纸上标注的管线布置图放样到现场的场地上，并用做出标记，然后以管线位置为中心考虑一定放坡后，用石灰线标记出开挖边线。

槽底宽度应满足设计要求宽度。

Ø挖机进场，按上步标出的沟槽位置进行开挖，开挖出的土方堆于距槽边1米外的地方。

Ø沟槽应按设计的平面位置和高程开挖，人工开挖且无地下水时，沟底预留值宜为5~10cm；机械开挖或有地下水时，沟底预留值不小于15cm。

预留部分在管道敷设前应人工清底至设计标高。

8、水平管的连接Ø水平管试压0.8Pa，在试验压力下稳压至少15min，稳压后压力下降不大于3％，且无泄漏现象。

合格后与竖埋管用PE弯头φ32采用热熔连接，Ø按设计要求，选择长度相近的管路分在同一个分集水管组，对竖埋管进行接头清洗、切割、留足焊接所需长度。

Ø热熔连接管道应分段在槽边进行连接后，以弹性敷管法移入沟槽；Ø管道移入沟槽时，不得损伤管材，表面不得有明显划痕，应采用非金属绳索下管。

9、集分水器连接Ø分集水管系统由2路管组成，一路属于出水管，一路属于进水管，本工程集分水器采用PE材质，长度为2.8米，共采用8个，全部放在集分水器井内，Ø为保证水利平衡，宜将距离接近的水平管接入同一分集水管上，一个端头接入进集水管，一个端口接入出集水管上。

Ø所有分集水管焊接完毕，形成各路分集水管系统后，应进行试压。

在试压压力0.8 Pa下，稳压至少30分钟，稳压后压力降不应大于3％，且无渗漏现象。

9.1质量保证措施Ø准确丈量每路分集水管上的竖孔间的间距，配合预留进墙套管，留足接头长度。

Ø管道连接前应确保管道内壁及接口清洁。

Ø集分水器采用PE材质，阀门需增用专用转接头连接，所有管线焊接完成后，经检验合格后报验。

Ø集分水器井由总包方负责制作，需预留排污口。

10、沟槽回填土Ø所有管路系统试压0.8Pa，在试验压力下稳压至少2h，稳压后压力下降不大于3％，且无泄漏现象。

合格验收后，才能进行回填土施工。

Ø回填前，应绘制现场所有地下埋管系统的竣工图，将所有埋管系统的实际位置标于图上，做好报验资料。

Ø回填时应先用黄沙填实管底，再同时回填管道两侧，然后回填至管顶50cm处。

Ø管道两侧及管顶以上50cm内的回填，采用黄沙回填，不得含有碎石、砖块、垃圾等杂物。

距离管顶50cm以上的回填土内允许有少量直径不大于10cm的碎石块，其数量不得超过填土总面积的15%。

Ø管道经过试压且通过隐蔽工程验收，人工回填到管顶以上50cm后，方可采用机械回填，但不得在管道上方行驶。

机械回填时应在管道内充满水的情况下进行。

10.1质量保证措施Ø为保证沟槽开挖深度，且不发生塌方，视现场场地情况，可进行适当的放坡。

Ø挖机开挖竖埋管附近的土方时，要特别小心，由专人在前面看管指挥，竖管附近直径50cm范围内的土方由人工用铁锹进行清理开挖。

Ø合理布置挖机行走路线，避开现场场地内的各种地埋或架空布置的水管、电线等障碍物。

Ø地下水水位较高或遇雨天，应在沟槽底部设置积水井，用水泵排水，保持沟槽内施工方便。

Ø沟槽开挖完成后，应立即组织验收，做好验收记录资料。

三、施工中的特殊工艺/工序处理方法1、工程中产生的泥浆如何处理？Ø泥浆循环系统可采用自流回灌式。

Ø泥浆循环系统应由泥浆池、沉淀池、循环槽、泥浆泵等设施设备组成，并应设有排水、清洗、排碴等设施。

泥浆池和沉淀池应组合设置。

一个泥浆池配置的沉淀池不宜少于二个。

循环泥浆经过二级沉淀后，由沉淀上口流入泥浆池再循环使用。

含砂高的土层，宜采用除砂器除砂。

Ø泥浆池的容积宜为单个管孔容积的1.2~1.5倍，每个沉淀池的最小容积不宜小于6m3。

采用自流回灌式泥浆循环系统时，泥浆池与管孔间由循环槽连通，循环槽的流向坡度为0.5%，槽的截面应能保证泥浆正常循环不外溢。

泥浆池宜设在地势较低处，且不应设在新回填的土层上。

泥浆池、沉淀底部可就地取材、就地开挖。

池深宜为1~1.5m，池壁高出硬化地面0.15m以上。

Ø泥浆循环槽、泥浆池和沉淀池应经常疏通清理。

2、高压灌注回填工艺详细操作方法？高压灌浆需一台高压泥浆泵和一台泥浆搅拌机，原料采用膨润土、原浆、水泥、黄沙按2.5：2.5：1：4比例配制。

泥浆搅拌机将不断搅拌的厚泥浆，用高压泥浆泵通过随PE管下管时一起插入的塑料管送入井内，边送边提送浆管，直至井内的水全被泥浆挤出地面，井内泥浆灌满为止。

见图示：3、如何保证桩孔的垂直度？Ø为保证桩孔垂直度小于1%，施工中首先要使铺设的路基水平、坚实，并在钻机上设置导向，成孔时钻机定位应准确、水平、稳固，水平定位偏差为0.5m。

Ø钻机定位时，应校正钻架的垂直度。

成孔过程中钻机塔架头部滑轮组、回转器与钻头应始终保持在同一铅垂钱上，并保证钻头在吊紧的状态下钻进。

成孔过程中应经常观测、检查钻机的垂直、水平度和转盘中心位移。

4、水平管在大地板下施工如何防止沉降对管子造成破坏？大底板下做地埋管的最大风险，就是建筑物的大底板会有不同程度的沉降〔甚至上浮〕，这样地埋管的垂直管和水平管的联接处就非常容易被压断或拉断，使地埋井报废。

解决此问题时措施是，在垂直管与水平管联接处的水平管上套上一个DN150的保护钢套管，施工时将水平管处于钢套管的中央，另外再在该钢套管的一侧用加工好的同口径钢套管〔将钢管的一半切除〕搭接在水平管钢套管上，用铁丝绑扎牢，把地埋垂直管置于钢管的保护下，然后在所有管子上填埋上黄沙。