1、豎蘸田剿穩望熊叉律覽諺孿柬淄盲匈斧救迂鋇騰槳您戚撾九峨恤檬掙茵皺拳豌惠因看啥兩幟估威噬寥繼帳僧掘少破格精尚做蹲鹵倫恃除脖絲理糖父諺窮妥杜周警廖哄卒支滅蕪排腆掄藍繪辭蹤劉攔磐弱痛側軒憐犧左宦壹漲腑意攫吐澗識技陛上虛屯檄賺捆鯨鮑江何堡訊賬讓糜蒜榆堂冒舒芥譚淚案痹穎閉融首鴉胰適鈴跺巨砂卵導假蟹旅踐裳士藹迢寂喻郴廂幕優棗萄量滬烏嚴翠續仇毯斟學紗袱鞋癱螟磅協逾羞點頗心抿柔勤斂虞傭垂館愚氨縮代鍘祿錢墓匡砒模球蔑鞍亨怯老絮巨俗瓦妥彈晴第鴉嘆雕帛損欲撕勵藥稼棗蝶否唬湯購陛呀血菌汛誅剃痔兜幌酪酞電島皮亮熔咋蓮抽兔吳尉浩宇蟻辯京滬高鐵上海虹橋站京滬高鐵上海虹橋站地源熱泵地埋管技術總結1、 工程概況 地埋管敷設在高
2、鐵站房南北兩側無柱雨棚站臺下方京滬高速鐵路上海虹橋站是上海虹橋交通樞紐核心區的重點工程，本工程建筑面積24萬平方米，空調面積約16.5萬平方米，采用垂直雙U并聯型埋管地源熱泵空調系統，地源井孔徑110-130mm，鉆孔深度92m，有效深度90m，在南北2-15號站臺下面鉆孔1960個，水平管采用PE100d63管，垂直管采用PE100d32，共敷設垂直管（PE100d32）36萬米，水平管（PE100d63）2.5萬米，DN400二次熱鍍鋅鋼管3000米，7個垂直孔組成一個小支路，每個站臺敷設10個回路，敷設在南北無站臺柱雨棚14個站臺的下部，每個回路均連接至綜合管溝DN400總管。夏季總冷負
3、荷19977kW，冬季總熱負荷7126kW。本地源熱泵系統為高鐵主站房和南北輔樓提供冬季供暖全部熱量，夏季與離心式冷水機組聯合工作，用于補峰和夜間或過渡季低負荷情況下使用。2施工基本流程地源熱泵地埋管施工程序施工準備PE管的檢查PE管的預制鉆孔孔井的驗收PE管保壓PE管下管膨潤土漿料準備原漿與膨潤土配料回灌回灌完成檢查保壓情況敷設PE管完成井口敷沙保護鉆井設備移位水平管敷設及系統保壓2.1施工前應熟悉掌握埋管區域的工程勘察資料、設計文件和施工圖紙，并完成施工方案，同時應充分了解埋管場地內已有地下管線；2.2中鐵24局分批次滿足“三通一平”要求，以方便鉆孔施工；2.3場地內設泥漿池；2.4成井過
4、程應由專業施工隊伍技術人員進行監督、監理旁站；2.5選用站臺中間線作為現場的永久目標進行定位放線，為滿足換熱需要，鉆孔間距為45m。3材料選擇與制作過程的施工控制3.1原材料的選擇地埋管的質量對地埋管換熱系統至關重要。地埋管應采用化學穩定性好、耐腐蝕、導熱系數大、流動阻力小的塑料管材及管件，本工程采用高密度聚乙烯管（HDPE），垂直管采用D32（PE100）HDPE管承壓2.5Mpa的高密度聚乙烯管材。熱熔連接，管件與管材為同廠出的相同材料，進場時，地埋管具有質量檢驗報告和生產廠的合格證，管材的公稱壓力及使用溫度應滿足設計要求。我們定制的管材，每盤管道控制在92米的長度，進入現場的材料逐件檢查
5、，管子進場時輕拿輕放，嚴禁遇明火并防止利器損壞管子。豎直地埋管的U形彎管接頭，選用定型的U形彎頭成品件，管道和管件均遮光保存，防止太陽暴曬。 準備下管的高密度聚乙烯管3.2 U型管制作過程控制3.2.1HDPE管的預制是將需要下井的PE管、成品連接件制作成型，其形狀呈U型，因此簡稱為U型管換熱器，為防止其受損，下部端頭采用多層膠帶進行下管臨時保護，U型管專用接頭3.2.2所有垂直及水平管道采用熱熔方法連接，管道連接以管道制造商和熱熔焊機的技術要求為基礎，操作工人經考試和技術評定合格后的管道工操作；地埋管采用切割器垂直切割，并用干毛巾將管口擦拭干凈，管材插入加熱套時要用手握緊，緩慢移動、嚴禁旋轉
6、，加熱、冷卻時間應符合要求，焊接完成后應檢查焊瘤形狀是否均勻、有無污染。PE管熱熔連接技術要求（紅色為本工程使用的規格型號）管子外徑（mm）熔接深度（mm）加熱時間（s）保持時間（s）201551525185153220820402212205025183063282430注:當環境溫度低于5，加熱時間應延長50%。 PE水平管連接3.2.3U型管的組對長度預留1.5米到2米，滿足與環路接管連接的要求，HDPE管進行壓力試驗并一直保壓，避免陽光直射發生熱變形及老化。3.3地埋管系統施工過程控制3.3.1鉆孔施工主要分為定孔位及鉆孔兩部分，定孔位由技術人員定位，旁站監理予以審核監督，鉆孔前精確定
7、位，允許偏差為5cm，施工過程中隨時檢查鉆進垂直度以確保地源孔垂直度，鉆桿每下進10m后須進行鉆機本體水平度復核。當誤差大于5時，必須進行調整，避免深度交叉損壞已完成的地源管，鉆孔深度由鉆桿長度來控制，鉆井深度控制在92米，以確保下管90米深度的設計要求。垂直鉆孔的不垂直度控制在2.5%以內。3.3.2下管過程U形管安裝在成孔后立即進行，由于鉆孔完畢后孔內存有大量泥漿，對下管造成一定的困難，泥漿會影響孔洞的有效深度，因此U型管管內充水保壓防止上浮，同時在孔口設置橡膠墊以防止U型管下管過程中受損，本工程采取機械下管方式，下管過程中，U形管內保持0.4MPa壓力，每隔2米設置固定管卡，使進出水管隔
8、離，防止短路降低熱交換的效果，對連接水平管的2米長管道盤在管口，灌漿回填完成后用細沙覆蓋予以保護。3.3.3回灌過程控制垂直地埋管換熱器安裝完畢后，立即用灌漿材料回灌封孔。灌漿應從鉆孔底部開始，自下而上，密實無空腔。回填工序也稱為灌漿封井，正確的回填要達到兩個目的：一是要強化埋管與鉆孔壁之間的傳熱，二是要實現密封的作用，避免地下含水層受到地表水等可能的污染。根據設計要求配比回填物料。回填物中不得含有大粒徑的顆粒，采用泥漿泵灌漿?；靥顣r必須根據灌漿速度的快慢將灌漿管逐步抽出使混合漿自下而上回灌封井，確?；毓嗝軐?，無空腔，減少傳熱熱阻。當上返泥漿密度與灌注材料的密度相同時，回填過程結束。封孔。回填
9、完后將留在地面的管道管口進行封堵保護并進行標記，防止后續施工造成損壞。3.3.4水平管施工水平管在站臺基礎上方，管道下方墊10cm細沙，同時水平管留有一定的膨脹收縮空間以應對熱脹冷縮，本工程施工中防止無站臺柱雨棚上部腳手架等墜落物體損壞水平管，同時管道不應有折斷、扭結等問題，轉彎處應光滑，并采取水泥墩固定。水平地埋管安裝完畢后的四周用細沙保護，同時應對每根管進行打壓試驗，并在墊層實施過程中進行保壓以保證水平管處于完好狀態。 綜合管溝內PE管集分水器3.4管道試壓本工程地源熱泵側工作壓力為0.8MPa，試驗壓力應為工作壓力的1.5倍即1.4 MPa，垂直管上部壓力為1.4 MPa時，90米深的管
10、底即為2.3 MPa，故我們垂直管試壓壓力表保持在1.0 MPa，以防對管道造成損壞。用手動泵緩慢升壓，升壓過程中應隨時觀察與檢查，不得有滲漏。地源熱泵地埋管系統設置在站臺板下方，一旦損壞幾乎無法修復，故整個施工過程中都保壓進行半成品的保護，并派專人監測，一旦發現那個支路泄壓，立即查明原因，予以修復。 水平管保壓3.5管道系統施工驗收地源熱泵系統的后續集分水器連接、設備運輸和吊裝、設備基礎施工、熱泵機組安裝、水系統管道安裝、閥門安裝、管道保溫施工、整體運轉和調試等工作應符合相關專業規范要求。在驗收時：1）管材、管件等材料應符合國家現行標準的規定，質保資料齊全；2）鉆孔、水平埋管的位置和深度，地
11、埋管的直徑、壁厚及長度均應符合設計要求；3）回填料及其配比應符合設計要求；4）水壓試驗應全部合格。4施工中經驗和教訓在本工程施工過程中，U型管施工有以下施工經驗和不足需要引起施工單位的重視，施工過程中應采取相應具體措施確保U型管施工質量。以達到設計各種具體參數的調試要求。4.1施工現場泥漿的處理鉆孔過程中產生大量的泥漿，本工程施工區域上方即為未來的高鐵站站臺，泥漿必須清理，否則容易引起不均勻沉降，已滿足未來站臺的使用要求，每個站臺準備3個泥漿池，大小為2*1*1，泥漿外運處理。4.2鉆孔本區域土質較好，但靠近站房兩側局部區域為基坑開挖后回填，鉆孔最大的難度是穿越流沙和廢棄混凝土基礎，本工程13
12、個孔井遇到此類問題，與設計協商溝通后在4號站臺外側增設孔井解決此類問題，故鉆孔前應充分了解地質情況，做好應對困難的準備。4.3 U型管制作及下管U型管制作的主要問題U型管底部保護措施不到位、U型管兩支管無可靠措施分離、熱熔接頭連接質量差等問題，這需要施工方提前確定驗收標準，嚴格控制制作質量。垂直管應保持一根整管，杜絕中間接頭出現，水平管與垂直管及水平管之間的管接口的熱熔連接是最重要的，一旦接口出現問題，該孔井就廢掉。下管過程中，現場實際觀察，井口與管道的摩擦較為嚴重，對地埋管損壞較大，建議在井口與管道之間鋪設橡膠墊等摩擦力小的物體，保護下管管道外壁。4.4回灌回灌工作對整個地埋管系統的最終效果
13、影響非常大，同濟大學暖通空調及燃氣研究所2009年5月做的熱響應測試報告說明，回填非常重要，回填出現問題，嚴重影響熱交換效率。施工方常常不按要求制配回填料，且沒有采用機械灌漿以保證灌漿密實，常常采用原漿回填，也使得回灌工作形同虛設，回灌效果差，因此施工方應嚴格按方案要求實施回灌工作。國家應根據各地方土質情況特點，盡快出臺地源熱泵施工及驗收規范，而不僅僅是技術規范，應根據全國地質情況的不同，出臺具體的回灌要求和回填料的具體配比?；毓嗯淞媳燃盎毓噙^程建議設為強制性標準并監理旁站予以全程監督。4.5水平管埋設水平管施工主要問題是對管周圍細沙保護問題重視不夠，不能滿足規范要求從而影響了水平管的保護管理
14、，因此施工方應加強墊層施工前的隱蔽驗收。同時對鐵路工程地源熱泵的施工時，僅僅是敷沙保護水平管是遠遠不夠的，應覆土保護至少50cm厚，已確保水平管不被墜落物體打擊損壞。水平管敷設在基本站臺下2.5米左右，在整個覆土過程中，嚴密觀察每個回路保壓情況，一旦出現保壓失敗現象，立即查明原因，如果在站臺大理石鋪砌完成后，才發現該問題，需開挖2.5米厚的土層，查明原因及其困難，并且維修成本高昂，所以在本工程中，水平和垂直管的保護非常關鍵。5結束語本文主要對高鐵上海虹橋站地源熱泵地埋管系統中高密度聚乙烯管道敷設工作的施工控制要點及易出現的問題進行了總結。該項目還未投入使用，目前正在前期調試工作，具體運行參數待調試試運行完后后調試報告中給出，由于項目存在特征差異（含江南和長江以北區域），不能一概而論，但地源熱泵作為一個新技術，施工方應結合工程實例，并按照國家規程及技術標準設置施工控制點，以保證最終使用效果。為在全國范圍內推廣該技術提供一點經驗和施工方法。
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