1、政务中心地热泵桩内埋管专项施工方案江苏省政务服务中心及公共资源交易中心项目二期桩基工程地源热泵桩埋管专项施工方案中国地质工程集团公司江苏省政务服务中心及公共资源交易中心项目二期桩基工程地源热泵桩埋管专项施工方案编制人：审核人：审批人： 二一五年五月一、编制依据3二、工程概况3三、地源热泵系统工作原理4四、桩内地埋管换热系统介绍：4五、地源热泵桩埋管的施工，具体施工工艺如下：5（一）、定位放线5（二）、钻孔准备5（三）、钻孔5（四）、地源热泵桩埋管施工的过程控制5（五）、与桩基施工队伍积极配合12（六）、桩内埋管施工的检测与验收13六、安全文明施工管理控制措施14一、编制依据1、由江苏省建筑设计
2、研究院有限公司设计的江苏省政务服务中心及公共资源交易项目二期桩基工程总平面图、桩基平面布置图、地埋管水平管平面布置图等。2、 江苏省政务服务中心及公共资源交易项目二期桩基工程施工组织设计。3、 建筑桩基技术规范 94-2008。4、地源热泵系统工程技术规范50366-2005。二、工程概况1、工程名称：江苏省政务服务中心及公共资源交易中心项目二期桩基工程。2、工程地点：南京市汉中门大街 145 号。3、建设单位：江苏省省级机关事务管理局。4、设计单位：江苏省建筑设计院有限公司。5、监理单位：江苏建科建设监理有限公司。6、勘察单位：南京苏杰岩土勘察设计有限公司。7、测绘单位：南京市测绘勘察研究院
3、有限公司8、施工单位：中国地质工程集团公司。 9、地暖工程简介：本地源热泵空调系统安装项目，项目位于南京市,夏季制取7-12冷水供冷；冬季制取45-40热水供暖。本工程设计采用地下环路式系统作为机组能量主要来源,夏季能源侧进/出水温度25/30，冬季能源侧进/出水温度8/4。主机站位于主楼地下室负一层内，安装有主机机组、循环泵、除砂器、电子除垢仪、配电柜等主要设备。三、地源热泵系统工作原理地源热泵则是利用水源热泵的一种形式，它是利用水与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下
4、水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。 地源热泵机主要有两种形式：水水式或水空气式。系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，水源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。四、桩内地埋管换热系统介绍：本工程采用双“U”型打井埋管和部分桩埋管,埋管工程桩桩径为A600、A800、A1000，桩间或外侧打孔孔径为150(可根据现场实际情况调整),桩埋孔设计共242根桩，桩内U型管直径为25， 材料为管,同时，水平集管做并联同程连接，水平集管连接至集分水器，在集分水管末端设置循环泵，与室内地源热泵机组的换热器形成一个闭式循环系统，通过系统中的循环水与地下的岩土体进行换
5、热，将能量在空调室内和地下的岩土体之间进行转换，实现建筑物夏季制冷，冬季供暖的目的。五、地源热泵桩埋管的施工，具体施工工艺如下：（一）、定位放线 施工前，将地热换热器设计图上的桩孔数、位置逐一落实到施工现场，同时与工程部现场技术负责人做好定位控制点的交接工作（施工内容见图纸，每钻完一桩孔需在图纸上标明并做好记录），并按规范进行测量，确定施工区域放样测量，定出管道中线及孔位置并定出水准点作为整个部位的控制点；每次测量均要闭合，严格控制闭合误差；在区域内有障碍物的，应清除或搬移施工场地的障碍物（片区内换热孔钻完应通知工程部技术负责人、质量检查员到现场检查工程质量及桩孔位置，应符合要求）。（二）、钻
6、孔准备详见钻孔灌注桩施工方案（三）、钻 孔 详见钻孔灌注桩施工方案（四）、地源热泵桩埋管施工的过程控制地源热泵系统换热管安装在钻孔灌注桩内，为热泵机组提供冷热源的工艺。埋管可与钻孔灌注桩同时进行，具有工期优势。工艺为在混凝土浇筑前，在钢筋笼内沿绑扎U型管状换热器，随钢筋笼安放下至土(岩)层中。1 材料、设备进场后的检查与验收埋管材料应按需要及时提供，进场材料自检合格后及时报监理单位现场验收，验收合格后方可用于本工程，如检查验收不合格，应立即退回，不准许留在施工场地。作为换热管的材料要采用化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数大、流动阻力小的塑料管材及管件（设计采用管），应符合设计及国家标准的规定。运到
7、现场、加工好的管子也应避免在阳光下直接照射，以防发生热变形或老化。进场后用空气试压进行检漏试验。2 桩埋管施工过程的技术措施及质量控制2.1 管材的预制和连接的方法预制U形管应现场切割、连接，U形管的长度应能满足连接的要求（一般要超出桩孔约5m）。桩埋管应采用热熔或电熔连接，热熔管件宜采用与管材同一级别的聚乙烯树脂加工成型，管件本体任何一点壁厚应大于管材壁厚。热熔连接时要严格控制电流值，保证热熔温度（吸热温度）在规定的范围值内（一般控制在260/10度），试验压力1.6，热熔时持续的时间要适宜，不可太长造成损坏，也不可太短而造成熔接不牢或密封不良，63采用对接管件，63采用承插管件。为了保证质
8、量，根据我单位在其它类似工程上的成熟施工经验，本工程决定采用整节管下放，中间不留接头。2.2 桩埋管的施工2.2.1桩埋管随钢筋笼下放2.2.1.1工程桩桩内预埋地源热泵管，设计施工图纸是安装在钢筋笼外侧随钢筋笼同步下放。我方根据对类似工程进行了解，结合我方以前类似工程施工经验，工程桩内地源热泵管的设计大多是放在钢筋笼内侧随钢筋笼同步下放，其安装质量较好，成功率较高，如果放在钢筋笼外侧，施工中有许多不确定因素会对安装质量造成影响，成功率较低。建议桩埋管改在钢筋笼内侧，随钢筋笼同步下放。其中A600工程桩桩内埋管，其施工空间较小，施工中容易损坏，根据我单位的调查，桩内埋设地源热泵管的桩径很少有低
9、于A800的，为了保证换热管的预埋质量，建议加大桩径。以下是地源热泵管固定在钢筋笼内壁随钢筋笼一起下放的施工控制过程：为避免成桩过程中桩壁对换热管的摩擦，并防止运输过程或混凝土浇注过程中换热管脱落，换热管应牢固地绑扎在钢筋笼内侧。绑扎点在相邻两根竖向主钢筋和横向钢筋圈的接点处最牢靠，可以防止浇筑混凝土时换热管垂直移动。绑扎点应均匀布置，间距宜为1m远绑一点，绑在主筋或加强箍筋上；至最后一节钢筋笼下放完毕后，上部的预埋管要超出地面约5m进行固定，绑扎制作完的管子两端应封口处理，防止杂物进入管道。放钢筋笼时，需待钢筋笼接头焊接就位、完全冷却后，再将管子绑扎在钢筋上，防止烫伤管件；在换热管接出钢筋笼
10、的部分应安装保护套管，这是为了保证在截桩和接桩的过程中不会损坏换热管，同时也为了防止在浇注混凝土时混凝土浆料将换热管粘住。因为截桩长度一般为1倍桩径高度以上，保护套管的长度一定要大于这个长度，适当留出余量。换热管接出钢筋笼的顶端安装阀门和压力表，便于进行压力测试。换热管顶端安装管帽进行密封保护，防止混凝土浆料等其他杂质掉人换热管内。2.2.1.2 桩埋管沉放过程控制保证钢筋笼下放过程中在桩孔内保持垂直和居中，由于是采用整节换热器管下放，所以在吊装上一节钢筋笼时，要从钢筋笼内部穿管，在穿管时要注意对换热管进行保护，要保证换热器管从钢筋笼中间穿行，确保管壁不靠在钢筋笼上直接摩擦。两节钢筋笼焊接之前
11、，应对换热器管采取保护措施 (如橡塑保温棉套管 )，以防止电焊火花或电焊高温烫伤换热器管；浇筑砼之前应用管帽封闭两端，以防止水泥浆进入管内，同时保持管道内存水，并按规定进行加压，在混凝土浇灌时保证换热器管不变形。从灌注过程直至混凝土凝固的几天里，都要保持这个压力，以使换热管承受住灌注混凝土的压力，避免换热管被压变形而影响换热效果。浇注混凝土时要格外谨慎，应使用导管将混凝土引至孔底。在导管的安置与提升过程中，要始终保持垂直和居中，有利于导管周边阻力以及混凝土充实桩体时的流动压力均匀，降低或减少混凝土对换热管的冲击力和磨损。另外，在浇筑混凝土时要防止浮笼现象发生，因钢筋笼上浮时，对换热器管最容易造
12、成破损、断裂。在浇注完成确定管路无泄漏后，为防止混凝土的冷凝热，管内的水应保持循环，以及时带走混凝土冷凝热对管材的影响。2.2.2桩埋管随导管一起下放的流程根据我单位在以往类似工程的施工经验，桩内埋设地源热泵管随导管下放的成功率较高，因换热管在下放之前要进行灌水冲压工作，管子在冲压后变得较硬，随钢筋笼下放时，对钢筋笼的内径以及施工质量要求较高，所有水管都要放在钢筋笼内进行穿行，难度较大，成功率相对较低；当随导管进行下放时，充好水压的桩埋管是放在外部，底部固定在导管的端部，随导管进行下放，施工的不利因素将大大减少，故安装成功率较高。2.2.2.1热熔连接好的管材，注水保1.0的压力，全部理直平铺
13、放在指定地点，并做好警示标识，专人看守，防止碾压踩踏；2.2.2.2 在第一节导管底口上100以上对称焊接4块30*40厚度20的铁块，用于抵住下管器的内钢筋圈，下图为直径600桩的下管器示意图，其它桩型类似。A600桩下桩埋管示意图2.2.2.3将U头分别勾放于下管器上并固定好，然后将下管器的内圈套在导管的外侧，卡在导管外铁块下方，对称一边两个人拉住管材，注意松紧度要适宜，随着导管缓缓下放慢慢放管，导管下放要控制好速度，不能陡降、陡升，防止损坏下管器，在整个过程中，管材与导管下放的速度应一致，以防止在导管下放过程中脱钩或拉断管材。2.2.2.4当导管下放到位后（导管一直下到孔底），按规定对桩
14、埋管进行加压、保压，并加以固定，固定完成后开始进行二次清孔。准备充分后开始正常灌注砼，当混凝土上升至孔底3米以上，换热管没有大幅上浮，说明管道在砼内已基本稳定，然后结合灌桩要求，当导管埋深超过一定深度（610m左右）时，缓慢提升导管 40至50公分，利用混凝土的吸力对换热管进行吸附，如这时管材不上浮或上浮幅度不大，说明管材脱离导管，可缓慢提管，让混凝土密实，换热管下放基本成功。如在随导管下放中发现桩埋管上浮，说明安装中出现问题，下管器损坏，管材脱落，须重新提出导管，拉出桩埋管重新进行安装；砼灌注中或导管上提时管材上浮幅度较大（达到数米以上），说明换热管没有埋在混凝土之中，随导管下放失败，采取下
15、述补救预案。 2.2.3桩埋管随导管（或钢筋笼）下放失败的补救措施桩埋管在下放的过程中，由于种种原因，可能会安装失败，为了满足设计和相关规范要求，必须采取补救措施：2.2.3.1 在随导管或钢筋笼下放中出现问题，导致安装失败时，立即重新安装，在单U上面固定约50重不低于桩标号砼构件（300*300*H），两个单U在自重状态下分别下放至桩底，并在井口进行加固，防止上浮，此方法是针对直径800和直径1000桩。当直径600桩中安装失败时，需提出导管并随同拉出桩埋管再重新进行安装，对于多桩承台，经与监理单位商量后，可根据现场实际情况，调整到下一根桩埋管。2.2.3.2 当在砼灌注中，由于施工中可能会
16、发生一些特殊状况，而对桩埋管造成损坏（发现桩埋管压力表读数陡降），说明桩埋管安装失败，须及时进行补救，抽出换热管，按2.2.3.1种方法重新进行安装（此种补救措施一般只适用直径800以上桩，直径600的桩因桩径太小，单U上的砼构件无法下放，无法按此方法补救，失败后只能另从桩外补孔），如再安装失败应及时向监理单位和建设单位汇报，桩内无法再进行管道安装，须从桩孔外侧适当位置（由设计单位确定）进行补孔，重新埋管。3 截桩时对地埋管的保护截桩时应严格保护桩内埋管，要求先从底部找出埋管位置，凿开后截断管子并封堵完再开始截桩，截桩至桩顶以上30左右，采取精修的方式凿桩。4桩埋管换热器的U型弯管接头，宜选用
17、定型的U型弯头成品件，如图所示不宜采用直管道煨制弯头。 5桩埋管水压试验5.1水压试验的特点聚乙烯管道的水压试验，是为了间接证明施工前的管道密封性能、材质性能以及完成后的管道系统密闭的程度，但聚乙烯管道与金属管道不同，金属管线的水压试验期间，除非有漏失，其压力能保持恒定；而聚乙烯管线即使是密封严密的，由于管材的蠕变特性和对温度的敏感性，也会导致试验压力随着时间的延续而降低，因此应全面的理解压力降的含义。国内地埋管换热系统应用时间不长，在水压试验方法上缺乏试验和实践数据。埋地聚乙烯给水管道工程技术规程（101-2004）适用于埋地聚乙烯给水管道工程，但其水压试验方法与地埋管换热系统工程应用实践有
18、较大差距，也不宜直接采用，应根据工程特点及设计要求进行试验确定。5.2试验压力的确定当工作压力小于等于1.0时，试验压力应为工作压力的1.5倍，且不应小于0.6；当压力大于1.0时，试验压力应为工作压力加0.5。5.3水压试验步骤a.桩埋管换热器插入桩孔前，应做第一次水压试验。在试验压力0.8下，稳定至少15，稳定后压力降不应大于3%，且无泄露现象；将其密封后，在有压状态下插入钻孔，完成安装后继续保持压力。b.桩埋管换热器与环路集管、压力表等连接完成后，在砼灌注前应进行第二次水压试验。在试验压力下，稳压至少30，稳压后压力降不应大于3%，且无泄露现象。保持压力，进行混凝土灌注，直至混凝土灌注完
19、毕，待混凝土终凝至少3小时后再拆除压力表。c.成桩后，桩埋管要保持规定水压至少23天，防止管道因混凝土的压力挤压变形而降低效果。经过23天保压，再进行通水试验，试验合格后截去地面上多余部分，并用堵头进行封堵保护。 5.4水压试验方法水压试验宜采用手动泵（或电动泵）缓慢升压，升压过程中应随时观察与检查，不得有渗漏；不得以气压试验代替水压试验。聚乙烯管道试压前应冲水浸泡，时间不应小于12h，彻底排净管道内空气，并进行水密封检查，检查管道接口及配件处，如有泄露应采取相应措施进行排除。 6检漏合格后剪掉气头，同时用管堵帽将管口封堵，防止杂物进入桩埋管内，做好对U型管的成品保护工作，在其部位做醒目标志（
20、如插入彩旗等）。冬季施工时，应将施压后U型管内的水及时放掉，以免冻裂管道。管道检漏，具体参照地源热泵系统工程技术规范中4.5.2条实行。 7填写试压验收记录（试验人员和工程部人员共同填写）。 8严格做好安装前、中间安装到管口临时封闭各个时段的施工记录。记录埋管前端编号及尾端编号，确保立管深度与孔深相当。（五）、与桩基施工队伍积极配合在桩埋管施工中，桩基施工队与桩埋管施工队配合的好坏直接关系到工程的质量和进度，因此双方紧密配合，尤为重要。开工前由项目部组织协调，制定一份详细的桩基专项施工方案和地源热泵埋管施工的专项施工方案，组织两个队伍共同学习，统一施工要求，用于指导地源热泵埋管施工。两个队伍应
21、相互协作和配合，在需要埋管的工程桩施工前双方及时通气，做好各项准备工作，埋管时现场要有专业管理人员在现场进行安装技术指导。1 由项目部统筹规划和合理要求，给地源热泵施工队伍预留施工场地、材料堆放场地及交通道路等。2 当图纸上有地源热泵管在设计上利用工程桩进行埋设时，项目部应组织桩基施工队伍积极配合地源热泵施工队伍，处理好各项交叉工作，提供必要的帮助，做好相应的协助工作：2.1首先和地源热泵施工队伍一起，核对相关施工图纸，确定埋设地源热泵管的桩位桩号与工程桩桩号对应，在施工图纸上做好标记，并在对应的工程桩施工开孔之前，在施工记录表上进行注明，让现场施工人员清楚、明确，保证其位置不得搞错；2.2
22、与现场施工管理人员及桩机班组负责人进行交底，保证管理人员和施工人员都能知道其施工范围内的哪些工程桩必须安装地源热泵管；2.3当施工至须安装地源热泵管桩号时，项目部专职管理人员应提前通知地源热泵队伍，让他们做好准备工作，并提供必要的帮助，保证其安装质量和进度，以利减少交叉时间的耽搁，节省施工时间；2.4 在每节钢筋笼下放之前，因其管道是固定在钢筋笼内侧，随钢筋笼一起沉放，因此桩基施工队应积极配合地源热泵施工队做好地源热泵管的加固工作，并在钢筋笼连接和下放时注意对其进行保护，不得对其造成损坏；2.5当下放导管时，应匀速、缓缓下沉，不得大力碰撞地源热泵管，防止造成对其破坏；2.6当进行混凝土灌注时，
23、要尽力严防钢筋笼上浮现象发生，防止因钢筋笼上浮超标而造成地源热泵管被拉而损坏；2.7桩基施工队在地源热泵埋管施工时认真做好各项工作，如埋管后的砼灌注拔管工作应严格控制，避免因操作不当损坏管子。2.8成桩之后进行移位时，容易造成对地源热泵管及其相关设备的破坏，要严格要求桩基操作人员对其严加保护。2.9当施工中发现有地源热泵管被破坏时，要及时通知地源热泵施工队，上报项目部和监理单位，不得隐报瞒报，便于及时进行补救；2.10严格要求现场施工人员和相关施工机械，对地源热泵施工队的施工成果加以保护，不得无故对其造成破坏；2.11当发现现场有人或机械对其进行破坏时，要主动提醒和阻止，如有损坏时，及时向有关
24、负责人进行汇报。2.12地源热泵施工队应有专职管理人员，正常在现场巡查，发现问题及时解决问题，施工时不得无故耽搁桩基施工队的工作时间。（六）、桩内埋管施工的检测与验收桩埋管系统安装前及安装完成后，应提供检验与验收报告，报告应包括以下内容：1.主要材料的合格证、出厂质量检查报告等质量证明材料。2. 管材、管件等材料外观检查记录；3. 全部竖井的位置、深度以及土壤热交换器的长度；4. 土壤热交换器、环路集管及连接管水压试验记录；六、安全文明施工管理控制措施为使工程保质保量、安全如期完成，杜绝事故，消灭隐患，防患未然，特制定本措施：1严格遵守公司的有关安全施工管理的规定，进行施工现场的人员，必须戴安
25、全帽；2不得违章指挥，或强令工人冒险作业，也不能强迫工人作业时间太长，并且按照规定搞好防寒工作；3要养成安全卫生的生活作风，严禁随便不卫生的行为；4必须对施工班子进行施工前书面安全技术交底，组织安全活动，学习安全方面专业知识，班组长应坚持班前、班中、班后的质量安全“三检查”，及时清除安全隐患。5特种作业人员必须经过培训、考核，并经有关部门发给操作许可证方能上岗；6各种机械要完好，不准带病运转，不准超负荷使用，机械设备的危险部位要有安全防护装置，并定期检修；7电器设备必须保护接零、重复接地，手持电动工具要设漏电保护器；8在施工现场不得聚众闹事、打架斗殴和发生其它违法乱纪行为，已触犯刑律者送有关司法机关处理。
