河南省黄河迎宾馆浅层地温能利用项目地埋管施工遇到的问题和处理方法.doc

河南省黄河迎宾馆浅层地温能利用项目地埋管施工遇到的问题和处理方法摘要：地源热泵系统是一种利用地下浅层的恒温地热资源，实现热能转移的高效节能的空调系统。主要阐述了河南省黄河迎宾馆浅层地温能利用项目地埋管施工过程中出现的问题，逐一进行分析并提出了解决方法。关键词：浅层地温能；地源热泵；地埋管；施工工艺；处理方法abstract: the ground source heat pump system is a use of the shallow underground constant temperature geothermal resources, realize the heat transfer of high efficiency energy saving of the air conditioning system. mainly expounds the yellow river in henan province hotel shallow layer geothermal energy use project construction process, buried tube problems, are analyzed one by and the solution method.keywords: shallow layer geothermal energy; the ground source heat pump; buried tube; the construction technology; processing method项目概述浅层地温能，是指地表以下一定深度范围内（一般为恒温带至 200 m 埋深），温度低于 25，在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地球内部的热能资源，其能量主要来源于太阳辐射与地球梯度增温。浅层地热能分布广，储量大，再生迅速，利用价值大。通过热泵技术进行采集利用后，可以为建筑物供暖和空调，较常规供暖和空调技术节能50%到60%，运行费用降低约30%到40%。同时也直接降低了排放的污染量，有利于保护环境。根据地源热泵从地下吸收热量的方式不同（即低温热源的不同）可分为：开式回路系统与闭式回路系统。开式系统的低温热源是直接利用水井、废弃的矿井的水及抽取地下水。闭式系统是通过二次流体（水或以水为主要成分的防冻液）在封闭地下埋管中的流动，将热量传送到地下或从地下吸收热量。在郑州地区地下水资源匮乏，地下水的回灌问题也比较难解决，抽取地下水的开式系统不适合。闭式系统的地源热泵地下环路（即地热换热器）的埋管方式多种多样。目前，普遍采用的有垂直埋管和水平埋管地热换热器两种基本的配置形式。从我国的国情来看，采用竖直埋管更显示出其优越性：节约用地面积，换热性能好，可安装在建筑物基础、道路、绿地、广场、操场等下面而不影响上部的使用功能，甚至可在建筑物桩基中设置埋管，充分利用可利用的土地面积。因此，河南省黄河迎宾馆浅层地温能利用项目的地源热泵是垂直u 型地埋管换热系统。 根据地层热物性测试分析，河南省黄河迎宾馆浅层地温能利用项目的垂直u 型地埋管换热系统设计孔径150mm,设计孔深120m，孔间距5.0m,管材为3.2pe100型硬质塑料管。地埋管施工遇到的问题和处理办法地埋管施工工艺流程图2.2施工中遇到的问题和处理方法地埋管管井深度未达到设计要求、钻孔不垂直、回填不密实等原因，由此造成地埋管换热效率达不到设计要求，直接影响到地源热泵中央空调系统的使用效果。下面结合施工各环节就处理方法做以介绍。2.2.1 钻机安装垂直度的控制钻机就位安装时不控制好垂直度，由此可使管井下方倾斜，地埋管管井垂直度达不到设计要求，严重时甚至造成本管井与相邻管井相通，形成“串孔”，使管井换热能力下降甚至管井报废。在河南省黄河迎宾馆浅层地温能利用项目前期施工中采用夯实钻孔四周地面，调平钻机底座，下钻杆时用重锤吊线观测法纠正钻杆的垂直度，但是由于在钻孔时扭矩较大，钻机发生晃动，近而使钻机底座失去平衡。为了纠正因扭矩较大产生晃动和不平衡的情况，在后期施工中钻机底座加地木梁支撑，同时钻机两边加绷绳裂紧，钻机晃动减小，保证了管井垂直度。2.2.2 钻进施工过程中遇到的问题和处理方法地埋管管井深度未到达设计要求，由此造成地埋管换热效率达不到设计要求，直接影响到地源热泵中央空调系统的使用效果。地埋管管井孔径未达到设计要求，由此造成下pe 管时pe 管壁受伤，严重时可能造成pe 管壁破裂、管井报废。应严格把好钻进施工过程中工序检验关。河南省黄河迎宾馆浅层地温能利用项目地埋管钻孔直径要求150mm，在施工中每完成3-5个钻孔，对钻头直径进行测量检查，对磨损后直径150mm的钻头进行镶焊。河南省黄河迎宾馆地处郑州市北郊，为黄河冲积地层，地层复杂：从钻进揭露的地层看有粉土层、黏土层、粉细沙层和淤泥层。钻进施工采用孔内自造浆泥浆护壁的施工方法，在施工中存在粉细砂地层塌孔沉淀造成孔深减少和淤泥层缩径造成局部孔段需要强力下压才能将地埋管下入。强力下压会造成地埋管u头的损坏，根据施工经验，在钻进施工中保持高于孔口0.8m以上的水头，用水头压力平衡地层压力，钻孔缩径情况得到解决，垂直地埋管均能顺利下入。对于粉细砂地层塌孔沉淀的问题采用延长冲孔换浆时间，同时钻孔实际钻进深度比设计的120m加深6m，形成沉淀管，以确保垂直地埋管下入深度120m。2.2.3 地埋管焊接和下入中遇到的问题和处理方法地埋管下管过程易出现下管深度不到位、pe 管管壁破损等现象。地埋管下管深度不到位可能是由于管井塌井、缩孔所致，此现象可降低换热效率。pe 管管壁破损影响pe 管的耐压能力和使用寿命，破损严重时可造成漏水、管井报废。清孔要彻底，换浆、下管要及时。垂直地埋管在下入过程中容易发生交联缠绕,尤其对于双u管更容易发生挤靠情况,由此影响热交换的效果，为避免挤靠和缠绕,管子安装时每隔2m设置专用固定卡扣，保证进出水管间距和平直。地埋管u 型接头焊接质量出现问题，原因是因为施工单位焊接设备材料质量不佳、pe 管焊接工人工作态度不佳等因素造成，由此可导致地埋管漏水，一组管井报废等严重后果。应严格焊接工艺，避免低温下焊接发生未熔透情况。对于切口不垂直的端面及受污染过的端面重新切割后对焊。水平连接接头多，焊接作业应严格按焊接工艺操作，同时在进行水平连接前用蛙式打夯机夯实地基基础三遍，铺设200mm厚的细砂褥垫层，避免基础下沉造成管材拉伸变形，从而使接头处漏水、失压。2.2.4 地埋管回填时出现的问题和处理方法河南省黄河迎宾馆浅层地温能利用项目的垂直u 型地埋管采用原浆回填，即用后期施工钻孔的浆液在前期施工的钻孔通道中流动，利用沉渣对钻孔进行回填。由于沉淀效率的问题，并不能将钻孔回填到位。利用人工回填粉细砂会因为回填料配比不当、回填不匀速等造成回填不密实，进而导致换热效率降低。鉴于此，专门设置灌浆施工组，利用已有的泥浆坑高压水冲造浆，匀速回填，多次回填，直至把钻孔回填密实。2.2.5 水压试验时压降不稳定河南省黄河迎宾馆浅层地温能利用项目的地埋管采用3.2pe100型硬质塑料管，安装前采用水压试验，试验压力1.6mpa。在试验中部分地埋管试压试验压力降不能满足规范要求，检查管身也无渗漏情况，分析情况为管子放置地方不平，充水时未能排净管内的空气。在未排净管内空气条件下试压是非常危险的，可能造成管材的爆裂和结构损坏。因此，管材在灌水前应选择平坦的场地或沿路摆放，由低处灌水，排净管内的空气。对于地势不平的水平管，应在高处设置临时排气阀，以排除管内的空气。3. 结语通