提高地源热泵高位埋管合格率-QC成果案例

1、提高地源热泵高位埋管合格率 QC成果案例目 录一、工程概况二、QC小组概况三、选题理由四、现状调查五、确定目标六、原因分析七、确定要因八、制定对策九、对策实施十、效果呈现十一、巩固措施及下一步打算一、工程概况无锡XX科技大厦项目位于xxxxx，地上十九层，地下二层，总建筑面积44224m2，框架剪力墙结构。本工程中央空调是采用地源热泵系统：利用水与地能(土壤)进行冷热交换来作为热泵的冷热源，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，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。具有绿色、环保、舒适、低空气污染的特点，尤其具备显著节能的优点，比传统

2、中央空调系统节能30%左右。其原理如图：本工程地下二层，基坑开挖深度11m,地下微承压水头平均标高为-3.43m，基底土层为4-1粉土层。地源热泵可采用两种方案进行施工，第一种低位埋管即基坑开挖至-10.5m处钻井下管，第二种高位埋管即土方开挖至-4.0m，在高于水平埋管7.0m处钻井下管，与基坑支护及工程桩同步施工。采用高位埋管可以缩短基坑暴露时间，避免基底土层扰动。二、QC小组概况小组名称地源热泵QC小组注册登记号XXXXXXXXXX成立时间XX年XX月XX日小组人数8课题名称提高地源热泵高位埋管合格率注册登记号XXXXXXXXXX活动日期自XX年XX月至XX年XX月出勤率95%以上活动频

3、次15次QC教育时间人均48小时以上课题类型现场型QC小组成员概况序号姓名性别年龄学历技术状况职务组内职务1XXX男31本科一级建造师项目经理组长负责全面协调2XXX男42本科高级工程师总工程师顾问3XXX男36本科一级建造师项目副经理现场施工全面管理4XXX女33大专工程师技术负责人负责小组活动5XXX男27本科二级建造师施工员现场管理6XXX男33中专技术员施工员现场管理7XXX男32大专助工资料员调查与数据管理资料收集整理8XXX女22大专技术员造价员预算三、选题理由1.质量要求高，本工程质量目标：确保省优“扬子杯”;争创鲁班奖工程，实现高标准的质量及确保地源热泵埋管合格率是本工程的核心

4、任务。2.地源热泵空调系统低碳、绿色环保、显著节能。我公司尚未有过高位埋管施工经验，施工难度相当大。3.本工程的设计特点：竖直地埋管换热器、水平地埋管换热器系统全部位于基础筏板以下，底板浇筑隐蔽施工完成后，属于永久性工程，不能修复。4.竖直换热器合格率的高低，将直接影响到地源热泵空调系统的运行效果。四、现状调查QC小组分别到南京等地考察了正在施工的三个地源热泵空调工程，同时和多家地源热泵施工企业项目经理、技术负责人等进行交流，均无成熟可靠的地源热泵高位埋管施工经验可以借鉴。通过调研和交流我们总结： PE管堵塞、 PE管深度控制 、 PE管渗漏、 U型管间距控制等是影响地源热泵施工质量普遍存在的

5、问题。项目部QC小组组织小组人员对三家同行施工的3个地源热泵工程及影响地源热泵合格率的4个缺陷项目共统计了480个点，合格点423，合格率为88.1%。统计数据见表1、表2：表1 地源热泵高位埋管统计数据表序号工程名称调查点PE管堵塞（点）PE管深度（点）PE管渗漏（点）U型间距控制（点）合格率（%）1无锡1601142188.752南京112642188.43杭州20813101287.56合计48030185488.1表2 质量问题频率统计表序号调查项目频数累计频数（点）频率（%）累计频率（%）1PE管堵塞303052.652.62PE管深度控制184831.684.23PE管渗漏5538

6、.8934U型管间距控制45771005合计57 根据质量问题频率统计表有关数据，画出问题排列图(如下图)，以便于找出影响地源热泵高位埋管合格率的主要问题。结论：从排列图中可以看出，“PE管堵塞”、“PE管深度控制”是造成地源热泵高位埋管合格率低的两大质量问题。如果将这两个问题解决80%，能将合格率提高到(1-84.2)80.0%+84.2%=97.5%。五、确定目标QC小组根据上述分析结果小组成员经过详细分析、多次论证，确定本小组的活动目标是：解决地源热泵“PE管堵塞”及“PE管深度控制”两大质量问题，确保地源热泵高位埋管合格率达到95%。六、原因分析QC小组于XX年XX月XX日在项目部召开

7、了原因分析会，邀请了业主、设计院、监理单位参加，对存在的问题进行了讨论，采用头脑风暴法集思广益，利用因果关联图对影响地源热泵高位埋管合格率的质量问题进行了原因分析，见图4：七、确认要因通过原因分析，我们找出了造成“PE管堵塞”及“PE管深度控制”主要质量问题的9条末端因素，并制定了要因确认计划表：序号末端因素确认方法确认标准负责人完成时间1技术交底不到位查看资料现场考试技术交底记录齐全XXXXXXXX-XX2PE管固定措施不当现场调查分析论证专项固定措施方案齐全XXXXXXXX-XX3材料进场把关不严查看资料现场调查材料报验资料齐全，复检记录齐全XXXXXXXX-XX4冬季施工影响查看资料现场

8、调查冬季专项施工措施齐全XXXXXXXX-XX5无针对性防堵塞方案查看资料分析论证防堵方案分析论证记录方案是否有针对性XXXXXXXX-XX6成品保护不力现场抽检查看资料现场检查成品保护情况XXXXXXXX-XX7工人质量意识不强查看资料现场调查工人质量教育记录详细XXXXXXXX-XX8测量器具未检测查看资料检测记录齐全XXXXXXXX-XX9机械更换不及时查看资料现场查看设备完好，设备维修保养记录详细XXXXXXXX-XXQC小组在XX年XX月XX日XX日，小组成员根据要因确认计划表，分别进行了调研及分析，并对末端因素逐条进行验证确认，见下表： 确认1确认方法确认内容确认标准确认人确认时间

9、1、查看资料2、现场调查技术交底不到位完全按照工艺进行三级交底，工序复检制度XXXXXX-XX验证结果：经调查，同行单位在高位埋管工人下管施工前均进行技术交底，调查现场操作人员时，操作人员对技术交底内容理解不透，也没有严格按照技术交底要求进行施工，工序互检也基本没有执行。结论：技术交底不到位是要因。 确认2确认方法确认内容确认标准确认人确认时间1、现场检查2、分析论证PE管固定措施不当专项固定措施方案齐全XXXXXX-XX验证结果： 经调查，同行单位都采用下管导管端部焊接倒“U”型叉，将PE管送入管井底部（如图）。采用此方法，PE管四根支管易移位滑动，下管过程中PE管易损坏；增加下管导管时，倒

10、“U”卡与PE管也经常脱落，导致下管不成功。结论：PE管固定措施不当是要因。 确认3确认方法确认内容确认标准确认人确认时间1、查看资料2、现场调查材料进场把关不严材料报验资料齐全，复检记录齐全XXXXXX-XX验证结果：经调查，同行单位材料进场时均严格验收，包括产品合格证，检测报告均齐全，并经监理工程师核准确定，及时按规范要求现场取样后送检测中心复试，合格后才使用。结论：材料进场把关不严为非要因。 确认4确认方法确认内容确认标准确认人确认时间1、查看资料2、现场调查冬季施工影响冬季专项施工措施齐全XXXXXX-XX验证结果：经调查，同行单位项目部均制定了针对性的冬季施工专项方案，现场也严格按照

11、冬季施工方案进行施工，防冻措施到位。结论：冬季施工影响为非要因。 确认5确认方法确认内容确认标准确认人确认时间1、查看资料2、论证分析无针对性防堵塞方案防堵方案分析论证记录方案是否有针对性XXXXXX-XX验证结果：经调查，同行单位高位埋管施工时项目部大部分没有地源热泵高位埋管防堵方案，有的制定了方案，但方案针对性不强，不能真正的有效解决换热器堵塞问题。结论：无针对性防堵塞方案是要因。 确认6确认方法确认内容确认标准确认人确认时间1、现场调查2、查看资料成品保护不力现场检查成品保护情况XXXXXX-XX验证结果：经调查，地源热泵换热器成品保护一直是难题，尤其是土建单位施工人员素质参差不齐，而地

12、源热泵施工管理人员又很难控制土建施工人员。结论：成品保护不力是要因。 确认7确认方法确认内容确认标准确认人确认时间1、查看资料2、现场调查工人质量意识不强工人质量教育记录详细XXXXXX-XX验证结果：经调查，同行单位项目部对工人质量教育都很重视，工人质量意识都很高。结论：工人质量意识不强为非要因。 确认8确认方法确认内容确认标准确认人确认时间1、查看资料测量工具未检测检测记录齐全XXXXXX-XX验证结果：经调查，同行单位测量工具均有检测合格证书，并均在有效期内。结论：测量工具未检测为非要因。 确认9确认方法确认内容确认标准确认人确认时间1、查看资料机械更换不及时机械维修保养更换记录齐全XX

13、XXXX-XX验证结果：经调查，同行单位项目部设备维修保养及设备更新记录齐全。结论：机械更换不及时为非要因。通过以上要因确认，得出影响地源热泵高位埋管施工质量合格率的主要原因是:技术交底不到位无针对性防堵塞方案PE管固定措施不当成品保护不力八、制定对策针对以上4个要因，QC小组于2011年10月28日召开专题会议，研究制定对策。1、地源热泵高位埋管防堵塞专项施工方案比选(1)方案一：增加信号导管在-4米的基坑进行钻孔的同时，焊接人员把PE管按规定的100米长度放好，一端焊好U型弯头，另一端焊接好三通管件并安装2只阀门，阀门上再安装长200mm的PE管。竖直地埋管换热器插入钻孔前，做水压试验，试

14、压合格后泄压至0.6 MPa，关紧阀门，在200mm长PE管件上端绑扎上8米的PVC信号管，连同100m的PE管一同插入打好的地源井中(详 见图5)。(2)方案二：缩小上端“无效管”管径在-4米的基坑钻井完毕后，在-11米处左右采用专用热熔接头将8米长的HDPE管De10和-11米以下的HDPE管De25热熔连接后，将U型管送至井底。土方二次开挖施工能有效防止大颗粒杂物进入管内发生堵塞，同时不影响下管施工过程中水压试验的测试(详见图6)。(3)方案三：增加地源热泵高位埋管专用接头在竖直换热器-10.3m处焊接2只QC小组研制开发的地源热泵高位埋管专用接头，如下图所示。该专用接头一方面能防止石块

15、等较大硬质物堵塞竖直换热器，另一方面能保证管道有效试压及保压下管正常进行，详见图7。(4)方案分析比选表表4 方案分析比选表方案类型方案一方案二方案三优点防堵效果好，对水压试验的测试基本无影响。有利于水压试验及保压下管。防堵效果良好，安全系数高，有利于水压试验及保压下管。缺点PVC管绑扎固定易脱落，PVC管一旦损坏，无法继续检测PE管保压情况。防堵效果不太好。过滤网未标准定型化成本较高综合评分65分60分85分综合比较，选定方案三采用专用接头过滤网解决地源热泵高位埋管换热器堵塞问题。2、制定对策表序号要因对策目标措施时间地点责任人1技术交底不到位采用分级技术交底及工序卡交接制度技术交底到位，对

16、工人进行理论及能力考核，合格率80%以上1、实行三级交底制度；2、实行工序卡制度；XX-XX施工现场XXXXXX2无针对性防堵塞方案制定具有针对性防堵塞方案并严格执行无直径3mm以上颗粒掉入PE管内研制并采用PE管专用接头XX-XX施工现场XXXXXX3PE管固定措施不当制定可靠的固定方案并严格执行1、PE管下管到位率100%2、PE管间距控制在4-6cm范围内采用特制PE管双U接头及梅花型定位卡XX-XX施工现场XXXXXX4成品保护不力制定严格的成品保护制度，并严格执行挖土过程中，PE管无损坏制定专项措施、成品保护责任到人，全程跟踪XX-XX施工现场XXXXXX九、对策实施实施一：实行分级

17、技术交底及工序交接制度1、由小组成员XXX负责编制技术交底，并向相关工长进行书面技术交底;工长对施工班组长进行书面技术交底;施工班组长对工人进行书面技术交底。做到交底内容详细全面，对施工有针对性、指导性，交底书各级签字齐全。2、根据施工工序特点，QC小组制定了工序卡，上道工序施工结束，工序负责人自检合格后交给下道工序负责人互检验收，互检验收合格后交给项目部质量总监验收，质量总监验收合格后批准下道工序开始施工，实施资料如下图实施效果验证：每道工序交底到位，并对工人进行理论知识及现场操作能力考核，考核表见下表：工人素质考核表考核内容优秀良好及格不及格理论知识15300现场操作能力13320理论知识

18、考核合格率100%，优秀率83.3%;现场操作能力考核合格率100%，优秀率72.2%。实施二：研制并采用PE管专用接头选定采用增加过滤网高位埋管专用接头后，为了确定过滤网孔径的大小，小组人员做了大量的试验来确定过滤网孔径大小，一方面要保证专用接头连上后管道试压值的准确性，另一方面要确保较大硬质物无法通过滤网堵塞过滤器，试验数据见表7：表7 不锈钢网片实验数据表孔径（目）孔径（mm）试验压力（MPa）过滤网前后压差值(MPa)压差误差率（%）泥沙通过结果1610.81.830基本无泥沙通过101.70.80.915基本无泥沙通过82.30.80.183有少量泥沙通过540.800有较多泥沙通过

19、根据试验结果，讨论分析后确定采用专用接头过滤网为8目，孔径为2.3mm。将专用接头过滤网安装在-10.5m左右位置，采用专用热熔接头将两段HDPE管De25热熔连接。热熔焊接时，专用连接加热板被加热到规定温度后，使熔接管两端通过加热板加热熔化，同时迅速将两端贴合，通过机具保持一定的压力，冷却后达到连接的目的。热熔焊接过程中应注意：热熔连接前、后，连接工具加热面上的污物应用洁净棉布擦净;对接前，两管段应各伸出夹具一定自由长度，并应校直两对应的连接件，使其在同一轴线上，错边不宜大于壁厚的10%。管材或管件连接面上的污物应用洁净棉布擦净，应铣削连接面，使其与轴线垂直，并使其与对应的待连接断面吻合。预

20、热阶段：即卷边过程，该过程中管材截面将根据控制设定产生一个卷边，卷边的高度因管材的规格不同而同，卷边的高度将决定焊环的环形。吸热阶段：在这个阶段中，热量在所要连接的管材内扩散，这个阶段需要施加一个较小的压力。加热板取出阶段：这个阶段用来在将所连接的管材或管件接触之前，取出加热板;取出加热板和使连接管材相接触的时间越短越好，以避免热量损失或熔融端面被污染(灰尘、砂子)氧化等。熔接阶段：即纯粹的熔接，将要连接的管材熔化端面相互接触，逐渐建立和保持对接压力。冷却阶段：冷却过程按标准施以特定压力，冷却阶段所施加的压力与预热阶段相同。实施图片如下：实施效果验证：PE管施工结束后，对管道进行多次冲洗，未发

21、现3mm以上颗粒掉入PE管内。实施三：采用PE管专用双U接头及“梅花型” 定位卡1、在钻孔完毕后，立即进行下管施工，防止下管等待时间过长而造成塌孔和泥浆沉淀，导致下管不到位。2、为了使PE管顺利插入井底并定位，采用特制PE管双U接头，将下管导管顶住PE管特制双U接头四根DE25管中间部位，使PE管换热器顺利送入钻井底部。U型管每隔3.0m设置专用的梅花型定位卡，把U型管的四个支管撑开，以减小支管间的热量回流，同时下管完毕后要保证U型管露出地面，以便于后续施工。PE管专用双U接头及梅花型定位卡实物照片如下：PE管专用双U接头PE管预制梅花型定位卡下管实施四：采取可靠的成品保护措施，并责任到人(1)首先制定成品保护措施，并责任到人。材料进场时，做好防护措施，避免管材风吹雨淋及阳光下暴晒，导致管材变型。成品材料保护2、土方二次开挖过程中，将管井做好明显标记，并与土建施工人员交底，要求配合进行成品保护。管井做好明显标记(3)土方二次开挖过程中实行24小时专人监护。挖土过程全程专人监控实施效果验证：挖土过程中未发现PE管被损坏。十、效果呈现1.钻井下管施工结束后，QC小组对施工的155口井310组换热器进行了全数检查，检查数据如下表8，经过QC小组的努力，地源热泵高位埋管合格率得