地源热泵基坑施工方案

地源热泵基坑施工方案一、工程概况1.1项目背景与设计参数本项目为某新能源汽车产业园配套工程，总建筑面积约15万㎡，采用地源热泵系统作为主要冷热源。空调设计总冷负荷7890kW，总热负荷9100kW（含生活热水负荷2500kW），系统采用"地埋管换热+燃气锅炉调峰"复合式运行模式。夏季设计供回水温度7~12℃，冬季30~35℃，生活热水供应温度60℃，全年COP值要求≥4.0。1.2地埋管系统配置垂直埋管参数：钻孔总数870个，孔间距4m×4m，单孔深度120m，总钻探深度104400m。采用DN32双U型高密度聚乙烯管（PE100级），管材公称压力1.6MPa，导热系数≥0.4W/(m·K)。水平管网布置：采用De63PE管作为水平联络管，埋深1.8m（冻土层以下），分8个环路接入地下机房分集水器。回填材料：采用石英砂（粒径0.5-2mm）与膨润土（配比3:1）混合填料，导热系数≥1.8W/(m·K)。1.3地质条件概况场地土层分布自上而下为：①素填土（厚0.5-1.2m）→②粉质黏土（厚2.5-4.0m，承载力特征值180kPa）→③石灰岩（中风化，单轴抗压强度35MPa）。地下水位埋深6.8m，对混凝土结构具弱腐蚀性。二、施工准备2.1技术准备图纸会审：组织勘察、设计、监理单位进行三方会审，重点复核钻孔坐标与基础结构冲突点，形成《地埋管施工避让点位图》。土壤热响应测试：选取3个代表性点位进行现场测试，测得土壤平均导热系数2.1W/(m·K)，热扩散率0.87×10⁻⁶m²/s，单孔换热量夏季55W/m、冬季45W/m。施工方案编制：针对岩层地质特性，制定"跟管钻进+空气潜孔锤"复合成孔工艺，明确钻孔垂直度偏差≤1%（每100m偏差≤1m）。2.2资源配置设备类型规格型号数量技术参数要求液压钻机XY-3000型6台最大扭矩3200N·m，转速0-100r/min潜孔锤DTH350型12套冲击频率1800次/min热熔对接机63-200mm4台加热板温度210±10℃真空泵2BV5121型3台极限真空度≤-0.098MPa地质雷达SIR-4000型1台探测深度5m，分辨率2cm2.3现场布置分区规划：将场地划分为A-F六个施工大区，每个大区设置独立泥浆循环系统，配备3级沉淀池（总容积50m³）。临时设施：搭建管材存放棚（防雨防晒），PE管存放采用离地30cm支架，弯曲半径≥50D（D为管径）。测量控制：建立二级导线控制网，采用全站仪按"放桩-复核-签证"流程进行钻孔定位，点位偏差≤50mm。三、地埋管换热器施工3.1钻孔施工钻进工艺：0-5m土层：采用Φ150mm合金钻头回转钻进，泥浆护壁（比重1.15-1.20）。基岩层：更换Φ130mm潜孔锤，压缩空气压力保持0.7-0.8MPa，排渣风速≥20m/s。终孔验收：采用孔斜仪逐孔检测，不合格孔位采用水泥浆回填后重新钻孔。特殊情况处理：遇地下障碍物：立即停钻，采用地质雷达扫描确定障碍物性质，如需移位应取得设计单位书面变更。孔内涌水：注入速凝水泥浆（水灰比0.5），静止24小时后重新钻进。3.2地埋管安装管道预制：双U管组装：在专用工装台上进行，采用电熔连接管件，接口处做打压标记（试验压力0.8MPa，稳压30min压降≤0.05MPa）。长度控制：单孔管长122m（含伸出孔口1.5m），采用激光测长仪逐根校验。下管作业：采用专用吊具三点起吊，保持管道垂直下入，避免与孔壁摩擦。管口临时封堵后，采用测绳复核管底深度，确保下放到位（偏差≤300mm）。3.3回填施工分层回填：孔底至管顶5m：采用注浆泵压力回填（0.3MPa），填料经10mm筛网过滤。管顶5m至地表：人工分层夯实（每层300mm），采用环刀法检测压实度（≥93%）。质量检测：每50个孔随机抽取1个进行回填密度检测，采用γ射线密度计现场测定。3.4水平管施工沟槽开挖：采用小型挖掘机开挖，沟底宽0.8m，坡度1:0.33，人工清理基底至设计标高。管道敷设：采用"蛇形"敷设（曲率半径≥1.5m），每隔3m设管枕固定。热熔连接时，吸热时间按De63管18秒、De32管10秒控制，冷却时间≥40秒。压力试验：强度试验：试验压力1.0MPa，稳压1小时压降≤0.05MPa。严密性试验：降至0.6MPa，稳压24小时压降≤0.02MPa。四、地源热泵机组安装4.1设备基础施工钢筋混凝土基础：C30混凝土浇筑，尺寸4.2m×2.8m×0.3m，预埋10#槽钢（水平度偏差≤2mm/m）。减震措施：基础顶部铺设10mm厚氯丁橡胶垫（邵氏硬度60±5），接缝处采用密封胶填充。4.2机组就位吊装方案：采用25t汽车吊（主臂22m），吊点设置在机组专用吊耳，起吊角度≤60°。精确找平：使用精密水平仪（分度值0.02mm/m）调整机组水平，纵向偏差≤0.1mm/m，横向偏差≤0.2mm/m。4.3管道连接工艺要求：机组进出水管采用DN200无缝钢管，法兰连接（垫片为3mm厚耐油橡胶）。温度计、压力表安装在距机组1.5D（D为管径）的直管段上。系统冲洗：采用1.5m/s流速进行闭式循环冲洗，连续3次取样，浊度≤10NTU为合格。4.4电气安装电缆敷设：YJV-0.6/1kV-4×120+1×70mm²电缆穿镀锌钢管（Φ100mm）埋地敷设，弯曲半径≥12D。接地系统：机组外壳与接地极（L50×5角钢，长2.5m）可靠连接，接地电阻≤1Ω。五、系统调试5.1分阶段调试单环路调试：关闭其他环路，单路通水（流量12m³/h），测定进出口温差（设计值3-5℃）。采用超声波流量计逐环检测，确保各环路流量偏差≤15%。联动调试：模拟夏季工况：机组设定出水温度7℃，连续运行8小时，监测地埋管进出口温度稳定在18-22℃。模拟冬季工况：出水温度45℃，COP值实测4.2（设计值4.0）。5.2性能测试热响应恢复测试：在3号测试孔进行连续24小时放热试验，测得土壤温度恢复速率0.8℃/h。水力平衡调整：通过分集水器调节阀，将最不利环路压差调至0.15MPa，满足设计流量要求。5.3数据记录建立《地埋管系统竣工档案》，包含：每个钻孔的岩芯照片、孔斜检测报告、回填密实度检测记录管道焊接影像资料（每个接口编号存档）系统调试曲线图（温度、压力、流量随时间变化曲线）六、质量安全与环保措施6.1质量控制要点PE管质量验收：每批管材需提供出厂合格证、环刚度检测报告（SN8级），抽样进行100℃静液压试验（165h无破裂）。隐蔽工程验收：钻孔完成后、下管前、回填后进行三次验收，留存影像资料。第三方检测：委托第三方机构进行系统能效检测，确保满足GB50366-2005规范要求。6.2安全防护体系三级安全教育：特种作业人员持证上岗（钻井工、焊工等需5年以上经验）。设备安全：钻机设置防倾覆监测系统（倾斜角＞3°自动报警），高压管路设置爆破片（额定压力2.5MPa）。应急准备：编制《基坑突水应急预案》，配备2台柴油水泵（流量150m³/h），在场地周边设置4个应急集水井。6.3绿色施工措施噪声控制：钻机加装隔音罩（降噪量≥25dB），夜间施工噪声≤55dB（场界处）。废水处理：钻井泥浆经三级沉淀后，采用板框压滤机脱水（泥饼含水率≤60%），清水回用率≥80%。扬尘防治：钻孔区域设置雾炮机（覆盖率100%），运输车辆安装GPS定位系统（限速20km/h）。七、施工进度计划采用Project软件编制四级进度计划体系：总进度计划：60日历天（钻孔40天、管网15天、调试5天）分区进度计划：A区1-10天、B区6-15天（搭接施工）周作业计划：每周完成145个钻孔（6台钻机日均24孔）日进度计划：每台钻机日进尺≥200m（两班制）关键线路：测量放线→钻孔施工→地埋管安装→水平管连接→系统调试八、验收标准与资料归档8.1验收依据《地源热泵系统工程技术规范》（GB50366-2005）《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002）《聚乙烯燃气管道工程技术规程