智慧島數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園辦公用房工程地源熱泵系統(tǒng)室外地埋管工程施工組織設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ～ 濱海、 沼澤 含云母、貝殼碎屑，見(jiàn)少量螺殼碎屑，局部夾薄層粉砂 6 ⑤ 2 灰色粉質(zhì)粘 土 ～ ～ 濱海、 沼澤 含云母，局部夾少量貝殼碎屑，局部夾薄層粉土 7 ⑧ 2 Qp32 粉質(zhì)粘土、粉砂互層 ～ ～ 河口 ～ 濱海 含云母，局部夾少量貝殼碎屑，薄層粘性土 8 ⑨ 1 Qp31 灰色粉砂 ～ ～ 濱海 ～ 河口 含云母、貝殼碎屑及少量螺殼碎屑，加少量粘性土。 9 ⑨ 2 灰色含礫中粗砂 ～ ～ 濱海 ～ 河口 由云母、礫石，礫徑約 26mm，偶見(jiàn)少量貝殼碎屑及螺殼碎屑 10 ⑨ 3 灰色細(xì)砂 ～ ～ 濱海 ～ 河口 含云母、貝殼碎屑及少量螺殼碎屑，顆粒較均勻。 11 ⑨ 4 灰色礫砂 未鉆穿 未鉆穿 濱海 ～ 河口 由云母、礫石，礫徑約510mm，見(jiàn)較多貝殼碎屑。 3 巖土體熱物性參數(shù) 將現(xiàn)場(chǎng)鉆探采取的巖心樣，進(jìn)行室內(nèi)熱物性測(cè)試，擬建場(chǎng)地深部各層巖土體熱物參數(shù)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表 12。 表 12 巖土體熱物參數(shù)表 野 外 編 號(hào) 取 土 深 度 土 名 熱物性參數(shù) 備注 導(dǎo)熱系數(shù) 比熱容 熱擴(kuò)散系數(shù) λ Cp α m W/m﹒ k KJ/kg﹒ k m2/h ZK218398 灰黃色粘質(zhì)粉土 ZK218399 灰色砂質(zhì)粉土 ZK218400 灰色淤泥質(zhì)粘土 ZK218401 灰色粉質(zhì)粘土 ZK218402 灰色粉質(zhì)粘土 ZK218403 灰色粉質(zhì)粘土 ZK218404 灰色粉砂 ZK218405 灰色中砂 ZK218406 灰色粉砂 ZK218407 灰色礫砂 結(jié)合該項(xiàng)目地層特點(diǎn)，地源熱泵施工將存在以下難度： 1）該地層情況 上部以砂質(zhì)粉土、粉砂為主，中部以細(xì)砂為主，底部 以含礫中粗砂、礫砂巖性為主 ，從上往下顆粒逐漸變粗 。而 地源熱泵豎埋管成孔深度約為 120m， 豎孔 下部含沙量大、流動(dòng)性強(qiáng)，極易造成塌孔現(xiàn)象發(fā)生 ，影響下管質(zhì)量 ； 2）由于 ⑨ 層 含有 第二層承壓水 ， 豎埋管施工將兩層承壓水與地面溝通，使得承壓水頭沿豎孔上升。鑒于 地埋管鉆孔數(shù)量多，且 均 穿透地下含水層， 而且 地下承壓水水量豐富，施工措施 若 達(dá)不到要求，極易發(fā)生滲水、冒沙，嚴(yán)重是發(fā)生管涌，造成基坑坍塌、淹坑事故 ，施工時(shí)必須予以重視 ； 3）該項(xiàng)目 樁基 采用 PHC（ 500~600） 管樁 ， 該形式樁基 承載力是依靠樁身摩擦力和底部端承力共同作用 ，且在施工中產(chǎn)生擠土效應(yīng)。地源熱泵豎埋孔成孔應(yīng)制定有效措施，減少相互影響，否則豎埋孔將 被擠壓縮徑 成為樁基施工中的釋放孔，即無(wú)法滿足豎埋管要求，同時(shí)也對(duì)樁基本身的摩擦力造成不利影響； 4）地源熱泵地埋管工程分為豎埋管和橫埋管兩部分，由于橫埋管置于基坑底板底 4 部， 為減少基坑擾動(dòng)和施工工期，豎埋管將先于土方開(kāi)挖實(shí)施。地埋管工程將貫穿于樁基施工、土方開(kāi)挖、基坑施工等階段，穿插作業(yè)，對(duì)地埋管成品保護(hù)要求高； 5）根據(jù)上海施工案例結(jié)合本項(xiàng)目特點(diǎn)，基坑圍護(hù)極有可能采用深層攪拌樁重力壩作為擋土和止水帷幕，該圍護(hù)形式受天氣、施 工因素影響較多，當(dāng)位移過(guò)大或不均勻位移時(shí)容易發(fā)生漏水現(xiàn)象 ， 同時(shí)基坑開(kāi)挖底部處于砂質(zhì)粉土層， 局部飽含滯水，將會(huì)對(duì)水平管施工造成較大困難； 本工程 項(xiàng)目難點(diǎn)的應(yīng)對(duì)及處理措施 根據(jù)我司以往的施工經(jīng)驗(yàn) 以及 對(duì)上海地區(qū)地質(zhì)資料的把握，我司將采用 先打孔埋管后開(kāi)挖 的施工工藝 ，并針對(duì)項(xiàng)目施工特點(diǎn)、難點(diǎn)制定科學(xué)、有效的施工措施， 確保項(xiàng)目管理、施工目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 由于土壤源換熱器埋于地下，屬隱蔽工程，難以維修更換。因此地埋管施工關(guān)鍵參數(shù)：孔位、孔徑、孔深、孔斜、回填料、施工工藝，應(yīng)當(dāng)根據(jù)地質(zhì)條件及巖土體熱物性加以綜合分析， 并提供保證措施。 1) 機(jī)械設(shè)備的選擇 根據(jù)松散層的易鉆性的特點(diǎn)，可選用 XY－ 1 型等鉆進(jìn)能力為 120～ 150 米的鉆機(jī)，鉆頭為三翼鉆， 采用正循環(huán)鉆進(jìn) ，當(dāng)上部填土層很松散易塌孔時(shí)，可采用 2m 井口保護(hù)管，泥漿能起到冷卻鉆具，帶出巖屑，保護(hù)孔壁的作用，泥漿比重宜在 ～ kg/L粘度 18～ 25S,失水量 10ml/min。 根據(jù)該工程上部粘性土地層的縮徑、下部砂性土容易塌孔問(wèn)題，一是要控制鉆機(jī)速度，采用“高壓、慢進(jìn)”成孔；二是利用膨潤(rùn)土配置泥漿或調(diào)制泥漿比重，起到護(hù)壁作用，對(duì)于含沙量較大部位，鉆進(jìn)過(guò)程中泥漿比重易 大于 ； 2) 孔深 孔深 約 為 120m，考慮到地層下部砂層厚，泥漿中會(huì)有砂粒在起鉆時(shí)會(huì)沉淀，產(chǎn)生沉渣而使下管不能達(dá)到設(shè)計(jì)深度位置，所以為預(yù)防沉渣，鉆孔鉆進(jìn)時(shí)深度增加 等 措施，確保地埋管下到 設(shè)計(jì)管底標(biāo)高 。 PE 管采用鉆桿送到設(shè)計(jì)標(biāo)高來(lái)控制下管深度。 為確保地埋管頂?shù)咨疃冗_(dá)到一致，采用水準(zhǔn)儀測(cè)量各孔口標(biāo)高，然后轉(zhuǎn)換成各孔埋深，埋管長(zhǎng)度誤差須控制在 ％。 3) 孔斜 5 地埋管鉆孔的垂直度好壞，直接影響下管順利與否，最為嚴(yán)重的是孔斜超過(guò)限度，鉆進(jìn)中鉆頭會(huì)危及周邊已埋設(shè)好的地埋管，使管道破壞而報(bào)廢。最大容許孔斜與孔徑的最大容 許位移及孔深有關(guān)，本次設(shè)計(jì)孔間距為 米，要求孔斜控制不大于 ％。 保證垂直度，防止孔斜措施，可采用穩(wěn)定性好的鉆機(jī)；施工時(shí)做到“三點(diǎn)一線”，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正。 經(jīng)過(guò)上述分析，地埋管關(guān)鍵參數(shù)可歸納如下： 表 14 地埋管關(guān)鍵參數(shù)表 序號(hào) 內(nèi)容 單位 優(yōu)良 合格 不合格 1 孔位位移 mm 20 20～ 60 ＞ 260 2 孔徑 mm 150 130～ 150 ＜ 130 3 孔深 m 115 115~117 ＜ 115 4 孔斜 ％ ＜ ～ ＞ 我司在施工時(shí)主要在成孔 、注漿和回填等方面采取嚴(yán)格的措施。主要有嚴(yán)格控制鉆孔的垂直度，選擇優(yōu)良的回填材料，在垂直埋管下入孔內(nèi)后及時(shí)注漿回填，嚴(yán)格控制回填質(zhì)量來(lái)保證。 1) 具體工藝 ： 注漿：本次回填采用加壓回填方式，回填泵采用高壓力的活塞泵，高壓注漿管下入孔底后注漿，邊注邊提升鉆具。注漿回填材料下部采用地埋孔回填材料，水泥、膨潤(rùn)土、黃沙按照 設(shè)計(jì)要求配置 混合漿料作為回灌材料回填。 2) 注漿注意事項(xiàng) 注漿采用高壓注漿泵，通過(guò)地質(zhì)鉆桿將將回填料從孔底注入。 為保證注漿的密實(shí)度及連續(xù)性，從孔底注漿 ,注漿至溢出孔外結(jié)束 ,然后邊注漿邊拔桿直至回填到井口；注 漿分 三 次注漿，第一次為孔底，第二次為 處，第三次為 處，最后在孔口位置進(jìn)行補(bǔ)漿（ H 為鉆孔深度），待灌漿完成后，采用人工回填黃砂進(jìn)行封孔。 6 圖 11 在豎埋管與樁基施工作業(yè)時(shí)，應(yīng)避免交叉作業(yè)，以樁基施工為先、豎埋管施工為后的流水作業(yè)施工。根據(jù)樁基施工產(chǎn)生擠土效應(yīng)的影響范圍，劃定書埋管施工區(qū)域；對(duì)于施工區(qū)域距離無(wú)法滿足時(shí)，可考慮施工間歇時(shí)間滿足 48 小時(shí)以上方可施工；豎埋孔施工完成后應(yīng)及時(shí)注漿回填，保證孔內(nèi)密實(shí)度啊，減少成孔造成樁基周圍土體的松弛。 針對(duì) 施工現(xiàn)場(chǎng)情況 ，安排挖機(jī)進(jìn)行 場(chǎng)地平整，若有雜填土則需 清理至原狀土，保證孔位 1 米范圍內(nèi)無(wú)塊狀硬實(shí)物掉入孔內(nèi)，提高成孔質(zhì)量，加快成孔速度，避免不必要的廢孔情況發(fā)生。 根據(jù)我單位以往基坑施工經(jīng)驗(yàn)，將按照“樁基施工 → 豎埋管施工 → 土方開(kāi)挖 → 水平管施工 → 墊層基礎(chǔ)施工”流水作業(yè)施工 ，即先沉管、再開(kāi)挖、后接管，該程序不僅減少施工工期，而且將挖機(jī)對(duì)管材的影響降到最低。 在地埋管施工時(shí)應(yīng)確保施工鉆機(jī) 與靜壓樁機(jī)保持 距離（ L 為靜壓樁樁長(zhǎng)），避免進(jìn)入樁基影響較大范圍內(nèi)。 7 圖 12 開(kāi)挖時(shí)的注意事項(xiàng) ： 下管時(shí)管頂部的標(biāo)示 部分 長(zhǎng)度 為 米， PE 管 定制長(zhǎng)度 為 米。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，基坑開(kāi)挖至接近底面標(biāo)高時(shí)我司派專人根據(jù)孔位觀察 管頭 ，當(dāng)開(kāi)挖 至人工清土標(biāo)高后 ，用石灰作好標(biāo)識(shí)。到離基坑底 2 米時(shí)則嚴(yán)格控制開(kāi)挖速度，到離基坑 米時(shí)，埋管四周 1 米范圍內(nèi)人工開(kāi)挖，以保護(hù)管材不受破壞。 針對(duì)土方開(kāi)挖后，基坑面臨坑底圖層中滯水和深層承壓水影響，為滿足施工作業(yè)要求，地源熱泵施工應(yīng)配合基坑降水施工進(jìn)行。首先基 坑開(kāi)挖前設(shè)置疏干井和承壓降水井， 分別疏干淺層滯水和控制承壓水頭，保證地下水標(biāo)高降至開(kāi)挖面下 1米左右。其次 豎埋管施工時(shí)針對(duì)地下承壓水進(jìn)行回填注漿封孔， 起到封堵地下水的效果。第三在基坑開(kāi)挖時(shí) ， 制定以下應(yīng)急措施 ： ⑴ 基坑分層開(kāi)挖前，應(yīng)密切關(guān)注地下水和承壓水水位高度，開(kāi)挖時(shí)安排施工人員密切關(guān)注開(kāi)挖深度，一旦發(fā)現(xiàn)管涌、透水現(xiàn)象，暫停開(kāi)挖確保水頭穩(wěn)定，利用土方進(jìn)行局部圍堵，然后利用壓密雙液注漿進(jìn)行封堵。 ⑵ 基坑開(kāi)挖后，豎埋孔處發(fā)生滲水或返水現(xiàn)象，將立刻在豎埋孔周邊 200mm處，并排振動(dòng)插入注漿管， 深度為 6~10米，利用 Y 型頭連接兩個(gè)管路， 在其中一管中首先泵入水泥漿液，在另一根管中泵入水玻璃溶液，由于水玻璃的凝結(jié)固化作用，增強(qiáng)封閉效果同時(shí)填補(bǔ)可能存在的裂隙，繼續(xù)原地注漿15min，然后停止送入水玻璃溶液，而邊往上拔管、邊注入水泥漿液，用以填補(bǔ)鉆孔形成的洞 ， 漿時(shí)注漿管壓力可控制在 ～ 。 雙液注漿漿液的配比 ： A 液 水 :水泥 =:1 水泥選用普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)為 。 8 B 液 水玻璃選用波寬度為 3540176。bl A 液 :B 液 =1:1 初凝時(shí)間 ： 45 秒 凝固強(qiáng)度 ： 34Mpa/2h 施工參數(shù) ： 注漿壓力： 注漿流量： 2535 l/min 注漿時(shí)啟動(dòng)注漿泵，通過(guò) 2 臺(tái)注漿泵 2 條管路同時(shí)接上 Y 型接頭從 H 口混合注入孔底被加固的土體部位，注漿過(guò)程中應(yīng)盡可能控制流量和壓力，防止?jié){液流失。 ⑶ 主要應(yīng)急設(shè)備材料一覽表 表 15 主要 應(yīng)急設(shè)備材料一覽表 序號(hào) 設(shè)備材料名稱 單位 數(shù)量 規(guī) 格 備注 1 注漿泵 臺(tái) 2 QZB5/6 雙液注漿 2 水泥 噸 5 P． 雙液注漿 3 水玻璃 KG 200 35— 40 波美度 雙液注漿 4 注漿管 米 30 雙液 注漿 5 振動(dòng)器 臺(tái) 1 雙液注漿 9 二 、 施工組織設(shè)計(jì) 采用的工程驗(yàn)收規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)清單 上海智慧島數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園總部大樓地源熱泵空調(diào) 系統(tǒng) 建筑示意圖； 《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》 GB503662021（ 2021 年版） ； 《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)程》 DG/TJ0821192021； 《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施暖通空調(diào)》動(dòng)力 2021； 《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》 GB502422021； 《給 水 排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GB502682021 ； 《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》 CJJ1012021 J3622021； 《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 GB501892021； 滬建建管 (2021)第 105 號(hào)《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)文明施工管理的通知》 ； 《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》 GB/T503782021； 1 《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB507362021； 1 《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 JGJ1342021； 1 《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 GB501892021； 1 《工業(yè)金屬管道工程施工驗(yàn)收規(guī)范》 GB502352021； 1 《建筑施工安全檢查評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)》 JGJ592021； 1 《建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程》 JGJ332021； 1 《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》 JGJ462021； 1 國(guó)家或省規(guī)定的其他標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。 設(shè)計(jì)要求及參數(shù) 1） 夏季設(shè)計(jì)地埋管側(cè)進(jìn)出水溫度 30/35℃ ， 冬季設(shè)計(jì)地埋管側(cè)進(jìn)出水溫度 5/10℃ ； 10 本項(xiàng)目地埋管換熱系統(tǒng)依據(jù)上海市地礦工程勘察院 2021年 7月測(cè)試結(jié)果和設(shè)計(jì)院提供的冬季熱負(fù)荷 4366KW進(jìn)行設(shè)計(jì) ； 2） 本工程共設(shè)計(jì)有效地埋孔 976個(gè)，地埋管采用單 U型 高密度聚乙烯管，管徑為De32，公稱壓力 ，有效孔深 115m，地埋孔間距為 ；室外水平管段坡度 ，坡向分集水器； 本工程 設(shè)計(jì) 1) 鉆孔直徑不小于 130mm,有效孔深應(yīng)滿足地下室底板埋管保證有效長(zhǎng)度為115m； 2) 管材采用 HDPE高密度聚乙烯材料（ SDR11， PE100）公稱壓力 ，管徑為Φ 32*3； 3) 試驗(yàn) 壓力：地下?lián)Q熱系統(tǒng) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求， 地面試驗(yàn)