施工方案及技术措施

根据工程特点分两大部分，一是室外换热孔钻孔，二是外管线水平连接部分。现针对这些分别安排施工。

 

1、工程特点

举个例子：本项目室外换热孔共计648个，全部在地下室底板下设置，那么施工的重点和难点是先钻孔后土方开挖，整个施工工序的衔接及成品保护是重点和难点。

 

地埋管全部布置在基础下，基础下地埋管施工和土建基础施工关系密切，与常规地埋管施工比较，基础下施工有许多特点：①多工种交叉施工配合②肥槽内立管穿柔性套管进入地下室等等。这些问题解决好了为施工带来很大便利，解决不好会导致过程中停工等待、费用增加等。

 

2、施工部署

总体施工部署：先打井后挖土。

 

按照分区及桩基的施工顺序，小分区桩基施工完毕，垂直钻孔开始施工，基槽土方开挖完毕（管沟土方开挖），开始水平管联络管施工，水平管管沟回填完成交由土建单位开始下道工序施工。

 

分区的施工顺序为由里到外进行施工即：先施工最里端的小分区，然后依次到厂区出入口退场。

 

土方开挖时分段进行成品保护，在土方第一次开挖时主要进行旁站，协助土方开挖单位进行成品保护；第二次土方开挖及承台和管沟开挖时的成品保护措施；按照工序穿插进行各节点的成品保护。

 

3、重点难点分析

针对二期的施工工序，有针对的在工序节点进行质量控制。

 

流程图比较

从流程图上可以直观的看出少了一次工序的穿插，实现了最大工作量工序的搭接，土方开挖可以一次性流水作业，减少了不同专业施工单位的穿插施工节省了施工交叉时间，工序搭配合理；但增加了成品保护的施工措施及成品保护的工作量。

 

施工工序

整体的施工工序是，在桩基施工完毕后作业面交由地埋管施工单位施工，施工工序如下：

1)垂直换热孔的钻孔深度控制：

Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区钻孔深度120米有效深度+9.35米的结构标高+0.6米，钻孔深度合计129.95米；其他区钻孔深度120米有效深度+5.4米的结构底标高+0.6米，钻孔深度合计126米。

 

2)垂直换热管下管深度控制：

换热管管长总体控制在120.5米，确保在第一次大型土方机械基槽开挖期间换热管不被破坏。换热管下管后换热管顶部标高控制在结构底板下10cm处。

 

重点及难点分析

1)垂直孔孔深控制

垂直孔孔深的控制是施工的重点，钻孔深度太深可能土方开挖后换热管不宜找到；换热孔钻进深度不够可能在第一次土方开挖时对换热管损坏较大。

 

2)土方开挖时的成品保护

土方开挖时换热管的成品保护是施工的难点：第一，防止土方开挖时挖到换热管后把换热管抻、拉后换热管管壁变薄。第二，防止土方开挖时换热管机械挖断后杂物、泥沙等进入换热管中循环管路堵塞，表现形式是在联络管施工前压力试验时循环管路不通。如下图所示：

3) 垂直孔的定位

垂直孔的定位是施工中的重点。换热孔的定位是该方案的关键控制点，是施工中的重要节点。垂直孔的定位包括标高定位和水平位置定位。

 

施工方法

 

1)定位

钻孔孔位的定位分两部分：换热孔的平面位置定位和孔位的标高定位。

 

平面位置定位

在桩基施工完成后，办理工作面交接。工作面交接时由业主方或总包单位对现场控制点进行交接；由控制点对换热孔位置进行平面位置定位。平面测量定位采用全站仪定位。

 

标高位置定位

平面位置定位完成后，进行标高位置定位，确定每个孔位的相对标高。在钻孔施工时确定孔深位置。测定完成后记录在现场施工图纸，在钻孔施工阶段按照此钻孔深度进行钻孔。

 

2)钻孔

钻孔施工在测定的位置和标高后进行，按照不同的标高计算每个孔位的钻孔深度，按照常规的钻进施工方法进行施工钻进。钻孔深度的计算按照有效深度+结构底板底标高+管沟开挖深度-现场实测孔位的位置标高计算确定。

 

3)下管

①钻孔深度达到预定孔深后进行下管。

②下管前换热管打压合格后采用焊接端冒进行封堵。如下图所示：

③用双股8号铅丝在换热管的10cm处进行牢固捆绑；同时预留，结构底板底标高+管沟开挖深度-现场实测孔位的标高+10cm的等长的双股8号铅丝。

 

④换热管下管时用专用的下管器进行下管，下管达到预定深度后，进行井口固定，用木楔在井口附件固定，严禁深度不够或超过预定深度。

 

⑤下管完成后下管器保持15-20分钟后开始拆卸，此段时间准备下一个孔的移位。

 

4)回填

下管完成后进行回填，回填工序同常规回填。

 

5)收尾

整个分区钻孔施工完毕三天后，对固定的木楔进行拆卸，防止基槽土方开挖期间铅丝的不等位置的断落。

 

6)水平联络管施工

水平联络管施工工序及施工方法同常规施工方法，详见“水平管联络管施工工艺”。

 

施工工艺

1、垂直管施工工艺

施工工艺流程如下：

2、施工方法

1) 现场踏勘

根据换热孔的设计情况，以及项目的实际情况，在进行换热孔施工前应对施工现场和环境进行实地踏勘，以便合理配备施工设备和人员。

①勘测现场施工条件，钻机、管材等设备和物质的进场条件和堆放位置。查明施工中水电油等物质条件的情况。

②勘测施工中的噪音、污水、废土对周围环境的影响，并制定相应的措施。

③对照施工图纸对钻孔场地的位置、大小、障碍物等进行核实。

 

2) 施工准备

①定位放线：按照施工图，结合甲方给定的定位坐标点，对钻孔位置进行放线定位。每个井位点撒白灰点并结合木桩作标识，合理排定施工顺序。如原始地面有杂物的，首先对施工区域内杂物进行清理，以满足放线要求。

 

②钻机定位：根据就近施工且钻机间不相互干扰、减少设备远距离调动、就近利用泥浆坑的原则布置钻机。设备就位后，应采用适当的降噪、防尘、排污等措施，减少施工对周围环境的影响。

 

③挖泥浆坑：按照一个泥浆坑就近满足周边钻机使用的原则组织泥浆坑，钻机就近利用泥浆坑。泥浆坑布置在主管沟位置，采用人工开挖，深度约1.5米、两米见方，挖好后现场调制泥浆。

 

④管材入场：地埋管运抵施工现场后，地埋管及管件存放时，不得在阳光下曝晒。搬运和运输时，应小心轻放，不得抛摔和沿地拖拽。

3) 成孔施工

①钻井设备就位后，由质检员核查钻孔位置，钻机水平度、钻头直径，确认无误后签字开钻，本工程使用钻头直径150~180mm，钻孔机具采用150工程钻和龙门架工程钻。

②钻进过程中，记录员应认真填写钻进记录表，记录启停钻的时间、钻进尺度，以及在钻进过程中有可能出现的其它问题。

③钻孔期间，根据钻杆的定尺长度，当钻进到达要求深度后，报质检员查验钻孔深度和孔径，根据换热管的外管壁上管道长度的标记复核深度，确保换热管的有效换热长度。与此同时，在下管程序没有准备好以前不能过早提起钻具，并且必须保证泥浆循环。

 

4) 下管准备

①PE管运到现场下管前，首先由质检员查验管材合格证、规格型号，并抽检管径大小、壁厚及外观检查后再进行下一步工作。

②双U型的接头采用电熔接方法在工厂进行，熔接由管材厂家专业人员用专业设备按操作规范连接。每个U型接头熔接成功后，进行清洗再进行打压试验，打压1.6Mpa观测1h以上，不泄漏为合格；出具合格证后方可出厂。

③现场清洗试压：下管前先用干净的自来水冲洗，然后试压。试压采用手动试压泵，试验压力为1.2Mpa，带压观测15min以上，不渗不漏无破裂，压力下降不超过3%即为合格。试压完毕，每组双U型换热管管头必须立即密封。

④安装管卡：为保证换热管尽可能贴近孔壁，避免换热管之间的短路传热，4米的间隔安装管卡。管卡现场组装，安装一定要牢固，经现场质检员检查无误后，开始下管。

 

5) 下管

①将试压合格的管道卸掉压力表，将管口密封后，在满水状态下插入钻孔，通过下管器匀速下入，保证换热管在换热孔内竖直安装，下管后为防止上浮，可先回填一部分回填料。

②下入换热管后，为检验在下管过程中是否有管壁划伤破损，在管沟开挖后进行二次试压，试验压力为0.6Mpa，带压观测30min以上，不渗不漏无破裂，压力下降不超过3%即为合格，可以进行下一道工序。

③打压合格后，把所有管头再次密封保压，进行填料。

 

6）填料

由于本项目地层为粘土、细砂层和岩石层，结合具体情况，采用原浆回填，在完成1个孔后，进行下一个钻孔，让循环泥浆经过上一个管的成孔内，泥浆循环中的沉淀物会汇集在上一个孔内，表层不能填满部分采用中砂填密实。中砂回填时结合灌水作业，分多次回填密实。

 

7）区域全部钻孔完成，连接联络管前，进行第三次试压，试压标准同第二次，稳压时间30min以上，防止有孔打穿渗漏现象。全部合格后方可接入联络管系统。

 

8）孔位回填完毕后，设专人对场区内的孔位进行相对定位，引出控制点至基槽外，控制点采取临时固定措施防止施工期间的破坏。待土建施工完毕后，向建筑结构内重新引入控制点，并进行永久性标记。最终的控制点不少于四个。

 

4、水平联络管施工

 

施工内容主要包括：室外管道土方开挖工程、回填、室外管道安装工程。基坑下土方有总包单位或土方施工单位完成。

 

5、施工工艺

6、施工方法

①土方开挖与运输：1米覆土、主管沟开挖由土方单位负责，支管沟由我司人工开挖。土方单位开挖主管沟时，我司同时开挖支管沟，土方堆放在土方单位挖掘机操作范围内由土方单位外运。

1）基坑下土方开挖与土建施工单位的整体结构施工关系密切，招标文件要求总包单位或土方施工单位完成。

 

2）由于工程土方量较大，采用机械挖土配合人工清理，清运0.8米覆土同时开挖出水平管沟（基底面预留0.3米覆土保护基底，待管沟回填后由土建单位人工清底）。土方单位负责主管沟开挖并清沟底，支管沟由地埋管施工单位人工开挖并清沟底，管沟定位由地埋管施工单位负责，开挖深度依据施工技术交底，坚持谁施工谁负责原则。

 

3）土方开挖时沿主干线顺序开挖，由于基坑内开挖深度较浅，放坡坡度不宜太大，结合地层以满足现场使用为准。

②基底清理：

1）机械开挖时留10cm土层采用人工清理，保证底部平整并不得扰动天然地基。

2）基底清理的土方随覆土一同清运走。

 

③联络管安装

⑴管道预制：联络管采用PE管材，根据图纸尺寸，进行管道放样预制。断管采用专用工具，防止出现管头不齐等现象。各种规格管道预制好后分类、编码，排放整齐。因联络管施工期间在夏季，为防雨、防晒管道预制时在现场搭建的临时加工场内完成；第二为了保证焊接效果，严格按照材料厂家指导焊接时间进行焊接。管道预制期间，加强现场的巡检，做到只要有焊接存在就有旁站管理人员在。

 

⑵干管安装：将预制好的管道运到管沟，按事先编码顺序摆放。管道和管件连接采用电熔连接，三通甩口要求垂直于相应井位支管，偏差不得大于15度。

⑶支管连接：每根干管连接好后，开始连接支管。支管为D25全部电熔连接，将换热孔分支管引到干管四通处，按顺序逐个连接。孔内D25管道和联络管之间尽量保证直接相接，减少阻力和漏点。如上图所示。

⑷在管道运输过程中注意端口的保护，防止沙土进入管内。连接时注意供、回水管分开施工，防止混接；在管道连接时，首先用干净的毛巾将管头内外擦拭干净，确保管道连接严密性，防止杂物进入管内。

 

⑸每个环路连接完成后，在管口进行环路第四次打压，试压标准同第三次，在0.6Mpa试验压力下，稳压至少2h，压力降不应大于3%，且无泄漏现象为合格。

 

7、管沟回填

 

1）管沟回填时在管底铺与干管直径相同厚的细沙（建议：回填时管底10cm至管顶25cm用细砂回填，其余用级配砂石回填）先回填管道两侧，采用人工夯实，管顶部采用平板振捣器夯实。

 

2）每步回填土不超过30cm厚，分层振捣密实后再填下一层。

8、出底板支干管安装

 

1)出底板管道安装形式为：水平联络管支干管水平安装至地下室剪力墙外侧，然后沿结构墙至指定标高后经过穿墙预留套管进入地下室分集水器，最后由各分集水器干管汇总至热泵机房内。

 

2)该部分施工的重点是，由水平管支干管经90度弯头变成垂直管时的弯头部位的施工。支干管竖管施工期分别在两个施工阶段，一个在结构施工之前施工，一个在结构施工完毕施工。施工方法同水平管连接时的施工，主要是成品保护工作。

 

3)在结构施工之前由水平管经90度弯头转变后必须有1.5米左右的直管段，事先焊接好，待结构施工完毕后接至预留套管处，进行下道工序。

4)成品保护：

a)首先在管道焊接完毕压力试验后，用10毫米厚的橡塑保温棉包扎，既避免冬季冻裂又防磕碰，直至结构施工完毕。

b)结构施工期间对结构施工队伍进行成品保护技术交底，严禁对已安装完毕的PE管砸、撞、碰，如无意间碰撞的及时报告项目管理人员，及时进行检查维修。

c)加强巡检力度，在结构施工期间，设专门看护班组，不间断巡视发现问题及时处理。

 

9、主干管安装

 

1）主干管全部在地下室敷设，待地下室结构完成后进行统一安装；

2）地下室内管道全部采用钢管连接。