浙江中信设备安装有限公司 浙江 杭州 310004
摘要：目前，建筑的制冷、采暖和卫生热水供应，多数采用的是传统的分体空调、冷水机组+锅炉、直燃式溴化锂等方式。这些方式消耗大量一次能源，运行费用高，并排放大量有害气体，污染环境，因此在新建建筑中推广利用热泵技术，并对既有建筑空调系统进行节能改造势在必行。杭州火车东站改造工程就采用了在国内较新的一种能源利用形式—地源热泵系统。
关键词：地源热泵；站台下埋管；钻孔；灌浆；打压试验
一、工程概况
杭州东站位于杭州市，为特大型旅客站房，汇集客运专线、普速铁路、地铁、磁浮、公交、运河水运等多种交通方式和配套服务设施于一体的现代化综合交通枢纽中心。主要承担客运专线旅客到发业务，车站最高聚集人数15000人。主站房长463.45米,宽143.6米，总建筑面积343300平方米，其中站房建筑面积155569平方米。由出站层、站台层、高架层(商业夹层）三个平面层组成。站房主体最高点距地面39.3米,按多层建筑设计。建安总投资超越30亿元人民币。本工程质量标准为需获得国家优质工程奖。现场施工面广，各专业交叉复杂，配合要求高，工期紧迫，露天施工需合理安排人力和工期。
二、地埋管施工
1测量定位
根据施工图纸，对换热孔位置采用全战仪进行放线定位，每个孔位采用白灰进行标识，保证横竖向距离在偏差范围内。
2挖泥浆池
按照泥浆池就近满足周边钻机使用的原则组织泥浆坑。在横埋管沟位置采用人工开挖，深度为800mn，长度、宽度均为1m的小泥浆池几个，挖好泥浆池后，现场调制泥浆。然后在无结构承载的部位开挖深度为2m，长度、宽度均为4m的大泥浆池两个，收集多余的泥浆，以备运走。由于本工程泥浆池底位于站台层之下，为防止泥浆池渗水，破坏天然地基，影响天然地基的承载力，故在泥浆池内设两层塑料薄膜和一层彩条布，防止泥浆渗漏。施工完成后，泥浆池采用石灰土回填，机械压实，以满足地基承载力要求。
3钻孔
(1)钻孔机械落位时，将钻头与孔位对中，误差不得大于10mm。
(2)钻孔机械初步落位后，进行钻头垂直度调整。在钻机本体纵横两个方向上选择两个固定平面。用水平尺和塞尺进行调整钻机水平，保证钻头垂直地面钻机水平误差不大于5‰。
(3)施工过程中，记录起、停钻时间及过程情况，杆每下进 10m后须进行钻机本体水平度复核。当误差大于5‰时，必须进行调整。
(4)以钻杆的实际长度控制孔深，孔深必须达到设计深度。在下管程序没有准备好以前不能过早提起钻具，并且保证泥浆循环 。
4垂直段放管
(1)竖埋管连接，将进场检验合格的 PE管 ，派专人进行热熔接管 ，清洗和打压试验，试验值为1.2MPa，带压观测15min以上，不渗不漏无破裂，压力下降不超过0.03MPa为合格。试压完毕，每组双u型换热管头必须立即密封。为保证换热管能尽可能贴近孔壁，避免换热管之间的短路传热，4m间隔安装管卡，安装一定要牢固。
(2)管孔达到设计深度后，立即组织放管。放管前，在洞顶安装一段护壁套管，套管口打磨光滑，不得有毛刺或锐尖。
(3利用钻杆将预制好的垂直u形管徐徐下放，遇受阻时不可强行用力下顶 ，待查明原因并处理后再操作。
5灌浆
(1)灌浆料严格按照设计要求调配。采用含有 20％的膨润土、10％的水泥浆和 70％Si02砂子的混合物。
(2)严格控制灌浆量，保持一定的盈余量，保证回填密实、饱满 。
(3)控制灌浆管提升速度，以管口始终浸没在浆料面以下为准。
(4)灌浆结束后,管井口上口20cm采用水泥砂浆进行封堵 。
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6水平沟开挖、回填及水平管连接
(1)水平沟开挖在基坑底部进行，沟宽1.2m、高1.8m。根据现场地质条件，开挖部位主要为软土和粉砂层，自稳能力差，1：0．75坡率进行开挖。
(2)由于施工期处于雨季，水平沟开挖后立即组织水平管安装，及时回填。
(3)水平埋地管敷设前，先对竖埋管进行打压试验，打压成功方可接管，若失败，则废弃该孔，最后再统一补孔。沟槽底部先铺设一层厚度为300mm的细砂，以保护管道不受损伤。
(4)管道铺设要做到横平纵直；管道有2‰～5‰的坡度，坡向与水流方向相同：成排管道在同一平面上的间距相同。误差不大于3mm。
(5)主管道连接采用厂家提供的热熔机，根据不同的管径及壁厚，选择与之相适应的热熔器。熔接前，必须彻底清理管道里面，保证管道内无杂物 。
(6)下道工序开始前，及时对管口采取可靠、牢固的方式密封。
(7)水平管路连接完毕，进行水压试验。系统管道连接完毕后，对管路进行冲洗，合格后进行系统试压。
(8)回填时，回填料细小、松散、均匀，不含石块及土块。回填料经均匀压实与管壁接触紧密。黄沙层铺垫完后以上部分打素混凝土。以满足地基承载力的要求。
三、施工中的关键点控制
1进场材料质量控制
对每批进场的材料进行严格的检验。业主、监理、施工单位共同对进场材料(主要是PE管及管件)进行检验，检查材料检验报告，查看管道上张贴的合格证，对进场材料进行网上查询，确保进场材料质量合格。
2施工中关键工序严格把关
打压时派专人配合监理对每跟打压的管道进行检查记录，确保管道连接牢固，试压成功；下管前检查管卡安装情况，管头是否封死；打孔完毕立即组织下管，防止缩孔，下管时，工人要配合将各根管处于分开状态，下管过程严格监督，确保下管深度达到设计要求；由于本工程施工区域为站台，上面大型雨棚吊装交叉施工、时有大型履带吊进过，给水平管施工带来很大的难度。据此水平管道施工前跟铁路建设公司统一协调，为确保施工质量，让铁路建设公司用软砂土先回填至-1.6米处，然后再开挖焊接，焊接完毕经试压合格后回土，然后再在回土面上用钢板铺设，以免大型履带吊通过时由于覆土层太薄导致水平管被破坏。水平管道连接采用厂家提供的专用热熔机，操作热熔机一定要规范，严格按照操作程序进行，保证热熔压力和时间，最后统一打压试验，确保热熔接口牢固。
3施工完成后做好成品保护
每一道工序施工完成后将各个管口密封，防止杂物进入；对容易损坏的部位进行明显标识，压力表固定在木桩上，防止被破坏。
四、经济效益评价
1铁路客站都有站场和站台,比较容易解决地埋管换热器设置问题，并保证其可持久使用，这是铁路客站采用地埋管地源热泵系统的优势之一。
2站台下设置地埋管换热器,应注意其环境特点。应事先了解区域内地基处理的方案并与有关专业沟通,以确定其可实施性。
3铁路客站站台下布置地埋管换热器,换热管群单元的间距较大,使得地埋管周围的热量能更快地扩散到土壤远端,降低地埋管附近的温度,有利于提高机组的运行效率,其换热性能总体好于传统布管方式,具有一定优势。地埋管地源热泵系统需要间歇运行,这是其有别于常规系统的典型之处,设计和运行管理都应充分考虑这一特性。
4站房的负荷特点必须和地埋管地源热泵系统间歇运行的特性相适应,必要时应采取辅助冷源或热源,才能保证地埋管地源热泵系统的高效率和可靠。
5先夏季运行,可为冬季储存热量,提高冬季运行时蒸发器的性能;相反先冬季运行,可为接下来的夏季储存冷量,可提高夏季运行时冷凝器的性能。然而改善蒸发器性能比改善冷凝器更有利,所以在系统实际运行时,宜提倡先制冷后供暖的模式。
参考文献：
[1]赵荣义，空气调节[M]，北京：中国建筑工业出版社．1994．
[2]赵荣义，供热工程 (第三版)．中国建筑工业出版社．1994．
[3]陆耀庆，供暖通风设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版社 1987．
[4]刘金言，给排水、暖通、空调百问．北京 ：中国建筑工业出版社．2001．
论文作者:屠纪松
论文发表刊物:《防护工程》2017年第21期
论文发表时间:2017/12/22
标签：泥浆论文; 水平论文; 管道论文; 站台论文; 钻机论文; 系统论文; 源热泵论文; 《防护工程》2017年第21期论文;