地源熱泵埋地管換熱器施工安全文明管理

郭軍平

(浙江江南工程管理股份有限公司，浙江杭州 310013)

0 引言

地源熱泵是一種利用地表淺層地?zé)豳Y源(通常小于400 m深)作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的節(jié)能空調(diào)設(shè)備。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽能，比人類每年利用能量的500倍還多，地源熱泵正是利用這種淺層地能來進(jìn)行能量交換，使得地源熱泵成為一種可持續(xù)發(fā)展的節(jié)能技術(shù)。地源熱泵通過少量高位電能的輸入，實現(xiàn)低溫位熱能向高溫位熱能的轉(zhuǎn)移。地能分別作為在冬季熱泵供熱的熱源和在夏季制冷的冷源，即在冬季，把地能中的熱量取出來，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖;夏季，把室內(nèi)的熱量取出來，釋放到地能中去。這種熱量抽出和冷量蓄存過程使地?zé)嵯到y(tǒng)能夠平穩(wěn)運行。本文以紹興奧體體育會展館工程地源熱泵土壤源部分施工為例，簡單介紹施工現(xiàn)場安全文明的管理情況。

1 施工概況

紹興市奧林匹克體育場館工程地源熱泵系統(tǒng)總投資將近3 000萬元，總服務(wù)面積約11萬m2。室外土壤源部分設(shè)置有效深度100 m的地埋垂直管換熱器共計1 200個，連接水平管換熱器(各種規(guī)格如D32，D40等)共計20 080 m，開挖土方量4萬多立方米。

施工單位從2011年3月中旬進(jìn)場至土壤熱源部分階段性驗收經(jīng)歷了試驗性鉆井、確定施工方案、正式鉆井、水平管道敷設(shè)、集分水器安裝、檢查井砌筑等工序，歷時9個多月工程順利通過階段性驗收。施工初期，地面50 m粘土層以內(nèi)采用小鉆機(jī)引孔并下套管，50 m以下巖石層采用潛孔錘鉆進(jìn)的工藝進(jìn)行施工。由于粉質(zhì)粘土和砂質(zhì)粘土容易塌孔且距地面20多米處的淤泥質(zhì)粘土極易縮徑，使得下套管作業(yè)效率非常低，一臺潛孔錘成孔需要50多小時。在試驗鉆井11口后由于進(jìn)度緩慢，需要重新調(diào)整施工工藝。經(jīng)過一系列試驗，最終確定以液壓給進(jìn)200型百米鉆機(jī)直接鉆孔至設(shè)計要求孔深的施工工藝。施工組織設(shè)計重新編寫調(diào)整，經(jīng)過審查，審批后工程正式進(jìn)入鉆井階段。施工高峰期現(xiàn)場有鉆機(jī)106臺，在20 d的時間里完成豎井649口。剩下的551口井分布在射擊館基礎(chǔ)以下，待射擊館基礎(chǔ)打樁完成后再進(jìn)行豎井打孔。從5月初開始分區(qū)塊進(jìn)行649口豎井聯(lián)絡(luò)管(水平管)施工，去除天氣原因影響水平管施工9 d外，實際施工用時僅18 d。如此短暫的時間內(nèi)，現(xiàn)場機(jī)械、人員、材料集聚，做好安全文明管理對管理者來說是一種挑戰(zhàn)。

2 現(xiàn)場安全文明問題與管理對策

2．1 臨時宿舍

地源熱泵具有施工周期短，工作量大，作息規(guī)律性差等特點。根據(jù)經(jīng)驗，大多數(shù)時候臨時宿舍沒建好或剛建好，豎井施工也要結(jié)束，因此施工單位大都不愿意投入臨建設(shè)施的建設(shè)。另外地源熱泵一般都是分包工程，臨建設(shè)施由總承包單位負(fù)責(zé)。然而地源熱泵工程施工時往往總承包單位還沒進(jìn)場，所以帳篷就成了居住場所。豎井需要連續(xù)鉆進(jìn)才能成孔，鉆進(jìn)過程中停頓時間間隔不能太久。完成一口豎井少則8 h，遇到特殊情況3 d都難成一個孔。工期短、工作量大、作息不規(guī)律使得宿舍，食堂等等都不能很好的配套管理。施工高峰期106臺鉆機(jī)，施工人員達(dá)到400多人，生活垃圾的處理也成了嚴(yán)重問題。帳篷搭設(shè)間距過小過于集中，加之帳篷內(nèi)煤氣罐，柴油堆放混亂，且電線臨拉亂接，火災(zāi)隱患相當(dāng)高。另外排水設(shè)施不暢通，一旦下雨，帳篷內(nèi)水流不斷，嚴(yán)重影響工人休息作業(yè)。對于此種現(xiàn)象，與施工單位多次溝通整改效果不是太理想。最后項目部決定現(xiàn)場作業(yè)人員全體休息一天對臨時帳篷搭設(shè)重新規(guī)劃布置，合理設(shè)置排水溝。劃定專門儲放柴油的區(qū)域，并配備移動滅火裝置，由專人看管。住人的帳篷和做飯的帳篷分開搭設(shè)，煤氣罐遠(yuǎn)離住人區(qū)。帳篷照明用電統(tǒng)一從臨時用電配電箱接出，杜絕采用接線板轉(zhuǎn)接電線的做法。搭設(shè)臨時廁所解決了生活衛(wèi)生問題，對于生活垃圾，采用就地掩埋和焚燒處理的做法，雖然由于條件限制沒有做到外運處理但還是建議大家以后外運做到無公害處理為好。

2．2 施工機(jī)械

液壓給進(jìn)式鉆機(jī)主要由回轉(zhuǎn)器、水泵、卷揚機(jī)、油泵、動力機(jī)等構(gòu)成，運行時需要專業(yè)人員24 h看護(hù)。施工過程中，柴油機(jī)皮帶輪、卷揚機(jī)、鋼絲繩卷筒、鋼絲繩、鉆鋌都有可能是危險源。施工現(xiàn)場存在柴油機(jī)皮帶輪防護(hù)罩損壞、松動，有些甚至連防護(hù)罩都沒有，在高速旋轉(zhuǎn)的皮帶輪前作業(yè)，危險不言而喻。在提升鉆鋌的工程中，鋼絲繩上卡套與鉆鋌連接松動或沒有卡到位，往往造成脫扣，鉆鋌跌落等現(xiàn)象。曾經(jīng)有一次脫扣鋼絲繩纏繞在鉆機(jī)井架上，卡套飛速旋轉(zhuǎn)，差點打到附近作業(yè)的工作人員。另外鉆鋌在提升過程中擺動，特別容易砸傷臨近作業(yè)人員。對以上這些問題，要求施工單位對機(jī)器經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng)，對重要部件必須做到定期維護(hù)保養(yǎng)。

此工程中，主要機(jī)械除了鉆機(jī)，還有熱熔對接機(jī)、銑刀、挖掘機(jī)等。此處不再對挖掘機(jī)進(jìn)行說明，對其他兩種機(jī)具做簡單介紹。熱熔對接機(jī)使用時間長，使用頻率高，操作不當(dāng)，電源線容易老化，經(jīng)常發(fā)生漏電現(xiàn)象，特別是在潮濕環(huán)境下施工時很容易造成人員傷亡事故。對此要求施工單位杜絕使用劣質(zhì)工具，必須使用具有安全標(biāo)志的安全產(chǎn)品。時刻注意工具的變化情況，出現(xiàn)過熱、冒煙時及時修理，經(jīng)常檢修保養(yǎng)。另一種在工程中常使用的工具就是銑刀，銑刀異常鋒利主要在切削管口時用，在使用過程中操作人員往往習(xí)慣性的用手拉扯管口切削皮，在拉扯過程中手指一不小心就會被割傷。一般專業(yè)人員操作時不會發(fā)生這種事情，然而一時的麻痹容易造成不必要的傷害，還是有必要對此加以說明強(qiáng)調(diào)。

2．3 臨時用電

地源熱泵室外土壤源部分施工過程主要用電包括生產(chǎn)用電和照明用電，兩者電壓均為220 V。生產(chǎn)用電機(jī)械主要包括壓力試驗泵、手持熱熔對接器、臥式熱熔對接機(jī)、銑刀、潛污泵。地埋管換熱器施工區(qū)域大、分布廣，給臨時用電配電箱的布置帶來諸多不便。施工初期采用潛孔錘工藝時，所配備的配電箱內(nèi)部原器件松散陳舊，接線凌亂，有些配電箱內(nèi)因泥漿積累過多而看不見電器配件，存在嚴(yán)重的安全問題。改進(jìn)工藝后雖然潛孔錘已經(jīng)停運，但是配電箱一直在用。對施工單位陳述其臨時用電的厲害關(guān)系后，對已有配電箱的原器件進(jìn)行更換，實在不能使用的配電箱直接淘汰。

根據(jù)JGJ 46-2005施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范，臨時用電應(yīng)實行三級配電，往往對一、二級配電比較重視，對開關(guān)箱、插座箱等直接控制設(shè)備的第三級配電不夠重視。在施工現(xiàn)場經(jīng)常以插線板代替插座箱，而且連接插線板的電纜往往保護(hù)措施不夠，容易造成機(jī)械損傷，較為嚴(yán)重的會發(fā)生電擊事故。用插線板代替插座箱的做法在地源熱泵施工過程中尤為嚴(yán)重，幾乎到了屢禁不止的程度，究其原因主要有以下幾點:

1)移動輕便。

插線板小而輕，隨著手持工具的移動可以輕松的移動，而插座箱就沒有那么方便。

2)成本低。

普通插線板一般市場價也就四五十元，而插座箱的價格遠(yuǎn)不止四五十元，一個400×460×160的插座箱也要200多元。

3)接線簡單。

插線板最多也就接3條線，而插座箱雖然也只有3條線，相對插線板來說有些復(fù)雜，操作也不方便。

4)作業(yè)人員習(xí)慣。

作業(yè)人員一貫采用插線板，憑著經(jīng)驗到哪都用插線板。雖然使用插線板有諸多優(yōu)點，但是插線板的潛在危險使其不適用于施工現(xiàn)場，特別像地源熱泵這種潮濕環(huán)境下作業(yè)的工程。插線板一般都沒有采取特殊的保護(hù)措施，隨意放置。像在壓力試驗過程中，水泵出水很容易濺到插線孔中，一次甚至使整個二級配電箱燒毀。在遵循規(guī)范指導(dǎo)的同時，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，對插線板采取適當(dāng)?shù)拇胧绨巡寰€板懸掛到木桿上，與地面保持一定的距離，還有在插線板上套上塑料袋，防止濺水進(jìn)入等等。在施工過程中時時刻刻關(guān)注臨時用電安全，對存在隱患及時通知施工單位整改。

至于照明用電，主要是夜間施工照明和帳篷內(nèi)生活照明用電，夜間施工照明都采用安全型燈具，對燈具采取防護(hù)措施，防止碰撞損壞。帳篷內(nèi)生活用電前面已提及，此處不再贅述。

2．4 施工環(huán)境

地源熱泵土壤源施工與泥土打交道，需要看天吃飯。天氣晴朗現(xiàn)場還好，一旦下雨整個工地就陷入泥濘，很難看很難行走。再者豎埋管施工過程還要排出大量泥漿，稍有不慎現(xiàn)場更加混亂。對于泥漿的排除采用現(xiàn)場晾曬和集中排除相結(jié)合的方法，具體做法是:整個工地分為12個區(qū)塊，1區(qū)～6區(qū)豎埋管施工時，同時會展館樁基也在施工，此時直接把1區(qū)～6區(qū)的泥漿排入樁基的泥漿池。后期7區(qū)～12區(qū)泥漿采用現(xiàn)場晾曬方法處理，后6個區(qū)施工時，前6個區(qū)的水平管施工已經(jīng)完成，然后直接把泥漿排到前6個區(qū)，通過太陽直射，達(dá)到處理效果也不用排到場外區(qū)，節(jié)省了投資成本。

影響現(xiàn)場環(huán)境還有一個重要因素，就是材料堆放，加工。豎埋管材料用量大，單盤長度就102 m，給加工堆放帶來極大的不便。初期，到處都是材料，到處都在加工，根本就沒有形成固定材料堆放、加工場所。特別是對現(xiàn)場廢棄管材的處理不到位，整個場地走幾步就能看到廢棄管材。對此，監(jiān)理工程師多次跟施工單位交涉，聯(lián)系單發(fā)了多次，始終是石沉大海，現(xiàn)場不見改觀。后來通過四方(建設(shè)單位、監(jiān)理單位、總承包單位、分包單位)協(xié)商得以解決。

3 綜述

對于地源熱泵土壤熱源工程施工現(xiàn)場安全文明的管理，主要從臨時宿舍，生活垃圾，施工機(jī)械，臨時用電，施工環(huán)境等方面著手。在人員，機(jī)械數(shù)量較多時，重點需要做好臨時宿舍和生活垃圾的管理工作，此部分工作不僅僅是施工單位的責(zé)任，更主要的還要監(jiān)理單位監(jiān)督落實。對于臨時宿舍的用電安全和防火措施要做到重點檢查，過程中發(fā)現(xiàn)施工作業(yè)人員往往不夠重視，認(rèn)為220 V臨時照明用電就是“小菜”，往往容易麻痹大意。防火意識也不高，認(rèn)為一旦著火誰都跑不了，思想處于“防火設(shè)施是擺設(shè)，一旦著火都用不上”的松懈狀態(tài)，對防火設(shè)施不愛惜，有些拿滅火器來壓帳篷。對此管理人員應(yīng)該足夠重視，實行安全教育制度，監(jiān)督現(xiàn)場作業(yè)人員認(rèn)真落實，切不可麻痹。施工機(jī)械運轉(zhuǎn)過程中，必須要專人看護(hù)，且要定期對鋼絲繩做檢查保養(yǎng)，以免造成人員傷亡。施工現(xiàn)場環(huán)境主要管理好泥漿排放處理，土方開挖過程堆土情況，水平溝開挖時排水情況，另外還有材料的堆放，對于廢棄材料的處理也是業(yè)主關(guān)注的焦點，要經(jīng)常性的做查看，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

［1］ GB 50242-2002，建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范［S］．

［2］ GB 50366-2005，地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范［S］．

［3］ GB/T 13663-2000，給水用聚乙烯(PE)管材［S］．

［4］ CJJ 101-2004，埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程［S］．