地埋管地源熱泵系統(tǒng)監(jiān)理控制要點(diǎn)

周榮德

（北京興電國(guó)際工程管理有限公司， 北京 100048）

0 引 言

地埋管地源熱泵是利用地表土壤下約 40 m～150 m 深的低位能源，由水源熱泵機(jī)組、地?zé)崮芙粨Q管道、建筑物空調(diào)末端設(shè)備組成的供熱空調(diào)系統(tǒng)，通過(guò)進(jìn)行熱量轉(zhuǎn)換，夏天將室內(nèi)熱量排至地下，降低室內(nèi)溫度，冬季將地下的熱量抽取至室內(nèi)，用作采暖。因地下土壤溫度全年平均為 16℃(北京)，換熱品質(zhì)較高，與使用冷卻塔散熱及鍋爐采暖消耗能量相比相對(duì)較少，而且可利用機(jī)內(nèi)冷凝余熱供應(yīng)生活熱水,運(yùn)行效率高，比普通的空調(diào)節(jié)約 30%～40% 的運(yùn)行費(fèi)用，是真正的節(jié)能產(chǎn)品。

地埋管地源熱泵因?yàn)椴粫?huì)向大氣排放余熱，沒(méi)有冷卻塔產(chǎn)生噪聲、完全不影響周?chē)h(huán)境，也是真正的綠色環(huán)?？照{(diào)。

地埋管地源熱泵系統(tǒng)安裝復(fù)雜，施工質(zhì)量要求高，埋地管道一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題不好維修，因此監(jiān)理工程師對(duì)地埋管的質(zhì)量控制尤為重要。監(jiān)理工程師主要控制要點(diǎn)如下。

1 認(rèn)真審核施工單位資質(zhì)及業(yè)績(jī)

施工單位必須具有與承攬工程規(guī)模相對(duì)應(yīng)的資質(zhì)，并具有類(lèi)似工程的施工經(jīng)驗(yàn)，以保證工程的施工質(zhì)量。

2 督促承包方(或甲方)在施工前期做好必要的勘察與試驗(yàn)

地埋管地源熱泵系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)前，應(yīng)請(qǐng)專(zhuān)業(yè)勘察單位對(duì)工程區(qū)域內(nèi)巖土、地質(zhì)條件進(jìn)行勘察，勘察應(yīng)包括下列內(nèi)容：巖土層的結(jié)構(gòu)；巖土體熱物性；巖土體溫度；地下水靜水位、水溫、水質(zhì)及分布；地下水經(jīng)流方向、速度；凍土層厚度。

當(dāng)?shù)芈窆艿卦礋岜孟到y(tǒng)的應(yīng)用建筑面積在 3 000 m2～5 000 m2時(shí)，宜進(jìn)行巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)；當(dāng)應(yīng)用建筑面積≥5 000 m2時(shí)，應(yīng)進(jìn)行巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)。

上述工作完成后，方可進(jìn)入地埋管換熱器的設(shè)計(jì)階段。

3 認(rèn)真審核施工單位地埋管系統(tǒng)的專(zhuān)項(xiàng)施工方案

監(jiān)理工程師應(yīng)對(duì)施工單位編制的地埋管專(zhuān)項(xiàng)施工方案進(jìn)行認(rèn)真審核，審核方案內(nèi)部審批程序是否齊全有效；審核質(zhì)量、技術(shù)管理體系和質(zhì)量保證體系是否健全；審核工期安排、進(jìn)度計(jì)劃、總平面布置是否合理；審核施工方法、施工工藝及施工程序是否符合有關(guān)規(guī)范和技術(shù)規(guī)程，并針對(duì)工程特點(diǎn)提出合理化建議。

4 強(qiáng)化管材的進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收，嚴(yán)把管材進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量關(guān)

埋地管材及管件進(jìn)場(chǎng)時(shí)，施工單位要及時(shí)通知設(shè)備監(jiān)理工程師去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可使用與工程。監(jiān)理工程師對(duì)管材、管件的驗(yàn)收，除查看質(zhì)量證明文件是否齊全有效外，主要是對(duì)管材、管件外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查，要認(rèn)真查驗(yàn)物資的規(guī)格、型號(hào)、性能參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)要求，是否與合同規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一致，其外觀是否有明顯的質(zhì)量缺陷。驗(yàn)收合格后，對(duì)入場(chǎng)的管材、配件應(yīng)形成《材料、構(gòu)配件進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收記錄》。

在地埋管換熱器施工過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格檢查并做好管材保護(hù)工作。PE 管質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合 GB/T 13663《給水用聚乙烯PE 管材》的要求，聚乙烯管道連接應(yīng)符合 CJJ 101《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。地埋管運(yùn)抵工地存放時(shí)，監(jiān)理工程師應(yīng)監(jiān)督施工方不得將管材長(zhǎng)期在陽(yáng)光下曝曬，搬運(yùn)和運(yùn)輸時(shí)應(yīng)小心輕放，并采用柔韌性好的皮帶、吊帶進(jìn)行裝卸，嚴(yán)禁拋摔和沿地拖拽。

5 監(jiān)理工程師要加強(qiáng)地埋管的施工質(zhì)量過(guò)程控制

5.1 加強(qiáng)監(jiān)督檢查，保證管井的施工質(zhì)量

(1)監(jiān)理工程師根據(jù)建筑物空調(diào)設(shè)計(jì)負(fù)荷、空調(diào)使用情況、當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)資料及巖土熱響應(yīng)試驗(yàn)報(bào)告等有關(guān)資料，認(rèn)真校核地埋管換熱器提供的熱量和冷量，是否滿足建筑物的能耗需求。同時(shí)審核圖紙中換熱管井的口徑、個(gè)數(shù)、井間距(一般≥ 4 m～5 m)及井深(一般 40 m～150 m)是否符合規(guī)范要求。

(2)在鉆孔前，監(jiān)理工程師應(yīng)依據(jù)地埋管平面圖，認(rèn)真檢查施工單位測(cè)量放線及管孔定位是否有誤，并對(duì)進(jìn)場(chǎng)施工設(shè)備如：鉆孔機(jī)、壓漿機(jī)及鉆頭進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量驗(yàn)收和檢查；發(fā)現(xiàn)不合格的施工設(shè)備，及時(shí)清除出場(chǎng)。

(3)監(jiān)理工程師應(yīng)檢查施工方的鉆孔施工工藝是否正確，是否按已審核通過(guò)的施工方案進(jìn)行施工，是否達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙的深度。鉆孔完畢后應(yīng)對(duì)孔壁完整性進(jìn)行檢查，不許出現(xiàn)井壁塌陷和脫落現(xiàn)象。孔井質(zhì)量必須經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后，方能進(jìn)行下一道工序的施工。鉆孔過(guò)程中產(chǎn)生的廢土和巖石，督促施工單位在鉆孔完畢后及時(shí)清理，確保移機(jī)方便，并防止雜物脫落到井孔內(nèi)。

(4)當(dāng)鉆孔深度超過(guò) 40 m 時(shí)，監(jiān)理工程師應(yīng)提醒施工單位對(duì)鉆孔的垂直度進(jìn)行校對(duì)，并監(jiān)督施工單位每個(gè)鉆孔的灌漿回填應(yīng)在周?chē)R近鉆孔均鉆鑿?fù)戤吅筮M(jìn)行，防止鉆孔發(fā)生傾斜將相鄰的 U 形管鉆漏。

(5)當(dāng)鉆孔孔壁不牢固或者存在孔洞、洞穴等導(dǎo)致成孔困難時(shí)，監(jiān)理工程師應(yīng)督促施工單位設(shè)置護(hù)壁套管。

5.2 做好重點(diǎn)控制，確保地管道連接質(zhì)量

(1)地埋管＜63 mm 宜采用電熔連接，≥63 mm 宜采用熱熔連接。管道連接應(yīng)符合 CJJ 101《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。

(2)監(jiān)理工程師應(yīng)對(duì)管道連接質(zhì)量進(jìn)行跟蹤檢查，豎直地埋管換熱器的 U 型彎管接頭，應(yīng)采用定型的 U 型彎頭成品件，不宜采用直管道煨制彎頭；PE 管施工時(shí)嚴(yán)禁管道彎曲翹角。

(3)認(rèn)真檢查豎直地埋管換熱器 U 形管的組對(duì)長(zhǎng)度是否滿足插入鉆孔后與環(huán)路集管連接的要求，對(duì)組對(duì)好的 U 形管的兩開(kāi)口端部，督促施工單位及時(shí)進(jìn)行密封。

5.3 嚴(yán)格控制地埋管道的安裝質(zhì)量，并對(duì)下列工序進(jìn)行跟蹤檢查

(1)水平地埋管換熱管鋪設(shè)前，溝槽底部應(yīng)先鋪設(shè)相當(dāng)于管徑厚度的細(xì)砂。水平地埋管換熱器安裝時(shí)，應(yīng)防止石塊等重物撞擊管身。管道不應(yīng)有折斷、扭結(jié)等問(wèn)題，轉(zhuǎn)彎處應(yīng)光滑，且應(yīng)采取固定措施。

(2)水平地埋管換熱管回填料應(yīng)細(xì)小、松散、均勻，且不應(yīng)含石塊及土塊?；靥顗簩?shí)過(guò)程應(yīng)均勻，回填料應(yīng)與管道接觸緊密，且不得損傷管道。

(3)U 型管插入要及時(shí)，清孔完畢驗(yàn)收后應(yīng)立即進(jìn)行，下管過(guò)程中，U 型管內(nèi)充滿水，應(yīng)將灌漿管和 U 型管一起插入孔中，直至孔底。垂直 U 型管道應(yīng)每隔 4 m 設(shè)管固定卡，使雙 U 型埋管支管處于分開(kāi)狀態(tài)，有利于提高散熱效率。

(4)豎直地埋 U 形管道安裝完畢，并經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后，應(yīng)立即灌漿回填封孔。

5.4 監(jiān)理工程師對(duì)管路系統(tǒng)的水壓試驗(yàn)必須現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證

水壓試驗(yàn)不但是驗(yàn)證地埋管產(chǎn)品質(zhì)量是否合格的手段，也是驗(yàn)證施工質(zhì)量是否合格的措施之一。水壓試驗(yàn)是地埋管施工過(guò)程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，監(jiān)理工程師一定做好試壓過(guò)程的見(jiàn)證與旁站。

(1)試驗(yàn)壓力操作方法應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

(2)豎直地埋管換熱器插入鉆孔前，應(yīng)做第一次水壓試驗(yàn)。在試驗(yàn)壓力下，穩(wěn)壓至少 15 min，穩(wěn)壓后壓力下降不應(yīng)大于 3%，且無(wú)泄漏現(xiàn)象；將其密封后，在有壓狀態(tài)下插入鉆孔，完成灌漿之后保壓 l h。水平地埋管換熱器放入溝槽前，應(yīng)做第一次水壓試驗(yàn)。在試驗(yàn)壓力下，穩(wěn)壓至少 15 min，穩(wěn)壓后壓力降不應(yīng)大于 3%，且無(wú)泄漏現(xiàn)象。

(3)豎直或水平地埋管換熱器與環(huán)路集管裝配完成后，回填前應(yīng)進(jìn)行第二次水壓試驗(yàn)。在試驗(yàn)壓力下，穩(wěn)壓至少30 min，穩(wěn)壓后壓力下降不應(yīng)大于 3%，且無(wú)泄漏現(xiàn)象。

(4)環(huán)路集管與機(jī)房分集水器連接完成后，回填前應(yīng)進(jìn)行第三次水壓試驗(yàn)。在試驗(yàn)壓力下，穩(wěn)壓至少 2 h，且無(wú)泄漏現(xiàn)象。

(5)地埋管換熱系統(tǒng)全部安裝完畢，且沖洗、排氣及回填完成后，應(yīng)進(jìn)行第四次水壓試驗(yàn)。在試驗(yàn)壓力下，穩(wěn)壓至少12 h，穩(wěn)壓后壓力下降不應(yīng)大于 3%。

(6)水壓試驗(yàn)宜采用手動(dòng)泵緩慢升壓，升壓過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)觀察與檢查，不得有滲漏；不得以氣壓試驗(yàn)代替水壓試驗(yàn)。

6 結(jié) 語(yǔ)

埋地管地源熱泵系統(tǒng)可利用淺層地?zé)崮苜Y源進(jìn)行冬季供熱與夏季空調(diào)，具有良好的節(jié)能與環(huán)境效益，是值得推廣的綠色空調(diào)。近年來(lái)在國(guó)內(nèi)得到了日益廣泛的應(yīng)用。但由于對(duì)施工質(zhì)量重視不夠，屢屢出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，尤其是地埋管漏水問(wèn)題嚴(yán)重，一旦出現(xiàn)漏水很難得到修復(fù)，嚴(yán)重影響了地埋管地源熱泵的節(jié)能效果，也影響了地埋管地源熱泵系統(tǒng)的進(jìn)一步推廣與應(yīng)用。為了確保地埋管熱泵系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行以及更好地發(fā)揮節(jié)能效益，監(jiān)理工程師必須做好地埋管熱泵系統(tǒng)的施工質(zhì)量控制，掌握有關(guān)規(guī)范，熟悉設(shè)計(jì)圖紙，了解勘察報(bào)告及巖土試驗(yàn)報(bào)告等初始文件，對(duì)重點(diǎn)工序的施工過(guò)程要做好預(yù)控與旁站，對(duì)地埋管熱泵系統(tǒng)的施工質(zhì)量真正起到保駕護(hù)航的作用。