十、垂直竖井的灌浆回填

　　1、灌浆回填料的选定对灌浆材料的选择取决于地下条件，以及灌浆材料的特性和地埋管热交换器的预期运行温度。灌注合适的灌浆可以加强土壤和热交换器之间的热接触，防止污染物从地面向下渗漏，防止地下各水层之间的移动。

　　（1）设计要求规定：回填材料在灰岩层采用原土混合一定比例的砂水泥回填，在粘土层采用含6％膨胀土和90％SiO2细砂子的混合料回填。其比例可根据实际情况进行调查。然而实际土层中的粘土层中含砂量本身就很大，回填料可以适当减少砂子的比例，增大膨润土的含量，对回填料的导热能力具有良好凝固作用。

　　（2）回填材料中的原土一般取至钻孔时取出的泥沙浆，观察其凝固后如收缩很小时，也可直接用作灌浆材料。

　　（3）灌浆前应计算好每个井需用灌浆液的用量，且须保证一次灌浆完毕。

　　需要特别说明的是：由于底层结构一般较为复杂，出现断层、破碎带或漏层时，其灌浆一般不可预计和估算，灌浆液的用量只能按理论值计算。

　　（4）当地埋管换热器设在冻土层以下非常密实或坚硬的土壤、岩石情况下，应采用水泥基料灌浆。

　　（5）封孔材料采用膨润土、细砂或水泥的混合浆。膨润土的为膨胀率5％，其所占封孔材料的比例宜为4％～6％。

　　2、灌浆步骤及施工要求

　　（1）垂直竖井回填前必须对垂直PE管进行水压试验，试验合格后才能进行回填。在回填过程中垂直PE管须进行保压，一旦发现压力出现异常，立即停止，查明原因并及时进行处理后方可继续回填。

　　（2）管孔中的垂直PE管埋完后应等待3～4h，待井中泥浆沉淀后用中粗砂回填，必须将管和管孔之间空隙填实，确保换热效果，第一次填完后应多次检查。

　　（3）回填完后将留在地面的管道管口进行封堵保护，防止后续施工造成损坏。

　　3、灌浆回填的保证措施

　　（1）在灌浆回填的过程中，随时监督检测灌浆的运行操作，保证灌浆以正确的比例被充分混合搅拌，并有足够的粘性通过泥浆泵将其注入竖井内。

　　（2）竖管需采用管卡或其他方式（间距2.5m～3m）将四支管分开固定，保证灌浆料能均匀围绕垂直PE管四周。

　　（3）如果钻孔区域在冻土层以下非常密实或坚硬的土壤或岩石时，应采用水泥基料灌浆。

　　（4）当采用水泥作为混合基料灌浆时，应由纯水泥和重量比为50％的膨润土粉组成。当采用水与水泥时，取0.55比0.6的重量比就能满足要求。

　　一、沟槽开挖

　　1、沟槽放线

　　（1）水平沟槽开挖前，应掌握管道沿线的以下地上和地下情况和资料：现场地形、地貌、建筑物、各种管线和其他各专业设计的情况；施工供水、供电等条件。

　　（2）沟槽测量应根据现场已有临时水准点和建筑轴线控制桩的位置，同时根据实际钻井孔位的分布作为控制过程测量放线的基准。

　　（3）根据垂直钻井孔位以及图纸先确定管道变向点、分支点和变坡点，并据此确定管路走向，在确定的点上打坐标桩，标出管沟中心及挖沟深度，沿桩用线绳拉直，撒上白灰，即为沟槽边沿线。

　　（4）为利于机械开挖并防止撞伤或损伤垂直埋管，垂直钻孔应在水

　　平沟槽边线以外0.5m范围。水平沟槽沿边线开挖后，沟槽至钻孔之

　　间的土方采取人工开挖方式。

　　（5）根据施工图纸、图纸会审记录，确定管线坐标位置，会同建设单位、监理单位，进行现场验线，并会签定位放线记录。坐标及标高数据以建设单位及土建单位提供的建筑物、道路的坐标及标高为准，并以此为室外水平埋管管线的施工基础。

　　（6）沟槽开挖必须在定位放线验收合格后进行。

　　（7）沟槽开挖完成后，需对管线坐标、标高进行控制定位，管道安装后其偏差必须符合设计或《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97的有关规定。

　　2、沟槽开挖本方案沟槽开挖采取以机械开挖为主，人工挖掘为辅的施工方式。

　　（1）沟槽开挖必须在定位放线验收合格后进行。

　　（2）沟槽底部的开挖宽度为1.0m设计不明确或现场无法按设计施工时可参照下式计算确定：

　　B=D1+2（b1+b2+b3）

　　式中： B --管道沟槽底部的开挖宽度（mm）；D1--管道结构的外缘宽度（mm）；

　　b1--管道一侧的工作面宽度（mm）；当D1≤500，非金属管道一侧工作面宽度为400mm.

　　b2--管道一侧的支撑厚度，可取150～200mm；

　　b3--现场浇筑混凝土或钢筋砼管渠一侧模板厚度（mm）。

　　（3）当地质良好、土质均匀，地下水位低于沟槽地面高程，且开挖深度在2m以内边坡不加支撑时。

　　（4）沟槽每侧临时堆土或施加其他荷载时，应符合下列规定：

　　①不得影响建筑物、各种管线和其他设施的安全；

　　②不得掩埋消火栓、管道闸阀、雨水口、测量标志以及各种地下管道的井盖，且不得妨碍其正常使用；

　　③人工挖槽时，堆土高度不宜超过1.5m，且距槽口边缘不宜小于0.8m.

　　（5）沟槽的开挖质量应符合下列规定：

　　①不扰动天然地基或地基处理符合设计要求；

　　②槽壁平整，边坡坡度符合施工设计的规定；

　　③沟槽中心线每侧的净宽不应小于管道沟槽底部开挖宽度的一半；

　　④槽底高程的允许偏差：开挖土方时应为±20mm；

　　3、沟槽垫层

　　（1）水平地埋管沟槽挖好后，应将沟槽内的石块清理干净，沟底应夯实。

　　（2）管道敷设前沟槽底部夯实后应先铺设不少于管径厚度的细沙或200～300mm的细砂或细粘土垫层。

　　4、沟槽检验与验收按设计图纸及钻井孔位开挖完沟槽后，应及时组织沟槽验收。沟槽的验收主要有以下几个方面：

　　（1）沟槽的宽度、深度和坡度是否符合设计要求。

　　（2）沟槽底部是否已开挖至设计标高，沟槽底部是否已完成人工夯实。

　　（3）沟槽内防止雨水、地下水的施工措施是否到位，排水设施是否齐备。

　　（4）沟槽底部垫层（100～150mm厚细砂垫层）是否已按设计和施工要求铺设。

　　（5）当沟槽满足设计和施工要求并验收后，应及时交给地埋管施工班组施工。地埋管施工的技术要求见“水平管理施工”。

　　5、沟槽回填

　　（1）沟槽回填应在水平地埋管施工完毕并经检验合格后进行。对回填过程的检验与安装地埋管换热器可以同步进行。

　　（2）在水平总管连接前先回填200～300mm黄砂粘土，待管道连接完后在回填300mm细砂粘土将管道覆盖，回填泥土时应将混在其中的砖石等硬物取出，防止对管道刮伤、压伤。

　　二、水平埋管施工

　　1、PE管的连接方法

　　按照设计要求以及《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005规定，埋地管道应采用热熔或电熔连接。针对本项目的设计与施工特点，为保证埋地管道所有的连接部位的强度和严密性，确保地埋管系统的施工质量，确定地埋管系统dn90以下采用电熔承插连接；大于dn90采用热熔连接的方法，并制定PE管电熔连接施工方案。

　　根据地埋管系统的特点和设计要求，施工中要尽可能的减少管道的连接接头。除水平管段须有接头外，垂直管段时不允许有接头的。

　　2、专用设备及工具介绍

　　（1）PE管专用热（电）熔机：保证埋地管连接的严密性，提高系统可靠性。

　　（2）其他专用工具：电吹风（1～2个）、塑料水桶、水勺、刮片、干净毛巾等若干。主要用于PE管与管件的连接与清洁的辅助工具。

　　（3）常用的PE管dn32管件：弯头、直接、三通等。以上管件采用热熔和电熔的连接方式。

　　3、PE管连接前的注意事项

　　（1）聚乙烯（PE）管严禁在雨污水检查井及排水管渠内穿过；PE管与热力管道间的距离最小不得小于1.50m；与其他管线交叉敷设时，交叉点净距不应小于0.15m，必须按《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268的有关条款采取相应的技术措施。

　　（2）聚乙烯（PE）管穿越路面等设施时应采用不得小于穿越管外径加100mm的套管，且应在设计及建设单位的认可下进行。

　　（3）聚乙烯（PE）管地下敷设时在转弯、三通、阀门等部位应采取防推脱的绑扎等技术措施进行固定。

　　（4）聚乙烯（PE）管电熔连接时应采用相应的专用设备工具，连接时严禁明火加热。

　　（5）电熔连接设备的温度控制应精确，加热面温度分布应均匀，加热面结构应符合焊接工艺的要求。电熔连接前、后应使用洁净棉布擦净加热面上的污物。

　　（6）电熔连接加热时间、加热温度以及保压、冷却时间，应符合厂家工具及管材、管件的要求。在保压、冷却时间不得移动连接件或在连接件上施加任何外力。

　　（7）U型管的组对长度应能满足插入钻孔后与水平汇总管的对接要求，组对好的U型管的两开口端部，应及时密封。

　　（8）从事PE管连接的操作人工上岗前，经过厂家专门培训，经考核和技术评定合格后，方可上岗操作。

　　（9）地埋管系统施工时，沟槽或竖井内应避免雨水和施工用水浸入。沟槽内应有防止雨水、地下水的抽排设施和系统（排水沟、集水坑、潜水泵等）。

　　4、PE管的连接方法

　　（1）所有地埋管道必须按设计要求采用热熔或电熔的方法连接。dn90以下采用电熔承插连接；大于dn90采用热熔连接。

　　（2）地下水平埋管如有接头应采用相同材料的管件熔接，不同种类的塑料或级别不同的塑料不应熔接。不应采用金属管件连接。

　　（3）竖直U型管换热器的单U形弯管接头，应选用定型的单U形弯头成品件。不允许采用两个90°的弯头对接的方式构成U形弯管接头。

　　（4）U型管的组对长度应能满足插入钻孔后与水平联箱的对接要求，组对好的U型管的两开口端部，必须及时密封。

　　（5）环路集管与各环路的连接：当管径小于dn90时，采用电熔套筒连接；当管径大于dn90时，采用热熔对接或承插连接的方式。如必须采用金属件丝接连接时，需在连接件外做防腐，并作地下检查井维护。

　　（6）从事管道连接的操作工人上岗前，应经过专门培训，经考试和技术评定合格后，方可上岗操作。

　　5、PE管热（电）熔连接注意事项

　　（1）电熔连接前必须将PE管和管件擦拭干净，避免表面有杂物引起假焊。

　　（2）PE管件电熔时熔热部位的熔温约210℃，熔接时间为50s.熔接完成后3min内，因熔热部位的余热（约有近100℃）仍然较高，这时只要用力仍能将熔热管件拔出。而且被熔热的管道本身也存在应力（比如：垂直管与水平管固定连接后因各自方向不同而产生的应力），若熔热管件与管道不于以固定，则熔热管件与管道之间的连接就会因应力而产生变形、位移，导致熔接失败或出现质量隐患。

　　（3）熔热温度和时间必须掌握尺度，加热时间不够容易造成插入深度不够，加热时间过长容易造成管道插入过度变形，使管道内径缩小影响管道流量。

　　（4）严格保持冷却时间，避免管道未成型前管道连接处变形影响管道连接质量。

　　（5）熔接场地应尽量保持无水状态，施工电源绝缘良好，并应有防触电装置和措施。沟槽内熔接时，施工人员应穿绝缘鞋，戴绝缘手套。

　　6、PE管热（电）熔连接施工步骤

　　（1）垂直PE管与水平PE管连接前应将管道端部修剪平整。用切割器或专用PE管剪刀垂直切割PE管材，切割后的PE管端应呈圆形。

　　（2）清洁PE管、管件表面与管腔内的泥土和油渍，并不起毛的毛巾擦拭干净。对其表面和管内腔的水迹应用电吹风吹干。

　　（3）用刮片（钢片或玻璃片）将PE管端部外表面（约3～5cm），以及PE管件内表面熔接部位刮去薄薄的一层表皮，去除表面氧化层。刮去表皮时用力要均匀，厚薄要一致。

　　（4）擦拭干净准备熔接的管子端头和管件的外内表面，然后将需要熔接的管道端部插入电熔管套。PE管插入深度见下表：

　　（表见附件）

　　（5）为防止垂直管与水平管间的连接因熔热过程中产生热变形，我们采取了以下措施：在每一处连接管段上绑扎一节∠40×40×3角钢（L=500mm），使其固定牢固，并使每一处连接管段在熔热后仍保持固定2h.

　　（6）将PE管完全插入PE管件内并对齐平直后，将其两端用上述方法绑扎固定。在将电熔机的两个正负极（红、黄）电源分别插入管件电源孔内。

　　（7）接通电熔机电源，按照电熔机操作程序事先设定熔接时间（50s），启动电源按钮，熔接开始。熔接时间到后，电熔机自动停机。关断电源，拔出电源线，熔接完成。

　　（8）熔热后的PE管件与PE管直管段的外观纵向要一致，不允许出现角度或偏差。电熔管件外侧面两小孔内塑料头熔热后凸出，表明PE管件与PE管熔热后接触面完全熔热密实，熔接完成。

　　附件下载：某小区地热泵中央空调施工组织设计