地源打井施工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種地源打井施工工藝，該地源打井施工工藝交換了現(xiàn)有技術(shù)中土方一次開挖與鉆井、下管、灌漿回填工作的工序，使兩次土方開挖的順序相鄰，在地源施工場地的地質(zhì)較好的情況下，大大增加了地源打井施工的施工效率；并且在遭遇惡劣天氣時(shí)，由于地源施工場地的地勢相比其他地方的地勢無明顯降低，因此也減少了清理場地所需的時(shí)間及人力，同時(shí)也縮短了施工所需的工期，增加了地源打井施工的施工效率。
【專利說明】地源打井施工工藝【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及地源埋管安裝工藝，尤其涉及一種地源打井施工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]地源熱泵是一種利用淺層地?zé)崮茉?簡稱地能)的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。地能能夠在冬季作為地源熱泵供熱的熱源，也能夠在夏季作為地源熱泵制冷的冷源。在冬季，地源熱泵通過與地能換熱，把地能中的熱量取出來，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；在夏季，地源熱泵通過與地能換熱，把室內(nèi)的熱量取出來，釋放到地能中去。
[0003]地源熱泵中最重要的組成部件為地源埋管，其需要通過打井埋管工藝埋入地下，從而使地源熱泵能夠通過該地源埋管與地能換熱，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)供暖或制冷。在現(xiàn)有的地源打井施工工藝中，一般會在土方一次開挖后進(jìn)行鉆井、下管、灌漿的工作，之后再進(jìn)行土方二次開挖，如此土方開挖與鉆井的交叉施工可避免原土層受到擾動，但這種施工工藝較為繁瑣，施工工期會較長，并且土方一次開挖后若遇到雨水或雪天，則地源施工場地會很難清理干凈，不僅增加了施工工期，還降低了施工質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種地源打井施工工藝，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的地源打井施工工藝施工工期過長的問題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種地源打井施工工藝，其用于安裝地源熱泵中的地源埋管，所述地源打井施工工藝包括: [0006]步驟一:在地源施工場地上依次進(jìn)行鉆孔、下管及灌漿回填工作，以將U型地源埋管埋入地源施工場地下的預(yù)設(shè)位置；
[0007]步驟二:對地源施工場地整體進(jìn)行一次土方開挖，開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上200-300mm ；
[0008]步驟三:對地源施工場地整體進(jìn)行二次土方開挖，以清除浮土至設(shè)計(jì)標(biāo)高；
[0009]步驟四:在地源施工場地上進(jìn)行磚胎膜及一次墊層施工，在墊層施工時(shí)預(yù)留水平溝位置；
[0010]步驟五:在地源施工場地上的預(yù)設(shè)位置進(jìn)行水平溝開挖及管道敷設(shè)；
[0011]步驟六:在地源施工場地上進(jìn)行二次墊層及底板施工。
[0012]進(jìn)一步的，所述步驟一中鉆孔的具體步驟包括:
[0013]步驟Ia:根據(jù)施工圖紙?jiān)诘卦词┕龅厣系念A(yù)設(shè)位置標(biāo)明管線定位帶；
[0014]步驟Ib:在預(yù)設(shè)位置采用旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)對粘土層進(jìn)行鉆孔；
[0015]步驟Ic:粘土層鉆孔完畢后，繼續(xù)采用潛孔錘對位于粘土層下的巖石層進(jìn)行鉆孔，直至所鉆孔洞的深度達(dá)到埋管要求。
[0016]進(jìn)一步的，所述粘土層處孔洞的成孔孔徑為180厘米，所述巖石層處孔洞的成孔孔徑為140厘米。[0017]進(jìn)一步的，在所述步驟Ic中，在采用潛孔錘對巖石層進(jìn)行鉆孔之前，在粘土層段的孔洞內(nèi)放置護(hù)壁套管，并在下管工作完成后拔出所述護(hù)壁套管。
[0018]進(jìn)一步的，所述護(hù)壁套管的管外徑為170厘米。
[0019]進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)和所述潛孔錘在鉆孔時(shí)其鉆桿始終保持豎直。
[0020]進(jìn)一步的，所述步驟一中下管的具體步驟包括:
[0021]步驟2a:在U型地源埋管內(nèi)充滿水，并在其頂部用膠帶纏繞配重物；
[0022]步驟2b:采用人工方式放下所述地源埋管。
[0023]進(jìn)一步的，在所述步驟2a之前，先將預(yù)制好的PE管放入所鉆孔洞內(nèi)進(jìn)行壓力試驗(yàn)，壓力試驗(yàn)完成后拿出PE管，不拆卸壓力試驗(yàn)所用的壓力表。
[0024]進(jìn)一步的，在所述步驟2b之前，在所述PE管下管時(shí)與鉆機(jī)平臺及孔洞的接觸處采取鋪設(shè)軟布或其他柔性物的保護(hù)措施。
[0025]進(jìn)一步的，在所述U型地源埋管的頂部采用軟布等柔性物進(jìn)行保護(hù)。
[0026]進(jìn)一步的，在室外環(huán)境溫度低于O °C時(shí)，停止施工并將所述地源埋管內(nèi)的水吹出。
[0027]進(jìn)一步的，在所述步驟一中，在完成鉆孔工作后，立即進(jìn)行下管工作。
[0028]進(jìn)一步的，所述步驟一中灌漿回填的具體步驟包括:
[0029]步驟3a:將灌漿管插入所鉆孔洞的底部；
[0030]步驟3b:通過所述灌漿管往所述孔洞內(nèi)注入回填漿料；
[0031]步驟3c:持續(xù)灌漿，直到回填漿料從孔洞的洞口處上泛，停止灌漿并抽出灌漿管；
[0032]步驟3d:待回填漿料穩(wěn)定1-2小時(shí)后回填黃沙至孔洞的洞口。
[0033]進(jìn)一步的，所述回填漿料中各原料的體積比為:水泥:細(xì)沙:膨潤土冰=8:2:1:4。
[0034]進(jìn)一步的，所述細(xì)沙的細(xì)度模數(shù)為1.6-2.2，所述水泥為普通硅酸鹽水泥32.5。
[0035]進(jìn)一步的，所述回填漿料的導(dǎo)熱系數(shù)高于等于所述孔洞外巖土體的導(dǎo)熱系數(shù)。
[0036]進(jìn)一步的，在所述步驟一中，在進(jìn)行灌漿回填工作之前對地源埋管進(jìn)行試壓，確認(rèn)無泄漏現(xiàn)象后進(jìn)行灌漿回填工作。
[0037]進(jìn)一步的，在所述步驟一中，在完成下管工作之后12小時(shí)內(nèi)進(jìn)行灌漿回填工作。
[0038]進(jìn)一步的，所述步驟五具體包括:
[0039]步驟A:根據(jù)施工圖尺寸、位置在地源施工場地上畫出管溝開挖位置線；
[0040]步驟B:采用小型輪胎式挖掘機(jī)對預(yù)設(shè)位置進(jìn)行水平溝開挖，開挖至施工圖規(guī)定深度，并人工進(jìn)行平整；
[0041]步驟C:在水平溝內(nèi)鋪不少于20厘米厚的黃沙；
[0042]步驟D:在水平溝內(nèi)鋪設(shè)管道；
[0043]步驟E:將管道與已安裝完畢的U型地源埋管連接，并對管道及地源埋管進(jìn)行試壓試驗(yàn)，確認(rèn)無滲漏后鋪不少于30厘米的黃沙；
[0044]步驟F:最后用粘土回填并鋪平。
[0045]進(jìn)一步的，在所述步驟D中，在管道鋪設(shè)完成后，采用木方及尼龍?jiān)鷰Ч潭ㄤ伜玫墓艿?，每個(gè)木方之間間距相等，均為2-3米。
[0046]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0047]本發(fā)明提供的地源打井施工工藝交換了現(xiàn)有技術(shù)中土方一次開挖與鉆井、下管、灌漿回填工作的工序，使兩次土方開挖的順序相鄰，在地源施工場地的地質(zhì)較好的情況下，大大增加了地源打井施工的施工效率；并且在遭遇惡劣天氣時(shí)，由于地源施工場地的地勢相比其他地方的地勢無明顯降低，因此也減少了清理場地所需的時(shí)間及人力，同時(shí)也縮短了施工所需的工期，增加了地源打井施工的施工效率。
【具體實(shí)施方式】
[0048]以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明提出的地源打井施工工藝作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。
[0049]本發(fā)明的核心思想在于，提供一種地源打井施工工藝，該地源打井施工工藝交換了現(xiàn)有技術(shù)中土方一次開挖與鉆井、下管、灌漿回填工作的工序，使兩次土方開挖的順序相鄰，在地源施工場地的地質(zhì)較好的情況下，大大增加了地源打井施工的施工效率；并且在遭遇惡劣天氣時(shí)，由于地源施工場地的地勢相比其他地方的地勢無明顯降低，因此也減少了清理場地所需的時(shí)間及人力，同時(shí)也縮短了施工所需的工期，增加了地源打井施工的施工效率。
[0050]本發(fā)明實(shí)施例提供一種地源打井施工工藝，其用于安裝地源熱泵中的地源埋管，所述地源打井施工工藝包括:
[0051]步驟一:在地源施工場地上依次進(jìn)行鉆孔、下管及灌漿回填工作，以將U型地源埋管埋入地源施工場地下的預(yù)設(shè)位置；
[0052]步驟二:對地源施工場地整體進(jìn)行一次土方開挖，開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上200-300mm ；
[0053]步驟三:對地源施工場地整體進(jìn)行二次土方開挖，以清除浮土至設(shè)計(jì)標(biāo)高；
[0054]步驟四:在地源施工場地上進(jìn)行磚胎膜及一次墊層施工，在墊層施工時(shí)預(yù)留水平溝位置；
[0055]步驟五:在地源施工場地上的預(yù)設(shè)位置進(jìn)行水平溝開挖及管道敷設(shè)；
[0056]步驟六:在地源施工場地上進(jìn)行二次墊層及底板施工。
[0057]進(jìn)一步的，所述步驟一中鉆孔的具體步驟包括:
[0058]步驟Ia:根據(jù)施工圖紙?jiān)诘卦词┕龅厣系念A(yù)設(shè)位置標(biāo)明管線定位帶；
[0059]步驟Ib:由于潛孔錘對粘土層鉆孔速度較慢，故在預(yù)設(shè)位置采用旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)對粘土層進(jìn)行鉆孔；
[0060]步驟Ic:粘土層鉆孔完畢后，繼續(xù)采用潛孔錘對位于粘土層下的巖石層進(jìn)行鉆孔，直至所鉆孔洞的深度達(dá)到埋管要求。
[0061]進(jìn)一步的，所述粘土層處孔洞的成孔孔徑為180厘米，所述巖石層處孔洞的成孔孔徑為140厘米。
[0062]進(jìn)一步的，在所述步驟Ic中，在采用潛孔錘對巖石層進(jìn)行鉆孔之前，在粘土層段的孔洞內(nèi)放置護(hù)壁套管，并在下管工作完成后拔出所述護(hù)壁套管，所述護(hù)壁套管能夠防止壓縮空氣從粘土層泄漏而影響鉆孔速度。在本實(shí)施例中，為加快施工進(jìn)度，還采用普通旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)下護(hù)壁套管。
[0063]進(jìn)一步的，所述護(hù)壁套管的管外徑為170厘米。
[0064]進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)和所述潛孔錘在鉆孔時(shí)其鉆桿始終保持豎直，以避免深部鉆孔垂直交叉，而損壞已埋設(shè)的U型地源埋管。[0065]進(jìn)一步的，所述步驟一中下管的具體步驟包括:
[0066]步驟2a:因孔洞內(nèi)有大量地下積水，浮力很大，人工直接下管幾乎無法完成，故在U型地源埋管內(nèi)充滿水，并在其頂部用膠帶纏繞配重物，以利用其自重克服下管阻力，使下管能夠順利進(jìn)行；
[0067]步驟2b:采用人工方式放下所述地源埋管。
[0068]進(jìn)一步的，在所述步驟2a之前，先將預(yù)制好的PE管放入所鉆孔洞內(nèi)進(jìn)行壓力試驗(yàn)，壓力試驗(yàn)完成后拿出PE管，不拆卸壓力試驗(yàn)所用的壓力表，以備后期地源埋管壓力試驗(yàn)使用。
[0069]進(jìn)一步的，在所述步驟2b之前，在所述PE管下管時(shí)與鉆機(jī)平臺及孔洞的接觸處采取鋪設(shè)軟布或其他柔性物的保護(hù)措施，以防地源埋管在下管過程中劃傷。
[0070]進(jìn)一步的，在所述U型地源埋管的頂部采用軟布等柔性物進(jìn)行保護(hù)，以防地源埋管在巖石層被鋒利的石頭劃傷損壞。
[0071]進(jìn)一步的，在室外環(huán)境溫度低于0°C時(shí)，停止施工并將所述地源埋管內(nèi)的水吹出，以防地源埋管凍裂損壞。
[0072]進(jìn)一步的，在所述步驟一中，由于孔洞內(nèi)有大量地下積水，而且水中含有大量的泥沙和巖屑，泥沙和巖屑沉積會減少孔洞的有效深度，故在完成鉆孔工作后，立即進(jìn)行下管工作。
[0073]進(jìn)一步的，所述步驟一中灌漿回填的具體步驟包括:
[0074]步驟3a:將灌漿管插入所鉆孔洞的底部；
[0075]步驟3b:通過所述灌漿管往所述孔洞內(nèi)注入回填漿料；
[0076]步驟3c:持續(xù)灌漿，直到回填漿料從孔洞的洞口處上泛，停止灌漿并抽出灌漿管；
[0077]步驟3d:待回填漿料穩(wěn)定1-2小時(shí)后回填黃沙至孔洞的洞口。
[0078]進(jìn)一步的，回填漿料的配方應(yīng)根據(jù)地質(zhì)特征確定，所述回填漿料的導(dǎo)熱系數(shù)需高于等于所述孔洞外巖土體的導(dǎo)熱系數(shù)，故在本實(shí)施例中，所述回填漿料中各原料的體積比為:水泥:細(xì)沙:膨潤土:水=8:2:1:4。
[0079]進(jìn)一步的，所述細(xì)沙的細(xì)度模數(shù)為1.6-2.2，所述水泥為普通硅酸鹽水泥32.5。
[0080]進(jìn)一步的，在所述步驟一中，在進(jìn)行灌漿回填工作之前對地源埋管進(jìn)行試壓，確認(rèn)無泄漏現(xiàn)象后進(jìn)行灌漿回填工作。
[0081]進(jìn)一步的，在所述步驟一中，在完成下管工作之后12小時(shí)內(nèi)進(jìn)行灌漿回填工作。
[0082]進(jìn)一步的，所述步驟五具體包括:
[0083]步驟A:根據(jù)施工圖尺寸、位置在地源施工場地上畫出管溝開挖位置線；
[0084]步驟B:采用小型輪胎式挖掘機(jī)對預(yù)設(shè)位置進(jìn)行水平溝開挖，開挖至施工圖規(guī)定深度，并人工進(jìn)行平整；
[0085]步驟C:在水平溝內(nèi)鋪不少于20厘米厚的黃沙，以防止在鋪設(shè)管道時(shí)硬物撞擊管身；
[0086]步驟D:在水平溝內(nèi)鋪設(shè)管道；
[0087]步驟E:將管道與已安裝完畢的U型地源埋管連接，并對管道及地源埋管進(jìn)行試壓試驗(yàn)，確認(rèn)無滲漏后鋪不少于30厘米的黃沙；
[0088]步驟F:最后用粘土回填并鋪平。[0089]進(jìn)一步的，在所述步驟D中，在管道鋪設(shè)完成后，采用木方及尼龍?jiān)鷰Ч潭ㄤ伜玫墓艿?，每個(gè)木方之間間距相等，均為2-3米。
[0090]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些改動屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種地源打井施工工藝，用于安裝地源熱泵中的地源埋管，其特征在于，包括: 步驟一:在地源施工場地上依次進(jìn)行鉆孔、下管及灌漿回填工作，以將U型地源埋管埋入地源施工場地下的預(yù)設(shè)位置； 步驟二:對地源施工場地整體進(jìn)行一次土方開挖，開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上200-300mm ； 步驟三:對地源施工場地整體進(jìn)行二次土方開挖，以清除浮土至設(shè)計(jì)標(biāo)高； 步驟四:在地源施工場地上進(jìn)行磚胎膜及一次墊層施工，在墊層施工時(shí)預(yù)留水平溝位置； 步驟五:在地源施工場地上的預(yù)設(shè)位置進(jìn)行水平溝開挖及管道敷設(shè)； 步驟六:在地源施工場地上進(jìn)行二次墊層及底板施工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源打井施工工藝，其特征在于，所述步驟一中鉆孔的具體步驟包括: 步驟Ia:根據(jù)施工圖紙?jiān)诘卦词┕龅厣系念A(yù)設(shè)位置標(biāo)明管線定位帶； 步驟Ib:在預(yù)設(shè)位置采用旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)對粘土層進(jìn)行鉆孔； 步驟Ic:粘土層鉆孔完畢后，繼續(xù)采用潛孔錘對位于粘土層下的巖石層進(jìn)行鉆孔，直至所鉆孔洞的深度達(dá)到埋管要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地源打井施工工藝，其特征在于，所述粘土層處孔洞的成孔孔徑為180厘米，所述巖石層處孔洞的成孔孔徑為140厘米。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地源打井施工工藝，其特征在于，在所述步驟Ic中，在采用潛孔錘對巖石層進(jìn)行鉆孔之前，在粘土層段的孔洞內(nèi)放置護(hù)壁套管，并在下管工作完成后拔出所述護(hù)壁套管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地源打井施工工藝，其特征在于，所述護(hù)壁套管的管外徑為170厘米。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述的地源打井施工工藝，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)和所述潛孔錘在鉆孔時(shí)其鉆桿始終保持豎直。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源打井施工工藝，其特征在于，所述步驟一中下管的具體步驟包括: 步驟2a:在U型地源埋管內(nèi)充滿水，并在其頂部用膠帶纏繞配重物； 步驟2b:采用人工方式放下所述地源埋管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的地源打井施工工藝，其特征在于，在所述步驟2a之前，先將預(yù)制好的PE管放入所鉆孔洞內(nèi)進(jìn)行壓力試驗(yàn)，壓力試驗(yàn)完成后拿出PE管，不拆卸壓力試驗(yàn)所用的壓力表。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的地源打井施工工藝，其特征在于，在所述步驟2b之前，在所述PE管下管時(shí)與鉆機(jī)平臺及孔洞的接觸處采取鋪設(shè)軟布或其他柔性物的保護(hù)措施。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的地源打井施工工藝，其特征在于，在所述U型地源埋管的頂部采用軟布等柔性物進(jìn)行保護(hù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10任一項(xiàng)所述的地源打井施工工藝，其特征在于，在室外環(huán)境溫度低于O°c時(shí)，停 止施工并將所述地源埋管內(nèi)的水吹出。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源打井施工工藝，其特征在于，在所述步驟一中，在完成鉆孔工作后，立即進(jìn)行下管工作。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源打井施工工藝，其特征在于，所述步驟一中灌漿回填的具體步驟包括: 步驟3a:將灌漿管插入所鉆孔洞的底部； 步驟3b:通過所述灌漿管往所述孔洞內(nèi)注入回填漿料； 步驟3c:持續(xù)灌漿，直到回填漿料從孔洞的洞口處上泛，停止灌漿并抽出灌漿管； 步驟3d:待回填漿料穩(wěn)定1-2小時(shí)后回填黃沙至孔洞的洞口。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的地源打井施工工藝，其特征在于，所述回填漿料中各原料的體積比為:水泥:細(xì)沙:膨潤土:水=8:2:1:4。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的地源打井施工工藝，其特征在于，所述細(xì)沙的細(xì)度模數(shù)為1.6-2.2，所述水泥為普通硅酸鹽水泥32.5。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15任一項(xiàng)所述的地源打井施工工藝，其特征在于，所述回填漿料的導(dǎo)熱系數(shù)高于等于所述孔洞外巖土體的導(dǎo)熱系數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源打井施工工藝，其特征在于，在所述步驟一中，在進(jìn)行灌漿回填工作之前對地源埋管進(jìn)行試壓，確認(rèn)無泄漏現(xiàn)象后進(jìn)行灌漿回填工作。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源打井施工工藝，其特征在于，在所述步驟一中，在完成下管工作之后12小時(shí)內(nèi)進(jìn)行灌漿回填工作。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源打井施工工藝，其特征在于，所述步驟五具體包括: 步驟A:根據(jù)施工圖尺寸、位置在地源施工場地上畫出管溝開挖位置線； 步驟B:采用小型輪胎式挖掘機(jī)對預(yù)設(shè)位置進(jìn)行水平溝開挖，開挖至施工圖規(guī)定深度，并人工進(jìn)行平整； 步驟C:在水平溝內(nèi)鋪不少于20厘米厚的黃沙； 步驟D:在水平溝內(nèi)鋪設(shè)管道； 步驟E:將管道與已安裝完畢的U型地源埋管連接，并對管道及地源埋管進(jìn)行試壓試驗(yàn)，確認(rèn)無滲漏后鋪不少于30厘米的黃沙； 步驟F:最后用粘土回填并鋪平。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的地源打井施工工藝，其特征在于，在所述步驟D中，在管道鋪設(shè)完成后，采用木方及尼龍?jiān)鷰Ч潭ㄤ伜玫墓艿溃總€(gè)木方之間間距相等，均為2-3米。
【文檔編號】F16L1/028GK103742715SQ201410043842
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月29日
【發(fā)明者】劉俊濤, 安貝貝, 杜永慶, 胡軍, 王晶, 于海濤 申請人:上海朗思人居建筑科技服務(wù)有限公司