地埋管地源热泵系统监理控制要点

周荣德

（北京兴电国际工程管理有限公司， 北京 100048）

0 引 言

地埋管地源热泵是利用地表土壤下约 40 m～150 m 深的低位能源，由水源热泵机组、地热能交换管道、建筑物空调末端设备组成的供热空调系统，通过进行热量转换，夏天将室内热量排至地下，降低室内温度，冬季将地下的热量抽取至室内，用作采暖。因地下土壤温度全年平均为 16℃(北京)，换热品质较高，与使用冷却塔散热及锅炉采暖消耗能量相比相对较少，而且可利用机内冷凝余热供应生活热水,运行效率高，比普通的空调节约 30%～40% 的运行费用，是真正的节能产品。

地埋管地源热泵因为不会向大气排放余热，没有冷却塔产生噪声、完全不影响周围环境，也是真正的绿色环保空调。

地埋管地源热泵系统安装复杂，施工质量要求高，埋地管道一旦出现质量问题不好维修，因此监理工程师对地埋管的质量控制尤为重要。监理工程师主要控制要点如下。

1 认真审核施工单位资质及业绩

施工单位必须具有与承揽工程规模相对应的资质，并具有类似工程的施工经验，以保证工程的施工质量。

2 督促承包方(或甲方)在施工前期做好必要的勘察与试验

地埋管地源热泵系统方案设计前，应请专业勘察单位对工程区域内岩土、地质条件进行勘察，勘察应包括下列内容：岩土层的结构；岩土体热物性；岩土体温度；地下水静水位、水温、水质及分布；地下水经流方向、速度；冻土层厚度。

当地埋管地源热泵系统的应用建筑面积在 3 000 m2～5 000 m2时，宜进行岩土热响应试验；当应用建筑面积≥5 000 m2时，应进行岩土热响应试验。

上述工作完成后，方可进入地埋管换热器的设计阶段。

3 认真审核施工单位地埋管系统的专项施工方案

监理工程师应对施工单位编制的地埋管专项施工方案进行认真审核，审核方案内部审批程序是否齐全有效；审核质量、技术管理体系和质量保证体系是否健全；审核工期安排、进度计划、总平面布置是否合理；审核施工方法、施工工艺及施工程序是否符合有关规范和技术规程，并针对工程特点提出合理化建议。

4 强化管材的进场验收，严把管材进场质量关

埋地管材及管件进场时，施工单位要及时通知设备监理工程师去现场进行验收，验收合格后方可使用与工程。监理工程师对管材、管件的验收，除查看质量证明文件是否齐全有效外，主要是对管材、管件外观质量进行检查，要认真查验物资的规格、型号、性能参数是否符合设计要求，是否与合同规定的质量标准一致，其外观是否有明显的质量缺陷。验收合格后，对入场的管材、配件应形成《材料、构配件进场验收记录》。

在地埋管换热器施工过程中，应严格检查并做好管材保护工作。PE 管质量标准应符合 GB/T 13663《给水用聚乙烯PE 管材》的要求，聚乙烯管道连接应符合 CJJ 101《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》的有关规定。地埋管运抵工地存放时，监理工程师应监督施工方不得将管材长期在阳光下曝晒，搬运和运输时应小心轻放，并采用柔韧性好的皮带、吊带进行装卸，严禁抛摔和沿地拖拽。

5 监理工程师要加强地埋管的施工质量过程控制

5.1 加强监督检查，保证管井的施工质量

(1)监理工程师根据建筑物空调设计负荷、空调使用情况、当地的地质资料及岩土热响应试验报告等有关资料，认真校核地埋管换热器提供的热量和冷量，是否满足建筑物的能耗需求。同时审核图纸中换热管井的口径、个数、井间距(一般≥ 4 m～5 m)及井深(一般 40 m～150 m)是否符合规范要求。

(2)在钻孔前，监理工程师应依据地埋管平面图，认真检查施工单位测量放线及管孔定位是否有误，并对进场施工设备如：钻孔机、压浆机及钻头进行进场质量验收和检查；发现不合格的施工设备，及时清除出场。

(3)监理工程师应检查施工方的钻孔施工工艺是否正确，是否按已审核通过的施工方案进行施工，是否达到设计图纸的深度。钻孔完毕后应对孔壁完整性进行检查，不许出现井壁塌陷和脱落现象。孔井质量必须经监理工程师验收合格后，方能进行下一道工序的施工。钻孔过程中产生的废土和岩石，督促施工单位在钻孔完毕后及时清理，确保移机方便，并防止杂物脱落到井孔内。

(4)当钻孔深度超过 40 m 时，监理工程师应提醒施工单位对钻孔的垂直度进行校对，并监督施工单位每个钻孔的灌浆回填应在周围临近钻孔均钻凿完毕后进行，防止钻孔发生倾斜将相邻的 U 形管钻漏。

(5)当钻孔孔壁不牢固或者存在孔洞、洞穴等导致成孔困难时，监理工程师应督促施工单位设置护壁套管。

5.2 做好重点控制，确保地管道连接质量

(1)地埋管＜63 mm 宜采用电熔连接，≥63 mm 宜采用热熔连接。管道连接应符合 CJJ 101《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》的有关规定。

(2)监理工程师应对管道连接质量进行跟踪检查，竖直地埋管换热器的 U 型弯管接头，应采用定型的 U 型弯头成品件，不宜采用直管道煨制弯头；PE 管施工时严禁管道弯曲翘角。

(3)认真检查竖直地埋管换热器 U 形管的组对长度是否满足插入钻孔后与环路集管连接的要求，对组对好的 U 形管的两开口端部，督促施工单位及时进行密封。

5.3 严格控制地埋管道的安装质量，并对下列工序进行跟踪检查

(1)水平地埋管换热管铺设前，沟槽底部应先铺设相当于管径厚度的细砂。水平地埋管换热器安装时，应防止石块等重物撞击管身。管道不应有折断、扭结等问题，转弯处应光滑，且应采取固定措施。

(2)水平地埋管换热管回填料应细小、松散、均匀，且不应含石块及土块。回填压实过程应均匀，回填料应与管道接触紧密，且不得损伤管道。

(3)U 型管插入要及时，清孔完毕验收后应立即进行，下管过程中，U 型管内充满水，应将灌浆管和 U 型管一起插入孔中，直至孔底。垂直 U 型管道应每隔 4 m 设管固定卡，使双 U 型埋管支管处于分开状态，有利于提高散热效率。

(4)竖直地埋 U 形管道安装完毕，并经监理工程师验收合格后，应立即灌浆回填封孔。

5.4 监理工程师对管路系统的水压试验必须现场见证

水压试验不但是验证地埋管产品质量是否合格的手段，也是验证施工质量是否合格的措施之一。水压试验是地埋管施工过程中非常重要的一个环节，监理工程师一定做好试压过程的见证与旁站。

(1)试验压力操作方法应符合设计及规范要求。

(2)竖直地埋管换热器插入钻孔前，应做第一次水压试验。在试验压力下，稳压至少 15 min，稳压后压力下降不应大于 3%，且无泄漏现象；将其密封后，在有压状态下插入钻孔，完成灌浆之后保压 l h。水平地埋管换热器放入沟槽前，应做第一次水压试验。在试验压力下，稳压至少 15 min，稳压后压力降不应大于 3%，且无泄漏现象。

(3)竖直或水平地埋管换热器与环路集管装配完成后，回填前应进行第二次水压试验。在试验压力下，稳压至少30 min，稳压后压力下降不应大于 3%，且无泄漏现象。

(4)环路集管与机房分集水器连接完成后，回填前应进行第三次水压试验。在试验压力下，稳压至少 2 h，且无泄漏现象。

(5)地埋管换热系统全部安装完毕，且冲洗、排气及回填完成后，应进行第四次水压试验。在试验压力下，稳压至少12 h，稳压后压力下降不应大于 3%。

(6)水压试验宜采用手动泵缓慢升压，升压过程中应随时观察与检查，不得有渗漏；不得以气压试验代替水压试验。

6 结 语

埋地管地源热泵系统可利用浅层地热能资源进行冬季供热与夏季空调，具有良好的节能与环境效益，是值得推广的绿色空调。近年来在国内得到了日益广泛的应用。但由于对施工质量重视不够，屡屡出现质量问题，尤其是地埋管漏水问题严重，一旦出现漏水很难得到修复，严重影响了地埋管地源热泵的节能效果，也影响了地埋管地源热泵系统的进一步推广与应用。为了确保地埋管热泵系统安全可靠运行以及更好地发挥节能效益，监理工程师必须做好地埋管热泵系统的施工质量控制，掌握有关规范，熟悉设计图纸，了解勘察报告及岩土试验报告等初始文件，对重点工序的施工过程要做好预控与旁站，对地埋管热泵系统的施工质量真正起到保驾护航的作用。