地源热泵埋地管换热器施工安全文明管理

郭军平

(浙江江南工程管理股份有限公司，浙江杭州 310013)

0 引言

地源热泵是一种利用地表浅层地热资源(通常小于400 m深)作为冷热源，进行能量转换的节能空调设备。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能，比人类每年利用能量的500倍还多，地源热泵正是利用这种浅层地能来进行能量交换，使得地源热泵成为一种可持续发展的节能技术。地源热泵通过少量高位电能的输入，实现低温位热能向高温位热能的转移。地能分别作为在冬季热泵供热的热源和在夏季制冷的冷源，即在冬季，把地能中的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖;夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。这种热量抽出和冷量蓄存过程使地热系统能够平稳运行。本文以绍兴奥体体育会展馆工程地源热泵土壤源部分施工为例，简单介绍施工现场安全文明的管理情况。

1 施工概况

绍兴市奥林匹克体育场馆工程地源热泵系统总投资将近3 000万元，总服务面积约11万m2。室外土壤源部分设置有效深度100 m的地埋垂直管换热器共计1 200个，连接水平管换热器(各种规格如D32，D40等)共计20 080 m，开挖土方量4万多立方米。

施工单位从2011年3月中旬进场至土壤热源部分阶段性验收经历了试验性钻井、确定施工方案、正式钻井、水平管道敷设、集分水器安装、检查井砌筑等工序，历时9个多月工程顺利通过阶段性验收。施工初期，地面50 m粘土层以内采用小钻机引孔并下套管，50 m以下岩石层采用潜孔锤钻进的工艺进行施工。由于粉质粘土和砂质粘土容易塌孔且距地面20多米处的淤泥质粘土极易缩径，使得下套管作业效率非常低，一台潜孔锤成孔需要50多小时。在试验钻井11口后由于进度缓慢，需要重新调整施工工艺。经过一系列试验，最终确定以液压给进200型百米钻机直接钻孔至设计要求孔深的施工工艺。施工组织设计重新编写调整，经过审查，审批后工程正式进入钻井阶段。施工高峰期现场有钻机106台，在20 d的时间里完成竖井649口。剩下的551口井分布在射击馆基础以下，待射击馆基础打桩完成后再进行竖井打孔。从5月初开始分区块进行649口竖井联络管(水平管)施工，去除天气原因影响水平管施工9 d外，实际施工用时仅18 d。如此短暂的时间内，现场机械、人员、材料集聚，做好安全文明管理对管理者来说是一种挑战。

2 现场安全文明问题与管理对策

2．1 临时宿舍

地源热泵具有施工周期短，工作量大，作息规律性差等特点。根据经验，大多数时候临时宿舍没建好或刚建好，竖井施工也要结束，因此施工单位大都不愿意投入临建设施的建设。另外地源热泵一般都是分包工程，临建设施由总承包单位负责。然而地源热泵工程施工时往往总承包单位还没进场，所以帐篷就成了居住场所。竖井需要连续钻进才能成孔，钻进过程中停顿时间间隔不能太久。完成一口竖井少则8 h，遇到特殊情况3 d都难成一个孔。工期短、工作量大、作息不规律使得宿舍，食堂等等都不能很好的配套管理。施工高峰期106台钻机，施工人员达到400多人，生活垃圾的处理也成了严重问题。帐篷搭设间距过小过于集中，加之帐篷内煤气罐，柴油堆放混乱，且电线临拉乱接，火灾隐患相当高。另外排水设施不畅通，一旦下雨，帐篷内水流不断，严重影响工人休息作业。对于此种现象，与施工单位多次沟通整改效果不是太理想。最后项目部决定现场作业人员全体休息一天对临时帐篷搭设重新规划布置，合理设置排水沟。划定专门储放柴油的区域，并配备移动灭火装置，由专人看管。住人的帐篷和做饭的帐篷分开搭设，煤气罐远离住人区。帐篷照明用电统一从临时用电配电箱接出，杜绝采用接线板转接电线的做法。搭设临时厕所解决了生活卫生问题，对于生活垃圾，采用就地掩埋和焚烧处理的做法，虽然由于条件限制没有做到外运处理但还是建议大家以后外运做到无公害处理为好。

2．2 施工机械

液压给进式钻机主要由回转器、水泵、卷扬机、油泵、动力机等构成，运行时需要专业人员24 h看护。施工过程中，柴油机皮带轮、卷扬机、钢丝绳卷筒、钢丝绳、钻铤都有可能是危险源。施工现场存在柴油机皮带轮防护罩损坏、松动，有些甚至连防护罩都没有，在高速旋转的皮带轮前作业，危险不言而喻。在提升钻铤的工程中，钢丝绳上卡套与钻铤连接松动或没有卡到位，往往造成脱扣，钻铤跌落等现象。曾经有一次脱扣钢丝绳缠绕在钻机井架上，卡套飞速旋转，差点打到附近作业的工作人员。另外钻铤在提升过程中摆动，特别容易砸伤临近作业人员。对以上这些问题，要求施工单位对机器经常维护保养，对重要部件必须做到定期维护保养。

此工程中，主要机械除了钻机，还有热熔对接机、铣刀、挖掘机等。此处不再对挖掘机进行说明，对其他两种机具做简单介绍。热熔对接机使用时间长，使用频率高，操作不当，电源线容易老化，经常发生漏电现象，特别是在潮湿环境下施工时很容易造成人员伤亡事故。对此要求施工单位杜绝使用劣质工具，必须使用具有安全标志的安全产品。时刻注意工具的变化情况，出现过热、冒烟时及时修理，经常检修保养。另一种在工程中常使用的工具就是铣刀，铣刀异常锋利主要在切削管口时用，在使用过程中操作人员往往习惯性的用手拉扯管口切削皮，在拉扯过程中手指一不小心就会被割伤。一般专业人员操作时不会发生这种事情，然而一时的麻痹容易造成不必要的伤害，还是有必要对此加以说明强调。

2．3 临时用电

地源热泵室外土壤源部分施工过程主要用电包括生产用电和照明用电，两者电压均为220 V。生产用电机械主要包括压力试验泵、手持热熔对接器、卧式热熔对接机、铣刀、潜污泵。地埋管换热器施工区域大、分布广，给临时用电配电箱的布置带来诸多不便。施工初期采用潜孔锤工艺时，所配备的配电箱内部原器件松散陈旧，接线凌乱，有些配电箱内因泥浆积累过多而看不见电器配件，存在严重的安全问题。改进工艺后虽然潜孔锤已经停运，但是配电箱一直在用。对施工单位陈述其临时用电的厉害关系后，对已有配电箱的原器件进行更换，实在不能使用的配电箱直接淘汰。

根据JGJ 46-2005施工现场临时用电安全技术规范，临时用电应实行三级配电，往往对一、二级配电比较重视，对开关箱、插座箱等直接控制设备的第三级配电不够重视。在施工现场经常以插线板代替插座箱，而且连接插线板的电缆往往保护措施不够，容易造成机械损伤，较为严重的会发生电击事故。用插线板代替插座箱的做法在地源热泵施工过程中尤为严重，几乎到了屡禁不止的程度，究其原因主要有以下几点:

1)移动轻便。

插线板小而轻，随着手持工具的移动可以轻松的移动，而插座箱就没有那么方便。

2)成本低。

普通插线板一般市场价也就四五十元，而插座箱的价格远不止四五十元，一个400×460×160的插座箱也要200多元。

3)接线简单。

插线板最多也就接3条线，而插座箱虽然也只有3条线，相对插线板来说有些复杂，操作也不方便。

4)作业人员习惯。

作业人员一贯采用插线板，凭着经验到哪都用插线板。虽然使用插线板有诸多优点，但是插线板的潜在危险使其不适用于施工现场，特别像地源热泵这种潮湿环境下作业的工程。插线板一般都没有采取特殊的保护措施，随意放置。像在压力试验过程中，水泵出水很容易溅到插线孔中，一次甚至使整个二级配电箱烧毁。在遵循规范指导的同时，根据现场实际情况，对插线板采取适当的措施，如把插线板悬挂到木杆上，与地面保持一定的距离，还有在插线板上套上塑料袋，防止溅水进入等等。在施工过程中时时刻刻关注临时用电安全，对存在隐患及时通知施工单位整改。

至于照明用电，主要是夜间施工照明和帐篷内生活照明用电，夜间施工照明都采用安全型灯具，对灯具采取防护措施，防止碰撞损坏。帐篷内生活用电前面已提及，此处不再赘述。

2．4 施工环境

地源热泵土壤源施工与泥土打交道，需要看天吃饭。天气晴朗现场还好，一旦下雨整个工地就陷入泥泞，很难看很难行走。再者竖埋管施工过程还要排出大量泥浆，稍有不慎现场更加混乱。对于泥浆的排除采用现场晾晒和集中排除相结合的方法，具体做法是:整个工地分为12个区块，1区～6区竖埋管施工时，同时会展馆桩基也在施工，此时直接把1区～6区的泥浆排入桩基的泥浆池。后期7区～12区泥浆采用现场晾晒方法处理，后6个区施工时，前6个区的水平管施工已经完成，然后直接把泥浆排到前6个区，通过太阳直射，达到处理效果也不用排到场外区，节省了投资成本。

影响现场环境还有一个重要因素，就是材料堆放，加工。竖埋管材料用量大，单盘长度就102 m，给加工堆放带来极大的不便。初期，到处都是材料，到处都在加工，根本就没有形成固定材料堆放、加工场所。特别是对现场废弃管材的处理不到位，整个场地走几步就能看到废弃管材。对此，监理工程师多次跟施工单位交涉，联系单发了多次，始终是石沉大海，现场不见改观。后来通过四方(建设单位、监理单位、总承包单位、分包单位)协商得以解决。

3 综述

对于地源热泵土壤热源工程施工现场安全文明的管理，主要从临时宿舍，生活垃圾，施工机械，临时用电，施工环境等方面着手。在人员，机械数量较多时，重点需要做好临时宿舍和生活垃圾的管理工作，此部分工作不仅仅是施工单位的责任，更主要的还要监理单位监督落实。对于临时宿舍的用电安全和防火措施要做到重点检查，过程中发现施工作业人员往往不够重视，认为220 V临时照明用电就是“小菜”，往往容易麻痹大意。防火意识也不高，认为一旦着火谁都跑不了，思想处于“防火设施是摆设，一旦着火都用不上”的松懈状态，对防火设施不爱惜，有些拿灭火器来压帐篷。对此管理人员应该足够重视，实行安全教育制度，监督现场作业人员认真落实，切不可麻痹。施工机械运转过程中，必须要专人看护，且要定期对钢丝绳做检查保养，以免造成人员伤亡。施工现场环境主要管理好泥浆排放处理，土方开挖过程堆土情况，水平沟开挖时排水情况，另外还有材料的堆放，对于废弃材料的处理也是业主关注的焦点，要经常性的做查看，发现问题及时处理。

［1］ GB 50242-2002，建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范［S］．

［2］ GB 50366-2005，地源热泵系统工程技术规范［S］．

［3］ GB/T 13663-2000，给水用聚乙烯(PE)管材［S］．

［4］ CJJ 101-2004，埋地聚乙烯给水管道工程技术规程［S］．