地源热泵地埋管的QC成果

1、地源热泵系统的地埋管施工质量管理控制中铁四局机电公司上海动车段项目部地源热泵施工质量控制QC小组发表人 陈强 二一年二月十日一、工程概况 新建铁路上海动车段位于上海南翔编组站以南，紧邻沪杭既有线，距上海站约13km，为全国四大动车组检修基地之一，主要承担华东地区、部分华中地区、部分沿海通道动车组的检修任务，服务于京沪、沪汉蓉、浙赣客运专线和杭州-宁波-深圳间的沿海客运通道以及长江三角洲城际铁路网。地源热泵系统的地埋管施工概况v上海动车段工程的办公、生活区集中在运用检查场、高级修场两大场区，均采用地源热泵管路及主机系统进行集中供暖，建筑面积分别为6712和9829。本工程集中空调主要通过地源热泵

2、地埋管的换热系统，利用地下浅层地热资源来作为冷热源的空调系统，是一项具有显著节能、舒适环保、零空气污染的新兴工艺和技术。v整个上海动车段工程的地埋管换热器共设置208个地热空调管井，其中运用检查场为88孔，高级修场为120孔。单井深度为102m，井孔直径为150mm，井间的距离为4m4m，成菱形均匀布置在动力机房（即空调机组房间）周围；埋管采用垂直钻孔埋管的方式，垂直埋管为单U型管。水平干支管采用直埋敷设，共设24条水平管沟槽，其管道标高为-2.6m，地埋管共设置34个环路，环路根据现场条件由5个、6个、7个或8个等竖井连成地热空调管井组成。地源热泵的竖向管道示意图二、二、QCQC小组情况小组

3、情况 制表人：陈强 制表时间：2009年11月25日三、选题理由三、选题理由本工程的设计与施工特点：垂直地埋管井深度深达到102m，地处污水处理场，管网错综复杂，水平管下有重力排水，上面有给水管和电缆，且30%处于新建食堂的地基和钢筋混凝土路面以下，施工困难 质量要求高：新建铁路上海动车段工程的质量目标是“建设一流的动车段工程，确保部优、争创国优”。能、环保型技术：地源热泵空调技术是近年来国家重点推广应用的新技术，在铁路建设范围内将逐步地开展，且我公司第一次施工该项目，施工难度非常大。提高地源热泵地埋管系统施工质量四、现状调查四、现状调查v（1）在地埋管施工前，项目部派专人到杭州、南京和上海市

4、区对正在施工的三个地源热泵施工项目进行观摩，从中学习地源热泵空调施工的经验，并与施工队伍交流意见，学习相关施工操作要点、注意事项和质量控制要点，汲取经验教训。v（2）同时，为提高地埋管施工质量，特聘请地源热泵空调方面的专家，共同参加设计、监理和施工单位相关专业工程的设计交底会，并针对本工程的地源热泵空调地埋管系统的施工重点进行讲解，并进行现场的技术指导。v（3）根据上述情况，并结合对运用检查场已经施工完毕的40处竖向孔井的施工质量，进行了一次全面的分析，在项目QC小组成员的共同努力下，找出如下的因素。问题调查表制表人：陈强 制表时间：2009年1月14日质量问题频数统计表 制表人：陈强 制表时

5、间：2009年1月14日 数据统计排列图 管道施工质量缺陷排列图从排列图中可以看出，“垂直地埋管、水平干管、支管的连接问题”与“垂直地埋管垂直度、深度等问题”是造成地热空调地埋管系统施工质量问题的两大主要原因。制图人：陈强 制图时间：2009年1月14日106422812162024回填土的密实度U型管立管间距控制累计频率(%)010203060504080901007040频数(点）垂直地埋管与水平干管、直管连接垂直地埋管深度垂直度控制竖井间距控制42%92%N=2467%84%五、设定目标值五、设定目标值 活动总目标和目标值：小组成员经过详细的分析，确定本小组的活动目标是：确保地源热泵空调

6、地埋管系统施工质量满足施工验收规范要求，并且地源热泵空调地埋管系统施工质量合格率控制在95%以上。确定本小组的活动目标是：确保地源热泵空调地埋管施工质量满足施工验收规范要求。地源热泵空调地埋管施工质量合格率控制在95%以上。2 2、可行性分析框图、可行性分析框图目标可行性分析公司领导和各相关部门以及甲方、监理和项目部全方位的重视和大力支持，为本次活动创造了良好的环境和条件 在选择课题中分析两大质量问题后，在施工管理方面QC小组成员具有多年的施工管理经验，完全能胜任目前的管理要求，并且项目部有健全的质量保证体系，人员职责明确，责任到人；经过调查分析现场存在质量的施工总体合格率为88%，通过小组讨

7、论，可以将合格率提高到95%，这个目标可以实现。目标可以实现六、原因分析六、原因分析 QC小组全体人员，通过头脑风暴法从人、机、料、法和环等五个方面分析了对两个质量问题有可能造成的各种要因，绘制关联图如下：地埋管与垂直、水平干支管连接问题关联图地埋管与垂直、水平干支管连接问题关联图 制图人：陈强 制图时间：2009年1月20日 下管回填不及时、回填土不密实交底不明确，未对工人面授交底内容下管速度不均匀遇到障碍物未查明原因处理下管过程造成管破坏建筑物不均匀沉降地埋管上浮气温低影响管热熔连接效果连接部位质量不合格连接部位断裂缩孔、塌孔钻孔泥浆比重不合格U形管间未设置橡胶管卡垂直地埋管的深度和垂直度

8、不够垂直地埋管与水平干、支管连接存在质量问题下管不到位连接件材料质量不合格未按照程序对管道进行验收、试压U形管长度不符合要求材料进场手续不严格工序验收不严格冬季施工影响连接部位施工工人未按要求操作工人未按要求操作七、要因确定七、要因确定制表人：陈强 制表时间：2009年2月5日八、制定对策八、制定对策QC小组根据确认的要因，组织小组全体人员集思广益，经综合讨论分析研究，针对每条主要原因制定了以下对策，目标及措施如下： 制表人：陈强 制表时间：2009年2月10日九、实施对策九、实施对策 根据对策表中的措施，小组派专人负责，保证每一项措施落实到位，在规定的时间内完成，由QC小组的组长负责人负责指

9、挥和监督。 实施对策一：实施对策一： 加强现场的施工管理，交底层层组织落实到位 1、由小组成员陈强负责完善技术交底制度，明确技术交底责任人。项目总工程师及专职技术人员对现场相关施工队长进行书面技术交底。做到交底内容详细全面，对施工有针对性、指导性，交底书各级签字齐全。 2、明示操作控制要点：地埋管系统采用热熔对接的方法连接，采用专用热熔机；热熔连接后的直管段的外观纵向要一直，不允许出现角度或偏斜。 实施效果：通过加强技术交底，层层落实到位，并严格按照交底要求实施，且通过加强现场管理的施工管理，明示操作控制要点，工人操作更熟练、规范。通过试压检验，地埋管、地埋管与水平干、支管连接质量均已切实得到

10、有效控制，对提高地埋管系统的施工质量起到了显著的效果。水平管与分集水器连接水平管与分集水器连接 水平管布置图水平管布置图实施对策二：实施对策二：严格按照工序要求验收 由小组成员王洪雷负责落实工序验收，严格每到工序验收质量，做好相关记录和施工资料。 1、严格“三检”制度，每道工序完工后施工班组自检合格后，填写自检记录表，并及时上交施工队长，再由施工队长组织各工序的施工班组长并报专职质检员检查，经检查符合分项质量验收标准后，双方签署完成自检（交接检）记录，方可进行下道工序施工。 2、地埋管进场后首先对每根单U型管进行严密性试验，然后进行水压试验，试验压力位1.6mpa；下管前管道压力卸到0.6Mp

11、a，保压下管，一直保压到水平管连接；垂直地埋管与水平管热熔连接，每个地埋管井的垂直埋管形成环路后进行水压试验；各环路集水器与分集水器连接形成系统后进行水压试验。 实施效果：施工操作人员质量意识得到提高，施工更加程序化、规范化；地埋管系统各工序施工质量可控性得到加强，减少了施工质量隐患，提高了地埋管系统施工质量；施工资料真实性强、便于追溯检查分析。 材料进场自检打压材料进场自检打压 管道回填后再检补压管道回填后再检补压 实施对策三：实施对策三：确保地埋管管井和水平沟槽回填质量 由小组成员周建峰负责地埋管管井和水平沟槽回填质量，严格按如下控制措施，加强过程监控，确保回填质量： 1、钻孔完毕后，应尽

12、快将地埋管放入孔内，避免可能出现管孔局部的缩孔，孔底沉沙过厚导致下管困难。下管采用人工配合机械下管的方法，即利用回转钻机钻杆顶进的方式，且使U形管内充满水并保持静压增加自重，可以克服水的浮力并加快下管的速度。下管完毕用细砂和膨润土（4：1）的混合浆，通过回填泵泵入钻杆随着钻杆的提升而灌入孔底，自下而上回填完毕后方可提升钻杆。 成孔下管回填前先让孔里泥浆沉积半小时靠沉沙压住地埋管然后提钻杆注浆待回填料沉积后多次补填后完成地埋管钻杆地埋管钻杆计算管井容量回填用砂量回填泵 自然沉积沙层管沟垫砂并夯实 夯机 实施效果：每个管井的计算用砂量约为1.8m3，实际回填均超过计算用砂量，总共回填量超过计算用量

13、100多立方，通过控制回填量已保证管井回填密实；水平沟槽经合理选择回填材料，且分层夯实通过现场核实后回填密度达到设计要求。且在管四周铺设、覆盖细砂形成软基层，已较好地解决因建筑物沉降导致水平埋管系统断裂或破坏。 2、水平沟槽回填，管底及管顶以上500mm范围内采用细砂人工回填，管道安装前先用200mm的厚细砂填实管底；管道两侧同时回填（回填至管顶用机械回填，将级配砂石回填至沟槽顶，用滚轮逐层碾压平实，机械回填时必须在地埋管保压的情况下进行。实施对策四：实施对策四：严格控制泥浆比重 由小组成员董磊，给各钻机发放泥浆比重计，首先根据上海地区的土壤情况结合规范对钻孔桩的要求，给泥浆比重设定范围值在1

14、.05至1.25之间，然后选取几台钻机采用不同的泥浆比重进行试钻，并对每台钻机每钻进10米，测量一次泥浆比重，通过现场取样和测量，最后采用淘汰法筛选得到当泥浆比重为1.18时出现缩孔，塌孔的情况也最少，为此我们选择钻孔泥浆比重为1.18。实施效果：钻孔质量得到了控制；在钻孔过程中没有出现塌孔或是缩孔的情况，减少了因缩孔和塌孔引起的重新钻孔和U型管顶破的情况，节约了时间和材料，同时也保证了地埋管的施工质量。 泥浆比重计泥浆比重计 现场试钻现场试钻 十、效果检查十、效果检查1、目标值实现：从以上对比表和对比图中可以看出，通过开展QC活动，在QC小组人员的共同努力下，“地源热泵空调地埋管系统施工质量

15、”合格率由施工前的90%上升到了97%，超过了我们的预定目标95%。 制表人：陈强 制表时间：2009年11月25日2、经济效益 通过QC小组活动，在地源热泵空调地埋管施工质量控制中，根据现场实际情况制定了各种切实可行的措施和合理的施工流程，加强了施工过程的控制，并采取了较好的预控措施，使得在施工过程中少走弯路和减少不必要的经济损失，保证了施工质量和施工速度，产生了经济效益。根据劳务、财务部门的统计节约资金共55780元，见下表：3、QC小组成员效果 通过收集相关资料、组织讨论、现场调查、验收以及小组成员在施工过程中的讨论学习，使得QC小组成员在地源热泵空调地埋管施工质量控制方面获得了宝贵的经

16、验，为以后的施工打下了坚实的基础，同时也增加了项目的凝聚力：制表人：陈强 制表时间：2009年11月25日制图人：陈强 制图时间：2009年11月25日图14 活动前后目标对比图十一、制订巩固措施十一、制订巩固措施 1、本次QC小组活动增强了队伍素质，获得了施工管理经验和技术经验。 我们将认真总结，不断提高地源热泵空调地埋管施工质量控制管理 水平，为以后的施工积累经验，并积极推广到类似的工程中去。 2、为巩固本次活动的成果，推广地源热泵空调地埋管施工质量控制技 术，制定出作业指导书在公司内部推行。十二、总结和今后打算十二、总结和今后打算 1、总结：在通过地源热泵的地埋管QC活动之后，使得小组成员以及项目部人员，均对如何加强现场的质量控制，和对各