地源熱泵埋地管換熱器施工安全文明管理

郭軍平

(浙江江南工程管理股份有限公司，浙江杭州 310013)

0 引言

地源熱泵是一種利用地表淺層地熱資源(通常小于400 m深)作為冷熱源，進行能量轉換的節能空調設備。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽能，比人類每年利用能量的500倍還多，地源熱泵正是利用這種淺層地能來進行能量交換，使得地源熱泵成為一種可持續發展的節能技術。地源熱泵通過少量高位電能的輸入，實現低溫位熱能向高溫位熱能的轉移。地能分別作為在冬季熱泵供熱的熱源和在夏季制冷的冷源，即在冬季，把地能中的熱量取出來，提高溫度后，供給室內采暖;夏季，把室內的熱量取出來，釋放到地能中去。這種熱量抽出和冷量蓄存過程使地熱系統能夠平穩運行。本文以紹興奧體體育會展館工程地源熱泵土壤源部分施工為例，簡單介紹施工現場安全文明的管理情況。

1 施工概況

紹興市奧林匹克體育場館工程地源熱泵系統總投資將近3 000萬元，總服務面積約11萬m2。室外土壤源部分設置有效深度100 m的地埋垂直管換熱器共計1 200個，連接水平管換熱器(各種規格如D32，D40等)共計20 080 m，開挖土方量4萬多立方米。

施工單位從2011年3月中旬進場至土壤熱源部分階段性驗收經歷了試驗性鉆井、確定施工方案、正式鉆井、水平管道敷設、集分水器安裝、檢查井砌筑等工序，歷時9個多月工程順利通過階段性驗收。施工初期，地面50 m粘土層以內采用小鉆機引孔并下套管，50 m以下巖石層采用潛孔錘鉆進的工藝進行施工。由于粉質粘土和砂質粘土容易塌孔且距地面20多米處的淤泥質粘土極易縮徑，使得下套管作業效率非常低，一臺潛孔錘成孔需要50多小時。在試驗鉆井11口后由于進度緩慢，需要重新調整施工工藝。經過一系列試驗，最終確定以液壓給進200型百米鉆機直接鉆孔至設計要求孔深的施工工藝。施工組織設計重新編寫調整，經過審查，審批后工程正式進入鉆井階段。施工高峰期現場有鉆機106臺，在20 d的時間里完成豎井649口。剩下的551口井分布在射擊館基礎以下，待射擊館基礎打樁完成后再進行豎井打孔。從5月初開始分區塊進行649口豎井聯絡管(水平管)施工，去除天氣原因影響水平管施工9 d外，實際施工用時僅18 d。如此短暫的時間內，現場機械、人員、材料集聚，做好安全文明管理對管理者來說是一種挑戰。

2 現場安全文明問題與管理對策

2．1 臨時宿舍

地源熱泵具有施工周期短，工作量大，作息規律性差等特點。根據經驗，大多數時候臨時宿舍沒建好或剛建好，豎井施工也要結束，因此施工單位大都不愿意投入臨建設施的建設。另外地源熱泵一般都是分包工程，臨建設施由總承包單位負責。然而地源熱泵工程施工時往往總承包單位還沒進場，所以帳篷就成了居住場所。豎井需要連續鉆進才能成孔，鉆進過程中停頓時間間隔不能太久。完成一口豎井少則8 h，遇到特殊情況3 d都難成一個孔。工期短、工作量大、作息不規律使得宿舍，食堂等等都不能很好的配套管理。施工高峰期106臺鉆機，施工人員達到400多人，生活垃圾的處理也成了嚴重問題。帳篷搭設間距過小過于集中，加之帳篷內煤氣罐，柴油堆放混亂，且電線臨拉亂接，火災隱患相當高。另外排水設施不暢通，一旦下雨，帳篷內水流不斷，嚴重影響工人休息作業。對于此種現象，與施工單位多次溝通整改效果不是太理想。最后項目部決定現場作業人員全體休息一天對臨時帳篷搭設重新規劃布置，合理設置排水溝。劃定專門儲放柴油的區域，并配備移動滅火裝置，由專人看管。住人的帳篷和做飯的帳篷分開搭設，煤氣罐遠離住人區。帳篷照明用電統一從臨時用電配電箱接出，杜絕采用接線板轉接電線的做法。搭設臨時廁所解決了生活衛生問題，對于生活垃圾，采用就地掩埋和焚燒處理的做法，雖然由于條件限制沒有做到外運處理但還是建議大家以后外運做到無公害處理為好。

2．2 施工機械

液壓給進式鉆機主要由回轉器、水泵、卷揚機、油泵、動力機等構成，運行時需要專業人員24 h看護。施工過程中，柴油機皮帶輪、卷揚機、鋼絲繩卷筒、鋼絲繩、鉆鋌都有可能是危險源。施工現場存在柴油機皮帶輪防護罩損壞、松動，有些甚至連防護罩都沒有，在高速旋轉的皮帶輪前作業，危險不言而喻。在提升鉆鋌的工程中，鋼絲繩上卡套與鉆鋌連接松動或沒有卡到位，往往造成脫扣，鉆鋌跌落等現象。曾經有一次脫扣鋼絲繩纏繞在鉆機井架上，卡套飛速旋轉，差點打到附近作業的工作人員。另外鉆鋌在提升過程中擺動，特別容易砸傷臨近作業人員。對以上這些問題，要求施工單位對機器經常維護保養，對重要部件必須做到定期維護保養。

此工程中，主要機械除了鉆機，還有熱熔對接機、銑刀、挖掘機等。此處不再對挖掘機進行說明，對其他兩種機具做簡單介紹。熱熔對接機使用時間長，使用頻率高，操作不當，電源線容易老化，經常發生漏電現象，特別是在潮濕環境下施工時很容易造成人員傷亡事故。對此要求施工單位杜絕使用劣質工具，必須使用具有安全標志的安全產品。時刻注意工具的變化情況，出現過熱、冒煙時及時修理，經常檢修保養。另一種在工程中常使用的工具就是銑刀，銑刀異常鋒利主要在切削管口時用，在使用過程中操作人員往往習慣性的用手拉扯管口切削皮，在拉扯過程中手指一不小心就會被割傷。一般專業人員操作時不會發生這種事情，然而一時的麻痹容易造成不必要的傷害，還是有必要對此加以說明強調。

2．3 臨時用電

地源熱泵室外土壤源部分施工過程主要用電包括生產用電和照明用電，兩者電壓均為220 V。生產用電機械主要包括壓力試驗泵、手持熱熔對接器、臥式熱熔對接機、銑刀、潛污泵。地埋管換熱器施工區域大、分布廣，給臨時用電配電箱的布置帶來諸多不便。施工初期采用潛孔錘工藝時，所配備的配電箱內部原器件松散陳舊，接線凌亂，有些配電箱內因泥漿積累過多而看不見電器配件，存在嚴重的安全問題。改進工藝后雖然潛孔錘已經停運，但是配電箱一直在用。對施工單位陳述其臨時用電的厲害關系后，對已有配電箱的原器件進行更換，實在不能使用的配電箱直接淘汰。

根據JGJ 46-2005施工現場臨時用電安全技術規范，臨時用電應實行三級配電，往往對一、二級配電比較重視，對開關箱、插座箱等直接控制設備的第三級配電不夠重視。在施工現場經常以插線板代替插座箱，而且連接插線板的電纜往往保護措施不夠，容易造成機械損傷，較為嚴重的會發生電擊事故。用插線板代替插座箱的做法在地源熱泵施工過程中尤為嚴重，幾乎到了屢禁不止的程度，究其原因主要有以下幾點:

1)移動輕便。

插線板小而輕，隨著手持工具的移動可以輕松的移動，而插座箱就沒有那么方便。

2)成本低。

普通插線板一般市場價也就四五十元，而插座箱的價格遠不止四五十元，一個400×460×160的插座箱也要200多元。

3)接線簡單。

插線板最多也就接3條線，而插座箱雖然也只有3條線，相對插線板來說有些復雜，操作也不方便。

4)作業人員習慣。

作業人員一貫采用插線板，憑著經驗到哪都用插線板。雖然使用插線板有諸多優點，但是插線板的潛在危險使其不適用于施工現場，特別像地源熱泵這種潮濕環境下作業的工程。插線板一般都沒有采取特殊的保護措施，隨意放置。像在壓力試驗過程中，水泵出水很容易濺到插線孔中，一次甚至使整個二級配電箱燒毀。在遵循規范指導的同時，根據現場實際情況，對插線板采取適當的措施，如把插線板懸掛到木桿上，與地面保持一定的距離，還有在插線板上套上塑料袋，防止濺水進入等等。在施工過程中時時刻刻關注臨時用電安全，對存在隱患及時通知施工單位整改。

至于照明用電，主要是夜間施工照明和帳篷內生活照明用電，夜間施工照明都采用安全型燈具，對燈具采取防護措施，防止碰撞損壞。帳篷內生活用電前面已提及，此處不再贅述。

2．4 施工環境

地源熱泵土壤源施工與泥土打交道，需要看天吃飯。天氣晴朗現場還好，一旦下雨整個工地就陷入泥濘，很難看很難行走。再者豎埋管施工過程還要排出大量泥漿，稍有不慎現場更加混亂。對于泥漿的排除采用現場晾曬和集中排除相結合的方法，具體做法是:整個工地分為12個區塊，1區～6區豎埋管施工時，同時會展館樁基也在施工，此時直接把1區～6區的泥漿排入樁基的泥漿池。后期7區～12區泥漿采用現場晾曬方法處理，后6個區施工時，前6個區的水平管施工已經完成，然后直接把泥漿排到前6個區，通過太陽直射，達到處理效果也不用排到場外區，節省了投資成本。

影響現場環境還有一個重要因素，就是材料堆放，加工。豎埋管材料用量大，單盤長度就102 m，給加工堆放帶來極大的不便。初期，到處都是材料，到處都在加工，根本就沒有形成固定材料堆放、加工場所。特別是對現場廢棄管材的處理不到位，整個場地走幾步就能看到廢棄管材。對此，監理工程師多次跟施工單位交涉，聯系單發了多次，始終是石沉大海，現場不見改觀。后來通過四方(建設單位、監理單位、總承包單位、分包單位)協商得以解決。

3 綜述

對于地源熱泵土壤熱源工程施工現場安全文明的管理，主要從臨時宿舍，生活垃圾，施工機械，臨時用電，施工環境等方面著手。在人員，機械數量較多時，重點需要做好臨時宿舍和生活垃圾的管理工作，此部分工作不僅僅是施工單位的責任，更主要的還要監理單位監督落實。對于臨時宿舍的用電安全和防火措施要做到重點檢查，過程中發現施工作業人員往往不夠重視，認為220 V臨時照明用電就是“小菜”，往往容易麻痹大意。防火意識也不高，認為一旦著火誰都跑不了，思想處于“防火設施是擺設，一旦著火都用不上”的松懈狀態，對防火設施不愛惜，有些拿滅火器來壓帳篷。對此管理人員應該足夠重視，實行安全教育制度，監督現場作業人員認真落實，切不可麻痹。施工機械運轉過程中，必須要專人看護，且要定期對鋼絲繩做檢查保養，以免造成人員傷亡。施工現場環境主要管理好泥漿排放處理，土方開挖過程堆土情況，水平溝開挖時排水情況，另外還有材料的堆放，對于廢棄材料的處理也是業主關注的焦點，要經常性的做查看，發現問題及時處理。

［1］ GB 50242-2002，建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范［S］．

［2］ GB 50366-2005，地源熱泵系統工程技術規范［S］．

［3］ GB/T 13663-2000，給水用聚乙烯(PE)管材［S］．

［4］ CJJ 101-2004，埋地聚乙烯給水管道工程技術規程［S］．