施工中将竖直地埋管换热管井作为井点降水井的施工方法与流程

本发明涉及，特别涉及施工中将竖直地埋管换热管井作为井点降水井的施工方法。

背景技术：

1、竖直地埋管换热系统是一种使用较为广泛的地源热泵系统，一种常见的做法是将装有导热液体的竖直地埋管放入预先成孔完成的地埋管井内，使导热液体与深层的地下岩土体进行充分热交换，夏季将室内的热量交换至土层内，冬季再从土层中汲取热量。通常认为地表20m以内的岩土体受到大气的影响较大，温度极不稳定，因而竖直地埋管换热系统的地埋管井需要钻进至地表以下30～100m深度才能保证地热的交换有效实现(一般为100m)。为了方便导热管的安放，地埋管井的孔径通常大于110mm；为了提高竖直地埋管换热系统的热交换效率及土体的热平衡性，地埋管井的水平间距通常设置为3～6m，地埋管井的数量根据建筑物的换热体量确定，一般保证井与井之间距离一致的同时平面上成排布置。造价方面，钻井成孔工序的费用是竖直地埋管换热系统的主要建设成本。

2、井点降水作为一种成熟的基坑降水工艺，被普遍使用在深地下一、二层的基坑开挖施工中。井点降水需要将若干井点管置入预先成孔完成的降水井群内，通过与降水主管连接的地面抽水泵将降水井群覆盖范围内的地下水抽取出来，从而使基坑内及周围的地下水下降至所需高程。井点降水井通常是等间距成排布置；井深根据降水高度确定，根据井点降水的特点，降水井深度通常在地表以下12m之内；井点降水井的孔径根据施工条件确定，一般为150～300mm。井点降水井属于基坑开挖施工过程中必不可少的临时结构，与竖直地埋管换热系统工艺类似，井点降水系统工艺的建设成本也主要集中在钻井成孔的工序上。

3、传统工况条件下，竖直地埋管井与井点降水井互相独立，不作结合使用。在设计方面，由于两种工艺均需按照一定密度布置井点位，且竖直地埋管井作为永久使用井的重要性显然大于作为临时设施的井点降水井，因此降水井井位设计时须考虑避让竖直地埋管井井位，一定程度上增加了基坑降水设计的难度。

4、在施工方面，上述两种井的同时存在使得降水井和地埋管井的施工作业面也相互影响并互相受限，这给两种井的施工作业带来了显著的不便。

5、在经济性方面，由于两种井的建设成本均包括钻孔打井的施工费用，从而增加了整体建设成本的投入。

6、此外，降水井在基坑回填后便被废弃，又造成了不必要的浪费。

7、因此，两种井可以在不互相影响工作效率的前提下实现两井合一、永临结合，从而有效规避了设计、施工和经济性方面的多种问题成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供施工中将竖直地埋管换热管井作为井点降水井的施工方法，实现的目的是利用竖直地埋管井的上部浅层段作为井点降水井，实现两种井合二为一，可以实现减少降井点降水井的建设费用，施工占地面积。

2、为实现上述目的，本发明公开了施工中将竖直地埋管换热管井作为井点降水井的施工方法，包括井体，所述井体竖直设置，从上向下依次包括大径段、过渡段和小径段；

3、所述大径段的内径大于所述小径段，上端位于地表，下端与所述过渡段连接；

4、所述过渡段呈去头圆锥形，上端的内径与所述大径段匹配，下端的内径与所述小径段匹配，并与所述小径段连接；

5、所述大径段和所述过渡段的深度与井点降水管匹配；

6、所述地表至所述小径段底部的深度与导热管匹配；

7、施工步骤具体如下：

8、步骤1、从所述地表向下钻孔，形成所述井体；

9、步骤2、在所述井体内设置下端呈u形的所述导热管；所述导热管的下端设置于靠近所述小径段的底部位置；

10、步骤3、向所述井体内填充混合料；所述混合料的填充高度为填满所述小径段；

11、步骤4、在所述井体内设置所述井点降水管；所述井点降水管的下端位于所述过渡段内，位于靠近所述过渡段与所述小径段接合的位置；

12、步骤5、向所述井体内填充中砂；所述中砂填充到距离所述地表1米的深度；

13、步骤6、在所述井体内，所述中砂至所述地表的范围填充黏性土；

14、步骤7、开挖基坑前，通过设置在所述井体内的所述井点降水管，以及相应的井点降水设备实施降水工作，降低地下水水位高度。

15、优选的，在完成后所述降水工作后，执行如下步骤：

16、步骤8、拔出所述井点降水管，并拆除相应的所述井点降水设备；

17、步骤9、在所述井体内，因拔出所述井点降水管而产生的空隙内填注水泥浆；

18、步骤10、完成所有施工后，将所述导热管与暖通设备连接，通过所述导热管内的导热液体在所述导热管内的循环，实现地源换热。

19、优选的，所述混合料包括砂和膨润土。

20、本发明的有益效果：

21、本发明将竖直地埋管井的地表浅层段作为基坑开挖期间的井点降水井之用，实现一井两用，通过一次钻孔打井施工，实现两种井的功能。

22、本发明方法使钻孔得到的管井在前期建设期间作为基坑降水井使用，在后期建筑使用期间成为地源热泵系统的导热工作井。

23、本发明方法使竖直地埋管井与井点降水井的井位重合，实现二井合一，降水井的施工与地埋管井的施工能够有机结合，互不影响。

24、本方法既减少了降水井的建设费用，又节约了降水井的施工占地面积。

25、以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

技术特征：

1.施工中将竖直地埋管换热管井作为井点降水井的施工方法，包括井体(1)；其特征在于，所述井体(1)竖直设置，从上向下依次包括大径段(11)、过渡段(12)和小径段(13)；

2.根据权利要求1所述的施工中将竖直地埋管换热管井作为井点降水井的施工方法，其特征在于，在完成后所述降水工作后，执行如下步骤：

3.根据权利要求1所述的施工中将竖直地埋管换热管井作为井点降水井的施工方法，其特征在于，所述混合料(3)包括砂和膨润土。

技术总结
本发明公开了施工中将竖直地埋管换热管井作为井点降水井的施工方法，包括井体，井体从上向下依次包括大径段、过渡段和小径段；大径段和过渡段的深度与井点降水管匹配；施工步骤具体如下：1、从地表向下钻孔，形成井体；2、在井体内设置下端呈U形的导热管；3、向井体内填充混合料填满小径段；4、在井体内设置井点降水管；5、向井体内填充中砂，填充到距离地表1米的深度；6、在井体内，中砂至地表的范围填充黏性土；7、开挖基坑前，通过设置在井体内的井点降水管，以及相应的井点降水设备实施降水工作，降低地下水水位高度。本发明将竖直地埋管井的地表浅层段作为基坑开挖期间的井点降水井之用，实现一井两用，实现两种井的功能。

技术研发人员：蒋宏鸣,雷菲宁,郑中华,徐壮涛,张秀峰,范兴家
受保护的技术使用者：上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15