地热法保温给水井及其建造方法

摘要

一种地热法保温给水井及其建造方法，包括原设备井，它还包括热源井，该热源井位于所述原设备井下方，两者之间设有篦子板，所述热源井内周面安装有支撑圈；所述原设备井的井壁和土面之间是井壁保温层，所述原设备井上部是保温层及井承重盖。本发明采用给水井内针对热量的“开源”与“节流”技术，在给水井下部增设热源井引出地下热量，在给水井上部和侧面进行全面保温减少热量损失，通过井内空气和水汽的自然冷热对流作用，将下部热量源源不断地传送到上部。从而，将井内温度始终保持在0℃以上，一般要在3℃以上。从而使冬季的北方地区的给水设备、尤其是室外消防井及铁路沿线的给水井和消防井正常运行，避免了事故的发生。

主权项

一种地热法保温给水井，包括原设备井（9），其特征在于：它还包括热源井（10），该热源井（10）位于所述原设备井（9）下方，两者之间设有篦子板（6），所述热源井（10）内周面安装有支撑圈（11）；所述原设备井（9）的井壁（8）和土面之间是井壁保温层（4），所述原设备井（9）上部是保温层及井承重盖（1）；所述地热法保温给水井的建造方法的具体实施步骤如下：（一）、施工准备:（1） 施工安全条件：根据现场环境，按当地有关部门，包括交通部门、安全部门、市政管理部门的要求，确定施工范围、时间和期限；确定必要的防护措施，包括设备、人员、机具、围栏、标志；保证对自己对他人没有安全上的任何威胁；调查了解清楚井内及井周围的所有条件：包括水管、煤气管道、动力电缆、通讯线缆、天然气管道、排污管道；如有，必须要有避让和防护措施；如果井内有天然气、煤气或窒息性气体存在时，必须要调查清楚，消除隐患后方可进入井内作业；（2） 结构安全条件查找原设备井设计资料和施工资料，包括设计图纸、施工材料和方法、结构尺寸、施工标准；落实现有井使用条件，顶部荷载、周围受力情况、结构安全情况、操作要求；地质条件，包括地下施工范围内的岩土类型、地耐力、密实度土力学数据；（3） 保温工艺条件冰冻线深度，在当地水文气象资料中查找；地处环境，主要指需要保温的井处于开阔地带，还是在院落围墙里面；是靠坡向阳，还是在背阴风口位置；若保温的井处于开阔地带或背阴风口位置可使冰冻线降低，冻土层加厚，建造时热源井需要加深；地下水位深度，有地下水时也要影响井内的温度；（二）下部热源井设计与施工1、 热源井（10）设计（1） 热源井（10）形式：不管上部给水井是圆形还是方形，下部热源井（10）应做成圆柱形；（2） 热源井（10）直径：按原设备井（9）尺寸来定；原设备井（9）为圆形时：圆环形井壁支撑圈（11），简称管节，把每一管节分成三段或四段后，每段称为管片，内径比原设备井直径小100mm；周围形成的凸台，用于安放篦子板（6）；原设备井（9）为方形时，圆环形井壁支撑圈（11）的内径比方形原设备井（9）的某一边长小100mm，同样也是为了便于安放篦子板；（3） 热源井（10）深度：所述热源井（10）的深度按公式：H=1.5L_dh_hh_ch_s计算；其中：H——热源井（10）深度；L_d——冻土层深度，单位为m，由当地水文气象资料查找；h_h——场地系数，周围有围墙，有明显的挡风作用时取0.8~0.9，开阔地带取1.1~1.2；h_c——光照系数，上方及四周无遮挡时取1.0，冬季照不到太阳时取1.2~1.3；h_s——地下水位影响系数，无地下水时取1.0，有地下水时取1.1~1.2；2、 热源井（10）施工（1） 井壁支撑圈（11）即管节的预制对于新建给水井的热源井（10）施工，由于上部没有任何遮挡，所以，可以购买市政混凝土排水管的接头套管直接使用，一般接头套管的内径有1.0m、1.1m、1.2m规格，厚度0.1m，长度0.3m；对于现有井改造时，由于受到井口尺寸和井内空间的限制，需要制作专门模具，制作弧形管片；自制混凝土管片时，采用C25混凝土浇注，按市政排水管制作标准配筋、养护及验收；管片厚度不小于100mm，管片两端要有榫卯结构；（2） 热源井（10）的开挖及井壁支撑管片的安装采用沉井法工艺进行施工；具体为：在原设备井（9）井底向下开挖圆柱形基坑，基坑周围采用管片加固，逐层向下施工；凿开井底后，下挖0.5m深，直径大于管节外径1cm～2cm的圆柱形基坑；然后，在基坑周围安装第一圈管片，要求管片卯榫对正吻合，形成一个整体；调整稳固后，在由四段管片组成的第一层管节下部，由人工一层层，均匀地向下掏挖下部岩土，每层挖土厚度以5cm为宜；随着管片下部岩土的移除，管片在自身重力的作用下向下滑动，当下移到所述管节高度时，可以在其上部加装第二层管节；以此类推，一直安装到规定的层数为止；（3） 篦子板（6）安装所述管节安装到足够的层数后，用混凝土砂浆填补管节与原设备井底之间的缝隙；同时，留好安装篦子板（6）的凸台；按工业用承重篦子板标准，用扁钢或圆钢焊制圆形篦子板，其外径与管节外径大致相同；可制作成二块或三块，拼接安装；（三） 上部井壁和顶盖的保温施工1、保温材料（1）原设备井（9）井壁用保温材料：井壁用具有憎水性质闭孔结构的保温材料，闭孔型聚氨酯是最为理想保温材料；（2）原设备井（9）井顶部用橡塑海绵类保温材料；2、保温施工（1） 原设备井（9）侧壁保温原设备井（9）侧壁采用聚氨酯现场发泡工艺进行浇注；现场发泡有支模和浇注两步工序；最经济方法是在井壁外侧周围用长把窄铲开挖窄槽，其深度要求在冰冻线以下，宽度为100mm；槽开挖完成后，在其里外和底部衬上建筑用防水布或质量较好的塑料布，为了保证浇注质量，在槽里每隔500mm插上一块隔板，形成一个浇注单元空间；按规定准备好聚氨酯原料，计算好每次浇注量，每圈浇注高度以300mm高为宜，逐层浇注，同时掌握好原料和空间浇注温度；寒冷季节施工时，对原料要进行预热，对浇注空间也要加热，施工温度在20℃以上较为理想；每一批浇注后，在聚氨酯未发起以前，上部要有加压措施，以保证聚氨酯密度在30kg/m³以上；根据现场情况，开挖与浇注可以一部分一部分地进行；要求浇注后的聚氨酯保温层密度均匀一致，最小厚度不小于80mm，并且整体性要好；（2） 顶盖保温将橡塑海绵类保温材料用专用胶水从原设备井内粘贴在井顶盖的里面，分层粘贴，总厚度要达到100mm；在最后一层贴完后，再用保温钉固定，保温钉间距不大于450mm；（3） 保温盖安装；（四） 交工验收1、热源井（10）部分按土建施工技术标准检验验收，以达到规范要求为合格；2、原设备井（9）保温用石油化工行业的有关保温技术标准检验验收，以达到规范要求为合格；3、整体保温效果，要经过一个冬季的实际考核；如果在气温最低的月份井内篦子板（6）附近温度在4℃以上，原设备井内设备表面温度在3℃以上，则说明整体保温效果达到了设计要求；以上三点同时满足后，工程视为合格。