[发明专利]一种基于多功能袖阀管的能源桩预埋管路系统和方法

说明书

本发明提出一种基于多功能袖阀管的能源桩预埋管路系统和方法，包括：袖阀管，周围开设有多个注浆孔，注浆孔外部套有橡胶套，其顶部安装有回水管，所述回水管上端设置有进水限位孔，下端设置有回水限位孔，侧面开有回水收集接头，所述回水管通过回水限位孔安装在袖阀管的顶部，所述进水管通过回水管上端设置的进水限位孔插入袖阀管中，与袖阀管保持同轴，所述进水管通过定位环支撑在袖阀管内壁，进水管与袖阀管形成进水换热通路。本发明实现了“声波检测‑桩侧注浆‑地热循环”的一管三用，提高了材料利用效率，精简了桩内管路数量，施工方便，成本低，同时将传统的U型双管回路改进为同轴内外双管回路，节省了桩截面空间，有利于桩基承载，也便于桩内布置其他设备。

技术领域

本发明涉及一种可用于低温地热能利用的袖阀管桩侧后注浆、超声波检测和桩-土热力交换的能源桩埋管技术，适用于建筑桩基础和地源热泵技术领域。

背景技术

我国地热能资源丰富，开发利用潜力巨大。随着不可再生资源的日益枯竭，以及绿色、节能、环保理念的深入人心，地热能的利用越来越受到重视。地源热泵技术是利用浅层地温相对稳定的特性，夏天将室内余热传递到低位热源中，冬天把低位热源中的能量传递到需要供热或升温的地方，以实现利用浅层地热能调节室温的目的。能源桩是一种地埋管地源热泵技术，将桩基础与地源热泵相结合，在承载建筑结构的同时，通过在桩基础中埋设各种形状的换热装置，实现桩体与浅层地热能的热交换，节省传统竖直钻孔埋管的施工费用，降低地源热泵系统的占地面积，提高地下空间利用率。

能源桩通常是在钻孔灌注桩内预埋换热管，绑扎在钢筋笼上随其一同下到孔内，再浇筑混凝土而成。换热管一般为塑料管，布置成U型、W型或单螺旋型。桩基施工过程中本身就会预埋多种管路，比如超声波检测管、后注浆管，这些管路一般也是绑扎在钢筋笼上，多种管路同时绑扎在钢筋笼给施工带来极大不方便，特别是对于桩径较小的桩，多重管路的密集附着势必会造成相互影响，也加大了钢筋笼的锈蚀风险，且后注浆管在完成注浆后通常用水泥浆进行封堵，仅使用一次，利用率低。如何合理优化换热管、超声波检测管、后注浆管的布置和功能，尽可能减少钢筋笼上绑扎的管路是一大问题。

发明内容

针对能源桩埋管较多的问题，本发明的目的是提供一种基于多功能袖阀管的能源桩预埋管路系统，将袖阀管注浆技术应用于桩侧后注浆，同时前期兼做超声波检测、后期兼做桩-土热力交换，从而减少桩内预埋管数量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于多功能袖阀管的能源桩预埋管路系统，包括：

袖阀管，周围开设有多个注浆孔，注浆孔外部套有橡胶套，其顶部安装有回水管，所述回水管上端设置有进水限位孔，下端设置有回水限位孔，侧面开有回水收集接头，所述回水管通过回水限位孔安装在袖阀管的顶部，所述进水管通过回水管上端设置的进水限位孔插入袖阀管中，与袖阀管保持同轴，所述进水管通过定位环支撑在袖阀管内壁，所述定位环包括定位内环、定位外环和连件，定位内环通过连件连接定位外环；所述进水管底部高出袖阀管底部预定距离，进水管顶部高出袖阀管顶部，进水管与环绕在其外围的袖阀管形成进水换热通路。

进一步的，所述袖阀管管材宜采用PE80或PE100的聚乙烯管或PB聚丁烯管。

进一步的，所选用袖阀管注浆孔的孔位处紧套的橡胶套爆破压力大于或等于换热通路工作压力的2倍，且不小于1.0MPa。

进一步的，袖阀管紧贴在钢筋笼主筋内侧绑扎，下部距离最底部水平钢筋不小于200mm，上部高出钢筋笼顶部水平钢筋不小于500mm。

进一步的，下放钢筋笼和浇筑桩身混凝土时，袖阀管内填充压力水并密封保护。

进一步的，进水管材质与袖阀管相同，且进水管与袖阀管同轴布置，进水管内径满足进水管净截面面积与袖阀管内壁和进水管外壁所围截面面积相等；进水管底部高出袖阀管底部的高度根据进水管流量确定，进水管顶部高出袖阀管100-200mm。