隧道機電系統(tǒng)的施工界面整合措施

趙航

(中鐵十六局集團電氣化工程有限公司 北京 100018)

隧道機電系統(tǒng)施工中，機電安裝的施工界面管理作為建設工程施工的重要一環(huán)，也是各專業(yè)接口處的管理核心。在整個高速公路交通工程建設中，基于隧道機電安裝施工的管理環(huán)節(jié)，受施工技術、施工治療、運行環(huán)節(jié)相關因素影響，使整個施工面長、施工工程量大、施工的系統(tǒng)性及其復雜性較高，也使工程建設后的設備更具安全性、運營效率更高。當前在隧道機電系統(tǒng)施工中，對施工界面的管理大多控制度尚可，但受施工中各方因素影響，仍舊面臨著諸多問題，基于問題的施工界面整合措施，更能從工程建設實踐出發(fā)，以達到較佳的效果?，F就隧道機電系統(tǒng)的施工界面整合措施分析總結如下。

1 工程概況

某高速公路隧道群雙幅全長1.4 萬m，嚴格ISO 行業(yè)標準和流程約束；合同質量要求：合格。隧道內配置設施齊全，給水系統(tǒng)：從電力隧道外面市政給水管引入水管供隧道內用水，獨立設置水表，隧道內每隔50 m設置一個水龍頭；均采用PP-R 給水管熱熔連接；排水系統(tǒng)：排水管道均采用內涂塑鍍鋅鋼管，絲扣連接；電力管溝的平時排水采用設置排水溝和集水井，在管溝里每隔50 m設置一個1.5 m×1 m×1 m集水井，在集水井處設置一用一備自動排污泵。

隧道工程為兩組電力電纜管溝，其中，金穗路110 kV 電纜溝長度約為430 m，其最大截面尺寸為2.2 m×2.1 m；花城大道110 kV 電纜溝長度約為550 m，最大截面尺寸為3.0 m×2.1 m；10 kV 電纜溝長度約為550 m，最大截面尺寸為2.1 m×2.1 m。該工程電氣總安裝容量為116 kW，金穗路36 kW，花城大道80 kW，隧道內低壓電源采用三相五線制380/220 V 電源，為確保隧道內的照明采用二路電源交叉供電。電力隧道設置新風亭和排風亭，同時安裝4 臺風量為6 500 m3/h，8 臺風量為9 000 m3/h 低噪聲軸流風機進行機械排風，并設有防火分區(qū)，在分區(qū)設置溫度過高和火情監(jiān)測器，當隧道內發(fā)生異常時，反饋信號給就近消防值班室，由監(jiān)測器發(fā)出的溫度過高信號自動啟動進、排風機，由火情監(jiān)測器發(fā)出的信號自動關閉進、排風機和進、排風孔。具體建設工程量具體見表1。

表1 某高速公路隧道機電系統(tǒng)建設工程量

2 施工界面的問題及其成因

依托該工程建設項目，機電安裝的施工界面不是很理想，土建單位交接的工作面非常不理想。具體原因：首先表現為受土建單位沒有把這個當成一個具體的施工內容來做，跟土建單位自己的施工圖紙不符，導致后期機電施工設備尺寸、位置、高度都不能很好地銜接。其次是因為施工界面移交的不都理想，導致機電施工后期工期大大壓縮，有效的施工時間減少，嚴重影響施工質量及通車時間。最后，這個移交的界面最好是從土建施工一進場就開始抓，從建設單位、總包單位、設計單位、監(jiān)理單位、土建施工單位、機電施工單位多方面入手。

3 隧道機電系統(tǒng)的施工界面整合措施

3.1 施工前的整合措施

對各專業(yè)設計人員的土建結構設予以精準復核后再行施工前的設計，按要求施工，嚴格做好土建結構施工圖中的具體子項目管理，包括預埋基礎型鋼、預埋穿墻穿梁套管、預埋設備和管線的固定件等內容。

在土建施工前，安裝技術人員應與土建技術人員溝通審核后確定施工，以此防范結構留洞圖等與土建施工圖紙相違的錯漏之處。在嚴格土建施工進度計劃的基礎上，關于梁、柱、地面、屋面等的做法和相互間的聯系，采用施工方案與安裝施工準備等予以仔細核對，施工前做好對預埋件、預埋管線、接線盒、套管等的準備和加工制作工作。防雷接地安裝專項施工方案中，除了做好施工編制外，還需對預留施工等進行仔細核對；做好對安裝人員的技術交底，具體體現在施工方案、施工圖紙審核及施工全過程控制上；做好相關記錄并組好對相關任務的簽發(fā)。

在基礎工程施工環(huán)節(jié)，洞口段及洞門施工中，清理現場，進行施工放樣。隧道開挖掘進施工及其隧道初期支護，乃至隧道防水層施工中，均需做好對機電施工的界面管理。

3.2 主體結構施工階段

采用單層防火板密拼安裝，頂棚涂料選用天藍色水性涂料噴涂，天藍色水性涂料通過燈光的照射，讓人仿佛感覺在大海中遨游，而且藍色提神醒腦，便于緩解駕駛視覺疲勞。隧道側墻鋼鈣板安裝采用明框施工工藝，分上下三段式橫向排版，板材顏色劃分由上到下分別為鈦白色、橘色、鈦白色，側墻鋼鈣板總高3.05 m。電纜橋架處如有防火要求的場所，應采取防火隔離措施。

3.3 施工中常見問題的解決及其各參建單位的協同

3.3.1 協調管理問題的解決

嚴格建筑電氣工程施工質量驗收中的《建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準》（GB 50300—2001）和相應的設計規(guī)范配套使用?！督ㄖ姎夤こ淌┕べ|量驗收規(guī)范》（GB 503032002）具體整合措施上，嚴格按照規(guī)范加強施工管理。詳細勘測以度隧道及預留預埋的相關數據等進行更加合理的安排。勘測形成數據報告后進行設計、土建修復，則按照流程調試、運行、驗收。為保證后續(xù)工作按期完成，做好科學的設計方案，同時提出一套緊急預案。施工界面整合中，通過建立相關制度，使每一個系統(tǒng)責任到人。設計工作后，就相關勘測報告各項數據進行分析，重點對電線電纜進行復核。在完成相關設計后，對設計院、監(jiān)理及業(yè)主進行評審與核查，通過評審后的相關設計圖進行整合。

3.3.2 經驗中的借鑒

實時監(jiān)控系統(tǒng)設計了上位機界面，可實現沉管浮運沉放全過程的實時可視化監(jiān)控，以實現沉管隧道碎石基礎鋪設高精度、高效率的技術要求；采用可編程邏輯控制器（PLC）與數據庫等技術，實現了沉管隧道碎石基礎鋪設施工過程的實時監(jiān)控。PLC 控制采用“比例—積分—微分”（PID，調節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制）算法，實現沉管浮運沉放過程的閉環(huán)控制[1]。為進一步開展隧道機電建設，基于隧道通風系統(tǒng)在設計階段計算參數、施工階段設備參數等參數進行關鍵點核算[2]。將BIM技術在大型隧道工程設計、施工管理中應用隧道地質、土建結構、機電設備全專業(yè)BIM模型設計，并對模型構件進行輕量化處理，基于B/S架構，開發(fā)出隧道工程信息管理系統(tǒng)，為隧道工程提供了一種直觀、便捷的管理方式。系統(tǒng)主要包含構件管理、不良地質管理（崩塌、滑坡、泥石流、巖溶、土洞）、工程資料管理等功能模塊。通過系統(tǒng)的部署應用，實現了隧道地質風險預測預警、設計方案優(yōu)化校核、工程資料高效管理等目的，有效提升了公路隧道的信息化管理水平[3]?；趯Ｓ霉潭?外置槽道系統(tǒng)和預埋套筒+外置槽道系統(tǒng)兩種設置方案，也是對盾構隧道槽道技術的進一步探索和延伸。通過選型、計算模擬分析，對專用固定件+外置槽道系統(tǒng)和預埋套筒+外置槽道系統(tǒng)等關鍵技術問題進行研究，認為兩種設置方案都是可行的和安全的，可根據線路實際情況選擇采用，以達到方便施工、易于更換的目的[4]?；赥CP/IP 進行工業(yè)組網通信與遠程控制；利用數字圖像處理技術OpenCV 的視覺庫實現盾尾間隙的自動測量；將Lon-Works現場總線技術應用于綜合自動化系統(tǒng)作為微處理器間隔層設備的現場總線控制，其性能、容量、速度、通信系統(tǒng)信息吞吐、數據處理等，重點解決工業(yè)現場管理環(huán)節(jié)，基于現場控制設備和高級控制系統(tǒng)間的信息交互式傳遞問題，并在智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構等現場設備間的數字通信及現場控制設備、高級控制系統(tǒng)等中，以公開化、標準化的解決方案，整合低速串口通信采樣數據環(huán)節(jié)以降低可能出現的問題。以直徑為8 m 的盾構機為原型進行實地測試，開發(fā)基于Qt的PC客戶端軟件；該測量方法能夠滿足工地實際測量要求[5]。根據施工現場地質勘探資料，用馬爾可夫過程的隧道圍巖分類方法預測隧道沿線的圍巖分布概率；將該圍巖分布概率作為先驗圍巖信息，結合TBM掘進參數作為神經網絡輸入，真實圍巖類別作為輸出，訓練深度神經網絡以實現對TBM 前方圍巖的實時識別。所設計的深度神經網絡模型的圍巖總體識別率高于96%；相比于僅將掘進參數作為輸入，當結合先驗圍巖信息和掘進參數作為輸入時，模型圍巖識別率提高＞6%[6]。在整合措施上，系統(tǒng)及服務模式對隧道機電設備的高效可靠運行及智能監(jiān)控提供了新思路[7]。規(guī)劃好安裝程序，將隧道機電安裝是重點和難點的強度和穩(wěn)定性較高。

4 結語

隧道機電系統(tǒng)施工管理作為工程項目管理的重要一環(huán)，也是一種涉及多項技術工種結合且相對復雜的工程，涉及機電、通風、機械等各領域。然而施工線路擁擠，工程量大影響，對工程的質量和安全性都提出了更高的要求。該文概述了隧道機電系統(tǒng)施工現狀，分析了存在界面管理問題的成因，結合某工程建設實踐，綜合分析了基于問題的施工界面整合措施，以為隧道機電系統(tǒng)施工提供可行性借鑒。