公路隧道工程中的機電安裝施工技術

王曉杰

（甘肅圓隴路橋機械化公路工程有限責任公司,甘肅 蘭州 730000）

0 引言

隨著我國社會經濟飛速發展，科學技術水平有了很大的提高，我國公路建設工程項目的規模越來越大[1]。擴大公路建設規模對提升我國道路網絡服務水平有積極作用，同時還能夠促進我國社會經濟發展。從實際情況來看，近年來我國大力發展基建工程，并逐漸把經濟發展重心轉向道路網絡的建設及優化。公路建設過程受環境因素的影響較大，公路隧道已經成為公路建設工程中的關鍵點。因此，如果要保證公路機電系統的施工質量，就要對隧道內部的環境進行改善。

1 工程概況

G312線鳳翔路口至平涼東公路崇信至花所段建設項目位于平涼市，總長度設計為12.61 km。樁號K1753+850～K1759+784段設計有三座隧道：白家山隧道的長度設計為960 m、高家莊隧道的長度設計為2 347 m、于家山隧道的長度設計為608 m；機電工程施工內容主要包括：通風系統、消防系統、隧道站、監控設備、供電系統、照明系統。

2 施工準備

（1）施工單位根據施工需求提前準備好施工設備，并做好各項設備、儀表儀器的檢驗工作，確保其處于良好的運行狀態。各設備和儀器應有序地運輸至施工現場，保證施工的順利實施。同時也要求施工人員嚴格按工藝規程和操作規程開展施工。施工期間，必須做到防火、防盜、防破壞。加強現場安全管理，降低安全事故發生率。

（2）提前搭設臨時水電，為生產活動提供良好的施工條件。合理布置照明設施，以滿足工程施工需要[2]，特別要注意夜間及雨雪天氣作業時的照明問題，防止發生火災或其他事故。如發現有異常情況，應立即停止施工，及時處理突發事件，避免不必要的損失。

（3）做好應急預案工作。在施工過程中出現緊急情況時，應及時向施工單位報告，由其協助處理，并將相關信息上報給當地消防部門，以便及時掌握事態發展。

3 機電安裝施工技術

3.1 隧道監控系統的施工技術

3.1.1 隧道洞外監控設備安裝

（1）攝像機安裝。對每一個攝像機進行檢查，在經過粗調以后才可進行安裝。檢查攝像機的運行狀態，確保攝像機能正常執行聚焦、變焦等操作，合格后方可進行安裝。攝像機安裝可在升降車輔助下完成，攝像機的支架應與法蘭保持一致，并采用螺栓加固。立柱、機箱和攝像機都要安裝牢固，安裝完成后對攝像機進行通電并檢查各項功能是否能正常工作。如出現故障應及時維修或更換。視頻監控系統是將攝像頭拍攝到的畫面通過網絡傳輸給計算機或其他相關機構處理，實現現場指揮控制及管理的現代化系統工程。觀察監控區域的圖像質量、有效監控范圍，檢查合格后對攝像機進行固定，設備安裝的具體流程可以參照圖1所示。

圖1 監控設備安裝施工流程圖

（2）情報板的安裝。①安裝鋼立柱前施工人員應結合設計圖紙測量放線確定出構件吊點的安裝位置，同時要根據施工現場環境選用適當的綁扎方法，吊裝時要做好必要的防護措施。鋼柱被吊起后，柱腳距離地面大概30～40 cm時，施工人員從旁邊扶正鋼柱，安裝孔對準螺栓，緩慢落放。檢查鋼柱的垂直度偏差是否控制在2 cm以內，對螺栓進行加固，并解除臨時固定構件；②技術人員在對鋼梁安裝位置復核無誤后開始吊裝鋼梁。實際吊裝鋼梁過程中，可采用兩點對稱的方法。鋼梁起吊以后，距離基準面10 cm處，緩慢落放至安裝部位，并對鋼箱梁的位置進行校正，然后連接加固。

3.1.2 隧道洞內監控設備安裝的施工方法

（1）視頻監控設備安裝。檢查攝像機的運行狀態，合格后開始安裝。在對攝像機安裝位置進行測量標記時，要確保攝像機安裝的高程與設計圖紙要求一致。用升降車安裝支架，要求支架有足夠的牢固性與穩定性。攝像機的底座與法蘭配對，使用螺栓連接。將視頻纜線、電源線、信號線纜通過預留孔洞敷設好，待接線檢驗合格后通電調試。安裝完畢后，應做好現場的安全防護工作，并做好記錄和存檔的準備[3]。

（2）火災報警設備安裝。火災報警系統是由溫感火災探測器與煙感自動探測器組成。使用膨脹螺栓將支架固定在隧道的拱頂中間部位，支架的安裝間距設置為30 m，彎道區域的安裝間距設置為25 m。溫感探測器的尾纖接入線纜接續盒，再通過光纖接入信號處理器，通過協議模塊向火災報警控制器發出報警信號。當需要更換溫感火災探測器時，可通過電話或傳真方式通知工作人員處理。在整個施工過程中要嚴格按照相關規范操作，確保每個步驟都能達到預期效果。

（3）PLC設備安裝。施工人員結合現場條件，對PLC設備安裝位置進行定位。設備在正式安裝前應結合設計圖紙檢驗PLC設備的性能、規格、型號，合格之后方可安裝使用。PLC控制器箱要安裝在預留孔內，控制箱要安裝到指定位置，箱體需要確保足夠平整，安裝應牢固。提前布設管線并制作接線頭以檢驗線纜性能。嚴格按照接線圖安裝輸入電纜和輸出電纜，做好標記。然后檢測接地電阻，確保不大于1 Ω。以上工序完成以后進行通電測試，如若設備運行狀態正常，則可以開始安裝軟件，并對軟件進行調試。

3.2 隧道變電所設備安裝的施工方法與技術措施

3.2.1 高低壓柜設備安裝

高低壓柜采用汽車吊吊裝和人工從旁輔助安裝的方式。在吊裝過程中，要確保柜臺的結構不會發生變形或構件跌落。變電所室內設置臨時軌道與道具，用撬杠把高壓柜移到電纜溝提前預埋的槽鋼上。在安裝的過程中要注意安裝方向，以免在安裝時出錯而導致后期難以調換。高壓柜與低壓柜安裝完成后進行加固，高壓柜要垂直于地面，柜體之間的誤差接縫應該控制在2 mm以內。安裝完成以后，要保證柜體盤面的油漆面完整，高低壓柜內的構件齊全，柜內保證潔凈。

3.2.2 柴油發電機設備安裝

嚴格按照設計圖紙安裝柴油發動機組，地腳灌注漿液后進行精細化平整，用螺栓加固地腳；安裝式機組則要確保底部的平整性，并保證底部擁有足夠的支撐力。然后按照設計圖紙要求依次安裝冷卻裝置、排煙管、消音管等設備。在經過檢查后發現，配電柜的接線正常、發電機組運行正常，各項指標檢驗合格后對機組進行空載試運行，發電機組的試運行正常方可投入使用。

3.2.3 變電所電力監控系統

電力監控系統需設置中央控制站并將控制站設置在隧道的管理所中。每個變電所都需要設置通信管理器，中央控制站與通信管理器之間利用PLC光纖通路進行通信，變電所通過光纖環網把采集到的信息傳輸至管理站。管理站能夠對10 kV、380 V、220 V的供電系統進行遠程監測，當發現有事故發生時會立即發出警報，并操作控制系統對事故進行處理。利用遠程操作對電流負荷進行合理調配，保證電力監控系統穩定運行，同時還能夠節省電力資源。遠程遙控數據、事故報警和控制開關的運行狀況等數據都可以保存在硬盤中，同時還提供打印功能。變電所內的監控設備可以直接安裝在控制柜內，監控系統提供控制柜及監控區域內的電纜，實現對高壓進出線以及控制開關的遠程控制。利用PM表對低壓電流、電壓、功率及電能進行監測[4]。

3.3 照明系統施工技術

3.3.1 隧道照明燈具安裝的施工方法

控制燈具的位置安裝誤差：縱向偏差不得超過5 cm，橫向偏差不得超過3 cm；根據燈具的底座尺寸確定出膨脹螺栓的具體安裝位置。用電錘鉆孔時，施工人員需要確保膨脹螺栓的深度與膨脹管的深度一致，用螺栓將底座固定在隧道內。燈具安裝時需確保燈具與底座之間的連接穩固。燈具安裝好后，用水平尺對燈具兩側的標高進行調整，保證其與路面標高保持一致，二者之間的偏差不得超過5 mm。然后對燈具進行調整，保證燈具的安裝方向與隧道前進方向一致，兩者偏差在5 mm以內。每安裝一套燈具，施工人員都應該對燈具的照明走向進行觀測，保證其符合行車方向，同時具備一定的美觀性。

3.3.2 隧道引道路燈安裝的施工方法與技術措施

在吊裝路燈設備過程中，需要確保路燈的桿件外觀質量不會受到損傷，纜繩吊裝部位需要包裹軟質材料。施工人員在調整燈桿的垂直度后用螺栓加固底座。把電纜穿到接線盒內，與路燈線相連，進行接地處理、綁扎線纜和標記。為了保證三相電源的平衡性，應該分配多個相位。當路燈通電調試合格以后，即可投入使用。

絕緣電阻測試需滿足以下要求：配電裝置與饋電線路的電阻值應大于0.5 MΩ；在測量線路電阻值過程中，需要將斷路器、電器設備、儀表等設備設置為斷開狀態。

3.4 隧道通風系統施工技術

公路隧道機電安裝施工主要的大型機械系統設備是消防以及通風系統設備。詳細安裝順序見圖2所示。

圖2 施工流程圖

（1）風機運輸。風機在運輸時一定要采取相應的防護措施，避免運輸過程中因顛簸而導致風機損壞。施工人員將鋼絲繩穿束至吊裝孔內，并綁扎牢固，不得出現松動現象。使用吊車將風機吊運至運輸車上，風機兩側設置防滾動構件，保證風機不會相互疊壓[5]。

（2）風機吊裝。提前預埋鋼板螺栓，將連桿與吊環安裝在螺栓上，用扳手對螺栓進行加固。用吊車將風機吊裝在支架上，慢慢提升臺車至連桿30 cm處停下，調整連桿的位置，同時調整風機的暗轉剛需，使風機的安裝孔與吊環安裝孔對準，然后插入連接螺栓，使用扳手將螺栓擰緊。對鋼絲繩進行加固，風機安裝時可以在損傷部位涂刷防腐漆，并在損傷表面噴涂油漆。

（3）調試。根據風機的施工圖紙連接線纜和設置接地裝置。檢查風機的各個構件連接質量，同時對風機內部進行清理。

3.5 消防管道、消火栓和水成膜泡沫栓的安裝

消防管道、消火栓、水成膜泡沫栓的管徑為DN150，管道外側、內側的管道管徑均小于100 mm，可以使用絲扣進行連接，對于管徑超過100 mm的管道，可以使用卡箍進行連接。具體的安裝流程見圖3所示。

圖3 消防管道施工流程圖

為保證施工效率，可以組織多個施工班組同時對一個隧道進行施工。施工管理人員應該合理布設隧道內部空間，因為隧道內需要堆放大量的原材料和施工設備，同時還需保證供應車輛能夠順利通行，由此導致隧道內的剩余空間十分狹窄。安裝管道時，要嚴格按照管道的走向進行施工，先安裝大管再裝小管；先安裝主管道再裝支管。需要額外注意的是當三通構件加工完成以后，需要對表面進行鍍鋅處理，三通的每一個接口都應該使用溝槽式地管接頭進行連接。在安裝消火栓時，應該將消火栓嵌入至隧道壁內側，以保證安裝質量符合設計及規范要求。

4 結語

綜上所述，在公路隧道項目施工中，施工單位應該對機電工程的施工質量予以重視，其會對整個公路隧道建成投運后的運行狀況產生較大影響，同時也會不同程度地影響行車安全。在機電系統實際施工時，作業人員要針對不同類型的設備選擇合適的施工方案，保證各類機電設施的安裝質量符合設計要求。該研究分析總結出來的經驗能為后續類似工程項目提供一定的指導。