高速公路隧道機電設備施工技術分析

1 引言

高速公路隧道很容易發生事故，并且事故處理難度較高，所以高速公路隧道項目施工一直備受人們矚目。 在施工中，施工人員需要對隧道的不同類別進行區分， 以安裝不同規模的機電系統，才能為后期高速公路平穩運行提供基礎保障。 尤其是長隧道，對機電工程有著極其嚴苛的要求[1]。基于該背景，需要對高速公路隧道機電設備施工技術進行分析， 以進一步提升機電設備施工的精細化程度。 對于該問題的研究，目前已取得了大量研究成果。 本文借鑒以往所取得的研究成果，提出一種高速公路隧道機電設備施工技術。

2 高速公路隧道機電設備施工技術

2.1 施工前準備

首先需要選擇經驗豐富的工程師把控施工質量， 包括照明、通風、電力、通信以及監控等。施工前，工程師需要以工程內容為依據，對機具、設備、材料、人員等方面進行統籌安排[2-3]。在人力方面，對人力進行合理調動，落實好崗前培訓工作，嚴格落實持證上崗制度。 在材料與設備的準備中，以現場情況為依據，由監理工程師對設備進行選型。 在施工旺季，需要做好詳盡的設備供貨安排計劃。 嚴格按照設計圖紙要求與招標時的技術規范對施工材料進行篩選，在施工隊伍入場后，全面檢查關鍵材料的質量。 在施工機具的準備中，要制定詳細的機具使用計劃， 一些使用頻率低的機械以及大型機械可以采用租賃的形式，檢測儀器與小型工器具則通過自購方式置辦齊全。 使用檢測儀器前，需對其進行校正。 租賃機具進場前，明確其使用地點與日期。 在使用中，還要做好機具的保養與維護工作，定期對可能存在的安全隱患進行檢查。 當發現機具有問題時，必須停止施工，維修檢查過后才能繼續施工。

此外，還要做好施工組織計劃方面的安排，具體如表1 所示。

表1 施工組織計劃

2.2 零部件安裝

利用大型卡車運輸噴淋管道、消火栓、通風排煙管道與綜合支吊架零件，按照組件編號來裝車，到施工場地后，也按照編號來堆放， 還要指派專業人員嚴格管理及把控實際運輸過程，確保配件質量不受到損害[4]。

在對噴淋管道、消火栓進行吊裝前，施工人員必須熟悉施工圖紙，確保各零件的安裝位置正確，并在專業人員的指導下利用吊車對其吊裝。 結合現場情況靈活變通，選擇最合適的安裝方案，以確保安裝質量。 在噴淋管道與消火栓的實際管徑低于或等于50 mm 時，通過螺紋進行連接，在套完絲扣后，清理管口并去除管道端面的毛刺，保障管口的光滑整潔；當噴淋管道與消火栓的實際管徑高于50 mm 時， 通過法蘭或卡箍進行連接。 在安裝風機時，通過風機起吊裝置將其吊裝起來，調整位置后，安裝風機和風機間的螺栓，并安裝風機，最后檢查風機的安裝情況[5]。

對于綜合支吊架零件， 在安裝前應在現場將其直接加工成支吊架，驗收合格后才能安裝綜合支吊架。 在加工中，首先進行鋼材的下料打磨，以圖紙上的數量和尺寸為依據下料，利用無齒鋸切割機對鋼材進行切割。切割后打磨鋼材，注意清理干凈鋼材表面的泥土與油污，必要時可以使用除油污溶劑，并在干燥后打磨。 打磨后進行開孔處理，需避免鉆孔不干凈、產生毛刺。

接著對鋼材構件進行組對焊接。 按照圖紙組裝鋼材構件，并直接點焊成型。 按照圖紙上的型號與尺寸進行組對，將偏差控制在2 mm 以內，保障制作綜合支吊架時的準確度。 點焊成型、組對合格后，由專業的焊工進行焊接。 在焊接時，防止出現較大的焊接變形，焊接完成后，對焊縫進行檢查，確保沒有夾渣、氣孔、裂紋等缺陷，也不存在虛焊、欠焊、漏焊等現象。

還要通過噴砂或打磨的方式實施綜合支吊架的除銹處理，必須達到Sa2.5 的除銹等級，使其表面完全顯露出金屬光澤。除銹后，為防止再次生銹，繼續進行刷漆處理。以現場施工進度為依據對綜合支吊架進行安裝，安裝方式具體如下：按照編號集中搬運綜合支吊架， 接著按照平面圖與剖面圖中的指定位置安裝。 為確保實際安裝效果，首先安裝支架根部筋板，接著將水平準繩與激光水平儀作為參照對其架體進行安裝。

2.3 電纜敷設與電力系統的安裝

在機電設備施工中需要使用到電纜等，具體施工工序如下。

1）疏通管道：使用紗布、鋼絲刷、鐵耗子、萬向環、穿管器等管道清洗工具對管道進行疏通，在疏通中提前放置鐵線，為下一步做準備。

2）對電纜的不同段別進行仔細對照，按照要求的順序與方向敷設電纜。 在入口處安裝井口滑輪，同時在入管位置增加鐵瓦保護。敷設時，全部施工人員合力朝牽引方向拉拽。拉拽時人數在6～7 人，人均拉力為300 N，行進速度控制在5～15 m/min。

鐵線出管、出井時也要增加鐵瓦，以起到保護作用。 敷設完畢后，朝敷設方向留出一些多余的電纜。 當電纜過長，需要合理選擇盤位。 施工中禁止拖拉、重壓或踩踏電纜。

完成電纜敷設后，檢查并修整預留洞，安裝配電箱并對管口進行封堵。 接著對低壓柜盤進行找正與固定，安裝低壓柜，并對柜內母線進行安裝以及調整隔離開關與斷路器[6]。

最后構建機電工程施工項目的BIM 模型， 使用BIM360技術讓項目參與在移動端、PC 端以及云端調整施工細節。 通過BIM360 程序能夠實現構件漫游、剖切、復位、大小轉換以及移動等功能，方便項目成員進行最終檢查。 通過文檔的形式對需要調整的構件或關鍵部分進行記錄與存儲， 并利用移動管理端將資料上傳至云端， 使各參與方在云端即可對相關信息進行查閱。

3 實驗工程與測試項目

在某高速公路隧道項目中對高建公路隧道機電設備施工技術進行應用與測試。 實驗高速公路是某省境內一條非常重要的交通線， 通車后預計車流量將較大， 并且以重型貨車為主，其隧道項目比較長，對其機電設備進行優化施工，能夠為通行后的高速公路運營安全提供保障。 主要對項目施工中的周轉材料不正常損耗率、 施工中相比傳統施工技術節約的人工費用，以及各段施工時間進行測試。

4 施工技術分析和測試結果

4.1 周轉材料不正常損耗率測試結果

對各段周轉材料不正常損耗率進行測試，測試結果如表2所示。

表2 各段周轉材料不正常損耗率測試結果

根據表2 的測試結果，在隧道的各段，施工中的周轉材料不正常損耗率均較低，其中最低僅為0.14%，說明高速公路隧道機電設備施工技術能夠合理利用周轉材料，不正常損耗較少。

4.2 節約人工費測試結果

對各階段相比傳統施工技術節約的人工費進行統計，具體統計結果如圖1 所示。

圖1 節約的人工費用的統計結果

圖1 的統計結果表明，在施工準備階段，采用高速公路隧道機電設備施工技術節約了人工費用8 021 元；在施工中期節約了23 954 元；在施工收尾階段節約了4 202 元，整體節約了人工費用36 177 元， 說明通過該施工技術能夠實現人工費用的大幅節省，證明了該施工技術性能優越。

4.3 施工時間測試結果

對各段的施工時間進行統計，統計結果如表3 所示。

表3 各段施工時間的統計結果

根據表3 的統計結果，各段的施工時間均較短，其中4-3段的施工時間即為98 d， 證明高速公路隧道機電設備施工技術僅需較短的施工工期。

5 結語

在高速公路隧道施工問題的研究中， 提出了一種高速公路隧道機電設備施工技術，并對其進行了分析與測試。 測試結果證明：該施工技術實現了周轉材料的合理利用、人工費用的節約以及工期的縮短，取得了一定研究成果。 然而所取得的研究成果在細節上有待完善，日后將會對以下方向進行研究：

1）在機電設備方面，需設計產品選擇指南或機電設備技術要求，使選擇的機電設備能夠滿足各種工程的要求，并使其逐漸走向標準化；