高速公路隧道機(jī)電系統(tǒng)安裝工程方案探究

王玉亮

（中交建筑集團(tuán)有限公司，北京 100020）

隧道監(jiān)控系統(tǒng)是整個(gè)隧道管理和其他各運(yùn)行系統(tǒng)的運(yùn)行核心，對(duì)行車安全、隧道環(huán)境監(jiān)測(cè)等有重要作用。為保證高速公路隧道安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須提高機(jī)電系統(tǒng)安裝的整體質(zhì)量，規(guī)范施工操作內(nèi)容，避免施工階段出現(xiàn)質(zhì)量和安全問題，使工程質(zhì)量和設(shè)備質(zhì)量滿足各項(xiàng)技術(shù)及指標(biāo)要求。

1 高速公路隧道機(jī)電系統(tǒng)安裝工程施工方案內(nèi)容

1.1 電纜線路施工

高速公路隧道機(jī)電系統(tǒng)電纜種類多，包括照明電纜、通信電纜、消防電纜等，各類型電纜的引出地點(diǎn)、敷設(shè)方式存在明顯差異，必須制定各類電纜的專項(xiàng)施工方案。以照明電纜為例，以變電所低壓柜作為引出地點(diǎn)，使用絕緣電線對(duì)隧道內(nèi)的照明燈具進(jìn)行接線處理，配電箱內(nèi)引出絕緣接線，將照明電纜穿入保護(hù)套管，沿途通過配套電纜橋架固定敷設(shè)，將照明電纜接入隧道內(nèi)各臺(tái)照明燈具。在電纜線路施工環(huán)節(jié)，要重點(diǎn)掌握以下操作要點(diǎn)：①電纜配盤：根據(jù)工程情況，綜合考慮施工富裕度、接頭纜線長(zhǎng)度、施工預(yù)留要求等因素，準(zhǔn)確計(jì)算照明電纜對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度，把電纜規(guī)律纏繞在電纜盤上，必須保證電纜端頭密封性。②電纜檢查：核對(duì)檢查電纜規(guī)格型號(hào)、外觀質(zhì)量與配盤長(zhǎng)度，測(cè)量電纜絕緣電阻值，開展耐壓試驗(yàn)與泄漏電流試驗(yàn)，及時(shí)處理或更換存在表面缺陷、性能質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的劣質(zhì)電纜。③電纜展放：采取人工展放方式，在放線架上固定放置電纜盤，緩慢將電纜盤升起，同步在盤內(nèi)引出電纜，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)電纜盤來拉出線纜，展放期間由人工負(fù)責(zé)拖放。此外，在電纜入口位置設(shè)置進(jìn)口滑輪，入管位置增設(shè)鐵瓦，將其作為保護(hù)措施分散電纜牽引、拉拽期間形成的阻力，避免電纜絕緣層過度磨損，保護(hù)方法如圖1 所示。④電纜敷設(shè)：隧道內(nèi)部預(yù)留電纜溝與安裝支架，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件來確定終端接頭位置，在電纜穿越特殊位置時(shí)預(yù)留適當(dāng)長(zhǎng)度，將電纜平穩(wěn)擺放在支架表面，測(cè)量調(diào)整電纜軸線的位置，使用鐵線把電纜與接頭綁扎固定在支架上，使用防水膠帶包好電纜頭，要求兩邊余留光、禁止電纜相互纏繞。敷設(shè)完畢后，在電纜首端、尾端、轉(zhuǎn)彎處、引出引入處，設(shè)置標(biāo)志牌，詳細(xì)標(biāo)注電纜用途、回路編號(hào)等信息。⑤電纜接續(xù)，施工人員開剝電纜護(hù)套，把電纜套入電纜接頭盒內(nèi)部，繼續(xù)切剝護(hù)套鎧裝，與接地線進(jìn)行焊接連接，剝離剩余半導(dǎo)體層與絕緣層。完成前期處理工作后，對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行壓接處理，檢查壓接質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，復(fù)原整理電纜芯線，灌注適量絕緣膠，徹底封閉接頭盒，最終對(duì)電纜電氣性能進(jìn)行測(cè)試。

圖1 電纜保護(hù)示意圖

1.2 供配電系統(tǒng)施工

在供配電系統(tǒng)施工環(huán)節(jié)，以配電箱、低壓配電柜、柴油發(fā)電機(jī)組作為主要硬件設(shè)備，施工方案內(nèi)重點(diǎn)標(biāo)注各類設(shè)備的正確安裝方法。①配電箱安裝：檢查配電箱外觀質(zhì)量與箱內(nèi)電器質(zhì)量，確定無(wú)誤后，在隧道內(nèi)壁結(jié)構(gòu)預(yù)留孔洞，要求孔洞尺寸略大于箱體尺寸，將配電箱平穩(wěn)放置在預(yù)留孔洞內(nèi)部，測(cè)量調(diào)整箱體安裝位置、垂直度與頂面平整度。箱體安裝就位后，打掉對(duì)應(yīng)穿管敲落孔，穿入電氣管線，把電纜接入配電箱，封堵管口部位，最終把電纜、導(dǎo)線進(jìn)出配電箱位置進(jìn)行密封處理，清理箱盒內(nèi)殘存異物。②低壓配電柜安裝：參照施工圖紙?jiān)谒淼垃F(xiàn)場(chǎng)標(biāo)記配電柜安裝位置，使用槽鋼等材料搭設(shè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，量測(cè)檢查基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的水平度、長(zhǎng)寬度、相對(duì)位置和直線度偏差是否超標(biāo)。清理基礎(chǔ)表面殘存灰砂，把低壓配電柜搬運(yùn)至安裝區(qū)域，運(yùn)輸期間禁止出現(xiàn)柜體傾覆問題。準(zhǔn)備工作完成后，低壓配電柜平穩(wěn)擺放在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上部，對(duì)首塊盤進(jìn)行找平處理，將其作為基準(zhǔn)，調(diào)整墊鐵厚度和盤間螺絲松緊程度。然后重復(fù)上述操作，固定其他各盤。最后，按照分段圖，在低壓配電柜間安裝聯(lián)絡(luò)母線，核對(duì)檢查母線放置位置、方向、相序和編號(hào)，母線搭接面需保持緊密連接狀態(tài)，在接觸面均勻涂抹電力復(fù)合脂，安裝斷路器與隔離開關(guān)，安裝前檢查制造質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，如對(duì)隔離開關(guān)開展三相同期性檢查、觸頭偏心檢查、觸頭觸指接觸性檢查。③柴油發(fā)電機(jī)組安裝：利用平板車把柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)輸就位，在安裝位置埋設(shè)預(yù)埋件，將機(jī)組平穩(wěn)起吊至埋件上部安裝位置，對(duì)機(jī)組位置加以找平找正處理，引出并連接接地線，采取焊接方式固定連接機(jī)組與埋件結(jié)構(gòu)。隨后，施工人員按照安裝手冊(cè)，按順序在柴油發(fā)電機(jī)組上安裝排氣管、冷卻水箱管路、油管路等附件。

1.3 通風(fēng)系統(tǒng)施工

在通風(fēng)系統(tǒng)施工環(huán)節(jié)，以風(fēng)機(jī)設(shè)施作為主要設(shè)備，施工方案內(nèi)重點(diǎn)補(bǔ)充風(fēng)機(jī)設(shè)施在運(yùn)卸拆裝、預(yù)埋件安裝、機(jī)組安裝、完工檢查四方面的安裝要點(diǎn)。①運(yùn)卸拆裝：風(fēng)機(jī)設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)入場(chǎng)后，重點(diǎn)檢查風(fēng)機(jī)型號(hào)、規(guī)格尺寸和外觀質(zhì)量，確定無(wú)誤后，再將風(fēng)機(jī)運(yùn)送到預(yù)定安裝位置，細(xì)致檢查風(fēng)機(jī)絕緣性質(zhì)，測(cè)試接線柱三相間絕緣電阻值，以及接線柱對(duì)風(fēng)機(jī)殼體的絕緣電阻值。②預(yù)埋件安裝：在施工現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)記預(yù)埋件埋設(shè)位置，核對(duì)檢查預(yù)埋件數(shù)量與位置是否符合方案內(nèi)容，預(yù)埋件的安裝偏差不得超過風(fēng)機(jī)安裝允許偏差。預(yù)埋件埋設(shè)就位后，開展抗拉拔力試驗(yàn)，負(fù)載不小于15 倍風(fēng)機(jī)和附件總重量，試驗(yàn)時(shí)間控制在10 min。確定試驗(yàn)期間預(yù)埋件位置、外觀狀態(tài)未發(fā)生改變后，即可進(jìn)入風(fēng)機(jī)安裝步驟，預(yù)埋件上焊接連接風(fēng)機(jī)支架。③機(jī)組安裝：現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備2 個(gè)手拉倒鏈，在吊鉤與風(fēng)機(jī)起吊鉤上固定倒鏈兩端，拉動(dòng)倒鏈緩慢起吊上升風(fēng)機(jī)，把風(fēng)機(jī)起吊至安裝面上方懸停，測(cè)量調(diào)整風(fēng)機(jī)安裝位置，再把風(fēng)機(jī)平穩(wěn)落放到安裝面，在連接附件和風(fēng)機(jī)上打入螺栓，各組聯(lián)接螺栓設(shè)置平墊片、彈簧墊片與緊固螺母，螺栓絲扣外露要求為2～3 螺距。④完工檢查：采取拉線檢查、尺量檢查方法，檢查風(fēng)機(jī)中心線平面后移距離是否超過1 mm、風(fēng)機(jī)安裝標(biāo)高偏差是否超過±10 mm，測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)件、輪轂、葉片安裝間距，通電調(diào)試風(fēng)機(jī)，觀察風(fēng)量、風(fēng)速、反向啟動(dòng)等運(yùn)行參數(shù)是否達(dá)標(biāo)。

1.4 監(jiān)控系統(tǒng)施工

在監(jiān)控系統(tǒng)施工環(huán)節(jié)，以攝像機(jī)作為主要機(jī)電設(shè)備，隧道內(nèi)部每隔150 m 左右安裝一臺(tái)攝像機(jī)，施工方案內(nèi)補(bǔ)充立柱組立、攝像機(jī)安裝兩方面的安裝要點(diǎn)。①立柱組立：立柱頂部1 m 處套牢尼龍繩，吊繩周邊0.1 m 處對(duì)稱綁扎晃繩，起吊期間人工拉緊晃繩，對(duì)準(zhǔn)底板螺孔和預(yù)埋螺栓位置，立柱下落在基礎(chǔ)法蘭盤上部，擰緊各組螺母，測(cè)量調(diào)整立柱垂直度，固定立柱底部與法蘭盤螺栓，在縫隙部位嵌填水泥砂漿。②攝像機(jī)安裝：立柱組立完畢后，焊接連接立柱和接地扁鋼，對(duì)焊縫部位進(jìn)行防腐處理，在基礎(chǔ)內(nèi)部預(yù)埋管內(nèi)將電源線穿入立柱接線盒，測(cè)試?yán)|線絕緣電阻值與導(dǎo)通性能，把線纜和配電箱接線端子及防雷設(shè)備相互連接。隨后，在立柱頂部安裝攝像機(jī)，從配電箱內(nèi)引出線纜，在頂部出線口到配電盒區(qū)域套設(shè)蛇皮管來保護(hù)線纜。一般情況下，在隧道地面把攝像機(jī)安裝成型，立柱頂部安裝機(jī)架，機(jī)架上固定安裝攝像機(jī)，調(diào)節(jié)攝像機(jī)角度與連接線纜，以此來降低施工難度。

2 高速公路隧道機(jī)電系統(tǒng)安裝工程施工方案的優(yōu)化措施

2.1 調(diào)試檢查

高速公路隧道機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、機(jī)電設(shè)備多，機(jī)電系統(tǒng)安裝完畢后，組織調(diào)試檢查作業(yè)，需覆蓋全部機(jī)電設(shè)備，否則將無(wú)法真實(shí)掌握機(jī)電系統(tǒng)安裝質(zhì)量和運(yùn)行情況。對(duì)此，必須加大調(diào)試檢查力度，應(yīng)采取以下技術(shù)措施。①本地控制連接：檢查各類電纜線路的外觀質(zhì)量，核對(duì)線路編號(hào)、路徑、聯(lián)結(jié)部位、同心度偏差是否符合設(shè)計(jì)要求，測(cè)試各回路絕緣電阻，檢查電氣設(shè)備接線情況。同時(shí)，收集整理自檢報(bào)告、監(jiān)理驗(yàn)收?qǐng)?bào)告、變更技術(shù)文件、產(chǎn)品說明書等工程資料，完成多項(xiàng)準(zhǔn)備工作后，具備機(jī)電設(shè)備調(diào)試檢查條件。②單系統(tǒng)調(diào)試：照明、通風(fēng)、監(jiān)控等機(jī)電系統(tǒng)安裝完畢后，立即組織開展單機(jī)調(diào)試作業(yè)，以檢測(cè)設(shè)備本身質(zhì)量與安裝質(zhì)量是否合格為目的，重點(diǎn)檢查設(shè)備安裝方式、接線方式，通電期間觀察機(jī)電設(shè)備使用功能是否得到正常發(fā)揮。③多系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試：全部子系統(tǒng)調(diào)試完畢后，對(duì)高速公路隧道機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，以檢查機(jī)電設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性、測(cè)量地間絕緣電阻值、測(cè)量電源插座電壓值作為硬件調(diào)試內(nèi)容，以按照控制方案輸入信號(hào)、檢測(cè)設(shè)備輸出狀態(tài)、觀察機(jī)電系統(tǒng)使用功能發(fā)揮情況作為軟件調(diào)試內(nèi)容。

2.2 配備新型攝像機(jī)

在早期的高速公路隧道工程項(xiàng)目中，普遍選擇在隧道內(nèi)部每隔一段距離安裝固定攝像機(jī)，通過多臺(tái)攝像機(jī)覆蓋隧道內(nèi)部空間，做到監(jiān)控畫面無(wú)縫銜接。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際使用情況來看，固定攝像機(jī)無(wú)法遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)動(dòng)攝像頭方位與變換焦距，很難實(shí)時(shí)采集緊急停車帶、車行橫洞等特殊區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控畫面，最終因突發(fā)交通事故發(fā)現(xiàn)、處理不及時(shí)而引發(fā)二次事故。對(duì)此，在制定隧道監(jiān)控系統(tǒng)施工方案時(shí)，需要酌情增加攝像頭數(shù)量與調(diào)整種類，隧道內(nèi)部等距安裝多臺(tái)固定攝像機(jī)的基礎(chǔ)上，額外在緊急停車帶正對(duì)車行橫洞等特殊位置，加裝云臺(tái)攝像機(jī)，提前設(shè)定攝像機(jī)焦距。監(jiān)控系統(tǒng)投運(yùn)使用期間，云臺(tái)攝像機(jī)負(fù)責(zé)監(jiān)控進(jìn)入緊急停車帶的車輛，確定出現(xiàn)車輛爆胎、無(wú)法繼續(xù)行駛等情況后，監(jiān)控中心立即通知路政部門組織救援。同時(shí)，對(duì)云臺(tái)攝像機(jī)和卷簾門進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，如果高速公路隧道車行橫洞啟閉卷簾門，把云臺(tái)攝像機(jī)切換到另一處值守位置，實(shí)時(shí)監(jiān)控車行橫洞使用狀況。

2.3 配備簡(jiǎn)易工具車

在高速公路隧道工程，所安裝機(jī)電設(shè)備與管線種類繁多，如在隧道綜合管線斷面內(nèi)側(cè)上安裝多層電纜支架、照明燈具、配電箱，外側(cè)安裝排水管、消防管、信號(hào)與多層電纜支架。在傳統(tǒng)人工安裝模式下，施工人員需要反復(fù)移動(dòng)位置與上下爬梯來滿足安裝需求，施工效率低下，容易出現(xiàn)錯(cuò)誤操作行為。對(duì)此，需要在工程現(xiàn)場(chǎng)配備簡(jiǎn)易工具車，解決安裝效率低下、勞動(dòng)強(qiáng)度大的施工難題，簡(jiǎn)易工具車結(jié)構(gòu)如圖2 所示，由安裝平臺(tái)、支撐結(jié)構(gòu)、工具車、安裝槽、緊固件等部分組成，施工人員推動(dòng)工具車抵達(dá)各處安裝點(diǎn)，一體化開展機(jī)電設(shè)備搬運(yùn)、安裝作業(yè)。以照明燈具安裝為例，在人工安裝方式下，需要配備多名施工人員負(fù)責(zé)放線與安裝燈具，每組施工隊(duì)伍平均安裝速度為25～30 臺(tái)/d。通過配備簡(jiǎn)易工具車，可以節(jié)省燈具起吊安裝時(shí)間與運(yùn)輸時(shí)間，每組施工隊(duì)伍平均安裝速度提升到60～80 臺(tái)/d。

圖2 簡(jiǎn)易工具車立體結(jié)構(gòu)示意圖

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為保證高速公路隧道安全運(yùn)營(yíng)，營(yíng)造穩(wěn)定的交通行車環(huán)境。施工單位必須提高對(duì)機(jī)電系統(tǒng)安裝工程的重視程度，貼近工程實(shí)際情況，科學(xué)制定機(jī)電安裝施工方案，施工方案內(nèi)重點(diǎn)補(bǔ)充電纜線路、供配電系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)容，落實(shí)調(diào)試檢查、配備新型攝像機(jī)、配備簡(jiǎn)易工具車三項(xiàng)優(yōu)化措施，改善機(jī)電系統(tǒng)安裝施工條件。