高速公路隧道機電設備安裝工程施工技術研究

摘要：簡述了某高速公路隧道機電設備安裝工程概況，從PLC裝置、車道指示器、風電設備、消防系統以及隧道監控設備等方面闡述了機電設備安裝工程施工技術，通過在該隧道機電設備安裝工程的實施，驗證了本文所述高速公路隧道機電工程施工技術具有施工進度快、施工質量好和人力資源節約等特點，為高速公路隧道機電設備安裝施工提供了借鑒。

關鍵詞：接地保護；車道指示器；安裝工程；風電設備

0 引言

在高速公路隧道工程施工中，隧道機電設備的安裝是一項重要施工內容，其安裝質量直接影響整個隧道的安全運營。高速公路隧道機電設備技術先進、結構復雜、涉及面廣，需要安裝大量設備、使用大量配件材料。高速公路隧道機電安裝工程是一項復雜的綜合性工程，而在高速公路特長隧道里進行機電設備安裝施工，則具有施工難度大、施工項目多、質量要求高的特點，這就要求運用更好的隧道機電工程施工技術，通過施工現場施工組織，優質、高效、安全地完成機電設備安裝施工任務。

1 工程概況

甘肅省新開發的某高速公路工程全長139km，該高速公路工程的三叉分路口含有一條長度為3192m的隧道，該隧道機電設備安裝工程的施工工期為180d。該隧道機電設備安裝工程的施工量較大，所用施工材料和設備需要長距離運送，對工程質量的要求很高。該高速公路隧道機電設備工程主要包括安裝PLC裝置（即可編程邏輯控制器）、車道指示器、風電設備、消防系統、隧道監控設備、接地保護裝置等項施工項目。

2 機電設備安裝工程施工技術

2.1 安裝PLC裝置

安裝PLC裝置的具體步驟如下：

一是安裝PLC控制柜。PLC柜體安裝在隧道洞室內，根據該隧道的實際情況，設定PLC柜體的左右空隙。如果一切正常，緊固螺絲以確?？刂乒竦姆€定。

二是引入線纜。按照規定位置引入PLC柜體的電源線和控制電纜并完成接線，同時按照施工標準對預埋線的出線口進行保護，避免引入線纜時對預埋線造成損壞。

三是密封控制柜。當PLC控制柜底板安裝到位后，為使控制柜的柜體處于密封狀態，將尺寸合適的橡膠圈插入線孔中，并使用密封膠將其在線孔處粘貼牢固，使用防火泥堵住線孔，并使用發泡膠將PLC柜體與其相連的接線處密封。

四是檢查接線。檢查接線是機電設備安裝工程最重要的工作之一。使用專業設備檢查電源以及電源連接處，安排專業技術人員記錄檢查時獲得的數據，評估該數據是否符合標準要求、是否達到安全性能。

五是加電調試PLC裝置。若PLC控制柜接線經檢查無誤后，可以對PLC裝置進行加電調試。eSZxoT2zgIupEzh30h76Q44+DyNfQ39H48Qo1CJLa/4=首先應按照順序進行主開關和分開關的合閘操作。并在操作的同時觀察各設備間的狀態是否出現異常，若無異常則可對所有開關實施開閉操作。隧道內PLC裝置與其他設備連接情況如圖1所示。

2.2 安裝車道指示器

車道指示器的安裝步驟如下：

一是加電檢查。在安裝車道指示器之前，先將車道指示器運送到安裝地點實施加電檢查，驗證其運行情況是否正常。

二是確定支架位置。在確定支架位置之前，需要確定隧道內車道中心線位置。車道指示器支架的安裝位置與車道中心線在同一垂線上，即車道指示器支架安裝在車道中心線上方的隧道頂部位置。通過吊錘以車道中心線為目標點，在垂線上方隧道頂部位置確定支架安裝點。

三是鉆出支架安裝孔。在鉆支架安裝孔之前，需清理隧道頂部鉆孔位置的覆蓋物，清理后進行鉆孔并清除孔內的粉末殘渣，確保孔內無雜質。然后測量孔徑與孔深等數據，若數據不符合要求則需要再次施鉆直到符合標準后，使用膨脹螺栓安裝支架法蘭，確保連接穩固。

四是安裝支架。使用螺栓和螺母將車道指示器支架安裝在支架法蘭上，在確保該支架具有極強穩定性的前提下，可適當松解螺母進行左右調節然后予以固定。

五是安裝車道指示器。使用吊車將車道指示器吊至到支架處，調整其高度與角度，保持其屏體安裝點與支架準確對應，在此基礎上使其與支架連接，保證其連接穩定、牢固。

六是調整車道指示器位置。車道指示器安裝后，記錄其屏體與隧道內地面之間的距離，判斷是否符合標準，若不符合則需要按照設計要求調整其位置與角度。

七是連接線纜。依據設計要求，由專業人員將信號電纜、PLC裝置電纜與車道指示器上的屏幕控制器連接，避免上述電纜與附近的金屬結構產生接觸，以防止電纜磨損、電磁干擾或其他損壞，并將上述電纜實行加固操作。

八是加電調試。當按上述方法完成隧道內所有車道指示器安裝后，需對整個車道指示器進行全面檢查，若檢查后一切正常則進行加電調試。在加電調試時，需PLC他的配合，以掌握車道指示器的具體情況。若經加電調試后一切正常，即完成車道指示器他的安裝工作。隧道內車道指示器安裝位置如圖2所示。

2.3 安裝風電設備

2.3.1 施工準備

由于風電設備的安裝難度大、操作復雜，在安裝之前需對施工人員講解風電設備安裝要點和操作方法。技術人員要熟悉安裝圖紙并對輸送管現場進行實地檢查，確保安裝施工的質量和安全。

2.3.2 安裝方法

使用兩條6t手動倒鏈，將倒鏈的一端與吊鉤連接，另一端與風機連接，進行安裝操作。安裝時，需兩名施工人員分別位于風機兩側的工作臺上，進行倒鏈操作的同時擰緊連接螺栓。在擰緊螺栓時，確保每一條連接螺栓均套上彈簧墊圈，然后用螺母緊固。在安裝完風機后，檢查其安裝是否符合標準要求。安裝風機時，其中心線允許誤差的計算公式如下：

（1）

式（1）中：s為風機中心線允許誤差范圍，x為風機中心線水平后移量，y為風機中心線奧都偏移量。按照該公式計算出的風機中心線允許誤差范圍，須再次檢查和調整風機安裝位置，確保安裝位置準確無誤。

在風機安裝符合要求之后，檢查風機連接處螺栓的松緊情況，其與安裝底座是否接觸緊密，是否可以正常運行。若有異常情況予以解決，使風機安裝穩定與安全。在所有操作按要求完成后，對風機進行加電調試。

2.4 安裝消防系統

隧道消防系統的消防器材、設備、配件、材料，均應根據符合《火災自動報警系統施工及驗收規范》（GB50166—2019）等有關規定和設計要求。經現場勘察該隧道內部的實際情況，繪制消防系統安裝施工圖并報監理單位批準。準備好安裝消防系統所用的消防管道、消火栓、吊架、支架等供水設備，火災監測、報警所需設備、配件，以及滅火器等應急設備。

消防管道采用一級硬度的材料，采取熱熔方式處理消防管道接頭。消防管道經過隧道伸縮縫等處應采取補償措施。要按照消防管路布設要求裝設接線盒并采取固定措施。消防管路保護層使用防火混凝土敷設，其厚度不應小于30mm。消防管道與消火栓要連接牢固，便于應急使用。煙感探測器、火災報警器等控制與顯示設備應安裝牢固。要保證消防系統安裝施工具有高質量，加強安裝過程中突發情況的應對能力。

2.5 安裝隧道監控設備

2.5.1 安裝電纜

隧道監控范圍包括出口、入口、內部道路和緊急出口等區域。根據監控設備安裝位置配備視頻傳輸和電力供應電纜，并詳細記錄其安裝情況和檢測結果，以滿足監控電纜的安裝需求。測試監控電纜信號傳輸性能、協調性能以及絕緣性能，確保其符合技術要求。

在配電電纜穿越構造物或護坡時，應穿入鍍鋅鋼管以起到保護作用。埋設電力供應電纜時，其埋設深度應≥70cm的地下，并在埋設處設立防護措施。要對電纜終端加強防護，用絕緣膠帶進行絕緣處理。

2.5.2 安裝隧道攝像頭

根據設定的監控范圍，合理安裝攝像頭，并保持攝像頭視野開闊、清晰。以在隧道口安裝攝像頭為例，在隧道口安裝攝像頭之前，先在地面施做攝像柱的底座和連接法蘭，并將視頻傳輸和電力供應電纜引到攝像柱的底座處。然后使用起重設備提升一根攝像柱，攝像柱底部法蘭與底座法蘭通過螺栓螺母緊固連接。將地面引過來的視頻傳輸和電力供應電纜與攝像柱上的接線盒連接。在攝像柱頂部安裝一根避雷針進行防雷電保護。

將攝像頭與網絡視頻錄像機、存儲設備和服務器連接后進行測試，如果工作正常，插入攝像頭護罩和云臺?？紤]到現場環境可能被破壞，攝像頭和云臺應放置在攝像桿的頂部，以確保每個設備在最大額定風速下都能正常使用。

2.5.3 安裝光感檢測器

按照圖紙上規定的標準，首先將光感檢測器及其支架安裝在立柱頂端；然后調整外部光感檢測器的檢測角度，使該探測器與路徑表面對齊；接著使用金屬管保護和固定插入的電源和信號電纜的裸露部位；最后將光感檢測器插入線路末端。

2.6 安裝接地保護裝置

需按照圖紙要求，根據工程實際的情況，將接地保護裝置進行分段安裝。先檢查整個隧道機電設備的接地線和接地體完好無損，然后安裝接地保護裝置。當接地線穿過構筑物的空間時，必須安裝接地補償裝置。

在實際施工中，接地線可以彎曲成曲線。穿過構筑物和裸露部件的接地線必須用PVC管進行絕緣保護。若該操作是在室外進行，則需將隔熱材料放置在PVC管內部，避免隔熱材料接觸到水分發生腐蝕，并在接線頭上圖層涂抹防銹材料，以延長其使用年限。

3 驗證實施結果

3.1 施工工期

將本文所述高速公路隧道機電工程施工技術，應用于甘肅省新開發的某高速公路中的三叉分路口隧道機電工程的施工之中。根據施工計劃，長度為3192m的隧道機電設備安裝工程的施工工期為180d。該隧道機電工程每天需要完成大約18m的隧道長度。

根據上述工程進度安排，以及隨時調整安裝時間與安裝工作量及安裝速度之間的關系，運用本文所述高速公路隧道機電工程施工技術，在180d內完成了該隧道機電安裝工程。而傳統方法無法在180d內完成該項工程。

3.2 人力資源

采用本文所述高速公路隧道機電工程施工技術與傳統施工方法，在人力資源利用方面進行實驗。該實驗通過將相同規模的隧道工程，采用不同的施工方法進行對比，記錄關鍵數據并進行分析，來評估人力資源利用情況。

實驗結果顯示，本文所述施工技術在施工過程中使用的人力資源共計30人，所需的人力資源較少、施工效率較高；而傳統施工方法在施工過程中使用的人力資源共計40人，所需的人力資源較多、施工效率不高。

4 結束語

常規的高速公路隧道機電工程施工方法操作復雜且施工效率低，鑒于此，本文介紹一種全新的高速公路隧道機電工程施工技術，并將其運用于甘肅省某高速公路中的三叉分路口隧道機電工程施工之中。

經過與傳統施工方法對比可知，本文所述施工技術在施工進度、施工質量和人力資源節約等方面均取得了優異成績，對提高高速公路隧道機電工程的質量和效益效果明顯。

參考文獻

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