高速公路隧道機(jī)電系統(tǒng)安裝工程施工技術(shù)

安征

中交一公局第七工程有限公司

1 工程概況

三門(mén)峽崤函大道項(xiàng)目位于三門(mén)峽市，本項(xiàng)目為一標(biāo)段，起訖里程K0+000～K5+000，長(zhǎng)5km，雙向六車(chē)道，紅線寬度26m～60m，設(shè)計(jì)速度50km∕h。本標(biāo)段內(nèi)的隧道包含長(zhǎng)度為412m的重丘一號(hào)連拱隧道和左線500m、右線497m的重丘二號(hào)連拱隧道。

2 隧道內(nèi)PLC裝置的安裝

安裝工藝流程：施工準(zhǔn)備→柜體安裝→線纜引入成端→箱體整理密封→接線檢測(cè)→設(shè)備加電調(diào)試→PLC程序?qū)懭肱c測(cè)試。

（1）PLC柜體安裝。PLC柜體需穩(wěn)定在隧道洞室內(nèi)，并根據(jù)實(shí)際情況增加墊片或采取其他方法，以便調(diào)節(jié)柜體的水平和垂直度，若無(wú)誤則擰緊連接螺絲，確保其具有穩(wěn)定性。

（2）線纜引入成端。對(duì)預(yù)埋管出線口處的電纜采取防護(hù)措施，確保不受損；引入PLC柜的電源電纜和控制電纜，按照?qǐng)D紙要求接入至指定位置。

（3）箱體密封。待PLC柜底板安裝到位后，在過(guò)線孔處設(shè)置合適尺寸的橡膠圈，起到密封的作用；為滿(mǎn)足防火要求，用防火泥封閉過(guò)線孔。利用發(fā)泡劑封閉PLC柜體與外部相通的孔、縫。

（4）接線檢測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接線檢查是重點(diǎn)作業(yè)內(nèi)容，具體利用萬(wàn)用表檢測(cè)，被測(cè)對(duì)象包含電源、通斷和絕緣等性能。確保檢測(cè)工作的全面性，即覆蓋至每根線，由專(zhuān)員操作，測(cè)定數(shù)據(jù)并完整記錄。

（5）設(shè)備加電調(diào)試。經(jīng)過(guò)接線檢測(cè)后，若無(wú)異常狀況則對(duì)設(shè)備加電調(diào)試。此時(shí)按照先主開(kāi)關(guān)、后分開(kāi)關(guān)的順序合閘，在此條件下檢查受電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及各項(xiàng)指標(biāo)（例如電壓值）。按照流程有序合上各開(kāi)關(guān)，確保各設(shè)備均可正常運(yùn)行。

3 隧道內(nèi)車(chē)道指標(biāo)器的安裝

安裝工藝流程：施工準(zhǔn)備→加電檢查→支架安裝位定位打孔→支架上安裝法蘭→支架安裝→屏體吊裝及高度調(diào)整→線纜引入→加電調(diào)試。

（1）加電檢查。加電檢查對(duì)象為隧道車(chē)道指示器屏體，待該裝置被運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后對(duì)其加電，以便檢查設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

（2）支架安裝位置的確定。首先測(cè)定車(chē)道中心線的位置，再根據(jù)所掌握的信息計(jì)算得到車(chē)道控制器的安裝位置，作為正式安裝的作業(yè)依據(jù)；利用吊錘的方法明確車(chē)道中心線對(duì)應(yīng)的隧道頂部位置，將其視為車(chē)道指示器支架的安裝中點(diǎn)，以便后續(xù)精準(zhǔn)安裝支架[1]。

（3）鉆孔。在明確支架安裝點(diǎn)后利用沖擊鉆鉆孔，清理孔內(nèi)的粉塵等雜物，檢測(cè)孔深、孔徑等，確保各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)標(biāo)。此后在支架頂部的孔位處安裝法蘭，利用膨脹螺栓連接，使該部分結(jié)構(gòu)維持穩(wěn)定。

（4）支架的安裝。利用連接螺栓安裝車(chē)道指示器支架，使其與支架上法蘭形成穩(wěn)定連接的關(guān)系?？紤]到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性要求，適當(dāng)深擰連接螺栓的螺母，在不影響整體穩(wěn)定性的前提下留有余量，以便左右靈活調(diào)節(jié)支架。

（5）車(chē)道指示器安裝。抬吊車(chē)道指示器使其到達(dá)指定高度，再適度調(diào)整位置，期間密切觀察屏體上的安裝位，該處對(duì)準(zhǔn)支架下法蘭，再進(jìn)一步連接支架和屏體，使其保持穩(wěn)定。

（6）車(chē)道指示器的位置檢測(cè)與調(diào)整。測(cè)定屏體下沿與路面的距離，將實(shí)測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行對(duì)比分析，判斷其是否滿(mǎn)足要求，再根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果靈活調(diào)整屏體支架的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，直至屏體的高度達(dá)標(biāo)為止。

（7）線纜引入成端。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙以及說(shuō)明書(shū)，由技術(shù)人員將信號(hào)線等相關(guān)線纜從PLC引至屏體控制器，各自均連接到位后利用金屬軟管保護(hù)外露部分，以免其在使用中受損。此外在洞頂進(jìn)行加固。

（8）加電調(diào)試。待設(shè)備安裝到位后全面檢查安裝接線，若無(wú)異常則送電調(diào)試，此過(guò)程中及時(shí)啟用PLC，以便準(zhǔn)確掌握車(chē)道控制器的具體情況。經(jīng)過(guò)測(cè)試后，若均滿(mǎn)足要求則采取成品保護(hù)措施，減小外部因素的干擾。

4 隧道閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)的安裝

（1）施工思路。按照“攝像機(jī)安裝→線纜配套→加電調(diào)試”的流程完成各項(xiàng)關(guān)鍵的工作，并在施工前做足準(zhǔn)備，施工后恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，采取成品保護(hù)措施。

（2）攝像機(jī)安裝。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求精準(zhǔn)固定支架孔位，在確定孔位后于該處利用記號(hào)筆設(shè)置標(biāo)記，界定具體的打孔范圍。鉆孔用電錘完成，成孔后向其中打入膨脹螺栓。在已設(shè)置到位的支架上安裝攝像機(jī)（提前經(jīng)過(guò)調(diào)試，確保能夠正常運(yùn)行），并用螺栓固定，確保攝像機(jī)在使用過(guò)程中無(wú)晃動(dòng)[2]。

（3）線纜配套。根據(jù)圖紙要求，將電源線、網(wǎng)線穿至特定的金屬軟管上，并將視頻箱引至攝像機(jī)內(nèi)。梳理電源線纜以及超五類(lèi)非屏蔽網(wǎng)線，按要求分別接入指定的端口。在經(jīng)過(guò)接線操作后由專(zhuān)員檢查，以確保無(wú)誤。

（4）加電調(diào)試。攝像機(jī)加電后啟用測(cè)試軟件，用于分析攝像機(jī)所能掌握的監(jiān)視覆蓋范圍，再根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果靈活調(diào)整轉(zhuǎn)向法蘭，從而使攝像機(jī)的角度以及可視范圍均被控制在合理范圍內(nèi)。在前述操作的基礎(chǔ)上固定轉(zhuǎn)向法蘭螺栓。

5 隧道洞口監(jiān)控設(shè)備的安裝

5.1 電力電纜安裝

（1）在現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)勘察敷設(shè)線路并完成路由檢測(cè)操作，以實(shí)際結(jié)果為準(zhǔn)預(yù)留，以滿(mǎn)足電纜配盤(pán)的操作要求。

（2）以施工圖為準(zhǔn)精準(zhǔn)開(kāi)挖電纜溝，使其尺寸具有合理性。

（3）測(cè)試電纜，判斷其在導(dǎo)通性和絕緣性?xún)煞矫娴木唧w情況，系統(tǒng)判斷電纜的性能。

（4）對(duì)于監(jiān)控外場(chǎng)設(shè)備配電電纜，該部分采取直埋式的敷設(shè)方法，到位后利用素混凝土包封，起到防護(hù)作用；穿過(guò)構(gòu)造物或護(hù)坡時(shí)需為之穿入鍍鋅鋼管，起到防護(hù)的作用。對(duì)于地下直埋的鎧裝電纜，其埋設(shè)深度至少達(dá)到700mm，同時(shí)在該處敷設(shè)蓋板形成防護(hù)。在埋設(shè)電纜的溝底鋪砂厚度100mm的層或細(xì)土，鋪設(shè)到位后進(jìn)一步蓋上相同厚度的沙層或細(xì)土。

（5）在室外制作電纜終端頭與中間接頭時(shí)加強(qiáng)安全防控，避免塵埃等外部雜物落入絕緣內(nèi)；此外，禁止在雨霧環(huán)境中施工，否則易影響材料的質(zhì)量。加強(qiáng)對(duì)低壓電纜終端頭的防護(hù)，具體利用絕緣膠帶包扎。

5.2 隧道口攝像機(jī)的安裝

（1）在現(xiàn)場(chǎng)適配吊車(chē)，利用該設(shè)備起吊攝像機(jī)立柱桿，下法蘭與基礎(chǔ)法蘭平面保持緊密貼合的關(guān)系，并利用螺栓做緊固處理。在立柱頂部設(shè)避雷針起到防護(hù)的作用。立柱底法蘭盤(pán)與連接接地網(wǎng)引線形成連接，并在該連接部位采取防腐措施[3]。

（2）測(cè)試云臺(tái)的功能，若能夠正常使用則安裝攝像機(jī)護(hù)罩和云臺(tái)。考慮到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的干擾，攝像機(jī)防護(hù)罩和云臺(tái)必須穩(wěn)定在支撐桿頂部，確保在最大額定風(fēng)速條件下各裝置依然可穩(wěn)定運(yùn)行，從監(jiān)視器內(nèi)觀察無(wú)攝像機(jī)大幅度抖動(dòng)的異常狀況。

5.3 洞外光強(qiáng)檢測(cè)器安裝

在洞外光強(qiáng)檢測(cè)器基礎(chǔ)上設(shè)置立柱，以便在該處（立柱上）安裝洞外光強(qiáng)檢測(cè)器。在固定立柱前將相應(yīng)的線纜引入立柱內(nèi)，此后安裝洞外光強(qiáng)檢測(cè)器。根據(jù)圖紙要求，將洞外光強(qiáng)檢測(cè)器和支架組裝成型并設(shè)置在立柱的頂端，此后靈活調(diào)整洞外光強(qiáng)檢測(cè)器的角度，直至檢測(cè)器的探頭對(duì)準(zhǔn)路面為止。隨后，利用金屬軟管保護(hù)引入的電源及信號(hào)線纜的外露部分并固定，最后引入洞外光強(qiáng)檢測(cè)器成端。

6 外場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備的安裝

6.1 外場(chǎng)設(shè)備基礎(chǔ)施工

（1）以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)精準(zhǔn)定位、劃線，為后續(xù)安裝工作的開(kāi)展提供依據(jù)。

（2）設(shè)置保護(hù)接地系統(tǒng)，此時(shí)重點(diǎn)控制其接地電阻的阻值，即在4Ω以?xún)?nèi)。

（3）以前期得到的劃線位置為準(zhǔn)，利用明挖法開(kāi)挖土方。經(jīng)過(guò)整平、夯實(shí)處理后改善土層基底的狀態(tài)，使其具有平整性與穩(wěn)定性。

（4）在開(kāi)挖成型后，將鋼筋綁扎到位并支立模板。

（5）組織基礎(chǔ)混凝土的澆筑作業(yè)，24h后若無(wú)異常狀況則拆模。拆模是一項(xiàng)擾動(dòng)性較強(qiáng)的工作，應(yīng)加強(qiáng)防護(hù)措施，不可損傷基礎(chǔ)，若因特殊原因而導(dǎo)致基礎(chǔ)混凝土受損則進(jìn)行修補(bǔ)，后續(xù)根據(jù)混凝土的強(qiáng)度情況安裝設(shè)備[4]。

6.2 外場(chǎng)設(shè)備電力電纜安裝

（1）現(xiàn)場(chǎng)勘察敷設(shè)線路，結(jié)合實(shí)際情況適當(dāng)預(yù)留，以便高效完成電纜配盤(pán)操作。

（2）在敷設(shè)電纜時(shí)，據(jù)作業(yè)場(chǎng)景采取合適的方法。對(duì)于監(jiān)控外場(chǎng)設(shè)備的配電電纜，較為合適的是直埋敷設(shè)方式，到位后利用素混凝土包封；穿過(guò)構(gòu)造物或護(hù)坡時(shí)為之穿入鍍鋅鋼管，以起到防護(hù)作用。對(duì)于地下直埋的鎧裝電纜，其埋設(shè)深度至少達(dá)到700mm，同時(shí)在該處敷設(shè)蓋板。在埋設(shè)電纜的溝底鋪砂層或細(xì)土，厚度按100mm控制，鋪設(shè)到位后再進(jìn)一步蓋上相同厚度的沙層或細(xì)土。若為了滿(mǎn)足電纜或電纜管的進(jìn)出要求而調(diào)整電纜溝的深度，則控制好坡度，不可超過(guò)1∶5。

（3）在室外制作電纜終端頭與中間接頭時(shí)加強(qiáng)安全防控，避免塵埃等外部雜物落入絕緣內(nèi)；此外，在雨霧環(huán)境中禁止施工，否則易影響材料的質(zhì)量。低壓電纜終端頭的防護(hù)采用包扎絕緣膠帶的方法。

6.3 外場(chǎng)攝像機(jī)的安裝

（1）詳細(xì)清理基礎(chǔ)法蘭上的地腳螺栓，使其保持潔凈。在線纜安裝工作中要求所用電纜有足夠的松弛性，以便順利移動(dòng)攝像機(jī)防護(hù)罩（以免在此過(guò)程中電纜和電纜端子受到張拉作用）。為各外露線纜穿保護(hù)套，進(jìn)出線纜端子采取密封型的結(jié)構(gòu)形式。在現(xiàn)場(chǎng)配備吊車(chē)，由該裝置將攝像機(jī)立桿吊裝至指定位置，下法蘭與基礎(chǔ)法蘭緊密貼合，并利用螺栓緊固，使法蘭具有足夠的穩(wěn)定性。在立柱底部設(shè)避雷針，增強(qiáng)防雷擊效果。立柱底法蘭盤(pán)與聯(lián)合接地網(wǎng)引線形成連接，并對(duì)該部位采取防腐措施，確保聯(lián)合接地網(wǎng)電阻≤4Ω。

（2）測(cè)試云臺(tái)的功能，若能夠正常使用則安裝攝像機(jī)護(hù)罩和云臺(tái)，使其滿(mǎn)足監(jiān)控視角要求?？紤]到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的干擾，攝像機(jī)防護(hù)罩和云臺(tái)必須穩(wěn)定在支撐桿頂部，確保在最大額定風(fēng)速條件下各裝置依然可穩(wěn)定運(yùn)行，從監(jiān)視器內(nèi)觀察無(wú)攝像機(jī)大幅度抖動(dòng)的異常狀況。

7 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在高速公路隧道工程建設(shè)中，機(jī)電系統(tǒng)安裝為重點(diǎn)作業(yè)內(nèi)容，其會(huì)直接影響公路隧道的使用效果，且直接關(guān)聯(lián)于車(chē)輛通行的安全性。在隧道機(jī)電系統(tǒng)安裝時(shí)，工作人員應(yīng)注重PLC裝置、指示器、監(jiān)控系統(tǒng)、外場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備等各類(lèi)裝置的安裝，由專(zhuān)員以合理的方法操作，將機(jī)電系統(tǒng)中的各類(lèi)設(shè)施安裝到位。本文提出高速公路隧道機(jī)電系統(tǒng)安裝的技術(shù)要點(diǎn)，希望能為類(lèi)似工程提供參考。