建筑強電豎井內(nèi)電氣設(shè)備安裝與施工技術(shù)研究分析

王少輝

0 引言

國內(nèi)建筑項目中，強電豎井電氣設(shè)備負責(zé)保障電力輸送，依托于設(shè)備合理布局安設(shè)，把電能傳送給各個樓層與電梯，確保人們穩(wěn)定用電。鑒于強電豎井的重要性，相關(guān)安裝技術(shù)與質(zhì)量保障已經(jīng)受到行業(yè)內(nèi)公司的重視，通過強化對施工質(zhì)量及其安裝效果的管控，提高現(xiàn)場工人的技術(shù)能力，保障電氣設(shè)備布局準確、運行穩(wěn)定，達到建筑功能性的要求標(biāo)準。在強電豎井部分的建設(shè)中，安裝電氣設(shè)備是比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其關(guān)系到建筑物正式投入運行后的供電問題，與居民日常生活有直接聯(lián)系。因而在項目建設(shè)期間，相關(guān)方應(yīng)當(dāng)關(guān)注安裝此部分的電氣設(shè)備，強化相應(yīng)的檢測處理，保障安裝結(jié)果符合設(shè)計標(biāo)準，維護用電安全、穩(wěn)定。

1 建筑項目強電豎井施工普遍存在的問題

首先，在工程施工設(shè)計期間，由于受整體建筑布局的限制以及建設(shè)方對公共面積比例的控制，強電豎井設(shè)計尺寸通常不大，造成其內(nèi)部電氣設(shè)備可用空間緊張，尤其高層建筑，造成對豎井內(nèi)電氣設(shè)備布局合理性以及施工工序搭接的要求更高，施工時難度加大，同時影響了設(shè)備投入使用后日常運維管理工作的效率。其次，在電力系統(tǒng)深化設(shè)計的環(huán)節(jié)中，對于高低壓配電系統(tǒng)，深化設(shè)計往往處于結(jié)構(gòu)砌體完成后，這種情況下容易導(dǎo)致原預(yù)埋孔位的位置和尺寸以及預(yù)留供電局配電箱的尺寸不符合要求，需要對電氣豎井進行重新排列。再次，電纜施工時未考慮布放次序，導(dǎo)致最終電纜敷設(shè)完畢后交叉、雜亂現(xiàn)象明顯，不利于后期電纜檢修。然后，橋架內(nèi)電線電纜數(shù)量多，部分導(dǎo)線與電纜間防火封堵存在不嚴密的情況，影響防火性能。最后，豎井內(nèi)配電箱及橋架等金屬件經(jīng)常出現(xiàn)聯(lián)結(jié)不到位、保護接地缺失等情況，影響正常安全用電。

2 建筑強電豎井中電氣設(shè)備安裝施工

某高層項目的建筑總面積為3.2×10m，單體高度是86.5m。電源電壓設(shè)定是380V/220V，其中電源是由變電所引入，并設(shè)置高低壓配電室。低壓配電出線利用電纜母線槽，順著豎井給各層供電。本工程的防雷防火均是一級。

2.1 安裝準備

其一，預(yù)留孔洞。利用目前較成熟的BIM 建模技術(shù)，將豎井規(guī)格、橋架及其配件標(biāo)高尺寸與走向、配電箱尺寸等，以1∶1等比例繪制于三維建模，發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備位置交叉沖突，應(yīng)及時調(diào)整，以便后期電氣豎井內(nèi)電氣設(shè)備正確安裝。

其二，預(yù)埋管路。按照前期管路BIM 建模結(jié)果，以及落實配電箱實際規(guī)格、安裝位置，需預(yù)埋的電氣導(dǎo)管考慮走向合理布局以及減少交叉原則，排列整齊后埋設(shè)于配電箱及其橋架的正上方，保證管道后期順直接入橋架與配電箱。

2.2 安裝母線槽

布設(shè)封閉式母線槽（如圖1 所示）前，安裝人員應(yīng)借助鋼卷尺，根據(jù)原定的安裝位置，在最頂層測量母線槽位置，彈出邊界線。根據(jù)確定的邊界線，通過水平尺與角尺精細調(diào)整樓板槽鋼方位并固定，而后順著槽鋼的內(nèi)側(cè)，設(shè)置下層的垂線，逐層檢查每層豎井母線槽安裝空間。確認無誤后，逐層安裝母線槽樓板槽鋼以及側(cè)墻支架，封閉式母線槽垂直安裝沿墻處，應(yīng)做固定支架，每段母線槽固定支架不得少于一處，過樓板處應(yīng)加裝防震裝置。

圖1 封閉式母線槽安裝連接圖

現(xiàn)場固定母線槽中，安裝人員必須保證相鄰殼體垂直間距相同，保持均勻布局，并且相鄰母線和殼體要實現(xiàn)“同心”，偏差不能超過5mm。安裝母線槽中，施工人員可通過扭力扳手把螺栓擰上，確保力矩達標(biāo)，力矩值需與螺栓直徑相符（詳見“建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50303-2015 附錄E”）。母線槽安裝完成后，垂直度偏差不宜大于1.5‰，全廠最大偏差不宜大于20mm。

母線槽安裝前每段母線的絕緣電阻應(yīng)檢測合格，絕緣電阻值不應(yīng)小于20MΩ。母線槽段與段的連接口不得設(shè)置于穿越樓板部位，應(yīng)高于樓板面650mm 以上。

2.3 安裝橋架

按照“先干線、后支線”思路，確認初始和終止的位置，準確彈出控制線。根據(jù)控制線位置設(shè)置橋架支吊架，成排橋架支架考慮采用共架，根據(jù)橋架規(guī)格、數(shù)量以及架體與附件的荷載參數(shù)，經(jīng)計算采用L40×4 角鋼或5#～10#槽鋼，保證整體結(jié)構(gòu)能達到設(shè)定荷載標(biāo)準。支吊架大樣確定后，對支、吊架的安裝位置彈線定位，支架間距不得大于2m，每隔3～5 層設(shè)置承重支架，以保障穩(wěn)定性。

橋架安裝時，同樣采取從下到上依次連接的方法，橋架的接口應(yīng)順直，連接可采用內(nèi)連接，接縫處應(yīng)緊密平直，連接板兩端不少于2 個有防松螺帽的連接固定螺栓，螺母置于線槽外側(cè)。橋架交叉、轉(zhuǎn)彎連接時，應(yīng)采用三通、四通或彎通等專用配件進行連接。非鍍鋅橋架以及鍍鋅橋架配件連接部位應(yīng)采用不小于4mm導(dǎo)線進行跨接地，每層豎井內(nèi)橋架均需與豎井等電位接地扁鋼可靠聯(lián)結(jié)。

線、纜敷設(shè)完畢后，應(yīng)及時蓋好橋架的蓋板，蓋完的橋架應(yīng)達到：蓋板齊全、鎖扣壓緊、表面平整、防護層完整。安裝完成后橋架垂直允許偏差為其長度的2‰，且全長允許偏差為20mm。

2.4 安裝配電箱

配電箱安裝前，施工人員要根據(jù)BIM 建模以及深化設(shè)計圖重點復(fù)核豎井內(nèi)配電箱安裝高度、尺寸、開啟方式以及操作空間等因素，預(yù)留空間滿足安全距離及檢修空間要求，相應(yīng)的配電箱安裝與接地現(xiàn)場如圖2 所示。確認無誤后，根據(jù)配電箱安裝底部標(biāo)高彈線，確保同一電井內(nèi)配電箱沿墻整齊排列，箱體下沿標(biāo)高一致，相鄰配電箱水平偏差不得大于2mm，配電箱垂直度不大于1mm/m。

圖2 強電豎井內(nèi)配電箱安裝與接地

強電豎井內(nèi)明掛配電箱主要運用金屬膨脹螺栓進行固定，落地安裝的配電柜采用10#槽鋼做支架，配電箱固定應(yīng)牢固、方正。

接入配電箱的電線明導(dǎo)管，施工人員需確認孔與管一一對應(yīng)，管口應(yīng)通過敲落孔垂直進入箱內(nèi)5mm，做到一管一孔，管徑與敲落孔尺寸應(yīng)匹配，相差太大的應(yīng)補平，油漆剝落的應(yīng)補刷。接入配電箱的橋架，施工人員需確認開孔部位，開孔不得使用氧-乙炔割，切口應(yīng)整齊。導(dǎo)管與橋架應(yīng)采用接地線與配電箱接地端子板可靠連接。

導(dǎo)線連接配電箱接線端子部分，如為單股銅制以及鋁制的芯線，其截面積不足10mm，允許和設(shè)備直接相連；如為多股銅線，截面積不足2.5mm，應(yīng)當(dāng)在擰緊搪錫處理后，才能依次連接；但對于截面積超過2.5mm的部分，應(yīng)采用接續(xù)端子搪錫后，與設(shè)備端子相連。配電箱內(nèi)導(dǎo)線應(yīng)接線整齊、回路清晰、標(biāo)識清楚。

配電箱底部應(yīng)使用無機防火隔板在配電箱底部鋪墊封堵，最后采用有機防火堵料對配電箱底部進行包裹封堵，并高出配電箱底部50mm 做成規(guī)則狀。

2.5 安裝電纜

強電豎井內(nèi)電纜規(guī)格偏大，不乏安裝4×240mm+1×120mm規(guī)格的電纜，敷設(shè)電纜前需根據(jù)電纜規(guī)格數(shù)量、走向、電纜起始終端位置進行合理的布置，確保電纜順直、避免交叉。

電纜采購前，應(yīng)根據(jù)電纜的走向、末端配電箱的安裝位置、樓層標(biāo)高、箱體尺寸，以及考慮適量的彎曲及備用長度（通常按1%考慮），做好實地測量。電纜施工前，施工人員應(yīng)仔細核對規(guī)格型號，確認外觀完好情況下，用500V 搖表對電纜進行搖測，絕緣電阻應(yīng)大于0.5MΩ，電纜搖測完應(yīng)將芯線分別對地放電。

敷設(shè)電纜時設(shè)在頂層的轉(zhuǎn)角滑輪作用十分重要，選用時應(yīng)注意：該滑輪承受最大重力必須是電纜自重2 倍，且應(yīng)留有充足的承力余地。電纜敷設(shè)時要專人指揮，拐彎處以最大允許彎曲半徑為準，彎曲兩端均用電纜卡固定，電纜布放遵循由高到低，由大到小原則，敷設(shè)速度應(yīng)適當(dāng)，防止電纜劃傷和拉傷。每放一根，固定一根，固定順序為由上而下，采用尼龍繩固定于橋架內(nèi)橫擔(dān)，間距1m 以內(nèi)，每20m 用金屬電纜卡作加強固定。電纜敷設(shè)及防火封堵如圖4 所示。

圖4 強電豎井橋架內(nèi)電纜敷設(shè)及防火封堵

布放完畢后用1kV 搖表對電纜重新進行檢測，合格后方能進行電纜頭的制作，電纜頭制作好后即可與空氣開關(guān)等器具進行連接，連接要牢固緊密。電纜通電前要進行絕緣檢測，記錄測量數(shù)值并作為技術(shù)資料。最后在首尾段、轉(zhuǎn)角以及每隔50m部位掛設(shè)電纜牌。

預(yù)分支電纜安裝方法同上，需要注意的是預(yù)分支支線電纜的長度以及分支部位需在豎井內(nèi)橋架及配電箱安裝完成后，由廠家配合實地測量確定，避免出現(xiàn)安裝時電纜分支部位與長度不符的情況。同時預(yù)分支支線電纜生產(chǎn)出廠時一般為與主干電纜捆綁狀態(tài)，現(xiàn)場布設(shè)時應(yīng)待預(yù)分支主干電纜完成敷設(shè)、固定后，解除分支電纜綁扎，沿橋架敷設(shè)至末端配電箱進線端。

2.6 敷設(shè)接地線

接地干線引接自基礎(chǔ)接地體，采用40×4 熱鍍鋅扁鋼沿強電豎井引上至頂層，同時每三層與豎井樓板鋼筋作等電位聯(lián)結(jié)。接地干線支架根據(jù)實際安裝位置，采用獨立敷設(shè)或與相鄰橋架采用同一支架，支持點間距不超過1.5m。扁鋼間搭接長度為100mm，可采用焊接或螺栓連接方式，焊接時應(yīng)三面施焊，焊后對焊接部位打磨，涂刷防銹漆；螺栓連接時兩螺栓中心距為60mm，螺栓距邊20mm，螺母端需配備齊全墊片與彈簧墊片。

強電豎井每層均需設(shè)置局部等電位，利用結(jié)構(gòu)底筋點焊形成600×600 的等電位網(wǎng)格，采用扁鋼與LEB 端子箱（距地300mm）聯(lián)結(jié)。同時沿電氣豎井內(nèi)明敷設(shè)一圈40×4熱鍍鋅扁鋼，過門處應(yīng)煨平彎埋到地面下，并與LEB 端子箱聯(lián)結(jié)，形成嚴密、美觀的局部接地體。同時延長周圈40×4 熱鍍鋅扁鋼至配電箱、橋架等金屬構(gòu)筑物實際安裝位置，采用接地線聯(lián)結(jié)，保證強電豎井內(nèi)所有金屬件均設(shè)有可靠的保護接地（如圖3 所示）。

圖3 地面提升法、樓頂放下法敷設(shè)電纜示意圖

2.7 強電豎井防火封堵

強電豎井作為建筑物配電系統(tǒng)的關(guān)鍵載體，穿越樓板處普遍存在同一部位貫穿式設(shè)計情況，發(fā)生電氣火災(zāi)時火勢容易迅速蔓延至其他樓層，因而豎井防火封堵一直是消防驗收的重點區(qū)域。

對于橋架與母線槽穿樓板孔洞的防火封堵（如圖5 所示），采用防火板+防火堵料相結(jié)合的方法。首先根據(jù)孔洞的大小裁剪防火板，防火板裁剪應(yīng)大于洞口周圍 8cm，然后用膨脹螺栓固定在洞口下面樓板上，固定的膨脹螺栓應(yīng)牢固、結(jié)實。而后還需在防火板和橋架、電纜之間的縫隙填入柔性有機防火堵料，橋架內(nèi)剩余空間依次填入防火包，采用柔性有機防火堵料填滿縫隙，最后在樓板上側(cè)安裝防火板、填塞柔性有機防火涂料，表面防火堵料應(yīng)收口平整美觀。

圖5 樓板防火封堵示意圖

3 強電豎井中電氣設(shè)備的安裝管控思路

3.1 保證設(shè)計質(zhì)量

電氣設(shè)備安裝效果影響著建筑物的功能性，關(guān)系到設(shè)備自身的運行狀態(tài)，假設(shè)此部分的設(shè)計存在漏洞，有可能引發(fā)返工，不利于發(fā)揮電氣設(shè)備的作用。所以，實際安裝作業(yè)中，相關(guān)人員需保障設(shè)計準確性與系統(tǒng)化，重視圖紙會審以及建議反饋，盡可能提早發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷，控制由于設(shè)計變更導(dǎo)致的安裝項目延期、增加開發(fā)投入。另外，測量人員需按照圖紙核對預(yù)留預(yù)埋地位內(nèi)的準確性。

3.2 注重過程監(jiān)管

在建筑強電豎井中，電氣設(shè)備和線纜施工質(zhì)量和所有支架、線纜接頭等均有聯(lián)系，其中某個安裝節(jié)點出現(xiàn)異常，均會反映在電氣設(shè)備與線路上。所以，在電氣設(shè)備施工期間，需采取全程監(jiān)管的工作模式，保證所有安裝環(huán)節(jié)、操作節(jié)點均符合施工標(biāo)準。

3.3 強化人料機管理

首先，人員方面?，F(xiàn)場開工前要組織崗前培訓(xùn)，明確梳理重難點，確保入場人員掌握建設(shè)程序，掌握安裝施工中的各項技術(shù)手段。其次，材料方面。安裝作業(yè)前期，全部施工材料都要通過檢查，保障所有材料均滿足安裝需要。同時，所有入場材料均應(yīng)配備相應(yīng)的生產(chǎn)證明，保證其品質(zhì)達到投入應(yīng)用的標(biāo)準。最后，機械設(shè)備方面。待材料與人員均符合要求標(biāo)準后，相關(guān)方需落實運維管控設(shè)備的工作，保證所有機械都能正常使用，防止由于機械工具發(fā)生異常，耽誤安裝進度，影響安裝效果。同時，在安裝作業(yè)中，施工人員需要選定便于操作的位置，并注重設(shè)備養(yǎng)護，保障設(shè)備可以穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，安裝過程能有序推進。

3.4 做好安裝驗收

待電氣設(shè)備安裝結(jié)束后，需組織整體性的檢查及驗收工作，開展項目供配電系統(tǒng)的負荷測驗活動，評估設(shè)備本身與電纜的承載水平。另外，根據(jù)可能會發(fā)生的突發(fā)情況，模擬檢查強電豎井中的電氣系統(tǒng)穩(wěn)定性，衡量其應(yīng)對突發(fā)情況的水平，確保在工程交付使用后，可以穩(wěn)定、安全運轉(zhuǎn)。

4 結(jié)論

建筑強電豎井內(nèi)的電氣設(shè)備，其安裝效果關(guān)系到工程電氣系統(tǒng)可用性，影響著電力輸送穩(wěn)定性以及用電安全。因此，電氣施工方應(yīng)當(dāng)明確該類作業(yè)環(huán)節(jié)中的主要問題，梳理安裝施工流程與要點，從不同角度加強細節(jié)檢查，以從源頭處維系安裝效果。