隧道建設(shè)中機(jī)電工程與土建施工間的配合分析

鄒華賓

（中鐵十四局集團(tuán)電氣化工程有限公司，濟(jì)南 250014）

1 引言

公路隧道和地鐵隧道工程的建設(shè)過程中基本分為機(jī)電工程和土建工程兩部分，土建工程包括隧道開挖、隧道支護(hù)以及路面施工等，土建工程主要是保證整個(gè)隧道的結(jié)構(gòu)安全和提供平坦的路面；機(jī)電工程主要是為隧道提供舒適環(huán)境，包括通風(fēng)、照明等方面，并實(shí)現(xiàn)對隧道交通的有效監(jiān)控，保證車輛安全通過，提供完善的消防設(shè)施，以便在突發(fā)事件時(shí)予以施救，保證人車安全。

2 機(jī)電工程與土建施工間存在配合問題

隧道工程中土建部分和機(jī)電部分的側(cè)重點(diǎn)及要求相差較大，所以，隧道工程的土建部分和機(jī)電部分一般分為不同的承建單位，導(dǎo)致土建施工單位和機(jī)電工程施工由于施工單位不同、工作內(nèi)容不同等方面的原因，配合度不足，進(jìn)而使隧道工程中容易產(chǎn)生以下問題。

2.1 土建施工預(yù)留孔洞、預(yù)埋件、預(yù)埋管線不規(guī)范

1）預(yù)留孔洞尺寸、位置不對：土建施工階段預(yù)留的機(jī)電設(shè)備孔洞與實(shí)際機(jī)電設(shè)備安裝要求的孔洞尺寸或位置相差過大。需要預(yù)留孔洞的主要機(jī)電設(shè)備有通風(fēng)控制柜、PLC、照明配電箱、維修電源箱、疏散誘導(dǎo)標(biāo)志箱、消防控制柜、緊急電話等。

2）預(yù)埋件位置不規(guī)范：土建施工過程中的隧道風(fēng)機(jī)等預(yù)埋件位置與原定位置不一致或者位置偏差過大，甚至找不到預(yù)埋件等。

3）預(yù)埋管線不規(guī)范：土建施工中預(yù)埋管線不規(guī)范，主要有管線跑位、找不到管頭、管彎扁度太大、管彎曲半徑過小、管壁破裂導(dǎo)致水泥漿進(jìn)入封堵管路等問題。管線預(yù)埋不規(guī)范會(huì)導(dǎo)致照度儀、緊急電話、CO/VI檢測儀等機(jī)電設(shè)備無法順利進(jìn)行設(shè)備管線安裝[1]。

2.2 機(jī)電系統(tǒng)接地問題

隧道機(jī)電工程建設(shè)中，各機(jī)電系統(tǒng)的安全接地是保證隧道內(nèi)各機(jī)電設(shè)備正常工作的重要條件，主要是強(qiáng)電系統(tǒng)（供配電、照明、通風(fēng)等）和弱電系統(tǒng)（電視監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警、計(jì)算機(jī)測控等）的安全接地。由于隧道工程自身?xiàng)l件的限制，機(jī)電系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)一般采用強(qiáng)電和弱電公用接地系統(tǒng)，同時(shí)要求接地電阻小于1Ω。但是公路隧道和地鐵隧道都與土壤關(guān)系密切，而土壤接地電阻率很大，采用角鋼或銅板作接地極時(shí)，不僅要利用爆破手段開挖用以增加接地極的埋深，同時(shí)還要采用降阻劑等輔助措施完善機(jī)電系統(tǒng)接地問題。

2.3 隧道內(nèi)裝修對隧道照明的影響

土建施工中的隧道內(nèi)裝修部分主要對機(jī)電工程中的隧道照明產(chǎn)生影響，有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)隧道內(nèi)墻面亮度可以提高路面亮度達(dá)10%，也就是說好的隧道內(nèi)裝修有助于改善隧道的照明環(huán)境，如果隧道內(nèi)裝修不夠完善，將影響照明設(shè)備的效用[2]。

2.4 隧道內(nèi)設(shè)備的布置方式

隧道機(jī)電工程系統(tǒng)包括但不限于供配電、照明、通風(fēng)、電視監(jiān)控、緊急電話、交通信號(hào)、廣播、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及計(jì)算機(jī)測控等，根據(jù)各系統(tǒng)的功能及控制方式的要求，需要把這些機(jī)電設(shè)備分別安裝在隧道內(nèi)的設(shè)備洞室內(nèi)。主要采用的布置方式：

1）按照系統(tǒng)進(jìn)行劃分，主要分為強(qiáng)電和弱電兩大系統(tǒng)，再根據(jù)機(jī)電設(shè)備的性質(zhì)分別將機(jī)電設(shè)備集中安裝在幾個(gè)大的機(jī)電洞室內(nèi)。

2）按照機(jī)電設(shè)備的特性單獨(dú)給每個(gè)設(shè)備設(shè)置洞室安放。

兩種布置方式有各自的特點(diǎn)也均存在不同的問題。

按照強(qiáng)電和弱電兩大系統(tǒng)劃分的布置方式：（1）機(jī)電設(shè)備相對集中，便于工作人員進(jìn)行管理和維護(hù)；（2）同時(shí)設(shè)備洞室較大、環(huán)境相對較好，也比較有利于機(jī)電設(shè)備運(yùn)行；（3）由于設(shè)備過于集中會(huì)導(dǎo)致各類管線較多，容易產(chǎn)生管線干擾，同時(shí)設(shè)備洞室較大也對土建施工的要求相對較高。

按照機(jī)電設(shè)備的特性單獨(dú)設(shè)置洞室：（1）設(shè)備洞室功能單一，相互干擾因素少；（2）洞室相對較小，土建施工難度較低；（3）設(shè)備洞室數(shù)量較多，不便于工作人員進(jìn)行管理和維護(hù)。

3 問題產(chǎn)生的原因

1）機(jī)電工程一般在土建施工基本完成后進(jìn)場，所以，機(jī)電工程所需的預(yù)留孔洞、預(yù)埋件、預(yù)埋管等都是由土建單位施工時(shí)按照設(shè)計(jì)圖紙固定預(yù)留孔洞、預(yù)埋件和預(yù)埋管線的相關(guān)位置，產(chǎn)生位置偏差的主要原因是：（1）土建施工單位對預(yù)埋管件、預(yù)埋孔洞等的重要性認(rèn)識(shí)不足，對預(yù)埋管件的作用沒能完全理解；也因?yàn)轭A(yù)埋管件不涉及自己的后續(xù)工程，責(zé)任心不強(qiáng)，施工時(shí)隨意性較大，容易出現(xiàn)管件綁扎固定不牢，管件垃圾清理不及時(shí)等問題。（2）機(jī)電設(shè)備安裝單位前期缺少和土建施工單位的溝通配合，導(dǎo)致問題未能在前期及時(shí)發(fā)現(xiàn)。（3）監(jiān)理單位現(xiàn)場監(jiān)督管理不力，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)土建單位現(xiàn)場施工存在的不規(guī)范施工行為，導(dǎo)致問題在后期才得以發(fā)現(xiàn)[3]。

2）公路隧道和地鐵隧道都與土壤關(guān)系密切，而土壤接地電阻率很大，導(dǎo)致隧道工程中接地施工要求較高，對于土建施工單位，存在對機(jī)電系統(tǒng)接地認(rèn)識(shí)不深或?qū)拥厥┕ひ蟛桓叩那闆r，導(dǎo)致接地施工達(dá)不到機(jī)電工程單位施工的要求；機(jī)電施工單位也未能在前期提供機(jī)電系統(tǒng)接地相關(guān)的技術(shù)支持，導(dǎo)致土建施工單位的機(jī)電接地施工返工，嚴(yán)重拖慢隧道工程施工進(jìn)度。

3）土建施工單位對隧道內(nèi)裝修以及機(jī)電照明的重要性認(rèn)識(shí)不足，裝修施工要求不高，導(dǎo)致照明系統(tǒng)不能發(fā)揮最大效用。監(jiān)理單位對此監(jiān)督管理力度不夠，未能及時(shí)糾正土建施工單位施工行為的不足之處。

4）由于隧道內(nèi)機(jī)電設(shè)備過多，每個(gè)隧道工程選擇的設(shè)備布置方式均有所不同，不同的機(jī)電設(shè)備布置方式帶給土建施工單位的挑戰(zhàn)和要求均不同，這就容易導(dǎo)致土建施工單位在管線預(yù)埋、洞室要求等方面出現(xiàn)問題。而機(jī)電施工單位進(jìn)場較遲，往往不能在前期發(fā)現(xiàn)問題，只能在機(jī)電設(shè)備安裝過程中發(fā)現(xiàn)并解決這些問題，如此很大程度上導(dǎo)致隧道工程施工進(jìn)度滯后，甚至影響隧道工程的工程質(zhì)量[4]。

4 問題解決方法與措施

1）針對土建施工單位預(yù)留孔洞、預(yù)埋件、預(yù)埋管線尺寸和位置等不規(guī)范問題，要求各參建單位提高對預(yù)埋工序的重視程度。（1）土建施工單位要擺正心態(tài)、提高認(rèn)知，預(yù)埋管件和預(yù)留孔洞的規(guī)范施工對機(jī)電工程甚至整個(gè)隧道工程來說至關(guān)重要。（2）機(jī)電工程施工單位應(yīng)從工程前期就加強(qiáng)與土建施工單位的聯(lián)系，必要時(shí)和土建施工單位同時(shí)指派專業(yè)安裝工程師進(jìn)場對關(guān)鍵工序進(jìn)行相關(guān)技術(shù)指導(dǎo)，要求施工單位作業(yè)人員嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖施工，不得隨意更改位置，要包封好預(yù)埋管接口，避免混凝土砂漿進(jìn)入造成管道堵塞。（3）監(jiān)理單位在整個(gè)工程中一定要把好關(guān)，切實(shí)做好施工現(xiàn)場監(jiān)督管理，一旦發(fā)現(xiàn)施工單位存在不規(guī)范施工行為，要及時(shí)令其整改，確保施工過程規(guī)范有序。

2）針對隧道工程中機(jī)電系統(tǒng)接地問題，目前多采用角鋼接地極的做法：先將隧道內(nèi)所有鋼筋結(jié)構(gòu)通過焊接連接后形成隧道鋼筋段，然后在隧道鋼筋段上間隔一定距離用圓鋼引出至隧道電纜溝內(nèi)，最后將引出的圓鋼與沿隧道左、右電纜溝內(nèi)預(yù)埋的鍍鋅扁鋼進(jìn)行焊接，從而形成完整的接地網(wǎng)。機(jī)電系統(tǒng)接地施工中，要督促焊接到位。

3）針對隧道內(nèi)裝修不佳影響照明效果問題：（1）設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)明確隧道內(nèi)裝修的要求與規(guī)格；（2）監(jiān)理單位加大監(jiān)督力度，確保土建施工單位嚴(yán)格按照相關(guān)圖紙和規(guī)范進(jìn)行隧道內(nèi)裝修施工，組織驗(yàn)收時(shí)，嚴(yán)格按照隧道內(nèi)裝修施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收。

4）隧道工程中，無論選擇何種機(jī)電設(shè)備布置方式，均要求土建施工單位嚴(yán)格按圖施工、規(guī)范每一道施工工序，尤其是涉及孔洞管線、洞室結(jié)構(gòu)等方面的；機(jī)電工程施工單位可以提前指派安裝工程師進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)；監(jiān)理單位加強(qiáng)施工過程監(jiān)督管理力度，確保工序施工規(guī)范。

5 隧道工程中機(jī)電和土建施工配合的建議

1）土建施工中存在重要主線的管線、管件預(yù)埋工程，可由機(jī)電工程單位進(jìn)行施工而不再由土建單位負(fù)責(zé)施工，這樣不僅能從根本上解決預(yù)埋件、預(yù)埋管線尺寸和位置等不規(guī)范的問題，同時(shí)也能最大限度地保證整體隧道工程的工程質(zhì)量與施工進(jìn)度。

2）機(jī)電設(shè)備接地工序由機(jī)電施工單位的專業(yè)安裝工程師進(jìn)行指導(dǎo)并安排機(jī)電接地施工工作，不再只是單獨(dú)由土建施工單位按圖施工，這樣可以確保整個(gè)隧道工程機(jī)電系統(tǒng)接地網(wǎng)的施工質(zhì)量并滿足機(jī)電系統(tǒng)接地要求。

3）施工前期可以加大對設(shè)計(jì)單位隧道內(nèi)裝修的設(shè)計(jì)與審計(jì)，同時(shí)增強(qiáng)各參建單位對隧道內(nèi)裝修重要性的認(rèn)識(shí)，明確隧道內(nèi)裝修是機(jī)電照明系統(tǒng)的重要補(bǔ)充，而不僅僅是土建施工單位的工序之一。

4）各參建單位間應(yīng)密切聯(lián)系，按照隧道工程的特點(diǎn)選擇最佳的機(jī)電設(shè)備布置方式，可在滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的前提下，采用兩種布置方式相協(xié)同的形式，不僅可以保證設(shè)備的協(xié)同性，還可以減少相關(guān)干擾因素。

5）機(jī)電施工單位應(yīng)在工程前期參與土建施工管理，在工程前期，機(jī)電施工單位指派專業(yè)安裝工程師指導(dǎo)土建施工單位的一些施工工序，比如，一般預(yù)埋管件的位置和尺寸、洞室管線走向以及管線封口等[5]。

6）監(jiān)理單位從整個(gè)工程開始就可以定期或者不定期地組織土建施工單位和機(jī)電施工單位進(jìn)行溝通，雙方應(yīng)就當(dāng)前工程施工中發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行討論、商討解決方案，不一定要等到土建施工后期全員進(jìn)場才開始進(jìn)行土建施工單位和機(jī)電施工單位雙方協(xié)商會(huì)談。

7）管理單位可以將土建施工單位和機(jī)電施工單位的并行工序列為重要考評要求，通過這種方式可以加強(qiáng)土建施工單位的責(zé)任心，使其對機(jī)電安裝等后續(xù)工程有足夠的重視，保質(zhì)保量地完成各項(xiàng)機(jī)電施工前期工程；也讓機(jī)電施工單位盡早參與到隧道工程管理中，減少甚至避免整個(gè)隧道工程土建施工過程中的問題。

8）相關(guān)單位根據(jù)公路隧道工程和地鐵隧道工程的特點(diǎn)，完善現(xiàn)行規(guī)范和法律法規(guī)，根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求土建施工單位做好隧道工程的后續(xù)工序，保證機(jī)電工程的施工前序；同時(shí)可以要求機(jī)電施工單位對機(jī)電工程前工序負(fù)責(zé)，如此可提高土建施工單位和機(jī)電施工單位的責(zé)任心，進(jìn)一步保證隧道工程的有序進(jìn)行。

6 結(jié)語

土建施工是隧道工程的先行官，土建施工單位除了盡善盡美地做好土建結(jié)構(gòu)的建設(shè)以外，還必須保質(zhì)保量地完成后續(xù)機(jī)電工程的先行工序，這樣才能確保機(jī)電工程順利進(jìn)行，同時(shí)也為保證隧道工程施工進(jìn)度和質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同樣，機(jī)電工程施工單位也要提前布局，盡早安排專業(yè)安裝工程師進(jìn)場協(xié)助、指導(dǎo)土建施工單位重要機(jī)電工程工序，雙方相互配合，共同保證隧道工程順利完工。