公路隧道工程中的機(jī)電安裝施工技術(shù)

王曉杰

（甘肅圓隴路橋機(jī)械化公路工程有限責(zé)任公司,甘肅 蘭州 730000）

0 引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平有了很大的提高，我國(guó)公路建設(shè)工程項(xiàng)目的規(guī)模越來越大[1]。擴(kuò)大公路建設(shè)規(guī)模對(duì)提升我國(guó)道路網(wǎng)絡(luò)服務(wù)水平有積極作用，同時(shí)還能夠促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。從實(shí)際情況來看，近年來我國(guó)大力發(fā)展基建工程，并逐漸把經(jīng)濟(jì)發(fā)展重心轉(zhuǎn)向道路網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)及優(yōu)化。公路建設(shè)過程受環(huán)境因素的影響較大，公路隧道已經(jīng)成為公路建設(shè)工程中的關(guān)鍵點(diǎn)。因此，如果要保證公路機(jī)電系統(tǒng)的施工質(zhì)量，就要對(duì)隧道內(nèi)部的環(huán)境進(jìn)行改善。

1 工程概況

G312線鳳翔路口至平?jīng)鰱|公路崇信至花所段建設(shè)項(xiàng)目位于平?jīng)鍪?，總長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為12.61 km。樁號(hào)K1753+850～K1759+784段設(shè)計(jì)有三座隧道：白家山隧道的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為960 m、高家莊隧道的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為2 347 m、于家山隧道的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為608 m；機(jī)電工程施工內(nèi)容主要包括：通風(fēng)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、隧道站、監(jiān)控設(shè)備、供電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)。

2 施工準(zhǔn)備

（1）施工單位根據(jù)施工需求提前準(zhǔn)備好施工設(shè)備，并做好各項(xiàng)設(shè)備、儀表儀器的檢驗(yàn)工作，確保其處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。各設(shè)備和儀器應(yīng)有序地運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，保證施工的順利實(shí)施。同時(shí)也要求施工人員嚴(yán)格按工藝規(guī)程和操作規(guī)程開展施工。施工期間，必須做到防火、防盜、防破壞。加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全管理，降低安全事故發(fā)生率。

（2）提前搭設(shè)臨時(shí)水電，為生產(chǎn)活動(dòng)提供良好的施工條件。合理布置照明設(shè)施，以滿足工程施工需要[2]，特別要注意夜間及雨雪天氣作業(yè)時(shí)的照明問題，防止發(fā)生火災(zāi)或其他事故。如發(fā)現(xiàn)有異常情況，應(yīng)立即停止施工，及時(shí)處理突發(fā)事件，避免不必要的損失。

（3）做好應(yīng)急預(yù)案工作。在施工過程中出現(xiàn)緊急情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)向施工單位報(bào)告，由其協(xié)助處理，并將相關(guān)信息上報(bào)給當(dāng)?shù)叵啦块T，以便及時(shí)掌握事態(tài)發(fā)展。

3 機(jī)電安裝施工技術(shù)

3.1 隧道監(jiān)控系統(tǒng)的施工技術(shù)

3.1.1 隧道洞外監(jiān)控設(shè)備安裝

（1）攝像機(jī)安裝。對(duì)每一個(gè)攝像機(jī)進(jìn)行檢查，在經(jīng)過粗調(diào)以后才可進(jìn)行安裝。檢查攝像機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，確保攝像機(jī)能正常執(zhí)行聚焦、變焦等操作，合格后方可進(jìn)行安裝。攝像機(jī)安裝可在升降車輔助下完成，攝像機(jī)的支架應(yīng)與法蘭保持一致，并采用螺栓加固。立柱、機(jī)箱和攝像機(jī)都要安裝牢固，安裝完成后對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行通電并檢查各項(xiàng)功能是否能正常工作。如出現(xiàn)故障應(yīng)及時(shí)維修或更換。視頻監(jiān)控系統(tǒng)是將攝像頭拍攝到的畫面通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給計(jì)算機(jī)或其他相關(guān)機(jī)構(gòu)處理，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)指揮控制及管理的現(xiàn)代化系統(tǒng)工程。觀察監(jiān)控區(qū)域的圖像質(zhì)量、有效監(jiān)控范圍，檢查合格后對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行固定，設(shè)備安裝的具體流程可以參照?qǐng)D1所示。

圖1 監(jiān)控設(shè)備安裝施工流程圖

（2）情報(bào)板的安裝。①安裝鋼立柱前施工人員應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙測(cè)量放線確定出構(gòu)件吊點(diǎn)的安裝位置，同時(shí)要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境選用適當(dāng)?shù)慕壴椒ǎ跹b時(shí)要做好必要的防護(hù)措施。鋼柱被吊起后，柱腳距離地面大概30～40 cm時(shí)，施工人員從旁邊扶正鋼柱，安裝孔對(duì)準(zhǔn)螺栓，緩慢落放。檢查鋼柱的垂直度偏差是否控制在2 cm以內(nèi)，對(duì)螺栓進(jìn)行加固，并解除臨時(shí)固定構(gòu)件；②技術(shù)人員在對(duì)鋼梁安裝位置復(fù)核無誤后開始吊裝鋼梁。實(shí)際吊裝鋼梁過程中，可采用兩點(diǎn)對(duì)稱的方法。鋼梁起吊以后，距離基準(zhǔn)面10 cm處，緩慢落放至安裝部位，并對(duì)鋼箱梁的位置進(jìn)行校正，然后連接加固。

3.1.2 隧道洞內(nèi)監(jiān)控設(shè)備安裝的施工方法

（1）視頻監(jiān)控設(shè)備安裝。檢查攝像機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，合格后開始安裝。在對(duì)攝像機(jī)安裝位置進(jìn)行測(cè)量標(biāo)記時(shí)，要確保攝像機(jī)安裝的高程與設(shè)計(jì)圖紙要求一致。用升降車安裝支架，要求支架有足夠的牢固性與穩(wěn)定性。攝像機(jī)的底座與法蘭配對(duì)，使用螺栓連接。將視頻纜線、電源線、信號(hào)線纜通過預(yù)留孔洞敷設(shè)好，待接線檢驗(yàn)合格后通電調(diào)試。安裝完畢后，應(yīng)做好現(xiàn)場(chǎng)的安全防護(hù)工作，并做好記錄和存檔的準(zhǔn)備[3]。

（2）火災(zāi)報(bào)警設(shè)備安裝?；馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)是由溫感火災(zāi)探測(cè)器與煙感自動(dòng)探測(cè)器組成。使用膨脹螺栓將支架固定在隧道的拱頂中間部位，支架的安裝間距設(shè)置為30 m，彎道區(qū)域的安裝間距設(shè)置為25 m。溫感探測(cè)器的尾纖接入線纜接續(xù)盒，再通過光纖接入信號(hào)處理器，通過協(xié)議模塊向火災(zāi)報(bào)警控制器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)需要更換溫感火災(zāi)探測(cè)器時(shí)，可通過電話或傳真方式通知工作人員處理。在整個(gè)施工過程中要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范操作，確保每個(gè)步驟都能達(dá)到預(yù)期效果。

（3）PLC設(shè)備安裝。施工人員結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件，對(duì)PLC設(shè)備安裝位置進(jìn)行定位。設(shè)備在正式安裝前應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙檢驗(yàn)PLC設(shè)備的性能、規(guī)格、型號(hào)，合格之后方可安裝使用。PLC控制器箱要安裝在預(yù)留孔內(nèi)，控制箱要安裝到指定位置，箱體需要確保足夠平整，安裝應(yīng)牢固。提前布設(shè)管線并制作接線頭以檢驗(yàn)線纜性能。嚴(yán)格按照接線圖安裝輸入電纜和輸出電纜，做好標(biāo)記。然后檢測(cè)接地電阻，確保不大于1 Ω。以上工序完成以后進(jìn)行通電測(cè)試，如若設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)正常，則可以開始安裝軟件，并對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試。

3.2 隧道變電所設(shè)備安裝的施工方法與技術(shù)措施

3.2.1 高低壓柜設(shè)備安裝

高低壓柜采用汽車吊吊裝和人工從旁輔助安裝的方式。在吊裝過程中，要確保柜臺(tái)的結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生變形或構(gòu)件跌落。變電所室內(nèi)設(shè)置臨時(shí)軌道與道具，用撬杠把高壓柜移到電纜溝提前預(yù)埋的槽鋼上。在安裝的過程中要注意安裝方向，以免在安裝時(shí)出錯(cuò)而導(dǎo)致后期難以調(diào)換。高壓柜與低壓柜安裝完成后進(jìn)行加固，高壓柜要垂直于地面，柜體之間的誤差接縫應(yīng)該控制在2 mm以內(nèi)。安裝完成以后，要保證柜體盤面的油漆面完整，高低壓柜內(nèi)的構(gòu)件齊全，柜內(nèi)保證潔凈。

3.2.2 柴油發(fā)電機(jī)設(shè)備安裝

嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙安裝柴油發(fā)動(dòng)機(jī)組，地腳灌注漿液后進(jìn)行精細(xì)化平整，用螺栓加固地腳；安裝式機(jī)組則要確保底部的平整性，并保證底部擁有足夠的支撐力。然后按照設(shè)計(jì)圖紙要求依次安裝冷卻裝置、排煙管、消音管等設(shè)備。在經(jīng)過檢查后發(fā)現(xiàn)，配電柜的接線正常、發(fā)電機(jī)組運(yùn)行正常，各項(xiàng)指標(biāo)檢驗(yàn)合格后對(duì)機(jī)組進(jìn)行空載試運(yùn)行，發(fā)電機(jī)組的試運(yùn)行正常方可投入使用。

3.2.3 變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)

電力監(jiān)控系統(tǒng)需設(shè)置中央控制站并將控制站設(shè)置在隧道的管理所中。每個(gè)變電所都需要設(shè)置通信管理器，中央控制站與通信管理器之間利用PLC光纖通路進(jìn)行通信，變電所通過光纖環(huán)網(wǎng)把采集到的信息傳輸至管理站。管理站能夠?qū)?0 kV、380 V、220 V的供電系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有事故發(fā)生時(shí)會(huì)立即發(fā)出警報(bào)，并操作控制系統(tǒng)對(duì)事故進(jìn)行處理。利用遠(yuǎn)程操作對(duì)電流負(fù)荷進(jìn)行合理調(diào)配，保證電力監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)還能夠節(jié)省電力資源。遠(yuǎn)程遙控?cái)?shù)據(jù)、事故報(bào)警和控制開關(guān)的運(yùn)行狀況等數(shù)據(jù)都可以保存在硬盤中，同時(shí)還提供打印功能。變電所內(nèi)的監(jiān)控設(shè)備可以直接安裝在控制柜內(nèi)，監(jiān)控系統(tǒng)提供控制柜及監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的電纜，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓進(jìn)出線以及控制開關(guān)的遠(yuǎn)程控制。利用PM表對(duì)低壓電流、電壓、功率及電能進(jìn)行監(jiān)測(cè)[4]。

3.3 照明系統(tǒng)施工技術(shù)

3.3.1 隧道照明燈具安裝的施工方法

控制燈具的位置安裝誤差：縱向偏差不得超過5 cm，橫向偏差不得超過3 cm；根據(jù)燈具的底座尺寸確定出膨脹螺栓的具體安裝位置。用電錘鉆孔時(shí)，施工人員需要確保膨脹螺栓的深度與膨脹管的深度一致，用螺栓將底座固定在隧道內(nèi)。燈具安裝時(shí)需確保燈具與底座之間的連接穩(wěn)固。燈具安裝好后，用水平尺對(duì)燈具兩側(cè)的標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，保證其與路面標(biāo)高保持一致，二者之間的偏差不得超過5 mm。然后對(duì)燈具進(jìn)行調(diào)整，保證燈具的安裝方向與隧道前進(jìn)方向一致，兩者偏差在5 mm以內(nèi)。每安裝一套燈具，施工人員都應(yīng)該對(duì)燈具的照明走向進(jìn)行觀測(cè)，保證其符合行車方向，同時(shí)具備一定的美觀性。

3.3.2 隧道引道路燈安裝的施工方法與技術(shù)措施

在吊裝路燈設(shè)備過程中，需要確保路燈的桿件外觀質(zhì)量不會(huì)受到損傷，纜繩吊裝部位需要包裹軟質(zhì)材料。施工人員在調(diào)整燈桿的垂直度后用螺栓加固底座。把電纜穿到接線盒內(nèi)，與路燈線相連，進(jìn)行接地處理、綁扎線纜和標(biāo)記。為了保證三相電源的平衡性，應(yīng)該分配多個(gè)相位。當(dāng)路燈通電調(diào)試合格以后，即可投入使用。

絕緣電阻測(cè)試需滿足以下要求：配電裝置與饋電線路的電阻值應(yīng)大于0.5 MΩ；在測(cè)量線路電阻值過程中，需要將斷路器、電器設(shè)備、儀表等設(shè)備設(shè)置為斷開狀態(tài)。

3.4 隧道通風(fēng)系統(tǒng)施工技術(shù)

公路隧道機(jī)電安裝施工主要的大型機(jī)械系統(tǒng)設(shè)備是消防以及通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備。詳細(xì)安裝順序見圖2所示。

圖2 施工流程圖

（1）風(fēng)機(jī)運(yùn)輸。風(fēng)機(jī)在運(yùn)輸時(shí)一定要采取相應(yīng)的防護(hù)措施，避免運(yùn)輸過程中因顛簸而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)損壞。施工人員將鋼絲繩穿束至吊裝孔內(nèi)，并綁扎牢固，不得出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。使用吊車將風(fēng)機(jī)吊運(yùn)至運(yùn)輸車上，風(fēng)機(jī)兩側(cè)設(shè)置防滾動(dòng)構(gòu)件，保證風(fēng)機(jī)不會(huì)相互疊壓[5]。

（2）風(fēng)機(jī)吊裝。提前預(yù)埋鋼板螺栓，將連桿與吊環(huán)安裝在螺栓上，用扳手對(duì)螺栓進(jìn)行加固。用吊車將風(fēng)機(jī)吊裝在支架上，慢慢提升臺(tái)車至連桿30 cm處停下，調(diào)整連桿的位置，同時(shí)調(diào)整風(fēng)機(jī)的暗轉(zhuǎn)剛需，使風(fēng)機(jī)的安裝孔與吊環(huán)安裝孔對(duì)準(zhǔn)，然后插入連接螺栓，使用扳手將螺栓擰緊。對(duì)鋼絲繩進(jìn)行加固，風(fēng)機(jī)安裝時(shí)可以在損傷部位涂刷防腐漆，并在損傷表面噴涂油漆。

（3）調(diào)試。根據(jù)風(fēng)機(jī)的施工圖紙連接線纜和設(shè)置接地裝置。檢查風(fēng)機(jī)的各個(gè)構(gòu)件連接質(zhì)量，同時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部進(jìn)行清理。

3.5 消防管道、消火栓和水成膜泡沫栓的安裝

消防管道、消火栓、水成膜泡沫栓的管徑為DN150，管道外側(cè)、內(nèi)側(cè)的管道管徑均小于100 mm，可以使用絲扣進(jìn)行連接，對(duì)于管徑超過100 mm的管道，可以使用卡箍進(jìn)行連接。具體的安裝流程見圖3所示。

圖3 消防管道施工流程圖

為保證施工效率，可以組織多個(gè)施工班組同時(shí)對(duì)一個(gè)隧道進(jìn)行施工。施工管理人員應(yīng)該合理布設(shè)隧道內(nèi)部空間，因?yàn)樗淼纼?nèi)需要堆放大量的原材料和施工設(shè)備，同時(shí)還需保證供應(yīng)車輛能夠順利通行，由此導(dǎo)致隧道內(nèi)的剩余空間十分狹窄。安裝管道時(shí)，要嚴(yán)格按照管道的走向進(jìn)行施工，先安裝大管再裝小管；先安裝主管道再裝支管。需要額外注意的是當(dāng)三通構(gòu)件加工完成以后，需要對(duì)表面進(jìn)行鍍鋅處理，三通的每一個(gè)接口都應(yīng)該使用溝槽式地管接頭進(jìn)行連接。在安裝消火栓時(shí)，應(yīng)該將消火栓嵌入至隧道壁內(nèi)側(cè)，以保證安裝質(zhì)量符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

4 結(jié)語

綜上所述，在公路隧道項(xiàng)目施工中，施工單位應(yīng)該對(duì)機(jī)電工程的施工質(zhì)量予以重視，其會(huì)對(duì)整個(gè)公路隧道建成投運(yùn)后的運(yùn)行狀況產(chǎn)生較大影響，同時(shí)也會(huì)不同程度地影響行車安全。在機(jī)電系統(tǒng)實(shí)際施工時(shí)，作業(yè)人員要針對(duì)不同類型的設(shè)備選擇合適的施工方案，保證各類機(jī)電設(shè)施的安裝質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。該研究分析總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)?zāi)転楹罄m(xù)類似工程項(xiàng)目提供一定的指導(dǎo)。