高速公路機(jī)電安裝綜合技術(shù)應(yīng)用分析

梁 超

（中國(guó)鐵建投資集團(tuán)有限公司,北京 100855）

0 引言

高速公路是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，機(jī)電工程是一項(xiàng)綜合性的工程。一般包括：收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)。機(jī)電工程對(duì)于高速公路施工是一項(xiàng)復(fù)雜的、可變性小的工程，因?yàn)榇蠖鄶?shù)機(jī)電工程都是在土建工程結(jié)束后進(jìn)行施工的。因此，合理安排機(jī)電工程綜合施工，對(duì)于保證高速公路建設(shè)質(zhì)量，提升高速公路建設(shè)管理運(yùn)營(yíng)效率有重要意義[1-4]。

1 工程概況

合陽(yáng)至銅川高速陜西境路線全長(zhǎng)160.1 km，其中建設(shè)里程130.1 km，設(shè)匝道收費(fèi)站10處，服務(wù)區(qū)2處，停車區(qū)2處。合銅高速公路全線機(jī)電工程包括收費(fèi)、通信、監(jiān)控、隧道供配電、照明、通風(fēng)、消防等系統(tǒng)安裝等。其中：

1.1 收費(fèi)系統(tǒng)工程

廣場(chǎng)照明路燈80套、設(shè)備基礎(chǔ)及收費(fèi)島1 086套、各類設(shè)備3 329臺(tái)/套、管線預(yù)埋22 000 m、光電纜敷設(shè)1 934 000 m、軟件系統(tǒng) 246 套。

1.2 通信系統(tǒng)工程

橋架安裝 34 112 m、光電纜施工562.1 km、通信設(shè)備安裝調(diào)試12站。

1.3 監(jiān)控系統(tǒng)工程

監(jiān)控人井131處，供電手孔140個(gè)，外場(chǎng)設(shè)備基礎(chǔ)542套、光電纜敷設(shè) 153 350 m、設(shè)備安裝 224 套。

1.4 隧道監(jiān)控工程

外場(chǎng)設(shè)備基礎(chǔ)21套、光電纜敷設(shè)86 340 m、設(shè)備安裝 394 套。

1.5 隧道機(jī)電工程

電纜溝施工600 m、支架安裝8 100套、橋架安裝6 556 m、燈具安裝1 940套、射流風(fēng)機(jī)安裝26臺(tái)、配電箱134套、變電所設(shè)備134臺(tái)、電纜敷設(shè)109 100 m。

1.6 隧道消防工程

消防水池4座、消防管道及消火栓12 346處、防火門安裝20套、電伴熱保溫系統(tǒng)13 192 m、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)2套。

1.7 外電引入工程

收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、隧道變電所共17處。

2 施工方法

2.1 收費(fèi)系統(tǒng)安裝

收費(fèi)系統(tǒng)施工流程圖見圖1。

圖1 收費(fèi)系統(tǒng)安裝施工流程圖

土建工程交付前期施工條件滿足之后，可以開始機(jī)電工程的管道預(yù)埋施工、線纜鋪設(shè)、車道設(shè)備立桿、收費(fèi)站臺(tái)、監(jiān)控設(shè)備和計(jì)算機(jī)設(shè)備等施工。完成各種設(shè)備的內(nèi)部配線、電路連接、外部電力、信號(hào)電纜、控制電纜、防雷接地的電氣連接等并做好各類線纜的標(biāo)識(shí)標(biāo)牌。設(shè)備加電前確保每臺(tái)設(shè)備電源、配電箱開關(guān)均處在關(guān)閉狀態(tài)，用萬(wàn)用表測(cè)量每一個(gè)供電回路，確保不存在回路短路情況。自下而上、由低級(jí)到高級(jí)逐級(jí)對(duì)設(shè)備加電自檢，檢查設(shè)備單機(jī)運(yùn)行情況，調(diào)試到硬件系統(tǒng)運(yùn)行正常等。

然后進(jìn)行計(jì)算機(jī)、車道控制機(jī)系統(tǒng)軟件、防病毒軟件、收費(fèi)車道軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件、車牌自動(dòng)識(shí)別軟件、收費(fèi)信息及圖像查詢軟件等的安裝調(diào)試。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)施工

監(jiān)控系統(tǒng)施工主要的施工內(nèi)容包括各種機(jī)柱整立和設(shè)備固定、各種設(shè)備的加固、接地引線焊接、內(nèi)部配線、電路連接、外部電力、防雷接地的電氣連接等。

隧道PLC上位機(jī)編程，火災(zāi)報(bào)警、車輛檢測(cè)器、大型可變信息標(biāo)志、可變信息發(fā)布屏、隧道內(nèi)可變信息標(biāo)志等單機(jī)軟件調(diào)試，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件、防病毒軟件、監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件安裝調(diào)試。

收費(fèi)系統(tǒng)施工流程圖見圖2。

圖2 監(jiān)控系統(tǒng)施工流程圖

2.3 通信系統(tǒng)施工

首先進(jìn)行橋側(cè)打孔安裝光電纜線的支架及管箱，按照高空作業(yè)施工要求進(jìn)行施工，確保施工安全。光電纜鋪設(shè)時(shí)不超過(guò)規(guī)定的牽引張力和彎曲半徑的要求，光纜布設(shè)在過(guò)橋管箱和高架橋時(shí)，提供附加的保護(hù)，電纜接續(xù)只在人孔中接續(xù)。接續(xù)采用“接線子＋熱可縮套管”工藝，并在套管內(nèi)充油。在分歧處、通信站引入和接頭處及200 m以上大橋兩端處均需留有3 m以上冗余量。

用于通信電源的各種設(shè)備、機(jī)柜整齊排列并保持垂直狀態(tài)，垂直的誤差不超過(guò)設(shè)備機(jī)柜高度的0.15%。在設(shè)備安裝過(guò)程確保機(jī)柜內(nèi)的儀表、按鈕和內(nèi)部結(jié)構(gòu)件沒有碰撞損壞、脫落卡阻現(xiàn)象，保持開關(guān)和電閘的操作靈活，并且接觸良好可靠。防雷地線與機(jī)框保護(hù)地線安裝符合設(shè)計(jì)要求，電池架排列平整穩(wěn)固。

通信系統(tǒng)施工流程圖見圖3。

圖3 通信系統(tǒng)施工流程圖

2.4 供配電系統(tǒng)施工

供配電施工的主要內(nèi)容包括西塔、武家塬隧道變電所。主要設(shè)備包括低壓開關(guān)柜、柴油發(fā)電機(jī)組、UPS、EPS等。

根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖紙對(duì)開關(guān)機(jī)柜等安裝位置按照次序放樣，在型鋼支架上采用油漆筆進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)記。成品機(jī)柜運(yùn)輸至安裝作業(yè)點(diǎn)之后再進(jìn)行拆除保護(hù)的外包裝，安裝順序從一側(cè)到另外一側(cè)，逐步進(jìn)行。

開關(guān)機(jī)柜成品的硬母線逐段連接并核對(duì)長(zhǎng)度，檢查分支母線的位置與圖紙和產(chǎn)品說(shuō)明是否一致。首先拆除開關(guān)機(jī)柜側(cè)面的母線安裝孔的擋板和堵頭，將機(jī)柜內(nèi)的主線逐根依次固定牢靠，然后依次把分支的線路接入主線上，注意控制各個(gè)母線之前的間距以及接地的距離。

整流逆變裝置和蓄電池組是UPS/EPS不間斷電源的主要組成部分，安裝時(shí)先進(jìn)行整流逆變裝置的施工，再進(jìn)行電池組施工。最后是UPS的輸出中性點(diǎn)與輸出變壓器的星形中性接地線進(jìn)行可靠連接。

柴油發(fā)電機(jī)組的安裝主要包括發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)制作、發(fā)電機(jī)組的安裝、發(fā)電機(jī)組控制屏的安裝以及柴油發(fā)電機(jī)排氣系統(tǒng)、減震設(shè)施等的安裝。按照供貨商提供的產(chǎn)品資料和設(shè)計(jì)圖紙，進(jìn)行設(shè)備基礎(chǔ)預(yù)埋件預(yù)埋，做好與主接地系統(tǒng)的接地準(zhǔn)備。機(jī)組安裝前報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師進(jìn)行基礎(chǔ)驗(yàn)收，發(fā)電機(jī)組到貨后，進(jìn)行外觀檢查，然后進(jìn)行底座安裝。選擇適當(dāng)?shù)钠鸬豕ぞ?，將發(fā)電機(jī)組就位，并進(jìn)行附件安裝，采取減震措施確保柴油發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。

2.5 各系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試

系統(tǒng)工程完成后必須進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試才可以保證綜合系統(tǒng)的應(yīng)用暢通，主要是監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、供電工程和收費(fèi)站的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)聯(lián)試，聯(lián)調(diào)聯(lián)試在各分系統(tǒng)的所有安裝測(cè)試工作完成后進(jìn)行。聯(lián)調(diào)聯(lián)試工藝流程圖見圖4。

圖4 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)工藝流程圖

3 注意事項(xiàng)

機(jī)電綜合安裝中光纜和電纜線路施工是關(guān)鍵工程，施工時(shí)尤為注意。

3.1 光纜線路施工

光纖線路施工前根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的線路，對(duì)整體長(zhǎng)度進(jìn)行復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)目的是測(cè)量光纖線路長(zhǎng)度，用于物資采購(gòu)和線纜的結(jié)構(gòu)規(guī)劃。復(fù)測(cè)時(shí)做好臺(tái)賬記錄，測(cè)量光纖長(zhǎng)度時(shí)，根據(jù)工程提供的等效折射率進(jìn)行，測(cè)試光纖衰減時(shí)，在 1 310 nm 和 1 550 nm 兩個(gè)波長(zhǎng)下進(jìn)行。

預(yù)先對(duì)光纜接頭位置進(jìn)行規(guī)劃，光纖盡量避光操作。根據(jù)光纜接頭保護(hù)盒子的尺寸，保證加強(qiáng)芯的長(zhǎng)度，分散光纜的管束，并且利用帶有75%酒精的棉花清洗束管。

光纜的測(cè)試端需要接入光時(shí)域反射儀進(jìn)行測(cè)試，光纜連接點(diǎn)用溶解焊機(jī)和接續(xù)工具操作，保證熔接焊機(jī)電壓穩(wěn)定。利用酒精紗布先對(duì)熔接焊機(jī)卡槽、剝線鉗口、光纖切斷器的切口部位進(jìn)行擦拭清理干凈。

采用專業(yè)的涂覆層開剝鉗，輕輕剝除光纖外層涂覆層，剝離的長(zhǎng)度按照說(shuō)明書要求，酒精紗布輕輕擦拭，按光纖排列順序一一對(duì)接續(xù)，接續(xù)完成后對(duì)接頭進(jìn)行測(cè)試。

3.2 電纜線路施工

電纜采購(gòu)需要考慮施工的富裕度、損耗、接頭預(yù)留等長(zhǎng)度，計(jì)算出每條電纜的長(zhǎng)度之后再進(jìn)行統(tǒng)一批量購(gòu)買。根據(jù)施工電纜展放順序，編制配盤計(jì)劃。提供給供貨廠家生產(chǎn)配盤。

電纜的放線拒絕采用機(jī)械拖動(dòng)，人工緩慢展開敷設(shè)在電纜支架上，不得損傷電纜的保護(hù)線管，并且在電纜的首尾、回路、轉(zhuǎn)彎點(diǎn)、接入點(diǎn)、出線口等位置張貼標(biāo)志牌，注明電纜的編號(hào)、用途、線纜規(guī)格、末端位置等，采用卡箍固定電纜，固定間距不大于 2 m。

過(guò)橋位置的電纜要沿著鋼管支架進(jìn)行敷設(shè)，隧道內(nèi)的電纜根據(jù)電纜溝槽支架進(jìn)行敷設(shè)，穿越邊溝等地區(qū)時(shí)要在玻璃鋼管內(nèi)進(jìn)行保護(hù)，電纜根據(jù)規(guī)范要求一定距離設(shè)置一個(gè)人工檢查孔，作為中間接頭的工作處理點(diǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

高速公路里程建設(shè)越來(lái)越長(zhǎng)，機(jī)電綜合系統(tǒng)也越來(lái)越復(fù)雜和智能化，功能也逐漸強(qiáng)大。機(jī)電施工過(guò)程中需要結(jié)合土建工程進(jìn)行同步施工，綜合管理調(diào)試，做好施工組織。合理地進(jìn)行高速公路機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備的安裝，重點(diǎn)關(guān)注通信光纜和機(jī)電電纜的施工，保證設(shè)備的可靠性、合理性、安全性和可拓展性，強(qiáng)化施工質(zhì)量的控制可以提升高速公路建設(shè)管理的水平。