高鐵樞紐城市綜合配套工程范圍內(nèi)機(jī)電系統(tǒng)安裝施工研究

陳龍平

（中鐵十一局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司，湖北 武漢 430000）

0 引言

城市高鐵樞紐項(xiàng)目包含房建、機(jī)電與市政等若干專業(yè)，工程量大、工期緊張、施工團(tuán)隊(duì)多，涉及諸多交叉作業(yè)內(nèi)容。而其中的機(jī)電系統(tǒng)安裝也比較復(fù)雜，包括變配電、給排水、空調(diào)等多種設(shè)備與配套管線的施工，對(duì)于安裝作業(yè)的精細(xì)化程度有較高要求。

1 高鐵樞紐城市綜合配套項(xiàng)目概況

常德高鐵樞紐包含站場、站房及南北廣場，整個(gè)工程南北方向長度為860m，東西寬度是630m。鐵路過渡部分的建筑總面積達(dá)到18000m2，包含過渡站房與廣場。本工程是該高鐵樞紐的配套項(xiàng)目，主要建設(shè)范圍包括機(jī)電系統(tǒng)安全和建筑裝修。其中，前者主要是電力、暖通、給排水等相關(guān)設(shè)備與材料采購、安設(shè)、調(diào)試等[1]。此項(xiàng)高鐵樞紐項(xiàng)目，開發(fā)面積大，涉及許多專業(yè)。和站前單位之間存在很多接口，預(yù)留預(yù)埋工程量大，建設(shè)周期長，需要各專業(yè)交叉協(xié)調(diào)作業(yè)。而且還有許多高空任務(wù)，安全防護(hù)要求較高，如給排水、通風(fēng)管道與架橋等設(shè)備安裝都要在負(fù)一層與地面層頂部開展。

2 高鐵樞紐配套工程機(jī)電系統(tǒng)專業(yè)內(nèi)容

按照專業(yè)劃分，配套項(xiàng)目中關(guān)于機(jī)電系統(tǒng)安裝的有以下3 個(gè)內(nèi)容：①電力專業(yè)，涉及5km 長的高壓供電線路以及1 座配電所、8 座變電所。另外，還包含29.75km 的低壓供電線路，和大量配電箱，以及負(fù)一層、廣場室內(nèi)外的照明。②通信、機(jī)電監(jiān)控專業(yè)，預(yù)計(jì)建設(shè)3 間通訊機(jī)房、1 間監(jiān)控中心室，配線間與弱電井共有9間，這些空間內(nèi)的設(shè)備安裝工作都屬于本次項(xiàng)目施工范圍。另外，還需敷設(shè)7.9 萬m 的鋼管、42.45 萬m 的光電纜、8.5 萬m 的網(wǎng)線，配裝7285m 橋架。該工程中共有24 套顯示屏以及810 套監(jiān)控?cái)z像機(jī)，配備316 臺(tái)廣播音箱、4 套用于停車場管理的裝置，機(jī)電監(jiān)控傳感裝置方面的設(shè)備有623 個(gè)，以及接近400 個(gè)無線天線。③暖通專業(yè)，共有352 臺(tái)暖通設(shè)備，配備鐵皮風(fēng)管與風(fēng)閥部件。給排水方面，室內(nèi)部分有11682m 的水路管道與7601m 排水管道，配備10 臺(tái)污水提升設(shè)備。室外部分包括6 座化糞池、9800m 給排水管路。而且在室外，還設(shè)置雨水混凝土水管以及混凝土井，與市政管網(wǎng)有7 處接駁。本文主要從通風(fēng)空調(diào)、電力供電與給排水3 個(gè)角度展開分析。

3 高鐵樞紐配套工程機(jī)電系統(tǒng)的安裝施工

3.1 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

（1）風(fēng)管與部件安裝。本項(xiàng)目選擇BIM 技術(shù)完成深化設(shè)計(jì)，工程根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙載明技術(shù)參數(shù)，校平與壓筋處理鋼板，經(jīng)過折方與剪板后，利用要咬合機(jī)采用人工作業(yè)模式，等到咬合好后同樣用手工合縫[2]。該項(xiàng)目的風(fēng)管都選擇角鐵法蘭風(fēng)管，在原料復(fù)核質(zhì)量無誤后直接下料，焊接角鋼法蘭框，隨后進(jìn)行沖孔操作，在排煙風(fēng)管上采用的法蘭，孔間距需保持在100mm 以內(nèi)，各個(gè)角都需設(shè)置螺栓孔。而通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)部分的法蘭，其孔間距能調(diào)整到150mm，同樣要確保螺栓孔齊全。為預(yù)防風(fēng)管在后期使用中出現(xiàn)變形的情況，并要控制由于系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)引起風(fēng)管震動(dòng)形成噪聲，要對(duì)風(fēng)管進(jìn)行加固。對(duì)于邊長達(dá)到630mm 的矩形風(fēng)管、邊長有800mm的保溫風(fēng)管，以及長度超出1000～1200mm 的風(fēng)管都要加固。本項(xiàng)目主要運(yùn)用角鋼框處理，在邊長不超過1000mm 的風(fēng)管都用L25×4 規(guī)格角鋼框加固，其余則選擇L30×4 角鋼框。風(fēng)管加固框都通過鉚釘處理，間距控制在150～200mm。而每個(gè)相鄰加固點(diǎn)的距離是按照管道邊長確認(rèn)，邊長在630～800mm，間距以1000～1200mm為準(zhǔn)，邊長達(dá)到1000mm，間距則需縮小到700～1000mm?，F(xiàn)場加工中，風(fēng)管結(jié)構(gòu)和附件的幾何規(guī)格都要精準(zhǔn)，在法蘭折邊處要保持平直，彎曲度需控制在5/1000 以內(nèi)。而且端面要保持平整，連接位置不可出現(xiàn)超過2mm 的縫隙。

（2）風(fēng)管安裝。工地現(xiàn)場主要通過吊裝的方式處理風(fēng)管，本項(xiàng)目支吊架由膨脹錨栓法固定，待測量放線后，進(jìn)行打眼安裝。風(fēng)管成品運(yùn)送到工地后，經(jīng)過驗(yàn)收檢查，根據(jù)安裝順序進(jìn)行編號(hào)與組對(duì)。各節(jié)風(fēng)管通過法蘭與鉆螺孔的組合方法固定。在空調(diào)與排風(fēng)系統(tǒng)中的管道需額外增加密封條，避免漏風(fēng)。風(fēng)管吊裝中，施工人員需根據(jù)設(shè)計(jì)圖確認(rèn)作業(yè)標(biāo)高，做好控制線標(biāo)記[3]。待檢查所有吊裝設(shè)備、部件后，結(jié)合現(xiàn)場條件，選擇穩(wěn)定吊點(diǎn)，懸掛倒鏈與滑輪。起吊過程中，將風(fēng)管提升至200～300mm 高度時(shí)暫停起吊，待重新檢查吊裝體系牢固性后繼續(xù)起吊，直至風(fēng)管就位，連接托盤與吊桿，在確認(rèn)穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，才能解下繩扣。

（3）風(fēng)機(jī)安裝。在鋼板上和其各邊相距25mm 處設(shè)置φ14mm 的孔，板材中心點(diǎn)處焊接角鋼，和其保持垂直，并且角鋼長度可根據(jù)風(fēng)機(jī)吊裝標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。施工人員把制作好的吊架通過膨脹螺栓固定。風(fēng)管和風(fēng)機(jī)之間主要由軟管相連，長度標(biāo)準(zhǔn)在150～200mm。為確保軟管在風(fēng)機(jī)試用期間不會(huì)出現(xiàn)扭曲，安裝中需注意把控松緊度。比如，風(fēng)機(jī)吸入側(cè)管道，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)加緊，并縮小其截面積。

（4）空調(diào)系統(tǒng)安裝。室內(nèi)部分，本項(xiàng)目包含4 種形式的機(jī)組：壁掛式機(jī)組需安裝在約2m 的高度，維護(hù)室內(nèi)對(duì)流；落地式機(jī)組在安裝時(shí)，其和墻體立面要達(dá)到100mm 異常的距離，機(jī)組頂部和天花板需留有350mm以上的空間；立柜式機(jī)組本身的穩(wěn)定性較低，需要和墻體、地板緊貼加固；吊頂式機(jī)組需和四周建筑物保持200mm 以上的距離，便于保持室內(nèi)氣流分布均勻。在室外部分的機(jī)組，需安設(shè)在多個(gè)朝向的墻體外側(cè)，出風(fēng)口不能和環(huán)境自然風(fēng)相對(duì)。機(jī)組設(shè)備兩側(cè)需和建筑之間留出100mm 以上的空間，而進(jìn)風(fēng)側(cè)需和建筑物之間形成200mm 的距離。

在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)機(jī)電安裝中，由于存在較多交叉點(diǎn)，導(dǎo)致先處理的部分操作比較便利，但隨后開展的管道安裝不得不面臨較大難題。所以，相關(guān)方必須做好管線協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。另外，空調(diào)機(jī)組末端由于碰撞形成噪聲，安裝中牽涉結(jié)構(gòu)與建筑等，所以對(duì)于噪聲的控制，要求各專業(yè)間充分協(xié)調(diào)。

3.2 電力供電系統(tǒng)

在電力供電系統(tǒng)設(shè)備安裝之前，技術(shù)員先要復(fù)核預(yù)留孔洞的情況，經(jīng)過圖紙會(huì)審，確保施工依據(jù)無問題。本項(xiàng)目電力專業(yè)中包含兩個(gè)主要施工部分。（1）變電室與開閉所：①設(shè)備安裝中，基礎(chǔ)型鋼不能出現(xiàn)任何角度上的彎曲，水平度以及垂直度的允許誤差標(biāo)準(zhǔn)是：每米誤差值在1mm 以內(nèi)，整段不可超過5mm。系統(tǒng)地網(wǎng)順著墻面布置，和地面保持300～500mm 的間距。在該項(xiàng)安裝任務(wù)中，由于包含的設(shè)備較多，必須要協(xié)調(diào)安排入場，根據(jù)吊裝點(diǎn)就近運(yùn)送，為施工作業(yè)創(chuàng)造便利。②在安裝變壓器中，施工人員先要卸下設(shè)備輪子，預(yù)埋鐵表面放上膠墊、設(shè)備基礎(chǔ)，而后用鍍鋅螺栓進(jìn)行滿焊，通過螺栓完成整體固定[4]。值得強(qiáng)調(diào)的是，安裝好的變壓器每米水平度偏差不能超過1mm，而垂直度誤差也要控制在2mm 以內(nèi)。③在變電室與開閉所中的高低壓柜與控制屏安裝時(shí)，都采取一些預(yù)防受損的措施。柜子同樣選擇鍍鋅螺栓固定，相連柜子至少4 個(gè)緊固點(diǎn)。并在安裝結(jié)束后，柜體底部基礎(chǔ)需進(jìn)行點(diǎn)焊處理，確保柜子的穩(wěn)定性。④系統(tǒng)母線需要等到配電柜就位后才能安裝，布設(shè)位置需滿足相關(guān)安全距離標(biāo)準(zhǔn)，帶電部分之間、以及和接地點(diǎn)之間，在10kV 情況下需保持125mm 的間距，即使電壓只有0.4kV，也需留出20mm的距離。現(xiàn)場安設(shè)母線時(shí)，技術(shù)員現(xiàn)需通過搖表確認(rèn)絕緣電阻，必須超過20MΩ，否則不能使用。而且需將母線水平放置，準(zhǔn)備好用到的夾具。⑤該項(xiàng)目中設(shè)置8 個(gè)變電室，交流電分成380V 與220V 兩種。為保障后期運(yùn)行安全，相關(guān)設(shè)備安裝完成后需要進(jìn)行全面調(diào)試。作業(yè)過程中，現(xiàn)場需有2 人以上，確認(rèn)各自的分工。通電前需將設(shè)備打掃干凈，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也要進(jìn)行檢查。根據(jù)工程當(dāng)?shù)貙?duì)于用電系統(tǒng)的試驗(yàn)規(guī)范，對(duì)于10kV 高壓電纜，需按照35kV 的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)，三相對(duì)地耐壓時(shí)長是15min。針對(duì)10kV 開關(guān)柜的絕緣電阻性能，需要采取38kV 的耐壓試驗(yàn)，時(shí)長為1min。高壓斷路器的絕緣電阻測試方式和上述開關(guān)柜電阻相同。

（2）動(dòng)力照明：①路燈基礎(chǔ)部分。采用分層對(duì)稱的澆筑方式，單層厚度處于0.25～0.3m，選擇插入式的振搗設(shè)備。當(dāng)混凝土強(qiáng)度有設(shè)計(jì)參數(shù)的75%后進(jìn)行拆模作業(yè)。及時(shí)灑水養(yǎng)生7d，也可通過聚脂薄膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。②防雷接地。施工人員挖出基礎(chǔ)坑后，順著邊緣均勻打進(jìn)鍍鋅角鋼，作為接地極，而接地線則通過鍍鋅扁鋼和其焊接相連。順著基礎(chǔ)引上和對(duì)應(yīng)鋼筋焊接，由基礎(chǔ)法蘭內(nèi)孔達(dá)到基礎(chǔ)頂面上方0.2m 的位置，在扁鋼接地端設(shè)置孔洞，在此處和燈桿中接地螺栓連接。在防雷系統(tǒng)安裝好后，接地電阻需在10Ω 以內(nèi)，反之還要增加接地極。③燈桿安裝。施工基礎(chǔ)部分的混凝土結(jié)構(gòu)分為3層，即墊層、基礎(chǔ)與其他，各自強(qiáng)度分別是C15、C20、C30。電纜護(hù)管由基礎(chǔ)中心為起點(diǎn)，平面上需露出30～50mm。燈具與燈臂的中心線需處于一條直線上，而且燈具橫向水平線要和地面平行，在安裝后可通過目測判斷是否歪斜。燈桿與燈盤、燈臂中的穿線需完整，不可留出接頭，并且穿線口必須平滑，外面設(shè)置絕緣套管，也可以直接保障，但長度至少要達(dá)到200mm。④電纜敷設(shè)。安裝施工中所用的電纜型號(hào)需達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，沒有任何外傷，接頭絕緣性能要滿足規(guī)定。電纜溝中在施工時(shí)不可出現(xiàn)雜物，以免傷到電纜。待敷設(shè)安裝結(jié)束后，技術(shù)員需通過搖表測試電纜絕緣性能。

3.3 給排水系統(tǒng)施工

本項(xiàng)目水源都是市政資料水，可以達(dá)到水量與水質(zhì)需要，在每處引入點(diǎn)的室外都建設(shè)一個(gè)水表井。高鐵樞紐項(xiàng)目預(yù)計(jì)日用水量不會(huì)超過76m3，每小時(shí)用水量最多在9.4m3。生活與生產(chǎn)給水直接從室外管網(wǎng)獲得，生活水與消防水會(huì)獨(dú)立設(shè)置。地下停車場專門配備沖洗給水栓，并在各個(gè)接管位置增加真空破壞器。該工程的排水系統(tǒng)選擇雨污分流的模式，室內(nèi)形成的廢水與污水直接合流處理。按照總排放量的95%標(biāo)準(zhǔn)，每日大約會(huì)排除72.3m3。在負(fù)一層的公共場所衛(wèi)生間，直接利用污水提升器完成排水，衛(wèi)生間中安裝環(huán)狀通氣管。同時(shí)，為避免地下層室內(nèi)過于潮濕，針對(duì)出入口處的雨水與地下空間滲水、地面沖洗廢水等通過壓力排出，按照區(qū)域劃分，建設(shè)集水井與潛水泵。其中，集水井可用容積需滿足1 臺(tái)大規(guī)格水泵持續(xù)5min 的排水量，在1h內(nèi)最多可啟動(dòng)6 次。另外，本項(xiàng)目的潛水泵具有自動(dòng)攪拌的功能，而集水坑則安裝水位監(jiān)測與超警戒水位的報(bào)警設(shè)備，潛污泵能根據(jù)集水坑實(shí)際水位被自動(dòng)開關(guān)。

給水系統(tǒng)安裝中，施工隊(duì)完成必要準(zhǔn)備工作后，要檢查材料質(zhì)量，并做好管道放線標(biāo)記，預(yù)制支架運(yùn)至現(xiàn)場后，在安裝前也要經(jīng)過檢查。給水系統(tǒng)管道安裝好后，要經(jīng)過水壓試驗(yàn)，確認(rèn)其密封程度，隨后對(duì)管道內(nèi)部進(jìn)行全面沖洗消毒，安裝好系統(tǒng)潔具后，可組織調(diào)試交驗(yàn)，判斷安裝施工質(zhì)量，檢驗(yàn)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，可直接連接管網(wǎng)通水[5]。排水系統(tǒng)安裝前，施工人員必須先熟悉設(shè)計(jì)資料，現(xiàn)場放線標(biāo)記后，在相應(yīng)位置安裝支架，隨后依次或同步推進(jìn)排污管、排糞管與透氣管的安設(shè)。待管道都連接布設(shè)好后，向管道內(nèi)灌水，確認(rèn)無泄露以及其他質(zhì)量問題，安裝好潔具后就能進(jìn)行通水試驗(yàn)，等到外排管系統(tǒng)部分的管道都安裝完成后，才能進(jìn)行回填土處理。給排水部分需要分段驗(yàn)收，以免后期隱藏起來，無法準(zhǔn)確判斷施工質(zhì)量。

在本項(xiàng)目消防水系統(tǒng)的安裝中，經(jīng)過圖紙會(huì)審以及現(xiàn)場測量后，相關(guān)人員需先檢查原料，做好除銹及防腐的處理工作。隨后根據(jù)設(shè)計(jì)方案，在現(xiàn)場安裝支架與托架，組織吊裝作業(yè)。仔細(xì)檢查消防管材與閥門、附件的質(zhì)量，除銹和清掃后安排下料和切割。管材先要進(jìn)行組對(duì)編號(hào)，按照順序依次焊接，技術(shù)人員通過肉眼檢查外觀無異常后，直接掉裝置相應(yīng)安裝點(diǎn)即可。在管材、零部件全部安裝好后，需及時(shí)清洗和吹凈系統(tǒng)管道，通過氣密性與試壓強(qiáng)度兩項(xiàng)試驗(yàn)后，進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收，待完成整體性調(diào)試與標(biāo)識(shí)后，可進(jìn)行竣工驗(yàn)收。在本工程的消防系統(tǒng)中，水泵安裝是一項(xiàng)比較關(guān)鍵的部分。水泵運(yùn)到指定點(diǎn)后，通過起吊安裝，放在慣性臺(tái)座上，設(shè)置地腳螺栓與螺帽后，在底座下面放上墊鐵，通過水平尺進(jìn)行粗略找平后，灌入混凝土材料。在混凝土凝固后，經(jīng)過精平調(diào)整，用點(diǎn)焊的方式加固。安裝水泵時(shí)，需考慮各個(gè)軸線，處于一排中的水泵，各自中心軸線要保持平行，讓進(jìn)出水口的軸線處于一條直線。同時(shí)，水泵和管道要設(shè)置減震措施。

4 結(jié)語

由于機(jī)電系統(tǒng)安裝項(xiàng)目繁雜，工序與交叉作業(yè)都比較多，質(zhì)量控制要點(diǎn)復(fù)雜。通過上文對(duì)于相關(guān)安裝施工的討論，建議未來開發(fā)類似工程中，相關(guān)方要注意各個(gè)專業(yè)之間的協(xié)調(diào)性，并且考慮到存在很多隱蔽工程，應(yīng)當(dāng)采取工序驗(yàn)收制，待上道工序驗(yàn)收合格后，才能安排后續(xù)的施工，保存好有關(guān)記錄資料。通過精細(xì)化的安裝全程管理，確保機(jī)電系統(tǒng)滿足高鐵樞紐使用的質(zhì)量、性能需要。