高速公路隧道機(jī)電設(shè)備安裝工程施工技術(shù)研究

摘要：簡(jiǎn)述了某高速公路隧道機(jī)電設(shè)備安裝工程概況，從PLC裝置、車道指示器、風(fēng)電設(shè)備、消防系統(tǒng)以及隧道監(jiān)控設(shè)備等方面闡述了機(jī)電設(shè)備安裝工程施工技術(shù)，通過在該隧道機(jī)電設(shè)備安裝工程的實(shí)施，驗(yàn)證了本文所述高速公路隧道機(jī)電工程施工技術(shù)具有施工進(jìn)度快、施工質(zhì)量好和人力資源節(jié)約等特點(diǎn)，為高速公路隧道機(jī)電設(shè)備安裝施工提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：接地保護(hù)；車道指示器；安裝工程；風(fēng)電設(shè)備

0 引言

在高速公路隧道工程施工中，隧道機(jī)電設(shè)備的安裝是一項(xiàng)重要施工內(nèi)容，其安裝質(zhì)量直接影響整個(gè)隧道的安全運(yùn)營(yíng)。高速公路隧道機(jī)電設(shè)備技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、涉及面廣，需要安裝大量設(shè)備、使用大量配件材料。高速公路隧道機(jī)電安裝工程是一項(xiàng)復(fù)雜的綜合性工程，而在高速公路特長(zhǎng)隧道里進(jìn)行機(jī)電設(shè)備安裝施工，則具有施工難度大、施工項(xiàng)目多、質(zhì)量要求高的特點(diǎn)，這就要求運(yùn)用更好的隧道機(jī)電工程施工技術(shù)，通過施工現(xiàn)場(chǎng)施工組織，優(yōu)質(zhì)、高效、安全地完成機(jī)電設(shè)備安裝施工任務(wù)。

1 工程概況

甘肅省新開發(fā)的某高速公路工程全長(zhǎng)139km，該高速公路工程的三叉分路口含有一條長(zhǎng)度為3192m的隧道，該隧道機(jī)電設(shè)備安裝工程的施工工期為180d。該隧道機(jī)電設(shè)備安裝工程的施工量較大，所用施工材料和設(shè)備需要長(zhǎng)距離運(yùn)送，對(duì)工程質(zhì)量的要求很高。該高速公路隧道機(jī)電設(shè)備工程主要包括安裝PLC裝置（即可編程邏輯控制器）、車道指示器、風(fēng)電設(shè)備、消防系統(tǒng)、隧道監(jiān)控設(shè)備、接地保護(hù)裝置等項(xiàng)施工項(xiàng)目。

2 機(jī)電設(shè)備安裝工程施工技術(shù)

2.1 安裝PLC裝置

安裝PLC裝置的具體步驟如下：

一是安裝PLC控制柜。PLC柜體安裝在隧道洞室內(nèi)，根據(jù)該隧道的實(shí)際情況，設(shè)定PLC柜體的左右空隙。如果一切正常，緊固螺絲以確?？刂乒竦姆€(wěn)定。

二是引入線纜。按照規(guī)定位置引入PLC柜體的電源線和控制電纜并完成接線，同時(shí)按照施工標(biāo)準(zhǔn)對(duì)預(yù)埋線的出線口進(jìn)行保護(hù)，避免引入線纜時(shí)對(duì)預(yù)埋線造成損壞。

三是密封控制柜。當(dāng)PLC控制柜底板安裝到位后，為使控制柜的柜體處于密封狀態(tài)，將尺寸合適的橡膠圈插入線孔中，并使用密封膠將其在線孔處粘貼牢固，使用防火泥堵住線孔，并使用發(fā)泡膠將PLC柜體與其相連的接線處密封。

四是檢查接線。檢查接線是機(jī)電設(shè)備安裝工程最重要的工作之一。使用專業(yè)設(shè)備檢查電源以及電源連接處，安排專業(yè)技術(shù)人員記錄檢查時(shí)獲得的數(shù)據(jù)，評(píng)估該數(shù)據(jù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求、是否達(dá)到安全性能。

五是加電調(diào)試PLC裝置。若PLC控制柜接線經(jīng)檢查無誤后，可以對(duì)PLC裝置進(jìn)行加電調(diào)試。eSZxoT2zgIupEzh30h76Q44+DyNfQ39H48Qo1CJLa/4=首先應(yīng)按照順序進(jìn)行主開關(guān)和分開關(guān)的合閘操作。并在操作的同時(shí)觀察各設(shè)備間的狀態(tài)是否出現(xiàn)異常，若無異常則可對(duì)所有開關(guān)實(shí)施開閉操作。隧道內(nèi)PLC裝置與其他設(shè)備連接情況如圖1所示。

2.2 安裝車道指示器

車道指示器的安裝步驟如下：

一是加電檢查。在安裝車道指示器之前，先將車道指示器運(yùn)送到安裝地點(diǎn)實(shí)施加電檢查，驗(yàn)證其運(yùn)行情況是否正常。

二是確定支架位置。在確定支架位置之前，需要確定隧道內(nèi)車道中心線位置。車道指示器支架的安裝位置與車道中心線在同一垂線上，即車道指示器支架安裝在車道中心線上方的隧道頂部位置。通過吊錘以車道中心線為目標(biāo)點(diǎn)，在垂線上方隧道頂部位置確定支架安裝點(diǎn)。

三是鉆出支架安裝孔。在鉆支架安裝孔之前，需清理隧道頂部鉆孔位置的覆蓋物，清理后進(jìn)行鉆孔并清除孔內(nèi)的粉末殘?jiān)?，確保孔內(nèi)無雜質(zhì)。然后測(cè)量孔徑與孔深等數(shù)據(jù)，若數(shù)據(jù)不符合要求則需要再次施鉆直到符合標(biāo)準(zhǔn)后，使用膨脹螺栓安裝支架法蘭，確保連接穩(wěn)固。

四是安裝支架。使用螺栓和螺母將車道指示器支架安裝在支架法蘭上，在確保該支架具有極強(qiáng)穩(wěn)定性的前提下，可適當(dāng)松解螺母進(jìn)行左右調(diào)節(jié)然后予以固定。

五是安裝車道指示器。使用吊車將車道指示器吊至到支架處，調(diào)整其高度與角度，保持其屏體安裝點(diǎn)與支架準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)，在此基礎(chǔ)上使其與支架連接，保證其連接穩(wěn)定、牢固。

六是調(diào)整車道指示器位置。車道指示器安裝后，記錄其屏體與隧道內(nèi)地面之間的距離，判斷是否符合標(biāo)準(zhǔn)，若不符合則需要按照設(shè)計(jì)要求調(diào)整其位置與角度。

七是連接線纜。依據(jù)設(shè)計(jì)要求，由專業(yè)人員將信號(hào)電纜、PLC裝置電纜與車道指示器上的屏幕控制器連接，避免上述電纜與附近的金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生接觸，以防止電纜磨損、電磁干擾或其他損壞，并將上述電纜實(shí)行加固操作。

八是加電調(diào)試。當(dāng)按上述方法完成隧道內(nèi)所有車道指示器安裝后，需對(duì)整個(gè)車道指示器進(jìn)行全面檢查，若檢查后一切正常則進(jìn)行加電調(diào)試。在加電調(diào)試時(shí)，需PLC他的配合，以掌握車道指示器的具體情況。若經(jīng)加電調(diào)試后一切正常，即完成車道指示器他的安裝工作。隧道內(nèi)車道指示器安裝位置如圖2所示。

2.3 安裝風(fēng)電設(shè)備

2.3.1 施工準(zhǔn)備

由于風(fēng)電設(shè)備的安裝難度大、操作復(fù)雜，在安裝之前需對(duì)施工人員講解風(fēng)電設(shè)備安裝要點(diǎn)和操作方法。技術(shù)人員要熟悉安裝圖紙并對(duì)輸送管現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地檢查，確保安裝施工的質(zhì)量和安全。

2.3.2 安裝方法

使用兩條6t手動(dòng)倒鏈，將倒鏈的一端與吊鉤連接，另一端與風(fēng)機(jī)連接，進(jìn)行安裝操作。安裝時(shí)，需兩名施工人員分別位于風(fēng)機(jī)兩側(cè)的工作臺(tái)上，進(jìn)行倒鏈操作的同時(shí)擰緊連接螺栓。在擰緊螺栓時(shí)，確保每一條連接螺栓均套上彈簧墊圈，然后用螺母緊固。在安裝完風(fēng)機(jī)后，檢查其安裝是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。安裝風(fēng)機(jī)時(shí)，其中心線允許誤差的計(jì)算公式如下：

（1）

式（1）中：s為風(fēng)機(jī)中心線允許誤差范圍，x為風(fēng)機(jī)中心線水平后移量，y為風(fēng)機(jī)中心線奧都偏移量。按照該公式計(jì)算出的風(fēng)機(jī)中心線允許誤差范圍，須再次檢查和調(diào)整風(fēng)機(jī)安裝位置，確保安裝位置準(zhǔn)確無誤。

在風(fēng)機(jī)安裝符合要求之后，檢查風(fēng)機(jī)連接處螺栓的松緊情況，其與安裝底座是否接觸緊密，是否可以正常運(yùn)行。若有異常情況予以解決，使風(fēng)機(jī)安裝穩(wěn)定與安全。在所有操作按要求完成后，對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行加電調(diào)試。

2.4 安裝消防系統(tǒng)

隧道消防系統(tǒng)的消防器材、設(shè)備、配件、材料，均應(yīng)根據(jù)符合《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50166—2019）等有關(guān)規(guī)定和設(shè)計(jì)要求。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察該隧道內(nèi)部的實(shí)際情況，繪制消防系統(tǒng)安裝施工圖并報(bào)監(jiān)理單位批準(zhǔn)。準(zhǔn)備好安裝消防系統(tǒng)所用的消防管道、消火栓、吊架、支架等供水設(shè)備，火災(zāi)監(jiān)測(cè)、報(bào)警所需設(shè)備、配件，以及滅火器等應(yīng)急設(shè)備。

消防管道采用一級(jí)硬度的材料，采取熱熔方式處理消防管道接頭。消防管道經(jīng)過隧道伸縮縫等處應(yīng)采取補(bǔ)償措施。要按照消防管路布設(shè)要求裝設(shè)接線盒并采取固定措施。消防管路保護(hù)層使用防火混凝土敷設(shè)，其厚度不應(yīng)小于30mm。消防管道與消火栓要連接牢固，便于應(yīng)急使用。煙感探測(cè)器、火災(zāi)報(bào)警器等控制與顯示設(shè)備應(yīng)安裝牢固。要保證消防系統(tǒng)安裝施工具有高質(zhì)量，加強(qiáng)安裝過程中突發(fā)情況的應(yīng)對(duì)能力。

2.5 安裝隧道監(jiān)控設(shè)備

2.5.1 安裝電纜

隧道監(jiān)控范圍包括出口、入口、內(nèi)部道路和緊急出口等區(qū)域。根據(jù)監(jiān)控設(shè)備安裝位置配備視頻傳輸和電力供應(yīng)電纜，并詳細(xì)記錄其安裝情況和檢測(cè)結(jié)果，以滿足監(jiān)控電纜的安裝需求。測(cè)試監(jiān)控電纜信號(hào)傳輸性能、協(xié)調(diào)性能以及絕緣性能，確保其符合技術(shù)要求。

在配電電纜穿越構(gòu)造物或護(hù)坡時(shí)，應(yīng)穿入鍍鋅鋼管以起到保護(hù)作用。埋設(shè)電力供應(yīng)電纜時(shí)，其埋設(shè)深度應(yīng)≥70cm的地下，并在埋設(shè)處設(shè)立防護(hù)措施。要對(duì)電纜終端加強(qiáng)防護(hù)，用絕緣膠帶進(jìn)行絕緣處理。

2.5.2 安裝隧道攝像頭

根據(jù)設(shè)定的監(jiān)控范圍，合理安裝攝像頭，并保持?jǐn)z像頭視野開闊、清晰。以在隧道口安裝攝像頭為例，在隧道口安裝攝像頭之前，先在地面施做攝像柱的底座和連接法蘭，并將視頻傳輸和電力供應(yīng)電纜引到攝像柱的底座處。然后使用起重設(shè)備提升一根攝像柱，攝像柱底部法蘭與底座法蘭通過螺栓螺母緊固連接。將地面引過來的視頻傳輸和電力供應(yīng)電纜與攝像柱上的接線盒連接。在攝像柱頂部安裝一根避雷針進(jìn)行防雷電保護(hù)。

將攝像頭與網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器連接后進(jìn)行測(cè)試，如果工作正常，插入攝像頭護(hù)罩和云臺(tái)?？紤]到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境可能被破壞，攝像頭和云臺(tái)應(yīng)放置在攝像桿的頂部，以確保每個(gè)設(shè)備在最大額定風(fēng)速下都能正常使用。

2.5.3 安裝光感檢測(cè)器

按照?qǐng)D紙上規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，首先將光感檢測(cè)器及其支架安裝在立柱頂端；然后調(diào)整外部光感檢測(cè)器的檢測(cè)角度，使該探測(cè)器與路徑表面對(duì)齊；接著使用金屬管保護(hù)和固定插入的電源和信號(hào)電纜的裸露部位；最后將光感檢測(cè)器插入線路末端。

2.6 安裝接地保護(hù)裝置

需按照?qǐng)D紙要求，根據(jù)工程實(shí)際的情況，將接地保護(hù)裝置進(jìn)行分段安裝。先檢查整個(gè)隧道機(jī)電設(shè)備的接地線和接地體完好無損，然后安裝接地保護(hù)裝置。當(dāng)接地線穿過構(gòu)筑物的空間時(shí)，必須安裝接地補(bǔ)償裝置。

在實(shí)際施工中，接地線可以彎曲成曲線。穿過構(gòu)筑物和裸露部件的接地線必須用PVC管進(jìn)行絕緣保護(hù)。若該操作是在室外進(jìn)行，則需將隔熱材料放置在PVC管內(nèi)部，避免隔熱材料接觸到水分發(fā)生腐蝕，并在接線頭上圖層涂抹防銹材料，以延長(zhǎng)其使用年限。

3 驗(yàn)證實(shí)施結(jié)果

3.1 施工工期

將本文所述高速公路隧道機(jī)電工程施工技術(shù)，應(yīng)用于甘肅省新開發(fā)的某高速公路中的三叉分路口隧道機(jī)電工程的施工之中。根據(jù)施工計(jì)劃，長(zhǎng)度為3192m的隧道機(jī)電設(shè)備安裝工程的施工工期為180d。該隧道機(jī)電工程每天需要完成大約18m的隧道長(zhǎng)度。

根據(jù)上述工程進(jìn)度安排，以及隨時(shí)調(diào)整安裝時(shí)間與安裝工作量及安裝速度之間的關(guān)系，運(yùn)用本文所述高速公路隧道機(jī)電工程施工技術(shù)，在180d內(nèi)完成了該隧道機(jī)電安裝工程。而傳統(tǒng)方法無法在180d內(nèi)完成該項(xiàng)工程。

3.2 人力資源

采用本文所述高速公路隧道機(jī)電工程施工技術(shù)與傳統(tǒng)施工方法，在人力資源利用方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)通過將相同規(guī)模的隧道工程，采用不同的施工方法進(jìn)行對(duì)比，記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，來評(píng)估人力資源利用情況。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，本文所述施工技術(shù)在施工過程中使用的人力資源共計(jì)30人，所需的人力資源較少、施工效率較高；而傳統(tǒng)施工方法在施工過程中使用的人力資源共計(jì)40人，所需的人力資源較多、施工效率不高。

4 結(jié)束語

常規(guī)的高速公路隧道機(jī)電工程施工方法操作復(fù)雜且施工效率低，鑒于此，本文介紹一種全新的高速公路隧道機(jī)電工程施工技術(shù)，并將其運(yùn)用于甘肅省某高速公路中的三叉分路口隧道機(jī)電工程施工之中。

經(jīng)過與傳統(tǒng)施工方法對(duì)比可知，本文所述施工技術(shù)在施工進(jìn)度、施工質(zhì)量和人力資源節(jié)約等方面均取得了優(yōu)異成績(jī)，對(duì)提高高速公路隧道機(jī)電工程的質(zhì)量和效益效果明顯。

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