超高层垂直电缆敷设技术＊

易 凌，袁 野，于 凯

（中国建筑第二工程局有限公司华南分公司，广东 深圳 518000）

0 引言

在建筑机电安装工程中，超高层建筑物，特别是超过200m建筑的电缆敷设是施工的重点和难点。根据项目实施经验，高度超过200m的建筑主体，其配电房一般设置于地下，同时在建筑物的中间楼层区域设置分配电房。通过采用10kV电缆从地下室或建筑低区配电室供电至相应中高区的分配电房的方法，改变以往仅依靠低压供电系统的传统方式，缩短电缆路由供电线路，同时降低电缆的损耗，减少对建筑内部空间资源的占用，改良用电质量，必须保证超高层建筑配电稳定、安全。

1 施工重难点分析

1）随着楼层垂直高度的增加，其下部电流的荷载不断增大，电缆的总体质量随之上升，导致垂直高度的电缆受力点增加以及上部缆体的受力变大，致使电缆的结构发生变形。在超高层建筑中，需要敷设的垂直电缆数量较多、敷设密度较大，在实际施工过程中，经常碰到多根电缆相互缠绕的问题，所以对施工过程中电缆敷设的把控尤为重要。

2）在垂直电缆的敷设过程中，必须充分考虑提升电缆的自身重力以及其产生的重力加速度。如一般超高层建筑中，采用垂直敷设电缆的情况较多，这些电缆由于截面积较大，导致其质量重，在垂直下放时会产生较大的重力加速度，可能造成电缆损伤。为避免这一问题的发生，在超高层建筑电缆垂直敷设过程中，一般会安装阻尼缓冲器，以有效减缓电缆的重力加速度。

3）垂直电缆敷设时，将电缆环绕在导轮上，缆绳和导向轮相互作用，导致缆绳及自重被分解。同时，在弯曲环绕下，电缆对其产生一定的反弹力，增加电缆内部槽与导轮之间的摩擦，进而降低电缆的重力加速度。因此，在吊装作业过程中，对上、下导轮的位置必须进行准确的校定，以增加垂直吊装电缆的稳定性和可靠性。

4）因建筑物架体结构在不同之处，在敷设电缆时，顶部滑轮固定处并不是电缆的供电末端，因此在敷设电缆过程中将会涉及二次倒缆，此为敷设电缆的另一难点。

2 施工方案

2.1 垂吊式电缆敷设技术

垂吊式电缆敷设时，主材使用新型材料，其导体、外表皮、普通电缆绝缘芯相同，不同之处在于，在电缆敷设过程中，垂直段有3根钢绳，配有专用提升盘，用扇形塑料钢丝绳缠绕，并用3根电缆芯绞合在一起。

对于二次倒缆问题，在垂直吊装电缆过程中，设置吊具2副，其主要用于吊装圆盘和主吊具。首先，吊装圆盘由吊具本体、吊环、钢板卡具和螺栓组成，是整个电缆吊装过程中最核心的部件。它作为起吊装置将电缆的总质量固定在适当的位置，以提高电缆起重施工的安全承载能力，从而保证施工安全。电缆起点固定吊具A，上横截面长度为主吊具A与专用起吊盘之间的距离，同时将垂直电缆锁定。除电缆牵引方法外，还应考虑以下6个方面。

1）各通道和中点进行差分测量，取适中值，设置合理的起吊点。

2）利用梭头引导起吊盘，使其顺利通过井口。

3）为保证吊装过程中缆索的安装，对缆索专用提升盘与承载单元的连接进行全张拉试验。从提升钢丝绳上取3个承重单元，长度适中。将其固定在提升盘上，施加4倍恒定拉力，观察提升盘和承载单元是否有变形或脱落现象，经确认无问题后进行提升作业。

4）在提升过程中，应调整钢丝绳中3根钢丝绳的长度，保证钢丝绳受力均匀。

5）当提升盘达到井架60mm时，应停止提升作业，拆卸穿井梭头，将提升盘卡入提升盘上颈，提升盘和槽钢平台用螺栓固定。

6）楼层井口的电缆用抱箍固定在槽钢台架上，电缆和抱箍间应用胶皮作为保护措施，以防止电缆因拉扯导致破损。

2.2 阻尼缓冲器法垂直敷设电缆施工技术

阻尼缓冲器方式垂直电缆敷设是利用高势能将电缆从上向下传输，通过分段设置阻尼缓冲器可以有效地控制电缆速度。其效果是：电缆不会因为自身重量的加速度而受到损坏，而且在保护人身安全的同时不会发生事故。阻尼缓冲器是阻尼方法中最重要的部件，它由3个导轮和型钢支架组成。导向轮的位置是阻尼缓冲方法的关键。当电缆上下穿过阻尼缓冲器时，速度可任意调整和控制。合理的调整效果是：当操作者向下用力时，拉索克服阻尼缓冲器减速运转，拉索通过缓冲器的衰减作用减速到停止（见图1）。

图1 阻尼缓冲器结构

2.2.1 准备阶段

1）必须进行实地测量，数据要准确，并根据现场施工图绘制电缆表，指明每个位置的方向和长度。而电缆缠绕阻尼缓冲器将有部分长度剩余，因此应仔细考虑终端尺寸预留方案，以避免因此问题造成不必要的损失。

2）通过测量最大截面索的总高度和重力，分析阻尼器的质量，确定阻尼器的个数，通常阻尼缓冲器以3～4层为一组安装。

3）注意减振缓冲器导轮的材料，根据实际施工情况选择可靠的支架固定，安装位置应靠近电缆桥架。

4）利用塔式起重机或者电梯井将电缆吊运到相应的楼层。沿敷设路径安装临时对讲机广播，各阻尼缓冲器位置安装对讲机扬声器，以便于在垂直敷设电缆过程中将各个环节指令信息有效传达到位并及时做出反应动作。

2.2.2 吊装阶段

1）对准备阶段已标记的电缆进行敷设前的确认，对其进行绝缘检查。将电缆上架，环绕导轮敷设及水平方向敷设。

2）在敷设过程中，每一步骤都必须按照相关指令进行。作业人员必须严格服从命令，一旦出现异常情况及时向指挥人员汇报，并通过扬声器将紧急应对措施下达到各个环节，待故障解除确认安全无误后再进行施工。

3）需要注意的是，电缆端到终端后，电缆的垂直段从阻尼器导轮移动到桥架进行布置固定。当不能同步进行时，必须从上到下分段操作，避免垂直电缆同时拉出，造成上部电缆过重。

2.2.3 安全质量要求

1）吊装施工前要清理施工现场，特别是一些砖块杂物需洗扫干净。施工人员进入现场时一定要佩戴安装帽，身着反光衣，工具禁止抛传，要采用逐一传递。

2）在操作阻尼缓冲器前，需对操作人员进行技术交底，人员要保持同导轮相同的位置距离，选择最合适的位置进行施工作业。同事避免手部和衣物被导轮牵扯住，造成人员伤害。

3）对电缆井口进行封闭处理，井内照明光源充足。

4）在整个电缆敷设过程中，电缆的曲折直径不能小于20d，保证电缆的外绝缘皮没有破损。

2.3 钢丝绳牵引法的施工技术

2.3.1 吊具的选择

垂直电缆敷设过程中，摊铺机的选择必须合理。施工摊铺机有两种，一种是主吊具，另一种是辅助吊具。通过主吊具和辅助吊具的相互作用，使电缆受力均匀，提高二次电缆复绕效率（见图2）。吊架安装应注意以下3个方面。

图2 电缆垂直敷设吊装

1）为保证电缆的稳定性，旋转头网罩的连接件应与主吊架可靠连接，将电缆固定在垂直敷设的电缆前端，使其具有消除电缆和钢丝绳的转动力矩和锁定垂直力的特点。同时，降低钢丝绳和电缆的强度，提高供电的安全性。

2）主吊具B采用侧拉式网络连接器，使其具有垂直力锁紧特性，其中主吊具A高于主吊具B，使两个吊具之间产生高度差（20m），有利于第2根下拉绳。这是最困难的电缆敷设过程，一旦位置不准确，将导致重复施工，再次进行吊装作业。

3）为了提高电缆安装水平，在施工过程中应安装一个辅助吊架，并在辅助吊架上加一对上覆式侧拉中间网套接头，距离电缆终端50m。辅助吊架通常安装在主吊架下方。该方法可以分担主吊具的质量，使缆索的垂直截面受力均匀，保证缆索安装的可靠性，具有垂直力锁定的特点

2.3.2 钢丝绳与卷扬机的选择

1）钢丝绳的选择 在电缆敷设过程中，需根据电缆质量荷载、摩擦系数和滑轮数量，通过计算公式对钢丝绳受力进行计算，然后确定钢丝绳的张力。计算公式为：

S=Fm+K×（F-1）×Q/（FN-1）

式中，S为钢丝绳拉力，F为摩擦系数，m为固定滑轮与活动滑轮数之和，K为导向滑轮数，N为省力次数，Q为计算荷载物体质量与吊带质量之和。在使用负荷计算时，必须考虑动负荷系数、不平衡负荷系数，才能得出计算结果。

2）卷扬机的选择 根据计算得到的钢丝绳运行拉力S选择卷扬机，一般选用2～3t慢速卷扬机。在电缆安装过程中，要实时监控卷扬机的工作状态，如果卷扬机在施工过程中出现跑绳偏移、过卷、障碍和刮碰等不适应现象，应立即停止工作，对相应的滑轮组门数进行调整，使其确保卷扬机的工作效率和供电需求。同时还需要注意的是，为保证卷扬机的顺利运行，容绳量必须保证设备运转。

2.3.3 电缆敷设吊装

在所有准备工作完成后，可以进行电缆安装，应注意以下4个方面。

1）电缆安装前的检查 检查内容主要包括电缆类型、电缆外观等，确保电缆与施工中使用的电缆相同，保证电缆保护层不损坏，防止因电缆破损影响施工进度。所选电缆的绝缘性能必须在敷设前进行测试，确保其绝缘性能满足相关要求。

2）吊装过程控制 在高处垂直敷设电缆之前，应根据现场实际情况，选择合适的位置摆放设置卷扬机。为减少垂直作业，应优先将卷扬机设置在首层电气竖井附近。电气竖井内光线较暗时，应在井内设置备用照明系统，为电缆的固定与连接作业提供充足的照明。在对卷扬机放置位置确认并检查无误后，开始固定滑轮与钢丝绳位置，准备进行吊装。吊装前应设置专用通信线路，并在每层电气井旁设置电话接口。指挥人员、吊装操作人员和装载区域负责人必须配备对讲机，以保证信息传递的一致性和及时性。

3）主吊具A固定在吊钩上，电缆用于试运行。在每个环节确认后，主吊具A被吊起。在电缆的垂直部分，每50m安装1个辅助吊具，位于主吊具B的下方，能够确保电缆均匀受力。当电缆的起始端与水平安装位置平齐时，操作必须停止，改变提升点，将主吊具B设置为主提升点。随着提升机的升高，移去主吊具A，电缆的上水平段开始进入水平安装位置，随后移去专用夹具。需要注意的是，当电缆安装主吊具A时，系统需确保在正常且平稳的运行状态下。一旦出现异常情况，必须对主吊具A进行检查和维修，待每个系统指标稳定后，才能开始吊装。

4）在电缆吊装工作完成后，将电缆按一定距离用专用卡具由下而上固定在电缆梯架上，保证其安装牢固、可靠。同时应全面检查其外表面有无破损现象。最后由下至上逐步拆除各种吊具、卡具。

3 结语

在建筑电气工程中，电缆敷设工艺至关重要，对建筑电气工程的质量和安全有着极大的影响，是建筑电气工程施工中的关键环节。缆索的上水平段、垂直段和下水平段均可采用缆索牵引、阻尼缓冲和缆索敷设3种方法。这3种方法的优势在于电缆无中间接头，电缆均匀受力不易被破损，减少电缆损坏隐患，保证供电质量。在电缆垂直敷设过程中，施工现场条件良好、人员信息沟通及时到位、作业人员熟练度高，都是施工作业中必不可少的要素。在电缆敷设过程中，尤其是超高层建筑的电缆敷设，通常采用垂直敷设方式，并根据现场条件，选择相应的吊装方案。在电缆安装前，应该对所使用的吊装设施进行安全检查，保证其可靠性；对选定吊装的电缆规格型号进行确认，保证其与所需电缆的一致性。在电缆安装时，指挥人员和吊装作业人员必须全部到位，保证信息传递的时效性。电缆安装完成后，要检查电缆是否存在损坏情况，保证电缆的完整性。电缆敷设不当，将导致电缆内部结构损坏，进而影响供电的稳定性和电缆的安全性。