高速公路ETC收费车道机电改造施工控制措施

陈宏铎

（广东路路通有限公司，广东 广州510199）

0 引言

机电系统作为高速公路中重要组成部分，主要由多个部分组成，如通信系统、收费系统、通风系统、监控系统及消防系统等，在高速公路的安全、管理和监督方面发挥着重要的作用。随着我国高速公路的快速发展，机电工程新技术、新设备得到了不断创新，在高速公路收费站建设工作当中取得了一些成效，但相对于发达国家来说，在机电工程安装过程中，仍存在一些问题，需要加强施工中质量控制措施。结合工作实践，就高速公路机电安装施工中质量控制措施进行分析。

1 工程概况

取消省界站施工项目，其建设内容包括路段中心建设、路段收费管理系统、路段收费监控系统、路段综合收费稽查系统、服务器部署、网络安全等级保护、数据存储、网络传输系统搭建等。其中，ETC门架系统建设包括门架建设、系统安装调试、设备监管及网络建设等。ETC车道改造包括出入口车道升级改造、全功能混合车道改造及设备改造等。系统联调、切换包括省中心、路段中心、收费站（车道）和ETC门架等各级系统测试联调工作。下面着重就高速公路ETC收费车道机电改造施工要点进行探讨。

2 高速公路ETC收费车道机电改造施工

ETC车道改造内容如下：

标准化ETC车道系统：出入口MTC车道改造标准化ETC车道（约946条），含车道控制器（含工控机）、RSU、车牌图像识别设备、车道摄像机、高速自动栏杆、报警设备、信息显示屏、LED雨棚信号灯、机柜、车辆检测器、防雷器等设备的安装调试和原MTC设备拆除，以及相应土建改造。

混合ETC车道系统：出入口MTC车道改造混合ETC车道（约334条），含车道控制器（含工控机）、RSU、车牌图像识别设备、车道摄像机、高速自动栏杆、报警设备、信息显示屏、LED雨棚信号灯、机柜、车辆检测器、读卡器升级、手机支付、防雷器等设备的安装调试，以及相应土建改造。

原ETC车道系统升级：原ETC出入口车道软件升级改造（约385条）。

ETC收费车道机电改造施工内容包括线圈切割敷设、ETC车道天线、车道控制器（含工控机）、车辆检测器、费额显示器、信息提示屏、LED雨棚信号灯、非接触IC卡读写器、车牌自动识别设备、ETC自动栏杆机、车道摄像机、机柜和防雷设备等。

2.1 现场施工准备

2.1.1 基础开挖：基础施工包括设备基础制作工艺，包含车辆检测器基础、简易门架基础、L型杆基础和设备箱基础等。该工程基础开挖方式为人工开挖加机械开挖。上层采用机械开挖，下层采用人工开挖；在实际开挖前，应确保测量尺寸准确；开挖时要做好地下管线保护，以免损坏。在实际开挖过程中，还要做好防塌措施，在开挖时，如果其深度在2m以上应加挡土板，基础尺寸应满足规范要求。

2.1.2 模板制作：在模板制作前，应根据图纸要求进行制作；优选模板材料，防止蜂窝；在模板安装时，要保证安装牢固，浇筑时要避免发生变形。

其一，钢筋笼制作时，应按照图纸要求进行，同时要对线缆管道质量进行检验，看是否满足施工要求，模板制作结束后经过检验合格，方可进行使用。

其二，根据施工图纸要求，对钢筋笼和法兰螺栓进行合理定位；在法兰螺栓定位时，误差应小于2mm，同时加强预埋件垂直度控制。

其三，对于有接地要求的基础，做接地处理，并接到综合接地地网。施工时按照图纸要求打入角钢，确保其接地电阻不得大于1Ω。另外，将接地极用扁钢与基础螺栓电焊塔接，焊缝长度不小于100mm，焊缝牢固，表面光滑，使用沥青或防锈漆进行防腐处理。安装于8m立杆顶部的防雷接闪器用直径18mm的热镀锌圆钢作引下线与地网按规范牢固连接。

2.1.3 混凝土浇筑：在混凝土浇筑前，应确保验收合格，固定好预埋件，确保尺寸满足施工图纸要求。在混凝土浇筑时，应加强混凝土配合比控制，确保混凝土施工质量，施工材料质量和规格应符合施工要求。同时，在混凝土浇筑时，应采用机械进行搅拌，采用连续浇筑方式，一次成型，避免出现断裂；在浇筑时，避免模板变形，浇筑结束以后应抹平表面。

2.2 镀锌钢管的敷设

其一，镀锌钢管敷设流程：

测量定位—开挖管沟—管沟平整—钢管焊接—钢管敷设—监理工程师确认—包封—管沟回填—监理工程师确认—清理施工场地。

其二，钢管的桩号和钢管孔数应符合设计要求，定位要准确。首先，将管道基坑铺设的中心线划出，再进行管道铺设。在管道铺设时，应结合管道长度进行管道配置，再将上下层管之间的接头错开。对于外露钢管，应采用土工布进行包封，以防止二层钢管受到腐蚀。禁止接续使用不等径的钢管，除了焊接接头套管外，在管道埋设时还应将钢管朝上焊缝。为防止钢管出现滚动情况而导致间距不均现象，可采用木块将钢管稳固，再进行浇筑密封，并进行振实。

其三，管连接采用套管焊接法，在接续之前，检查端口，除去端口的飞边毛刺并将内口挫平成圆形，以免损伤子管。钢管的接头均采用套管焊接，两管插入套管后，焊接钢管时相连两根钢管焊缝应对齐，在套管两端满焊，除去焊渣焊接后，在套管两端周围刷防锈漆二道、银灰色调和漆二道处理。钢管敷设完毕，两端管口封堵。

其四，防止管身及管口出现变形，保证配件齐全，套管插口外径与内径应保持一致。

其五，在管道进入人孔时，其处理方法应满足《通信管道工程施工及验收技术规范》（YDJ 39—1990）的规定要求，以免管道进入时，因基坑回填土夯实不够而导致土基沉陷，进而引起管道断裂。

其六，待管道铺设结束以后，应及时进行钢丝试通，同时防止钢丝缩入管道当中，要堵住管口，以防异物进入；当牵引线横穿路基时，应按监理要求装入每条管孔当中，并将它固定在管道坑内，防止牵引线进入管道内部。另外，在牵引线选用时，应选用强度的锌钢丝。

其七，待管道铺设结束以后，应按照相关规定进行管道试验，这也是确保管道施工质量的条件之一。当管道试验合格以后，再采用塑料盖将管孔盖住，或者采用木塞将管孔塞住，防止泥砂进入管孔内。

其八，在管沟开挖过程中，应确保管道铺设坡度与基底坡度相一致，同时应对管沟深度进行核对，看是否满足施工要求。对于浸泡的管沟，应进行地基处理，处理后才能进行下一工序。

其九，在管道施工时，应保持与路基同步施工，管道铺设结束后，及时进行回填，作试通试验；试验合格以后，为防止泥砂进入管内，应将管口封好，并将管道堵塞好。

其十，施工完毕后，防止工程的任何部分被覆盖或外露，经监理工程师批准后，保证其时间充足，并进行严格检查和测量。在工程实际施工过程中，应加强旧排水系统保护。施工后及时恢复植被、排水设施等。

2.3 机电设备安装施工

2.3.1 检测线圈的铺设：测量每个线圈回路的精确长度，裁出相应长度的环形线圈；将环形线圈从车辆检测器安装点开始，穿过预埋钢管，在线圈槽内按设计图要求绕制线圈，再沿回路返回车辆检测器安装点；每敷设完1根后，在线圈的两端挂上标牌，再开始下一根线圈的敷设；敷设完并经确认无误后，在线圈槽内灌注调好的环氧树脂。

2.3.2 信号电缆敷设：在信号电缆敷设电缆时，应合理控制电缆半径。保证电缆的曲率半径不得小于直径的15倍，在布设电缆时应保证用力的均匀性，以防电缆外皮损伤，禁止出现管道接头。

安装电缆时，应做好电缆接地工作。若接地电阻位于主配线架侧面，禁止大于40Ω，并做好基础接地端与外场设备连接工作，禁止施工人员踩踏电缆或车辆碾压电缆，其敷设流程如图1所示。

图1 信号电缆敷设流程图

2.3.3 电缆接续：在电缆接续前，应加强电缆检查，包括程电缆对数、端别等，确认是否存在问题，如果存在应及时修改，再进行电缆接续。在电缆芯线接线时，应按施工要求进行，电缆接续色谱和色带相对应。在电线芯线接续时，应防止出现接触不良现象。在全塑电缆清洗时，要使用清洗剂进行清洗，电缆屏蔽层必须采用专线连接。电缆接续结束以后，保证电缆标称满足施工要求。

2.3.4 电缆敷设：在电缆敷设时，应在接头处和终端头分别预留15m和5m左右。与此同时，应对电缆的弯曲半径进行调整，一般大于10倍电缆外径。在电缆敷设时，先引出电缆，施工时要防止支架电缆与地面相互摩擦，防止电缆损伤，如护层折裂。另外，电缆敷设时，禁止采用电缆交叉方式进行施工，确保电缆排列整齐，并固定好电缆。

2.3.5 电缆头制作：电缆终端头制作应符合工艺要求。在电缆头制作时，应保证一次制作完成，防止连接处中断。在电缆头外壳与电缆护套连接时，应确保接地良好。选择铜绞线作为接地线，其截面应大于10mm。剥切电缆时，防止线芯的绝缘性损伤。在绝缘包缠时，及时将杂物清除，防止受到污秽。

2.3.6 电缆试验：在电缆绝缘电阻测量时，电缆芯线的外皮应对其他芯线绝缘电阻。在选择摇表时，应注意以下几点：在1000V以下电缆测量时，应选择相应的摇表。对于绝缘电阻值，应不作规定，可通过与测试结果相比，但不能降低绝缘电阻值。绝缘电阻的绝缘电阻值通常为10MQ，额定电压为1kV，但确保在电缆测试交接时进行。

2.3.7 电缆、导线敷设：严格检查电缆、导线规格、型号，确认是否满足施工要求。同时，要按照施工工艺要求进行电缆敷设，在敷设竖井内时，应分散人员，以免对电缆质量造成影响。在分线连接时，应采用压线帽进行连接。

2.3.8 防雷接地：在引下线连接时，柱内主筋应采用圆钢，施工时要做好墙内主筋标识，以免出现焊错。在机柜接地时，应在结构中预留钢筋，及时埋入墙体。在砌筑时，应保证其与金属构件连接的可靠性。如果采用扁钢接地线，三面均焊接，搭接长度比扁钢宽度大2倍；对于圆钢，在搭接时，采用双面满焊方式；除此之外，在铜芯塑料线连接时，应采用铜鼻子及螺栓进行连接。在系统防雷接地时，要采用二级防雷措施，进线位置要采用一级防雷措施。

2.3.9 设备接线：根据图纸要求，对天线的单根管和多排管支吊架进行制作，在机械钻孔时，应确保支架结构合理，合理使用材料，以满足受力要求。另外，在设备接线时，应保证安装位置合理，并与管道接触紧密，保证支吊架的间距满足设计要求。同时，要合理利用预埋铁件，支架可以采用膨胀螺栓生根点作为支撑，以减少结构的破坏。

在天线支架管道安装时，保证管径不大于100mm时，并选用镀锌钢管进行连接。对于管径大于100mm的天线支架，在焊接时，应采用法兰进行连接。同时，合理安装敷设在管井内的管道，充分考虑到以后维修的便利性。在丝接法兰安装时，其受压标准要满足设计要求，且要考虑到可拆件处维修的方便，如果其超过20m，需要安装法兰，以减少镀锌层的破坏。对于没有货源的丝扣，可采用冲压弯头进行焊接，再进行处理。当设备安装结束以后，及时进行管道调试工作。调试工作合格以后，及时加强成品保护，同时要做好防水、防尘工作。

2.3.10 系统调试：安装结束后，对设备进行单机调试。单机调试结束后，进行系统联调，由专业调试人员进行。调试人员包括软件工程师、硬件工程师。施工队的主要设备保留。调试结束后，提交系统调试报告。

3 结语

高速公路的机电工程安装质量水平的高低直接影响整个高速公路的质量、安全和效益，因此应熟悉掌握机电工程安装工艺，提升质量检测水平，对于推动我国高速公路的持续发展具有重要的意义。以取消省界站施工项目为例，着重就高速公路机电安装施工过程中质量控制措施进行了深入分析，为类似的工程施工提供参考。