公路隧道工程中的机电安装施工技术

王晓杰

（甘肃圆陇路桥机械化公路工程有限责任公司,甘肃 兰州 730000）

0 引言

随着我国社会经济飞速发展，科学技术水平有了很大的提高，我国公路建设工程项目的规模越来越大[1]。扩大公路建设规模对提升我国道路网络服务水平有积极作用，同时还能够促进我国社会经济发展。从实际情况来看，近年来我国大力发展基建工程，并逐渐把经济发展重心转向道路网络的建设及优化。公路建设过程受环境因素的影响较大，公路隧道已经成为公路建设工程中的关键点。因此，如果要保证公路机电系统的施工质量，就要对隧道内部的环境进行改善。

1 工程概况

G312线凤翔路口至平凉东公路崇信至花所段建设项目位于平凉市，总长度设计为12.61 km。桩号K1753+850～K1759+784段设计有三座隧道：白家山隧道的长度设计为960 m、高家庄隧道的长度设计为2 347 m、于家山隧道的长度设计为608 m；机电工程施工内容主要包括：通风系统、消防系统、隧道站、监控设备、供电系统、照明系统。

2 施工准备

（1）施工单位根据施工需求提前准备好施工设备，并做好各项设备、仪表仪器的检验工作，确保其处于良好的运行状态。各设备和仪器应有序地运输至施工现场，保证施工的顺利实施。同时也要求施工人员严格按工艺规程和操作规程开展施工。施工期间，必须做到防火、防盗、防破坏。加强现场安全管理，降低安全事故发生率。

（2）提前搭设临时水电，为生产活动提供良好的施工条件。合理布置照明设施，以满足工程施工需要[2]，特别要注意夜间及雨雪天气作业时的照明问题，防止发生火灾或其他事故。如发现有异常情况，应立即停止施工，及时处理突发事件，避免不必要的损失。

（3）做好应急预案工作。在施工过程中出现紧急情况时，应及时向施工单位报告，由其协助处理，并将相关信息上报给当地消防部门，以便及时掌握事态发展。

3 机电安装施工技术

3.1 隧道监控系统的施工技术

3.1.1 隧道洞外监控设备安装

（1）摄像机安装。对每一个摄像机进行检查，在经过粗调以后才可进行安装。检查摄像机的运行状态，确保摄像机能正常执行聚焦、变焦等操作，合格后方可进行安装。摄像机安装可在升降车辅助下完成，摄像机的支架应与法兰保持一致，并采用螺栓加固。立柱、机箱和摄像机都要安装牢固，安装完成后对摄像机进行通电并检查各项功能是否能正常工作。如出现故障应及时维修或更换。视频监控系统是将摄像头拍摄到的画面通过网络传输给计算机或其他相关机构处理，实现现场指挥控制及管理的现代化系统工程。观察监控区域的图像质量、有效监控范围，检查合格后对摄像机进行固定，设备安装的具体流程可以参照图1所示。

图1 监控设备安装施工流程图

（2）情报板的安装。①安装钢立柱前施工人员应结合设计图纸测量放线确定出构件吊点的安装位置，同时要根据施工现场环境选用适当的绑扎方法，吊装时要做好必要的防护措施。钢柱被吊起后，柱脚距离地面大概30～40 cm时，施工人员从旁边扶正钢柱，安装孔对准螺栓，缓慢落放。检查钢柱的垂直度偏差是否控制在2 cm以内，对螺栓进行加固，并解除临时固定构件；②技术人员在对钢梁安装位置复核无误后开始吊装钢梁。实际吊装钢梁过程中，可采用两点对称的方法。钢梁起吊以后，距离基准面10 cm处，缓慢落放至安装部位，并对钢箱梁的位置进行校正，然后连接加固。

3.1.2 隧道洞内监控设备安装的施工方法

（1）视频监控设备安装。检查摄像机的运行状态，合格后开始安装。在对摄像机安装位置进行测量标记时，要确保摄像机安装的高程与设计图纸要求一致。用升降车安装支架，要求支架有足够的牢固性与稳定性。摄像机的底座与法兰配对，使用螺栓连接。将视频缆线、电源线、信号线缆通过预留孔洞敷设好，待接线检验合格后通电调试。安装完毕后，应做好现场的安全防护工作，并做好记录和存档的准备[3]。

（2）火灾报警设备安装。火灾报警系统是由温感火灾探测器与烟感自动探测器组成。使用膨胀螺栓将支架固定在隧道的拱顶中间部位，支架的安装间距设置为30 m，弯道区域的安装间距设置为25 m。温感探测器的尾纤接入线缆接续盒，再通过光纤接入信号处理器，通过协议模块向火灾报警控制器发出报警信号。当需要更换温感火灾探测器时，可通过电话或传真方式通知工作人员处理。在整个施工过程中要严格按照相关规范操作，确保每个步骤都能达到预期效果。

（3）PLC设备安装。施工人员结合现场条件，对PLC设备安装位置进行定位。设备在正式安装前应结合设计图纸检验PLC设备的性能、规格、型号，合格之后方可安装使用。PLC控制器箱要安装在预留孔内，控制箱要安装到指定位置，箱体需要确保足够平整，安装应牢固。提前布设管线并制作接线头以检验线缆性能。严格按照接线图安装输入电缆和输出电缆，做好标记。然后检测接地电阻，确保不大于1 Ω。以上工序完成以后进行通电测试，如若设备运行状态正常，则可以开始安装软件，并对软件进行调试。

3.2 隧道变电所设备安装的施工方法与技术措施

3.2.1 高低压柜设备安装

高低压柜采用汽车吊吊装和人工从旁辅助安装的方式。在吊装过程中，要确保柜台的结构不会发生变形或构件跌落。变电所室内设置临时轨道与道具，用撬杠把高压柜移到电缆沟提前预埋的槽钢上。在安装的过程中要注意安装方向，以免在安装时出错而导致后期难以调换。高压柜与低压柜安装完成后进行加固，高压柜要垂直于地面，柜体之间的误差接缝应该控制在2 mm以内。安装完成以后，要保证柜体盘面的油漆面完整，高低压柜内的构件齐全，柜内保证洁净。

3.2.2 柴油发电机设备安装

严格按照设计图纸安装柴油发动机组，地脚灌注浆液后进行精细化平整，用螺栓加固地脚；安装式机组则要确保底部的平整性，并保证底部拥有足够的支撑力。然后按照设计图纸要求依次安装冷却装置、排烟管、消音管等设备。在经过检查后发现，配电柜的接线正常、发电机组运行正常，各项指标检验合格后对机组进行空载试运行，发电机组的试运行正常方可投入使用。

3.2.3 变电所电力监控系统

电力监控系统需设置中央控制站并将控制站设置在隧道的管理所中。每个变电所都需要设置通信管理器，中央控制站与通信管理器之间利用PLC光纤通路进行通信，变电所通过光纤环网把采集到的信息传输至管理站。管理站能够对10 kV、380 V、220 V的供电系统进行远程监测，当发现有事故发生时会立即发出警报，并操作控制系统对事故进行处理。利用远程操作对电流负荷进行合理调配，保证电力监控系统稳定运行，同时还能够节省电力资源。远程遥控数据、事故报警和控制开关的运行状况等数据都可以保存在硬盘中，同时还提供打印功能。变电所内的监控设备可以直接安装在控制柜内，监控系统提供控制柜及监控区域内的电缆，实现对高压进出线以及控制开关的远程控制。利用PM表对低压电流、电压、功率及电能进行监测[4]。

3.3 照明系统施工技术

3.3.1 隧道照明灯具安装的施工方法

控制灯具的位置安装误差：纵向偏差不得超过5 cm，横向偏差不得超过3 cm；根据灯具的底座尺寸确定出膨胀螺栓的具体安装位置。用电锤钻孔时，施工人员需要确保膨胀螺栓的深度与膨胀管的深度一致，用螺栓将底座固定在隧道内。灯具安装时需确保灯具与底座之间的连接稳固。灯具安装好后，用水平尺对灯具两侧的标高进行调整，保证其与路面标高保持一致，二者之间的偏差不得超过5 mm。然后对灯具进行调整，保证灯具的安装方向与隧道前进方向一致，两者偏差在5 mm以内。每安装一套灯具，施工人员都应该对灯具的照明走向进行观测，保证其符合行车方向，同时具备一定的美观性。

3.3.2 隧道引道路灯安装的施工方法与技术措施

在吊装路灯设备过程中，需要确保路灯的杆件外观质量不会受到损伤，缆绳吊装部位需要包裹软质材料。施工人员在调整灯杆的垂直度后用螺栓加固底座。把电缆穿到接线盒内，与路灯线相连，进行接地处理、绑扎线缆和标记。为了保证三相电源的平衡性，应该分配多个相位。当路灯通电调试合格以后，即可投入使用。

绝缘电阻测试需满足以下要求：配电装置与馈电线路的电阻值应大于0.5 MΩ；在测量线路电阻值过程中，需要将断路器、电器设备、仪表等设备设置为断开状态。

3.4 隧道通风系统施工技术

公路隧道机电安装施工主要的大型机械系统设备是消防以及通风系统设备。详细安装顺序见图2所示。

图2 施工流程图

（1）风机运输。风机在运输时一定要采取相应的防护措施，避免运输过程中因颠簸而导致风机损坏。施工人员将钢丝绳穿束至吊装孔内，并绑扎牢固，不得出现松动现象。使用吊车将风机吊运至运输车上，风机两侧设置防滚动构件，保证风机不会相互叠压[5]。

（2）风机吊装。提前预埋钢板螺栓，将连杆与吊环安装在螺栓上，用扳手对螺栓进行加固。用吊车将风机吊装在支架上，慢慢提升台车至连杆30 cm处停下，调整连杆的位置，同时调整风机的暗转刚需，使风机的安装孔与吊环安装孔对准，然后插入连接螺栓，使用扳手将螺栓拧紧。对钢丝绳进行加固，风机安装时可以在损伤部位涂刷防腐漆，并在损伤表面喷涂油漆。

（3）调试。根据风机的施工图纸连接线缆和设置接地装置。检查风机的各个构件连接质量，同时对风机内部进行清理。

3.5 消防管道、消火栓和水成膜泡沫栓的安装

消防管道、消火栓、水成膜泡沫栓的管径为DN150，管道外侧、内侧的管道管径均小于100 mm，可以使用丝扣进行连接，对于管径超过100 mm的管道，可以使用卡箍进行连接。具体的安装流程见图3所示。

图3 消防管道施工流程图

为保证施工效率，可以组织多个施工班组同时对一个隧道进行施工。施工管理人员应该合理布设隧道内部空间，因为隧道内需要堆放大量的原材料和施工设备，同时还需保证供应车辆能够顺利通行，由此导致隧道内的剩余空间十分狭窄。安装管道时，要严格按照管道的走向进行施工，先安装大管再装小管；先安装主管道再装支管。需要额外注意的是当三通构件加工完成以后，需要对表面进行镀锌处理，三通的每一个接口都应该使用沟槽式地管接头进行连接。在安装消火栓时，应该将消火栓嵌入至隧道壁内侧，以保证安装质量符合设计及规范要求。

4 结语

综上所述，在公路隧道项目施工中，施工单位应该对机电工程的施工质量予以重视，其会对整个公路隧道建成投运后的运行状况产生较大影响，同时也会不同程度地影响行车安全。在机电系统实际施工时，作业人员要针对不同类型的设备选择合适的施工方案，保证各类机电设施的安装质量符合设计要求。该研究分析总结出来的经验能为后续类似工程项目提供一定的指导。