高铁枢纽城市综合配套工程范围内机电系统安装施工研究

陈龙平

（中铁十一局集团电务工程有限公司，湖北 武汉 430000）

0 引言

城市高铁枢纽项目包含房建、机电与市政等若干专业，工程量大、工期紧张、施工团队多，涉及诸多交叉作业内容。而其中的机电系统安装也比较复杂，包括变配电、给排水、空调等多种设备与配套管线的施工，对于安装作业的精细化程度有较高要求。

1 高铁枢纽城市综合配套项目概况

常德高铁枢纽包含站场、站房及南北广场，整个工程南北方向长度为860m，东西宽度是630m。铁路过渡部分的建筑总面积达到18000m2，包含过渡站房与广场。本工程是该高铁枢纽的配套项目，主要建设范围包括机电系统安全和建筑装修。其中，前者主要是电力、暖通、给排水等相关设备与材料采购、安设、调试等[1]。此项高铁枢纽项目，开发面积大，涉及许多专业。和站前单位之间存在很多接口，预留预埋工程量大，建设周期长，需要各专业交叉协调作业。而且还有许多高空任务，安全防护要求较高，如给排水、通风管道与架桥等设备安装都要在负一层与地面层顶部开展。

2 高铁枢纽配套工程机电系统专业内容

按照专业划分，配套项目中关于机电系统安装的有以下3 个内容：①电力专业，涉及5km 长的高压供电线路以及1 座配电所、8 座变电所。另外，还包含29.75km 的低压供电线路，和大量配电箱，以及负一层、广场室内外的照明。②通信、机电监控专业，预计建设3 间通讯机房、1 间监控中心室，配线间与弱电井共有9间，这些空间内的设备安装工作都属于本次项目施工范围。另外，还需敷设7.9 万m 的钢管、42.45 万m 的光电缆、8.5 万m 的网线，配装7285m 桥架。该工程中共有24 套显示屏以及810 套监控摄像机，配备316 台广播音箱、4 套用于停车场管理的装置，机电监控传感装置方面的设备有623 个，以及接近400 个无线天线。③暖通专业，共有352 台暖通设备，配备铁皮风管与风阀部件。给排水方面，室内部分有11682m 的水路管道与7601m 排水管道，配备10 台污水提升设备。室外部分包括6 座化粪池、9800m 给排水管路。而且在室外，还设置雨水混凝土水管以及混凝土井，与市政管网有7 处接驳。本文主要从通风空调、电力供电与给排水3 个角度展开分析。

3 高铁枢纽配套工程机电系统的安装施工

3.1 通风空调系统

（1）风管与部件安装。本项目选择BIM 技术完成深化设计，工程根据设计图纸载明技术参数，校平与压筋处理钢板，经过折方与剪板后，利用要咬合机采用人工作业模式，等到咬合好后同样用手工合缝[2]。该项目的风管都选择角铁法兰风管，在原料复核质量无误后直接下料，焊接角钢法兰框，随后进行冲孔操作，在排烟风管上采用的法兰，孔间距需保持在100mm 以内，各个角都需设置螺栓孔。而通风与空调系统部分的法兰，其孔间距能调整到150mm，同样要确保螺栓孔齐全。为预防风管在后期使用中出现变形的情况，并要控制由于系统运转引起风管震动形成噪声，要对风管进行加固。对于边长达到630mm 的矩形风管、边长有800mm的保温风管，以及长度超出1000～1200mm 的风管都要加固。本项目主要运用角钢框处理，在边长不超过1000mm 的风管都用L25×4 规格角钢框加固，其余则选择L30×4 角钢框。风管加固框都通过铆钉处理，间距控制在150～200mm。而每个相邻加固点的距离是按照管道边长确认，边长在630～800mm，间距以1000～1200mm为准，边长达到1000mm，间距则需缩小到700～1000mm。现场加工中，风管结构和附件的几何规格都要精准，在法兰折边处要保持平直，弯曲度需控制在5/1000 以内。而且端面要保持平整，连接位置不可出现超过2mm 的缝隙。

（2）风管安装。工地现场主要通过吊装的方式处理风管，本项目支吊架由膨胀锚栓法固定，待测量放线后，进行打眼安装。风管成品运送到工地后，经过验收检查，根据安装顺序进行编号与组对。各节风管通过法兰与钻螺孔的组合方法固定。在空调与排风系统中的管道需额外增加密封条，避免漏风。风管吊装中，施工人员需根据设计图确认作业标高，做好控制线标记[3]。待检查所有吊装设备、部件后，结合现场条件，选择稳定吊点，悬挂倒链与滑轮。起吊过程中，将风管提升至200～300mm 高度时暂停起吊，待重新检查吊装体系牢固性后继续起吊，直至风管就位，连接托盘与吊杆，在确认稳固的基础上，才能解下绳扣。

（3）风机安装。在钢板上和其各边相距25mm 处设置φ14mm 的孔，板材中心点处焊接角钢，和其保持垂直，并且角钢长度可根据风机吊装标高进行调整。施工人员把制作好的吊架通过膨胀螺栓固定。风管和风机之间主要由软管相连，长度标准在150～200mm。为确保软管在风机试用期间不会出现扭曲，安装中需注意把控松紧度。比如，风机吸入侧管道，应当适当加紧，并缩小其截面积。

（4）空调系统安装。室内部分，本项目包含4 种形式的机组：壁挂式机组需安装在约2m 的高度，维护室内对流；落地式机组在安装时，其和墙体立面要达到100mm 异常的距离，机组顶部和天花板需留有350mm以上的空间；立柜式机组本身的稳定性较低，需要和墙体、地板紧贴加固；吊顶式机组需和四周建筑物保持200mm 以上的距离，便于保持室内气流分布均匀。在室外部分的机组，需安设在多个朝向的墙体外侧，出风口不能和环境自然风相对。机组设备两侧需和建筑之间留出100mm 以上的空间，而进风侧需和建筑物之间形成200mm 的距离。

在空调通风系统机电安装中，由于存在较多交叉点，导致先处理的部分操作比较便利，但随后开展的管道安装不得不面临较大难题。所以，相关方必须做好管线协调设计。另外，空调机组末端由于碰撞形成噪声，安装中牵涉结构与建筑等，所以对于噪声的控制，要求各专业间充分协调。

3.2 电力供电系统

在电力供电系统设备安装之前，技术员先要复核预留孔洞的情况，经过图纸会审，确保施工依据无问题。本项目电力专业中包含两个主要施工部分。（1）变电室与开闭所：①设备安装中，基础型钢不能出现任何角度上的弯曲，水平度以及垂直度的允许误差标准是：每米误差值在1mm 以内，整段不可超过5mm。系统地网顺着墙面布置，和地面保持300～500mm 的间距。在该项安装任务中，由于包含的设备较多，必须要协调安排入场，根据吊装点就近运送，为施工作业创造便利。②在安装变压器中，施工人员先要卸下设备轮子，预埋铁表面放上胶垫、设备基础，而后用镀锌螺栓进行满焊，通过螺栓完成整体固定[4]。值得强调的是，安装好的变压器每米水平度偏差不能超过1mm，而垂直度误差也要控制在2mm 以内。③在变电室与开闭所中的高低压柜与控制屏安装时，都采取一些预防受损的措施。柜子同样选择镀锌螺栓固定，相连柜子至少4 个紧固点。并在安装结束后，柜体底部基础需进行点焊处理，确保柜子的稳定性。④系统母线需要等到配电柜就位后才能安装，布设位置需满足相关安全距离标准，带电部分之间、以及和接地点之间，在10kV 情况下需保持125mm 的间距，即使电压只有0.4kV，也需留出20mm的距离。现场安设母线时，技术员现需通过摇表确认绝缘电阻，必须超过20MΩ，否则不能使用。而且需将母线水平放置，准备好用到的夹具。⑤该项目中设置8 个变电室，交流电分成380V 与220V 两种。为保障后期运行安全，相关设备安装完成后需要进行全面调试。作业过程中，现场需有2 人以上，确认各自的分工。通电前需将设备打扫干净，内部结构也要进行检查。根据工程当地对于用电系统的试验规范，对于10kV 高压电缆，需按照35kV 的标准进行试验，三相对地耐压时长是15min。针对10kV 开关柜的绝缘电阻性能，需要采取38kV 的耐压试验，时长为1min。高压断路器的绝缘电阻测试方式和上述开关柜电阻相同。

（2）动力照明：①路灯基础部分。采用分层对称的浇筑方式，单层厚度处于0.25～0.3m，选择插入式的振捣设备。当混凝土强度有设计参数的75%后进行拆模作业。及时洒水养生7d，也可通过聚脂薄膜进行养护。②防雷接地。施工人员挖出基础坑后，顺着边缘均匀打进镀锌角钢，作为接地极，而接地线则通过镀锌扁钢和其焊接相连。顺着基础引上和对应钢筋焊接，由基础法兰内孔达到基础顶面上方0.2m 的位置，在扁钢接地端设置孔洞，在此处和灯杆中接地螺栓连接。在防雷系统安装好后，接地电阻需在10Ω 以内，反之还要增加接地极。③灯杆安装。施工基础部分的混凝土结构分为3层，即垫层、基础与其他，各自强度分别是C15、C20、C30。电缆护管由基础中心为起点，平面上需露出30～50mm。灯具与灯臂的中心线需处于一条直线上，而且灯具横向水平线要和地面平行，在安装后可通过目测判断是否歪斜。灯杆与灯盘、灯臂中的穿线需完整，不可留出接头，并且穿线口必须平滑，外面设置绝缘套管，也可以直接保障，但长度至少要达到200mm。④电缆敷设。安装施工中所用的电缆型号需达到设计标准，没有任何外伤，接头绝缘性能要满足规定。电缆沟中在施工时不可出现杂物，以免伤到电缆。待敷设安装结束后，技术员需通过摇表测试电缆绝缘性能。

3.3 给排水系统施工

本项目水源都是市政资料水，可以达到水量与水质需要，在每处引入点的室外都建设一个水表井。高铁枢纽项目预计日用水量不会超过76m3，每小时用水量最多在9.4m3。生活与生产给水直接从室外管网获得，生活水与消防水会独立设置。地下停车场专门配备冲洗给水栓，并在各个接管位置增加真空破坏器。该工程的排水系统选择雨污分流的模式，室内形成的废水与污水直接合流处理。按照总排放量的95%标准，每日大约会排除72.3m3。在负一层的公共场所卫生间，直接利用污水提升器完成排水，卫生间中安装环状通气管。同时，为避免地下层室内过于潮湿，针对出入口处的雨水与地下空间渗水、地面冲洗废水等通过压力排出，按照区域划分，建设集水井与潜水泵。其中，集水井可用容积需满足1 台大规格水泵持续5min 的排水量，在1h内最多可启动6 次。另外，本项目的潜水泵具有自动搅拌的功能，而集水坑则安装水位监测与超警戒水位的报警设备，潜污泵能根据集水坑实际水位被自动开关。

给水系统安装中，施工队完成必要准备工作后，要检查材料质量，并做好管道放线标记，预制支架运至现场后，在安装前也要经过检查。给水系统管道安装好后，要经过水压试验，确认其密封程度，随后对管道内部进行全面冲洗消毒，安装好系统洁具后，可组织调试交验，判断安装施工质量，检验符合设计标准后，可直接连接管网通水[5]。排水系统安装前，施工人员必须先熟悉设计资料，现场放线标记后，在相应位置安装支架，随后依次或同步推进排污管、排粪管与透气管的安设。待管道都连接布设好后，向管道内灌水，确认无泄露以及其他质量问题，安装好洁具后就能进行通水试验，等到外排管系统部分的管道都安装完成后，才能进行回填土处理。给排水部分需要分段验收，以免后期隐藏起来，无法准确判断施工质量。

在本项目消防水系统的安装中，经过图纸会审以及现场测量后，相关人员需先检查原料，做好除锈及防腐的处理工作。随后根据设计方案，在现场安装支架与托架，组织吊装作业。仔细检查消防管材与阀门、附件的质量，除锈和清扫后安排下料和切割。管材先要进行组对编号，按照顺序依次焊接，技术人员通过肉眼检查外观无异常后，直接掉装置相应安装点即可。在管材、零部件全部安装好后，需及时清洗和吹净系统管道，通过气密性与试压强度两项试验后，进行隐蔽工程验收，待完成整体性调试与标识后，可进行竣工验收。在本工程的消防系统中，水泵安装是一项比较关键的部分。水泵运到指定点后，通过起吊安装，放在惯性台座上，设置地脚螺栓与螺帽后，在底座下面放上垫铁，通过水平尺进行粗略找平后，灌入混凝土材料。在混凝土凝固后，经过精平调整，用点焊的方式加固。安装水泵时，需考虑各个轴线，处于一排中的水泵，各自中心轴线要保持平行，让进出水口的轴线处于一条直线。同时，水泵和管道要设置减震措施。

4 结语

由于机电系统安装项目繁杂，工序与交叉作业都比较多，质量控制要点复杂。通过上文对于相关安装施工的讨论，建议未来开发类似工程中，相关方要注意各个专业之间的协调性，并且考虑到存在很多隐蔽工程，应当采取工序验收制，待上道工序验收合格后，才能安排后续的施工，保存好有关记录资料。通过精细化的安装全程管理，确保机电系统满足高铁枢纽使用的质量、性能需要。