隧道机电系统安装方案优化_曹少玮.pdf

Construction&DesignForProject工程建设与设计1引言因隧道半封闭环境的影响，导致隧道发生事故后常常难以开展救援行动，对交通通行造成较大影响，甚至使隧道某一路段出现瘫痪1。为降低事故率，避免因为救援不及时或不恰当等出现二次事故，必须综合各影响隧道机电项目的因素进行考虑，深入研究隧道当前机电系统存在的问题并相应给出解决方法，以进一步完善隧道机电的设计方案，确保隧道有效运营。2设备安装施工2.1光、电缆线路工程一般情况下光、电缆线路包含较多内容，如电力、信号等。在光、电缆铺设之前需做足各项准备工作，包括提前进行管道的疏通工作以确保顺利敷设等。具体如下2：1）疏通管道。根据图1所示备足清洗管道的各项工具。为避免造成后续各项工作的困扰，在管道疏通之前应固定各部位的物件，防止物件脱落。在管道清洗时需先将铁线放好，为铺设工作做足准备。2）光、电缆敷设。在敷设光、电缆之前需根据线缆端别，按照方案中的方向以及顺序进行敷设；需将牵引网固定好，避免施工时脱落以至于影响到后续工作，需引出光缆加强芯并连接铁线，在敷设的一侧放置光缆盘，根据要求需将井口滑轮安装到光、电缆的入口处，并相应在入管处设置铁瓦以进行保护。敷设管道时，需确保井内全程都有施工人员进行协调指挥，在电缆的入口处也需将铁瓦设置到受力方以进行保护，具体如图2所示。各施工人员需听从指挥中心的调度，用力拉拽线缆，以分散其阻力。在铁线出井或者管道时，也需要相应添加铁瓦以作为保护措施。在牵引电缆时，需配备施工人员数量应6人，确保每人约有约300 N（30 kg）的拉力，以515 m/min的速度牵引前进，牵引时需要匀速进行。在完成光、电缆的敷设之后，各盘线缆均需朝敷设方向预留一定的缆线，具体长度根据图纸要求而定。【作者简介】曹少玮（1992），男，河北行唐人，工程师，从事隧道与收费站机电施工研究。隧道机电系统安装方案优化Optimization of Tunnel Electromechanical System Installation Scheme曹少玮（石家庄市公路桥梁建设集团有限公司，石家庄 050600）CAO Shao-wei(Shijiazhuang Highway and Bridge Construction Group Co.Ltd.,Shijiazhuang 050600,China)【摘要】介绍了隧道机电工程施工的重难点工作和对应的处置方法，具体阐述了光电缆线路、安装摄像机和风机设备的施工，以某高速公路隧道为研究背景，探讨了机电设备的优化方案，包括隧道车行横洞监控图像、通信光缆和图像传输方案的优化。【Abstract】This paper introduces the important and difficult work of tunnel mechanical and electrical engineering construction and thecorresponding disposal methods,and elaborates the construction of optical cable line,installation camera and fan equipment in detail.Basedon the research background of a highway tunnel,the optimization scheme of mechanical and electrical equipment is discussed,including theoptimization of the monitoring image,communication optical cable and image transmission scheme of the tunnel traffic tunnel.【关键词】高速公路；隧道；机电设备；方案优化【Keywords】expressway;tunnel;mechanical and electrical equipment;scheme optimization【中图分类号】U453.7【文献标志码】B【文章编号】1007-9467（2023）01-0170-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.01.2551穿管器；2万向环；3铁耗子；4钢丝刷；5纱布；6铁线图 1疏通管道施工示意图1703）光、电缆固定。敷设完各线缆后，需要通过人工的方式在相应的电缆支架上放置每个人孔中的余缆，对于侧井架上的余缆，需要通过细铁丝进行绑扎并系牢。绑扎铁线时不可用力过猛，以避免对线缆造成损伤。在未接续人孔中的光、电缆之前，应采用防水胶带将其包好，并放置到电缆支架中，需避免两边余留的线缆出现缠绕。电力电缆的接续如图3所示，完成接续后，需要按顺序将两边余留的线缆放置到电缆支架上，并通过铁线进行绑扎，此外，各线缆的接头也需要在支架上进行固定，电力电缆终端的制作工艺如图4所示。对于各井内已经完成敷设的线缆需挂牌标识。图 4电力电缆终端施工流程图图 3电力电缆接续施工流程示意图施工准备电缆护套开剥套入电缆接头盒切剥护套铠装焊接接地线剥离半导体层、绝缘层压接导线芯线复原整理灌注绝缘胶接头盒密封电缆测试施工准备电缆护套开剥切剥护套铠装焊接接地线分相制作电缆头压接线端子芯线整理电缆测试2.2风机设施2.2.1施工准备施工前，需对各施工人员的相关知识进行培训，并对各施工机具进行检查，确保状态良好且各材料均准备就绪。在风机到达施工现场后，需检查器型号和规格，确保合格后才可开展下一步工作。明确需要安装风机的位置，确保风机在指定位置进行安装。拆装风机，测定其绝缘性能，确保满足要求3。2.2.2预埋件的焊接和静载试验检查预埋件是否符合设计要求，包括数量和位置等。从现有研究可知，机电施工时预埋件对其有较大影响4。具体施工时，应确保风机预埋件的安装偏差符合要求。在风机支架焊接过程中，应对焊缝高度进行控制以确保其符合要求，且应保持焊缝的平滑。而在开展静载试验时，因为其破坏性较强，一般情况下需设置10 min的试验时间，试验时需通过目测的方法检查预埋件等是否出现变形，若运作正常，即表示顺利完成了静载实验。2.2.3风机安装就位风机安装前，需对各项参数进行检查，确保其满足要求。需通过两个5 t的手拉倒链安装风机，在吊钩中挂上各倒链的一端，在射流风机起吊钩上挂倒链的另一端。在具体安装时，将两台作业车安排到风机两侧，并安排两人跟车拉拽倒链，以确保风机起吊到指定位置，并在地面上安排3名施工人员，其中的两名负责移动和固定架子车，一名负责指挥协调，以便起吊时风机的稳定性5。通风设施施工流程图如图5所示。图 5通风设施施工流程图3优化分析以某高速公路为研究背景。在该高速公路中，主要的通行车辆为重型货车，且有较大的车流量。对该高速公路全线机电设备进行优化，使其安全性和舒适性更高。3.1隧道内行车横洞监控图像优化基于相关要求，一般情况下隧道内固定摄像机应按照150 m的间隔进行设置，以确保隧道内有监控全覆盖。但固定摄像机缺乏远程控制等功能，并且无法采集紧急停车带和车光缆光缆光缆铁瓦铁瓦铁瓦a拐弯引导b拐弯引导c出口引导图 2光、电缆敷设保护示意图Construction Technology工程施工技术171Construction&DesignForProject工程建设与设计行横洞的图像。若隧道内部有交通事故发生，在车型横洞启用之前，必须实时监控其内部和周边的交通情况，以避免二次事故的出现。在背景隧道的优化中，将1台云台摄像机安装到紧急停车带面向车行横洞处，并联动控制车行横洞的卷帘门。在云台摄像机中设置两个值守位置，并提前进行焦距的设置。其中，值守位置1设在紧急停车带，值守位置2设在车行横洞卷帘门。云台摄像机一般保持在值守位置1，主要监控紧急停车带的车辆，若隧道内的行驶车辆出现爆胎等情况，则监控处可以及时得到现场情况并通知救援。为确保及时有效地获取异常情况，还在隧道中设置了视频事件检测分析，只要紧急停车带监控位置有车辆或者人员进入，视频事件检测分析软件就会进行监控图像的录制并发出警报。若遇到特殊状况，在操作车行横洞卷帘门时，云台摄像机会自动切换到值守位置2，以对车行横洞的具体情况进行监控。若有重大事故出现，需使用车行横洞疏散车辆或人员时，监控中心可基于现场情况进行协调指挥，因此，实时监控车行横洞的行为非常有必要。若未使用车行横洞，则云台摄像机会自动转回值守位置1。3.2通信光缆优化背景隧道采用的是双光缆，包括监控系统通信光缆以及主干通信光缆。该方案可减少熔接点数量，降低衰减率，通信质量更高。从文献6可知，隧道监控的通信系统有一定的重要性，但原方案里设置了1根36芯的外场通信光缆，以用于传输包含该隧道在内6座隧道的有关监控业务。但从现场的勘察结果可以看出，36芯的通信光缆无法满足相关监控需要。经现场调研，决定增设一根相同的光缆，将其中的两座隧道单独分开，以确保各隧道的监控图像可以有效进行传输，且预留一定的备用通信通道，以满足后续升级的需要。3.3隧道监控图像传输方案优化在该隧道的原有设计方案里，共设置了监控中心A和管理站B，分别对10座隧道的监控内容进行管理。监控中心A主要对6座隧道进行日常监管，管理站B主要管理4座隧道的监控。但在具体操作时，出现分段管理的方法导致信息沟通不畅，在执行监控指令时有所延迟等情况。综合各因素进行考虑，决定将管理站B的任务交付到监控中心A中进行统一的管理，并优化图像的传输方案。原有的STM-4接入网宽带参数为622M，其中的隧道监控数据仅有200M，如图6所示。但将管理站B的图像传输至监控中心A时需要约400M的宽带，原有方案难以符合要求。因此，决定增设一条STM-4光线路板，如图7所示，一方面用于图像传输的监控，另一方面用于保护原接入网的环网。通信站服务区收费站622 Mops622 Mops622 Mops622 Mops622 Mops服务区通信站图 6原设计方案通信站服务区收费站622 Mops622 Mops622 Mops622 Mops服务区通信站622 Mops622 Mops图 7优化方案4结语不断更新的隧道机电设备和技术发展必然会改变原有的设计方案，同时也表明机电项目施工时具有一定的多样化和扩容性。在信息技术高速发展的时代，在高速公路项目总体资金中，机电工程占有越来越高的比例，本文以实际案例为背景，介绍了隧道机电各设备的施工和应用，可为后续类似项目提供了一定的参考价值。【参考文献】1温春新.浅谈高速公路隧道机电系统的现状及维护管理J.经营管理者,2011(9):378.2李浩飞,鱼跃波,左佳.高速公路隧道机电系统优化设计新思维J.科技资讯,2017,15(21):76+78.3李洁玮,陈忠.关于隧道机电系统设计问题分析与对策探讨J.科技创新与应用,2016(20):265.4孙钦凯.高速公路隧道工程中的机电系统施工分析J.中国新技术新产品,2017(8):84-85.5张国兵.谈高速公路隧道机电预留预埋工程施工和管理J.山西建筑,2010,36(23):339-340.6唐艳明,孙会玲,李英玉.特长隧道机电施工综合管理J.安装,2012(4):41-42.【收稿日期】2022-09-07172