超高层建筑电缆垂直敷设综合施工技术

张 盟

（北京城建集团有限责任公司，北京 100088）

近年来，随着经济的发展，我国城镇化建设步伐越来越快，城市高层建筑规模和数量不断攀升，建筑内部的电气系统也变得越来越复杂。在这种情况下，高层建筑供电系统的布设十分关键。而在高层建筑的供电系统构建中，电缆垂直敷设是极其重要的一环，其直接关系到整个工程是否安全施工和建筑供电系统是否可以安全运行。本文基于超高层建筑电缆垂直敷设施工的设计原理，探究了超高层建筑电缆垂直敷设综合施工技术要点、质量要求，并详细阐述了钢丝绳牵引法、阻尼缓冲法、垂吊电缆敷设法3种常见的垂直敷设技术，为保障高层建筑供电系统的安全施工提供指导。

1 超高层建筑电缆垂直敷设施工的设计原理

超高层建筑项目中选择的电缆一般由若干导体组成，并且它们之间相互绝缘，外围覆盖有绝缘保护层，用于电力的有效传输。在项目施工电力系统运行时，电缆从高空区域铺设到底部，需要迅速把控好重力加速度。具体来说应注意以下事项：①电缆环绕阻尼缓冲装置从超高层建筑上方滑出，能够减轻重力加速度。阻尼缓冲装置不仅能够耐高温、耐磨，而且储存容量大，其主要组成部件包括导向轮以及角铁支撑架。其中导向轮部署区域和电缆缠绕时往往会对阻尼缓冲设备的设置起到一定作用。所以，部署时必须保证轴杆和导轮进行密切连接。通过这类途径，不仅可以促使项目实施效率和质量得到大幅提升，而且还能确保项目操作过程的安全性。②在电缆垂直安装实施过程中，应固定上下导轮所处区域，使中导轮可以配置不同的电缆半径。布局原理为：电缆将导轮包围。因为它们产生作用力，物体会分担电缆的一些重力，所以，电缆在弯曲时会将自身的弹性恢复，其弹力会在导轮方面产生作用，促使其与内槽之间进行摩擦，较好地增加摩擦力，从而减少了电缆的重力加速度。通过上述原理，能够让垂直电缆敷设方案更为科学有效，最大程度地减少施工安全隐患，提升超高层建筑供电系统施工质量。

2 超高层建筑电缆垂直敷设综合施工技术要点

2.1 施工前期技术要点

（1）工作人员在施工前需认真按照施工测量流程开展工作。在仔细检验测量之后，准确画出项目图纸，然后结合实际情况得出电缆表，并清楚地标注每个地方的规格大小。

（2）水平电缆的部署，工作人员通常只需要选择普通的操作方式，但是对于电缆垂直敷设而言，工作人员必须根据相关计算结果来进行操作，即先要得出建筑上最大截面处的重力，然后获取阻尼缓冲区需要承受的重力，以便可以清楚地获悉分段施工过程需使用的各种设备。

（3）将匹配的机械工具铺设的电缆向对应的高层位置进行传输，阻尼设备需部署扩音装置，以确保敷设过程下达指令后，操作人员可以即刻行动，并且确保信息顺利、畅通交互发送。

2.2 敷设要点

施工人员在超高层建筑电缆垂直敷设时需要对电缆的规格、型号等信息进行认真检查，保证电缆绝缘，将电缆放在架子上，并对导轮进行部署。具体需要注意以下事项：

（1）敷设流程要求和指令保持一致，施工人员必须服从指令，不得随意更改施工流程。阻尼缓冲器维修人员应对电缆的情况时刻关注，一旦出现不正常现象，需要及时报告给指挥员，并通过扬声器发布应急处理方式，等到问题全部处理后再进行后续操作。

（2）阻尼装置被电缆环绕时，有时会出现电缆超长的情况，所以工作人员在做预留计划时一定要关注此项工作，避免发生浪费情况。

（3）针对有关工作人员而言，要求不能同步实施，即电缆头至终端时，阻尼设备会起到特别关键的作用，在穿过桥架之后，才可以将电缆进行垂直敷设，并且防范电缆上部的压力大于可承受区间。

（4）工作人员要结合具体情况对所需工具进行挑选，一般应选择扩音设备设施、阻尼装置以及卡码工具等装备设施。

2.3 施工安全质量要求

（1）在建筑电缆垂直敷设工作开展前，工作人员应对现场设备、钢材、砖等方面的物品认真清理。此外，操作人员一定要穿着合适的衣服，并佩戴施工安全设备，且认真学习以及使用工具的开关和启动等方面的安全技术要求。

（2）施工人员必须严格遵守相关设备的操作规程，例如阻尼设备必须要求始终和导向轮同一位置保持安全距离，在保证安全的前提下再开始施工。

（3）在电缆敷设施工过程中，必须严格保证弯曲直径达到20D 以上，电缆绝缘部位应安全可靠以及不会被损坏。

（4）电缆井口区域在施工过程中经常会堆放一些毫无作用的杂物，工作人员要合理处理这些物品，保障井中光线处于良好状态。

3 常见垂直敷设方式

3.1 钢丝绳索连接法

3.1.1 挑选适宜吊具

一般而言，超高层建筑电缆垂直敷设在采用钢丝绳索连接法时不仅需要2 台主吊车，还需要一些配套设备，这样能确保电缆的受力均衡，且能满足反复倒缆的要求。在具体挑选时，需要从以下方面着手：

（1）主吊具a 需要用上旋转头网套的连接装置，同时需将在垂直敷设的起始部分进行固定，以确保电缆的可靠性，降低电缆和钢丝绳两者间的力度，更好地减少受力问题，提升施工操作水平，增强供电的可靠性和稳定性；

（2）对于主吊具b 而言，一般选择的连接装置中间网套为覆式侧拉型，主吊具b 通常处于a 的下面，在部署时，需要保障吊具的位置和它们之间距离的可靠性，并且2 个吊具之间需间隔20m 左右的距离，要确保超高层建筑电缆垂直敷设的顺利开展；

（3）在主吊具a、b 下面的主吊绳子上分别需要添置配套的吊具 a1 与吊具 b2，为主吊具起到辅助作用，配套吊具之间相隔50m 左右的距离，通过此类方式进行部署，有利于电缆受力更加平均，以确保电缆能够有效使用。

3.1.2 跑绳拉力的计算以及卷扬机的应用

钢丝绳索连接法，还要注意跑绳和卷扬机的选择。对于跑绳拉力，通常按照公式 F = f k + m × （f－1） ×Q计/（f n－1）求取，式中，F 代表跑绳拉力；f 代表摩擦力系数； k 代表导向轮数量；m 代表动滑轮和定滑轮合计数量；Q 计 表示计算荷载；n 代表省力倍数。对于计算荷载的应用，需要充分考虑到不均衡载荷系数以及动载系数等因素，这样才可以得到有效数据。

对于卷扬机，要想选择适宜的设备，需要结合跑绳拉力计算获得的资料来决定。通常电缆施工时会应用慢速性的卷扬机（2～3t）。若卷扬机在具体的电缆垂直敷设施工中不适宜，则需要随时灵活调整滑轮组的门数，从而确定其满足电缆垂直敷设施工以及供电的需求。此外，还应确保容量绳能够达到卷扬机正常工作的要求。

3.1.3 电缆吊装

采用钢丝绳索连接法对电缆进行垂直敷设时需要采取的措施如下。

（1）正式施工之前需要充分准备，例如要仔细查看电缆的型号以及外围装置，要保障电缆的可靠性、完好性以及满足使用需求，同时注意选择的电缆要满足施工过程。

（2）在电缆敷设开始前一定要对它的绝缘性进行检测，在完成检测之后，工作人员还要选择绝缘材料对电缆的端部加以密封。电缆敷设还应满足有关仪器的要求，例如，由超高层位置部署电缆时，工作人员必须把它放到适宜的区域，并且要合理布设钢丝绳以及滑轮。

（3）要合理应用电缆敷设吊装指挥系统，确保敷设吊装工作可以正常、有序实施，大幅提升电缆吊装水平和工作效率。

（4）结合施工具体需求将卷扬机摆放在合适位置。通常，摆放时需按就近原则，勿远离一楼竖井，以减少电缆垂直运输频次，确保施工操作的便捷性及可行性；假若施工时发现光线很暗，可以布设备用照明系统，以保障电缆吊装施工过程的安全性。此外，在施工期间还可以在电气竖井部署电话仪器装置，为相关施工负责人和工作人员之间及时针对施工情况进行沟通和交流，一旦发现异常可及时传递信息和采取有效措施进行解决，确保电缆垂直敷设施工的高效、安全实施。

（5）在电缆吊装施工期间，还可在电气竖井区域部署定位系统设备，以对电缆摆动进行合理掌控，确保安全施工。还应注意，在电缆敷设吊装部署主吊具时，一定要在确保系统处于平稳、可靠状况的前提下才能实施。假如存在异常问题时，则需要及时检测，并进行维修维护，待各项指标均处于准确状态时，才能进行起吊。吊装时，工作人员需要把主吊绳与电缆相连接，并确保它们的间距保持在5～10m，使其摩擦力得到提升，为电缆的安全性提供可靠保障。

3.2 阻尼缓冲法

作为超高层电缆垂直敷设应用广泛的方法之一，阻尼缓冲技术主要是凭借对电缆的重力加速度进行控制，以实现电缆从高处到低处的安全传输，并确保高层建筑电缆的可靠性。阻尼缓冲法的重点部分是阻尼缓冲器。该缓冲器具有3 个导向轮，在保证导轮所处区域稳定的情况下，会均匀地在导轮上缠绕电缆，特别需要对中间区域的导轮进行干预，从而使低阻尼缓冲器的速度得以减小。结合电缆垂直敷设的原理发现，阻尼缓冲器速度在减小的过程中，电缆的重力加速度以及运行速率也会有所减小。再者，对于阻尼缓冲器的分段承重力，要依据最大截面电缆的重力以及垂直段的总高度求取。在获取分段承重力之后来考虑阻尼缓冲器的数量。通常对于超高层建筑而言，依据每3 层或每4 层部署1 组阻尼缓冲器。借助于电梯井等设备吊装井道或通过施工过程中的塔式起重机来运输整盘电缆，将其吊运至需要敷设的楼层区域。沿敷设路径设置临时对讲装置，在各个阻尼缓冲器位置可以设置对讲扬声器，便于在处置敷设施工期间的指令传输以及各施工阶段的信息反馈。电缆敷设至终端以后，垂直端的电缆由阻尼缓冲器导轮移动至桥架进行排列。若无法同时操作，则需要按照由上到下的顺序分段进行，避免同时脱出导致上部电缆太重，要始终确保施工的安全性和可靠性。

3.3 垂吊式电缆敷设法

垂吊式电缆作为一类新材料，需要掌握垂吊式电缆的主要特点，其具备同聚乙烯电缆相同的绝缘性。垂吊式电缆敷设和其他水平式电缆敷设具有很大的差异性：前者涉及到3根钢丝绳，而后者无。在垂直吊装实施时，为了达到相关技术要求，还需在设备上布设2 个吊具和专用吊装圆盘。具体施工要求如下：

（1）在吊装时专用吊装圆盘必不可少，它主要由吊具本体、吊环、钢板卡以及螺栓组成，在电缆垂直敷设操作时选择吊装圆盘有利于提升电缆敷设的负荷量，以促进电缆敷设操作正常实施。

（2）主吊具通常会在电缆垂直辐射的最前端进行部署，有效控制好吊装圆盘以及电缆敷设之间距离，并要求选择旋转头网套对连接装置，这样能够将钢丝绳与电缆线的旋转扭力消除，还能够使其具备垂直受力锁紧的优势，确保施工安全。

（3）施工时还应注意以下事项：①施工前工作人员要认真测量施工对象的尺寸，以确保施工位置的精准性，保障每个设备均能够满足要求；②起吊时需要对钢丝绳进行合理、灵活地调节和改变，确保电缆每个区域受力均衡；③操作前期还应做好垂吊式电缆敷设相关试验工作，为保障施工过程的安全稳定打下良好基础；④在各个楼层部署电缆装置时要求电缆与其他相接触的物体间设置1 层胶皮，避免电缆被其他硬物损坏，确保电缆安装敷设的可靠性和有效性。

4 结语

综上所述，电缆垂直敷设是超高层建筑施工中十分重要的工作，必须要保障电缆垂直敷设施工安全和施工质量。在高层建筑电缆垂直敷设过程中，施工人员不仅需了解相关的施工技术要领、注意事项及质量要求，并且要结合实际情况选择钢丝绳索连接法、阻尼缓冲法或垂吊式电缆敷设法等垂直敷设方式，要从细节入手把好质量关和安全关，确保电缆敷设高效高质量施工。