高速公路隧道机电设备施工技术分析

1 引言

高速公路隧道很容易发生事故，并且事故处理难度较高，所以高速公路隧道项目施工一直备受人们瞩目。 在施工中，施工人员需要对隧道的不同类别进行区分， 以安装不同规模的机电系统，才能为后期高速公路平稳运行提供基础保障。 尤其是长隧道，对机电工程有着极其严苛的要求[1]。基于该背景，需要对高速公路隧道机电设备施工技术进行分析， 以进一步提升机电设备施工的精细化程度。 对于该问题的研究，目前已取得了大量研究成果。 本文借鉴以往所取得的研究成果，提出一种高速公路隧道机电设备施工技术。

2 高速公路隧道机电设备施工技术

2.1 施工前准备

首先需要选择经验丰富的工程师把控施工质量， 包括照明、通风、电力、通信以及监控等。施工前，工程师需要以工程内容为依据，对机具、设备、材料、人员等方面进行统筹安排[2-3]。在人力方面，对人力进行合理调动，落实好岗前培训工作，严格落实持证上岗制度。 在材料与设备的准备中，以现场情况为依据，由监理工程师对设备进行选型。 在施工旺季，需要做好详尽的设备供货安排计划。 严格按照设计图纸要求与招标时的技术规范对施工材料进行筛选，在施工队伍入场后，全面检查关键材料的质量。 在施工机具的准备中，要制定详细的机具使用计划， 一些使用频率低的机械以及大型机械可以采用租赁的形式，检测仪器与小型工器具则通过自购方式置办齐全。 使用检测仪器前，需对其进行校正。 租赁机具进场前，明确其使用地点与日期。 在使用中，还要做好机具的保养与维护工作，定期对可能存在的安全隐患进行检查。 当发现机具有问题时，必须停止施工，维修检查过后才能继续施工。

此外，还要做好施工组织计划方面的安排，具体如表1 所示。

表1 施工组织计划

2.2 零部件安装

利用大型卡车运输喷淋管道、消火栓、通风排烟管道与综合支吊架零件，按照组件编号来装车，到施工场地后，也按照编号来堆放， 还要指派专业人员严格管理及把控实际运输过程，确保配件质量不受到损害[4]。

在对喷淋管道、消火栓进行吊装前，施工人员必须熟悉施工图纸，确保各零件的安装位置正确，并在专业人员的指导下利用吊车对其吊装。 结合现场情况灵活变通，选择最合适的安装方案，以确保安装质量。 在喷淋管道与消火栓的实际管径低于或等于50 mm 时，通过螺纹进行连接，在套完丝扣后，清理管口并去除管道端面的毛刺，保障管口的光滑整洁；当喷淋管道与消火栓的实际管径高于50 mm 时， 通过法兰或卡箍进行连接。 在安装风机时，通过风机起吊装置将其吊装起来，调整位置后，安装风机和风机间的螺栓，并安装风机，最后检查风机的安装情况[5]。

对于综合支吊架零件， 在安装前应在现场将其直接加工成支吊架，验收合格后才能安装综合支吊架。 在加工中，首先进行钢材的下料打磨，以图纸上的数量和尺寸为依据下料，利用无齿锯切割机对钢材进行切割。切割后打磨钢材，注意清理干净钢材表面的泥土与油污，必要时可以使用除油污溶剂，并在干燥后打磨。 打磨后进行开孔处理，需避免钻孔不干净、产生毛刺。

接着对钢材构件进行组对焊接。 按照图纸组装钢材构件，并直接点焊成型。 按照图纸上的型号与尺寸进行组对，将偏差控制在2 mm 以内，保障制作综合支吊架时的准确度。 点焊成型、组对合格后，由专业的焊工进行焊接。 在焊接时，防止出现较大的焊接变形，焊接完成后，对焊缝进行检查，确保没有夹渣、气孔、裂纹等缺陷，也不存在虚焊、欠焊、漏焊等现象。

还要通过喷砂或打磨的方式实施综合支吊架的除锈处理，必须达到Sa2.5 的除锈等级，使其表面完全显露出金属光泽。除锈后，为防止再次生锈，继续进行刷漆处理。以现场施工进度为依据对综合支吊架进行安装，安装方式具体如下：按照编号集中搬运综合支吊架， 接着按照平面图与剖面图中的指定位置安装。 为确保实际安装效果，首先安装支架根部筋板，接着将水平准绳与激光水平仪作为参照对其架体进行安装。

2.3 电缆敷设与电力系统的安装

在机电设备施工中需要使用到电缆等，具体施工工序如下。

1）疏通管道：使用纱布、钢丝刷、铁耗子、万向环、穿管器等管道清洗工具对管道进行疏通，在疏通中提前放置铁线，为下一步做准备。

2）对电缆的不同段别进行仔细对照，按照要求的顺序与方向敷设电缆。 在入口处安装井口滑轮，同时在入管位置增加铁瓦保护。敷设时，全部施工人员合力朝牵引方向拉拽。拉拽时人数在6～7 人，人均拉力为300 N，行进速度控制在5～15 m/min。

铁线出管、出井时也要增加铁瓦，以起到保护作用。 敷设完毕后，朝敷设方向留出一些多余的电缆。 当电缆过长，需要合理选择盘位。 施工中禁止拖拉、重压或踩踏电缆。

完成电缆敷设后，检查并修整预留洞，安装配电箱并对管口进行封堵。 接着对低压柜盘进行找正与固定，安装低压柜，并对柜内母线进行安装以及调整隔离开关与断路器[6]。

最后构建机电工程施工项目的BIM 模型， 使用BIM360技术让项目参与在移动端、PC 端以及云端调整施工细节。 通过BIM360 程序能够实现构件漫游、剖切、复位、大小转换以及移动等功能，方便项目成员进行最终检查。 通过文档的形式对需要调整的构件或关键部分进行记录与存储， 并利用移动管理端将资料上传至云端， 使各参与方在云端即可对相关信息进行查阅。

3 实验工程与测试项目

在某高速公路隧道项目中对高建公路隧道机电设备施工技术进行应用与测试。 实验高速公路是某省境内一条非常重要的交通线， 通车后预计车流量将较大， 并且以重型货车为主，其隧道项目比较长，对其机电设备进行优化施工，能够为通行后的高速公路运营安全提供保障。 主要对项目施工中的周转材料不正常损耗率、 施工中相比传统施工技术节约的人工费用，以及各段施工时间进行测试。

4 施工技术分析和测试结果

4.1 周转材料不正常损耗率测试结果

对各段周转材料不正常损耗率进行测试，测试结果如表2所示。

表2 各段周转材料不正常损耗率测试结果

根据表2 的测试结果，在隧道的各段，施工中的周转材料不正常损耗率均较低，其中最低仅为0.14%，说明高速公路隧道机电设备施工技术能够合理利用周转材料，不正常损耗较少。

4.2 节约人工费测试结果

对各阶段相比传统施工技术节约的人工费进行统计，具体统计结果如图1 所示。

图1 节约的人工费用的统计结果

图1 的统计结果表明，在施工准备阶段，采用高速公路隧道机电设备施工技术节约了人工费用8 021 元；在施工中期节约了23 954 元；在施工收尾阶段节约了4 202 元，整体节约了人工费用36 177 元， 说明通过该施工技术能够实现人工费用的大幅节省，证明了该施工技术性能优越。

4.3 施工时间测试结果

对各段的施工时间进行统计，统计结果如表3 所示。

表3 各段施工时间的统计结果

根据表3 的统计结果，各段的施工时间均较短，其中4-3段的施工时间即为98 d， 证明高速公路隧道机电设备施工技术仅需较短的施工工期。

5 结语

在高速公路隧道施工问题的研究中， 提出了一种高速公路隧道机电设备施工技术，并对其进行了分析与测试。 测试结果证明：该施工技术实现了周转材料的合理利用、人工费用的节约以及工期的缩短，取得了一定研究成果。 然而所取得的研究成果在细节上有待完善，日后将会对以下方向进行研究：

1）在机电设备方面，需设计产品选择指南或机电设备技术要求，使选择的机电设备能够满足各种工程的要求，并使其逐渐走向标准化；