高速公路橋梁機電預留施工技術探討

王欣

機電工程是高速路工程中的重要組成部分，關系到高速路管理與價值實現結果，而高速公路機電質量對于高速公路建設成本，以及高速公路建設單位綜合能力評價都有著重要意義。

本文結合某實際工程項目，對機電預留施工技術的常見問題進行闡述，并分析了施工安排下的施工控制。

目標項目主線采用高速公路標準，路線全長約94km，設計速度100km/h，雙向四車道，路基標準寬度26m；設置洪湖連接線，長度1.07km，采用一級公路標準，設計速度80km/h，雙向四車道，路基標準寬度24.5m。全線設置互通式立交5 處，分別為：新灘、大同湖、洪湖、螺山、白螺互通立交。在各互通立交設收費站，共有：大同湖、洪湖、螺山3 處匝道收費站。全線設置養護工區2 處（大同湖、螺山），與匝道收費站同址。設置了3 處服務區（白螺、洪湖、大同湖）。設置了1 處停車區（螺山）。本項目在洪湖連接線上設置洪湖監控通信分中心，負責本路段沿線設備的各類管理服務基層單位，具體負責本路段的營運、養護、行政等管理工作。本項目在新灘互通至洪湖服務區之間設置有多處高架橋，其中東分塊高架橋1-3 號橋長約21542m，東分塊高架橋4 號橋長約2700m，腰口隔堤特大橋11848m，高架橋長度達36090 米，路段總長度約22km。

一、機電預留施工的常見問題

在高速路機電預留施工中，因為施工要經過一般路段、橋梁、收費站等，因此需要安裝的機電設施較多，預期風險和技術問題具有一定的普遍性。根據歷史工程項目施工經驗，需要注意以下問題：預留預埋件的尺寸規格、施工技術和參考指標系數與設計要求不符，預埋施工質量不達標；強電溝與弱電溝預留空間較小，在排布管線時發現可用安全空間不足，管線鋪設和保護存在問題；各關鍵點和警示點設置不合理，局部管線系統因分布或走向偏差而影響施工質量；線路接駁存在問題，造成接駁處漏電、短路等問題，容易造成線路燒毀或機電設備故障；預留預埋的管線質量不合格，如管道滲漏、變形、異常老化或功能損耗，嚴重影響整個管線系統的使用壽命。

二、施工安排與施工控制

1.施工安排

本路段在道路使用初期全線服務水平較好，以偶發性事件為主，遠期交通量持續增長，服務水平有所下降，行車速度、運行條件必將受到一定的限制。因此，采用“一次設計，分期實施”的思路進行設計是必要的，在道路開通初期，保證道路的正常運營、滿足道路使用者的基本需要，在后期逐步完善，以保證道路較高的運營水平。

根據管理體制，監控系統采用三級管理：湖北省監控中心（不屬本設計范圍）荊州區域分中心－洪湖監控通信分中心－監控外場設備。在洪湖連接線上設置洪湖監控通信分中心，負責本路段的營運、養護、行政等管理工作。主要包括了交通系統的日常管理、通行監控、道路控制，對道路各段的監控信息進行收集、統計、分類，對控制指令的輔助編輯與定向發送等相關信息與數據；接收收費系統上傳的圖像信息，及時了解收費廣場、收費車道及收費亭內的情況。同時，接收荊州區域監控中心下達指令和向其匯總信息。由于此處有大量的車輛進入或駛出高速公路，車輛在進出時可能要轉換好幾次車道才能駛出或駛入，因此，在局部路段會產生大量的交通流交織，如果駕駛員操作不當，就容易產生側碰或者追尾。因此設計根據互通大小在互通立交處設置1-2 套遙控攝像機。

連續橋梁區域本身容易產生團霧等氣象干擾，發生交通事故時不易引導，車行狀況需要密切監視。考慮到本項目橋梁區域較長，在特大橋上按照約1.2km設置視頻監視點，在道路左幅、右幅間隔布設。在每一服務區場區內設置1 套全景遙控攝像機，用于監視附近服務區停車場內車流和人流的整體情況。在每一停車區場區內設置1 套球型遙控攝像機。收費站及收費廣場攝像機由收費系統設計并實施，收費系統應將收費站及收費廣場圖像切換上傳至分中心，方便分中心人員對收費站進行監視和管理（圖1）。

2.施工控制

（1）施工準備

洪湖監控通信分中心負責本路段主線、橋梁的監控管理業務。在洪湖監控通信分中心設置完善的計算機網絡設備，如：三層以太網交換機、監控服務器、監控工作站、視頻服務器、視頻工作站、打印機、視頻顯示設備等。在應用軟件的架構體系下，各控制終端與各外場監控設備之間實現信令互通，將各路段的交通、氣象、路況、報警信息等進行必要提示，并實施進一步的交通引導功能。外場設備：包括遙控攝像機、車輛檢測器、可變信息標志、一類交通量調查站等。傳輸設備：包括光纖收發器、工業以太網交換機、視頻編解器等設備的安裝、調試及聯調等工作。管理所及監控外場設備的安裝，包括終端引入電纜的架設及連接、設備間的配線、外場設備機箱、安裝支架、基礎、接地等。外場設備供電、配電箱及電力電纜地提供、敷設及相應的土建工程。提供一整套本合同所包括的所有設備所需備件以及專用儀器、工具，并提供系統維護所需的全部技術資料。在本合同未提到的但是工程完工所必需的一些基本材料和附屬材料。

（2）技術控制

機電系統：機電安裝會提前預留空間，尤其是在隧道和橋梁等特殊路段，需要根據機電設備的尺寸規格，預留充足的安裝空間，且預留空間內應當提前采取加固和優化處理措施，確保預留空間的穩固性和內部光滑性，對管口、操作口等特殊位置，必須保證清潔度，清除表面的異物和多余的材料，利于后續安裝、穿線等施工作業，同時預留位置點應當提前設定，并采取精確測量標記預留操作。將管道通過預定空間和渠道進行穿插定位，并對管道兩端進行標記，分清管道種類，明確電纜、光、排水等管道具體用途，同時做好焊接或加塞固定措施，預留線路接地點位。監控系統作為高速路橋梁機電的關鍵，應特別注重施工點位布置，通過測距儀、定位儀進行二次點位校正之后開始安裝，要求檢查設備的屬性和功能，在保障設備質量與零部件就緒后進行安裝，要求安裝誤差≤3cm，同時依靠法蘭件進行固定連接的位置，需要控制施工力度，避免法蘭件破損或變形。

通信系統：主要是光纜安裝，根據業務網絡設計安裝纜線，由專業人員負責接線和檢測，開機實測線路運行正常之后驗收合格并交付。按照安裝的過程，首先需要對敷設計劃進行檢查和優化，對通信系統的具體設備、傳輸要求等進行掌握，并結合施工現場安排施工設備和輔助事物，并且做好現場通信工作。材料就位之后，核對材料的規格、性能，必要時按照清單清理出通信部件，并進行對應標號。管道穿線時，需要對預埋管道及周邊材料強度進行檢測，避免對管道周邊產生破壞，或者因為周邊強度不足引起管道異常而損害光纜。統一管道或溝內的敷設，應當優先考慮光纜及其他線路的重量、長度，敷設線路時按照由下往上、有里向外的順序進行，同時檢查有無線路過長導致的繞線、迂結等情況，如發現有錯孔、免光等問題，應當及時返工處理。光、電纜敷設基本完成后，應當確定纜線的絕緣性，要求外面無褶皺、損傷，表層絕緣性電阻值應在5MΩ 以上。

（3）保障措施

質量檢測：根據機電設備和施工項目劃分作業小組，并就具體的施工建立質量指標，由專門的人員操作檢測設備完成各項施工參數的檢測和核準，建立檢測數據檔案。檢測的內容主要包含：設備的運行狀態、線路及相關設備和設施的外觀與布局、機電系統的局部工作效果與整體工作效果、同一線路或相鄰線路設備的相互影響性等。針對通信管道的隱蔽性，可以使用氣吹測試，而管線整體迂結情況，可以通過觀察判斷或超聲設備等檢測辦法，手孔等檢測則通過實際測量完成，光纜測試則由安裝團隊主要負責完成。

現場管理：根據機電預留施工特點建立風險評估體系，體系中需要細分具體設備或技術的普遍性風險形式與預期風險級別，分別對風險指標進行加權，量化評價風險。根據風險類型和表現形式，制定相應的應急措施，如：施工不達標的返工范圍和返工流程等，降低響應風險所需的成本，并提高應急效果。現場監管與施工中責任主要落實到管理人員和技術人員，建立與工程匹配的績效管理制度。

圖1 監控設備手孔設施布置圖

三、結語

高速路機電預埋施工的關鍵在于預埋的精準度和預埋后施工便捷性，因此要特別注意控制各個關鍵節點的位置、線路走勢等，必要情況下須做好標示工作。同時為確保施工質量，應加強現場技術監管工作，合理利用檢測查驗手段。