隧道建設中機電工程與土建施工間的配合分析

鄒華賓

（中鐵十四局集團電氣化工程有限公司，濟南 250014）

1 引言

公路隧道和地鐵隧道工程的建設過程中基本分為機電工程和土建工程兩部分，土建工程包括隧道開挖、隧道支護以及路面施工等，土建工程主要是保證整個隧道的結構安全和提供平坦的路面；機電工程主要是為隧道提供舒適環境，包括通風、照明等方面，并實現對隧道交通的有效監控，保證車輛安全通過，提供完善的消防設施，以便在突發事件時予以施救，保證人車安全。

2 機電工程與土建施工間存在配合問題

隧道工程中土建部分和機電部分的側重點及要求相差較大，所以，隧道工程的土建部分和機電部分一般分為不同的承建單位，導致土建施工單位和機電工程施工由于施工單位不同、工作內容不同等方面的原因，配合度不足，進而使隧道工程中容易產生以下問題。

2.1 土建施工預留孔洞、預埋件、預埋管線不規范

1）預留孔洞尺寸、位置不對：土建施工階段預留的機電設備孔洞與實際機電設備安裝要求的孔洞尺寸或位置相差過大。需要預留孔洞的主要機電設備有通風控制柜、PLC、照明配電箱、維修電源箱、疏散誘導標志箱、消防控制柜、緊急電話等。

2）預埋件位置不規范：土建施工過程中的隧道風機等預埋件位置與原定位置不一致或者位置偏差過大，甚至找不到預埋件等。

3）預埋管線不規范：土建施工中預埋管線不規范，主要有管線跑位、找不到管頭、管彎扁度太大、管彎曲半徑過小、管壁破裂導致水泥漿進入封堵管路等問題。管線預埋不規范會導致照度儀、緊急電話、CO/VI檢測儀等機電設備無法順利進行設備管線安裝[1]。

2.2 機電系統接地問題

隧道機電工程建設中，各機電系統的安全接地是保證隧道內各機電設備正常工作的重要條件，主要是強電系統（供配電、照明、通風等）和弱電系統（電視監控、火災報警、計算機測控等）的安全接地。由于隧道工程自身條件的限制，機電系統接地設計一般采用強電和弱電公用接地系統，同時要求接地電阻小于1Ω。但是公路隧道和地鐵隧道都與土壤關系密切，而土壤接地電阻率很大，采用角鋼或銅板作接地極時，不僅要利用爆破手段開挖用以增加接地極的埋深，同時還要采用降阻劑等輔助措施完善機電系統接地問題。

2.3 隧道內裝修對隧道照明的影響

土建施工中的隧道內裝修部分主要對機電工程中的隧道照明產生影響，有關資料統計隧道內墻面亮度可以提高路面亮度達10%，也就是說好的隧道內裝修有助于改善隧道的照明環境，如果隧道內裝修不夠完善，將影響照明設備的效用[2]。

2.4 隧道內設備的布置方式

隧道機電工程系統包括但不限于供配電、照明、通風、電視監控、緊急電話、交通信號、廣播、火災自動報警及計算機測控等，根據各系統的功能及控制方式的要求，需要把這些機電設備分別安裝在隧道內的設備洞室內。主要采用的布置方式：

1）按照系統進行劃分，主要分為強電和弱電兩大系統，再根據機電設備的性質分別將機電設備集中安裝在幾個大的機電洞室內。

2）按照機電設備的特性單獨給每個設備設置洞室安放。

兩種布置方式有各自的特點也均存在不同的問題。

按照強電和弱電兩大系統劃分的布置方式：（1）機電設備相對集中，便于工作人員進行管理和維護；（2）同時設備洞室較大、環境相對較好，也比較有利于機電設備運行；（3）由于設備過于集中會導致各類管線較多，容易產生管線干擾，同時設備洞室較大也對土建施工的要求相對較高。

按照機電設備的特性單獨設置洞室：（1）設備洞室功能單一，相互干擾因素少；（2）洞室相對較小，土建施工難度較低；（3）設備洞室數量較多，不便于工作人員進行管理和維護。

3 問題產生的原因

1）機電工程一般在土建施工基本完成后進場，所以，機電工程所需的預留孔洞、預埋件、預埋管等都是由土建單位施工時按照設計圖紙固定預留孔洞、預埋件和預埋管線的相關位置，產生位置偏差的主要原因是：（1）土建施工單位對預埋管件、預埋孔洞等的重要性認識不足，對預埋管件的作用沒能完全理解；也因為預埋管件不涉及自己的后續工程，責任心不強，施工時隨意性較大，容易出現管件綁扎固定不牢，管件垃圾清理不及時等問題。（2）機電設備安裝單位前期缺少和土建施工單位的溝通配合，導致問題未能在前期及時發現。（3）監理單位現場監督管理不力，未能及時發現土建單位現場施工存在的不規范施工行為，導致問題在后期才得以發現[3]。

2）公路隧道和地鐵隧道都與土壤關系密切，而土壤接地電阻率很大，導致隧道工程中接地施工要求較高，對于土建施工單位，存在對機電系統接地認識不深或對接地施工要求不高的情況，導致接地施工達不到機電工程單位施工的要求；機電施工單位也未能在前期提供機電系統接地相關的技術支持，導致土建施工單位的機電接地施工返工，嚴重拖慢隧道工程施工進度。

3）土建施工單位對隧道內裝修以及機電照明的重要性認識不足，裝修施工要求不高，導致照明系統不能發揮最大效用。監理單位對此監督管理力度不夠，未能及時糾正土建施工單位施工行為的不足之處。

4）由于隧道內機電設備過多，每個隧道工程選擇的設備布置方式均有所不同，不同的機電設備布置方式帶給土建施工單位的挑戰和要求均不同，這就容易導致土建施工單位在管線預埋、洞室要求等方面出現問題。而機電施工單位進場較遲，往往不能在前期發現問題，只能在機電設備安裝過程中發現并解決這些問題，如此很大程度上導致隧道工程施工進度滯后，甚至影響隧道工程的工程質量[4]。

4 問題解決方法與措施

1）針對土建施工單位預留孔洞、預埋件、預埋管線尺寸和位置等不規范問題，要求各參建單位提高對預埋工序的重視程度。（1）土建施工單位要擺正心態、提高認知，預埋管件和預留孔洞的規范施工對機電工程甚至整個隧道工程來說至關重要。（2）機電工程施工單位應從工程前期就加強與土建施工單位的聯系，必要時和土建施工單位同時指派專業安裝工程師進場對關鍵工序進行相關技術指導，要求施工單位作業人員嚴格按設計圖施工，不得隨意更改位置，要包封好預埋管接口，避免混凝土砂漿進入造成管道堵塞。（3）監理單位在整個工程中一定要把好關，切實做好施工現場監督管理，一旦發現施工單位存在不規范施工行為，要及時令其整改，確保施工過程規范有序。

2）針對隧道工程中機電系統接地問題，目前多采用角鋼接地極的做法：先將隧道內所有鋼筋結構通過焊接連接后形成隧道鋼筋段，然后在隧道鋼筋段上間隔一定距離用圓鋼引出至隧道電纜溝內，最后將引出的圓鋼與沿隧道左、右電纜溝內預埋的鍍鋅扁鋼進行焊接，從而形成完整的接地網。機電系統接地施工中，要督促焊接到位。

3）針對隧道內裝修不佳影響照明效果問題：（1）設計單位在設計時應明確隧道內裝修的要求與規格；（2）監理單位加大監督力度，確保土建施工單位嚴格按照相關圖紙和規范進行隧道內裝修施工，組織驗收時，嚴格按照隧道內裝修施工驗收標準進行驗收。

4）隧道工程中，無論選擇何種機電設備布置方式，均要求土建施工單位嚴格按圖施工、規范每一道施工工序，尤其是涉及孔洞管線、洞室結構等方面的；機電工程施工單位可以提前指派安裝工程師進行技術指導；監理單位加強施工過程監督管理力度，確保工序施工規范。

5 隧道工程中機電和土建施工配合的建議

1）土建施工中存在重要主線的管線、管件預埋工程，可由機電工程單位進行施工而不再由土建單位負責施工，這樣不僅能從根本上解決預埋件、預埋管線尺寸和位置等不規范的問題，同時也能最大限度地保證整體隧道工程的工程質量與施工進度。

2）機電設備接地工序由機電施工單位的專業安裝工程師進行指導并安排機電接地施工工作，不再只是單獨由土建施工單位按圖施工，這樣可以確保整個隧道工程機電系統接地網的施工質量并滿足機電系統接地要求。

3）施工前期可以加大對設計單位隧道內裝修的設計與審計，同時增強各參建單位對隧道內裝修重要性的認識，明確隧道內裝修是機電照明系統的重要補充，而不僅僅是土建施工單位的工序之一。

4）各參建單位間應密切聯系，按照隧道工程的特點選擇最佳的機電設備布置方式，可在滿足相關規范標準的前提下，采用兩種布置方式相協同的形式，不僅可以保證設備的協同性，還可以減少相關干擾因素。

5）機電施工單位應在工程前期參與土建施工管理，在工程前期，機電施工單位指派專業安裝工程師指導土建施工單位的一些施工工序，比如，一般預埋管件的位置和尺寸、洞室管線走向以及管線封口等[5]。

6）監理單位從整個工程開始就可以定期或者不定期地組織土建施工單位和機電施工單位進行溝通，雙方應就當前工程施工中發現的問題及時進行討論、商討解決方案，不一定要等到土建施工后期全員進場才開始進行土建施工單位和機電施工單位雙方協商會談。

7）管理單位可以將土建施工單位和機電施工單位的并行工序列為重要考評要求，通過這種方式可以加強土建施工單位的責任心，使其對機電安裝等后續工程有足夠的重視，保質保量地完成各項機電施工前期工程；也讓機電施工單位盡早參與到隧道工程管理中，減少甚至避免整個隧道工程土建施工過程中的問題。

8）相關單位根據公路隧道工程和地鐵隧道工程的特點，完善現行規范和法律法規，根據相關規范要求土建施工單位做好隧道工程的后續工序，保證機電工程的施工前序；同時可以要求機電施工單位對機電工程前工序負責，如此可提高土建施工單位和機電施工單位的責任心，進一步保證隧道工程的有序進行。

6 結語

土建施工是隧道工程的先行官，土建施工單位除了盡善盡美地做好土建結構的建設以外，還必須保質保量地完成后續機電工程的先行工序，這樣才能確保機電工程順利進行，同時也為保證隧道工程施工進度和質量打下堅實的基礎。同樣，機電工程施工單位也要提前布局，盡早安排專業安裝工程師進場協助、指導土建施工單位重要機電工程工序，雙方相互配合，共同保證隧道工程順利完工。