高速公路機電工程設計、施工與運營相關問題探討
發布時間：2014-02-25 共1頁
一、前言
隨著我國高速公路建設十幾年來的迅猛發展，高速公路機電工程已基本形成了“通信、監控、收費、供配電、照明、通風、消防”等多個獨立的單項工程內容。同時，國家相關部門也發布了科學合理的設計及施工規范，在工程項目各環節中發揮著舉足重輕的作用。然而隨著新技術、新設備不斷地推廣應用以及機電設備維護工作長期實踐的總結，在設計及施工過程中不斷出現需要改進和規范的新內容。現從參加機電工程建設及運營維護管理的角度，分析高速公路機電工程設計、施工與運營的相關問題，并提出解決辦法。
二、外架線路工程和高速公路沿線供電方式的選擇
目前，我們高速公路一般遠離城區修建，其收費站、服務區（停車場）所用電源就近取電，采用附近的農業或民用電。這種供電方式相對于高壓專線供電方式來講，一次性投資少，但由于九十年代之前，電網建設投入資金較少，電網特別是農村電網十分薄弱，農業或民用電不能保證正常供電，供電故障多及電壓不穩，使供電質量難以保證。但高壓專線供電，一次性投資及后期運行維護費用過大，如若將該線路建成后把這部分資產無償劃撥給電力部門管理、維護，勢必造成投資浪費。就目前狀況來說。農網改造剛結束，電網電壓已不再偏低。停電次數又大大減少，供電質量日趨穩定，高速公路外線供電工程比較傾向于就近取電方式。
高速公路負荷所需電壓一般為380V或220V.所用電源從附近地區的1OKV高壓電網引到配電房中，經主變壓器和高速公路沿線地埋式變壓供出380V電壓。然后再由低壓配電柜及輸配電線路送到相關用電設備。為保證在外線電路因故中斷后，高速公路管理系統的機電設備和生產運營能夠正常運轉，高速公路供配電系統在設計上可對主||要長隧道或重要的收費片區采用雙回路電源供電方式，即在一個供電回路出現故障后，另一回路通過自投設備切斷故障回路再把電源輸送到機電設備，在雙回路電源供電設計時需考慮到增加該供電區的地埋式變壓器的容量和開關柜的容量及出線回路數，相應的這種設計工程造價將提高，主要用在加強安全管理和一些重要的生產片區。另外，當雙回路電源都出現故障后，一般采用柴油發電機組發電作為市電的備用電源，能夠在停電后的10 1 5秒內自動運轉柴油發電機組啟動發電并經雙電源開關自動切換，確保向重要負荷供電。
三、隧道電纜防盜
在高速公路隧道中、低壓電纜的基礎設計中，普遍采用洞內沿電纜支架直接敷設、洞外電纜井之間穿鍍鋅鋼管的做法，這樣的設計方便了施工接線和后期維護管理，但是高速公路隧道一般都在郊外，電纜被盜的可能性很大，尤其對于山區高速公路和無監控設施的短隧道偷盜情況更嚴重，從三福高速公路的偷盜案件中發現，偷盜分子主要是先對低壓配電柜出線回路斷電后，再掀開溝蓋板或電纜井，剪斷電纜兩頭后直接抽出電纜，作案時間不是很長，很難實施抓捕，卻給運營生產和安全管理造成了相當大的困難和巨大損失，所以在實際和施工環節上，如何做好防盜顯得尤為重要。
從目前三福路段電纜防盜的做法上看，主要是用水泥沙漿把隧道電纜直接封死在電纜溝內，這種做法在防盜中取得了較好的效果，但是需要檢修時，維護過程比較麻煩。其實，在實施工程建設時，即可在電纜敷設完畢后直接澆筑，另一種優化方案可在電纜溝做一層支架，電纜敷設后每隔一段距離（如1 0米）做包封，這樣即給偷盜分子實||施盜竊時制造了相當大的麻煩，又能節省投資費用，同時還在支架下方預留了一條檢修通道。或者在電纜敷設后每隔5米利用抱箍裝置把電纜和支架緊固住，無法拖動。此外，設計過程中還應設計被盜報警回路及相關設備，在電纜被盜后，出線端空開跳閘，此時進線端仍舊帶電，通過此電源，在結合低壓控制回路中的接觸器二次輔助觸點，設計報警回路就能實現。目前市場上也有很多防盜報警裝置，一旦發生被盜后，能夠把報警信息傳到監控大廳。這類做法可嘗試使用。電纜防盜、設備防盜是建設單位、設計單位、施工單位等共同關注的問題，只有在工程交付使用時就具有較好的防盜功能，才能防患于未然。從根本上解決問題，為通車運營后的安全管理提供更大的保障。
四、土建、房建工程要為機電工程創造好的施工環境
高速公路建設工程主要有土建、房建、機電、綠化等分項工程，由于主體工程是土建，機電工程投資相對較小且大都是在土建工程實施2年甚至3年后才開始建設，所以在建設、施工等部門中普遍存在一種不大重視機電項目的建設。這就給實施最后一道工序一的機電工程建設制造了不好的施工環境，如路基、隧道隊伍為機電工程提供的預留預埋件存在大量的漏埋、預埋不合格、或存在管堵等現象，房建工程遲遲提交不了設備安裝的界面。與綠化隊伍存在互相爭搶碎落臺、邊坡等施工界面。這些都會造成機電工程實施極其被動，亦將影響高速公路整體建設。慶幸的是。隨著近幾年來高速公路建設各管理層對整項工程的不斷摸索和經驗積累。逐步提高了對機電工程建設的重視程度，不斷加大了對該工程的支持力度。使工程建設得已更加順利的實施。
人員安排上看，應盡早組建機電項目管理組。最好比通車時間提前一年半以上的時間，從機電、三大系統及監理標的招投標工作就提前開始介入，這樣即對整個工程有更加深入的熟悉，又可在土建工程實施預留預埋件過程中參與監督和檢查。避免預留預埋件工程出現大量的不符合設計要求。以免下一道工序再上時返工或破壞原有界面。
在土建工程為機電工程提供預留預埋件施工時。應注意到：
隧道進出口預埋管道的數量一定要足。分歧人、手井路由要合理，強、弱電管道嚴格區分開，隧道預埋管在埋設后兩端要用破布臨時堵住以免被水泥沙漿堵住；橋頭管箱與路基連接處要用鍍鋅鋼管過渡；路側監控設備的基礎平臺要伸到平臺上方。
在房建工程為機電工程提供界面施工時。應注意到：各所、站管理樓至收費車道之間以及管理樓至宿舍樓之間必須專門為三大系統弱電（主要是內線電話、光纜、網絡、控制線等，各種線路互不交叉）和辦公生活用的布線預埋至少各6根管：在各辦公室、監控中心各系統功能房間要有足夠多自勺接線盒、互通管槽便于系統布線；各建筑物特別是通信機房、配電房、監控大廳等機電設備需要接地的房間的接地阻值一定要達到相應的規范；
機電系統真正的施工安裝、調試工期一般只要4N6個月，但前提是所有的預留預埋件和施工界面都能夠為機電系統及時提供。所以。機電工程的順利施工離不開土建、房建等其他工程為其提供的良好的施工界面和環境。
隨著我國高速公路建設十幾年來的迅猛發展，高速公路機電工程已基本形成了“通信、監控、收費、供配電、照明、通風、消防”等多個獨立的單項工程內容。同時，國家相關部門也發布了科學合理的設計及施工規范，在工程項目各環節中發揮著舉足重輕的作用。然而隨著新技術、新設備不斷地推廣應用以及機電設備維護工作長期實踐的總結，在設計及施工過程中不斷出現需要改進和規范的新內容。現從參加機電工程建設及運營維護管理的角度，分析高速公路機電工程設計、施工與運營的相關問題，并提出解決辦法。
二、外架線路工程和高速公路沿線供電方式的選擇
目前，我們高速公路一般遠離城區修建，其收費站、服務區（停車場）所用電源就近取電，采用附近的農業或民用電。這種供電方式相對于高壓專線供電方式來講，一次性投資少，但由于九十年代之前，電網建設投入資金較少，電網特別是農村電網十分薄弱，農業或民用電不能保證正常供電，供電故障多及電壓不穩，使供電質量難以保證。但高壓專線供電，一次性投資及后期運行維護費用過大，如若將該線路建成后把這部分資產無償劃撥給電力部門管理、維護，勢必造成投資浪費。就目前狀況來說。農網改造剛結束，電網電壓已不再偏低。停電次數又大大減少，供電質量日趨穩定，高速公路外線供電工程比較傾向于就近取電方式。
高速公路負荷所需電壓一般為380V或220V.所用電源從附近地區的1OKV高壓電網引到配電房中，經主變壓器和高速公路沿線地埋式變壓供出380V電壓。然后再由低壓配電柜及輸配電線路送到相關用電設備。為保證在外線電路因故中斷后，高速公路管理系統的機電設備和生產運營能夠正常運轉，高速公路供配電系統在設計上可對主||要長隧道或重要的收費片區采用雙回路電源供電方式，即在一個供電回路出現故障后，另一回路通過自投設備切斷故障回路再把電源輸送到機電設備，在雙回路電源供電設計時需考慮到增加該供電區的地埋式變壓器的容量和開關柜的容量及出線回路數，相應的這種設計工程造價將提高，主要用在加強安全管理和一些重要的生產片區。另外，當雙回路電源都出現故障后，一般采用柴油發電機組發電作為市電的備用電源，能夠在停電后的10 1 5秒內自動運轉柴油發電機組啟動發電并經雙電源開關自動切換，確保向重要負荷供電。
三、隧道電纜防盜
在高速公路隧道中、低壓電纜的基礎設計中，普遍采用洞內沿電纜支架直接敷設、洞外電纜井之間穿鍍鋅鋼管的做法，這樣的設計方便了施工接線和后期維護管理，但是高速公路隧道一般都在郊外，電纜被盜的可能性很大，尤其對于山區高速公路和無監控設施的短隧道偷盜情況更嚴重，從三福高速公路的偷盜案件中發現，偷盜分子主要是先對低壓配電柜出線回路斷電后，再掀開溝蓋板或電纜井，剪斷電纜兩頭后直接抽出電纜，作案時間不是很長，很難實施抓捕，卻給運營生產和安全管理造成了相當大的困難和巨大損失，所以在實際和施工環節上，如何做好防盜顯得尤為重要。
從目前三福路段電纜防盜的做法上看，主要是用水泥沙漿把隧道電纜直接封死在電纜溝內，這種做法在防盜中取得了較好的效果，但是需要檢修時，維護過程比較麻煩。其實，在實施工程建設時，即可在電纜敷設完畢后直接澆筑，另一種優化方案可在電纜溝做一層支架，電纜敷設后每隔一段距離（如1 0米）做包封，這樣即給偷盜分子實||施盜竊時制造了相當大的麻煩，又能節省投資費用，同時還在支架下方預留了一條檢修通道。或者在電纜敷設后每隔5米利用抱箍裝置把電纜和支架緊固住，無法拖動。此外，設計過程中還應設計被盜報警回路及相關設備，在電纜被盜后，出線端空開跳閘，此時進線端仍舊帶電，通過此電源，在結合低壓控制回路中的接觸器二次輔助觸點，設計報警回路就能實現。目前市場上也有很多防盜報警裝置，一旦發生被盜后，能夠把報警信息傳到監控大廳。這類做法可嘗試使用。電纜防盜、設備防盜是建設單位、設計單位、施工單位等共同關注的問題，只有在工程交付使用時就具有較好的防盜功能，才能防患于未然。從根本上解決問題，為通車運營后的安全管理提供更大的保障。
四、土建、房建工程要為機電工程創造好的施工環境
高速公路建設工程主要有土建、房建、機電、綠化等分項工程，由于主體工程是土建，機電工程投資相對較小且大都是在土建工程實施2年甚至3年后才開始建設，所以在建設、施工等部門中普遍存在一種不大重視機電項目的建設。這就給實施最后一道工序一的機電工程建設制造了不好的施工環境，如路基、隧道隊伍為機電工程提供的預留預埋件存在大量的漏埋、預埋不合格、或存在管堵等現象，房建工程遲遲提交不了設備安裝的界面。與綠化隊伍存在互相爭搶碎落臺、邊坡等施工界面。這些都會造成機電工程實施極其被動，亦將影響高速公路整體建設。慶幸的是。隨著近幾年來高速公路建設各管理層對整項工程的不斷摸索和經驗積累。逐步提高了對機電工程建設的重視程度，不斷加大了對該工程的支持力度。使工程建設得已更加順利的實施。
人員安排上看，應盡早組建機電項目管理組。最好比通車時間提前一年半以上的時間，從機電、三大系統及監理標的招投標工作就提前開始介入，這樣即對整個工程有更加深入的熟悉，又可在土建工程實施預留預埋件過程中參與監督和檢查。避免預留預埋件工程出現大量的不符合設計要求。以免下一道工序再上時返工或破壞原有界面。
在土建工程為機電工程提供預留預埋件施工時。應注意到：
隧道進出口預埋管道的數量一定要足。分歧人、手井路由要合理，強、弱電管道嚴格區分開，隧道預埋管在埋設后兩端要用破布臨時堵住以免被水泥沙漿堵住；橋頭管箱與路基連接處要用鍍鋅鋼管過渡；路側監控設備的基礎平臺要伸到平臺上方。
在房建工程為機電工程提供界面施工時。應注意到：各所、站管理樓至收費車道之間以及管理樓至宿舍樓之間必須專門為三大系統弱電（主要是內線電話、光纜、網絡、控制線等，各種線路互不交叉）和辦公生活用的布線預埋至少各6根管：在各辦公室、監控中心各系統功能房間要有足夠多自勺接線盒、互通管槽便于系統布線；各建筑物特別是通信機房、配電房、監控大廳等機電設備需要接地的房間的接地阻值一定要達到相應的規范；
機電系統真正的施工安裝、調試工期一般只要4N6個月，但前提是所有的預留預埋件和施工界面都能夠為機電系統及時提供。所以。機電工程的順利施工離不開土建、房建等其他工程為其提供的良好的施工界面和環境。
