第３６卷第２３期 ２ ０ １ ０年８月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣ丁ＵＲＥ Ｖ０１．３６ Ｎｏ．２３ Ａｕｇ．２０１０ ・３３９・ 文章编号：１００９—６８２５｛２０１０）２３—０３３９．０２ 谈高速公路隧道机电预留预埋工程施工和管理 张国兵 摘 要：从设计单位、监理单位、施工单位、项目管理等多角度对隧道机电预留预埋工程施工中存在的问题及原因进行了 认真分析，提出合理化建议，尝试解决工程建设的实际问题。 关键词：隧道，预留预埋，施工，管理 中图分类号：Ｕ４５５．４ 文献标识码：Ａ 随着山岭区高速公路的全面建设和环保设计理念的深入人 凿预埋；３）应在车行横洞前设置的通行信号灯环向预埋过顶管道 心，深路堑、大开挖的设计理念逐渐被隧道穿越所替代，“早进洞， 距横洞距离太近或在横洞之后，位置不合适，导致重新开凿预埋； 晚出洞”，避免山体大面积开挖，维护原有的生态地貌的环保设计 ４）预埋件材质及尺寸规格不合设计要求，如以普通钢管代替镀锌 理念导致更多的长大隧道出现，笔者从多年来对高速公路长大隧 钢管及普利卡金属软管、管径尺寸比设计尺寸小等；５）预埋管材 道的施工监理、工程管理以及隧道运营管理的经验出发，总结分 连接工艺不合要求，导致二衬混凝土施工过程中变形错位、管内 析隧道机电预留预埋工程施工存在的问题，从不同角度对设计单 漏浆堵塞管道，或者接头处以大管直接套小管，甚至两管直接对 位、监理单位、施工单位、项目管理提出建议，尝试解决工程建设 焊等，造成假象连通而无法穿缆，最后只好重新开凿预埋；６）预留 的实际问题。 洞室尺寸不符合要求，或者二衬混凝土跑模后导致洞室形状不规 整，深度或宽度不足。 １ 隧道预留预埋工程施工存在的问题和原因分析 １．１ 容易出现的问题 １）北方隧道排水一般采用两侧排水设计，隧道强电沟较宽， １．２主要原因分析 １）长大隧道尤其是特长隧道预留预埋管道涉及通风照明、高 而大多数隧 弱电沟尺寸偏窄，而长大隧道弱电沟一般敷设有消防管道，过窄 低压供配电、强弱电线路等众多交通工程、机电专业，道土建单位通风照明、强弱电系统等此类工程师匮乏，不了解预 的弱电沟敷设 １５９ ｒｎｌｎ的热镀锌无缝钢管后，再加上发热电缆、 过顶管道、预埋钢管、钢板的真实设计意图，加之现代长 ３０ ｍｍ的保温层、支架间隙等，总宽度和高度达到甚至超过 留洞室、大隧道施工技术二衬台车一般采用８ ｍ，１０ ｍ，甚至１２ ｍ长的整 ２５ ＣｌＹｌ，在管道架空敷设后占据了弱电沟的大部分空间，导致后期 弱电光缆和监控控制缆线位置紧张；２）隧道风机预埋吊装钢板位 体式模板一次加工而成，开孔位置一般相对固定，重新开孔难度 置、环向预埋过顶管道、软启柜预留洞室位置实际桩号相距较远， 较大，而吊装风机的预埋钢板则在二衬钢格栅或钢拱架上按设计 位置预埋，导致二者不能同步；２）预留预埋工程设计交底模糊，设 最终导致风机吊装后拖着一条长辫子，不仅影响美观，而且在隧 预留图纸说明不够详尽，导致土建施工和监理 道起火排烟时线缆易着火造成线路短路，或者最终不得不重新开 计图纸对隧道预埋、这里６ｒｒｍｘ取９５．９ ，ｍ ， 取８４ Ｎ／ｎ ，Ｃ取３．２６×１０ ， 下，动力系数的变化极大地影响螺栓使用寿命，动力系数越大，使 用寿命越短；在动力系数很难改变的情况下，可以通过减轻托架 取３。把数据代入式（４）～式（６）得Ｎ≤６３ ８４０ ４３９次。 上面计算时，是将来车时的动力系数定义为１．１５，若动力系 上部荷载（减少交变应力基数）和增强托架节点连接的方式来增 数稍作调整，计算结果也将会产生很大的变化，采用相同的计算 加螺栓的使用寿命。 方法，并采用不同的动力系数（见表１）。 表１不同动力系数下的循环次数 参考文献： ［１］孙训方，方孝淑，关来泰．材料力学（下）［Ｍ］．北京：高等教 育出版社，１９９４：２９９． ｌ 动力系数 ｌ １．１０ Ｉ １．１２ １ １．１５ Ｉ １ １６ Ｉ １．１８ ｌ １．２０ ｌ Ｉ循环次数 次ｆ ９ ０６３．１９ｆ ７ ９３８．９０ｆ ６ ３８４．０４ｆ ６ ０３１．１１ｆ ５ ３７４．９１ｆ４ ７６４．８３Ｉ ［２］夏海霞，韩章良．钢桁架结构计算［Ｊ］．山西建筑，２００９，３５ （５）：８４—８５． 社．２０ｏ３． ３结语 引起的交变应力才是螺栓断裂的主要因素；在荷载一定的情况 ３］ 陈绍蕃，顾 强．钢结构（上）［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版 单纯的荷载作用只能达到螺栓设计能力的６６．６％，桥梁振动 ［Ｂｒｉｅｆ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｎｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｒａｃｔｕｒｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｂｒａｃｋｅｔ ｂｏｌｔｓ ｏｆ ｒａｉｌｗａｙ ｂｒｉｄｇｅ ｐａｖｅｍｅｎｔ ＤＯＮＧ Ｙａｎ－ｄｏｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｗａｌｋｉｎｇ ｐｌａｔｅ ｂｒａｃｋｅｔ ｏｎ ｕｐ－ｌｉｎｋ ｏｆ Ｓｈｕｏ－Ｈｕａｎｇ ｒａｉｌｗａｙ Ｑｉｎｇｓｈｕｉ ｉｒｖｅｒ ｅｘｔｒａ ｌａｒｇｅ ｂｒｉｄｇｅ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｏｍｐａｒ— ｉｇ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｎ ｏｆ ｓｔａｔｉｃ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｆａｔｉｇｕｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｔｈｅｓｉｓ ｆｏｕｎｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｒｅｄｕｃｉｇ ｔｈｅ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｏｆｎ ｂｒａｃｋｅｔ ｂｏｌｔｓ，ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｔｓ ｓｔｒｅｓｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｕｓｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｌｔｓ，ｔｈｅｎ ｅｎｓｕｒｅｄ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ｐａｖｅｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｒａｃｋｅｔ ｂｏｌｔ，ｆａｔｉｕｅ ａｓｓｅｓｓｇｍｅｎｔ，ｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ａｌｔｅｒｎａｔｅ ｓｔｒｅｓｓ 收稿日期：２０１０—０４—２９ 作者简介：张国兵（１９７４一），男，工程师，晋城高速公路有限责任公司，山西晋城０４８０００ ・ ３４０ ・ ． ． ２ ０３ ６卷篓２１ ０ ８年３智 月 ｌ－Ｌ／ 西 建 筑Ｋ 。 单位对预埋设计意图以及各预留洞室、预埋件作用理解不够；３） ２．３隧道土建监理和机电监理单位方面 土建施工单位对隧道预留预埋工程重视不够，认为只是附属工 １）严把预留预埋材料进场关，确保预埋件材料质量；２）严格 程，质量意识薄弱，现场管理松懈，预埋管材以次充好；同时对施 自、抽检监理程序，现场监理对隐蔽工程特别是预埋管道的接头 工队技术交底不清，施工工艺不符合设计要求；４）土建监理人员 处理，应严格按照监理程序保留抽检影像资料；３）二衬施工工艺 中一般没有隧道机电方面的专业监理工程师，对隧道预留预埋工 的审核要严格把关，并加强隧道二衬施工试验段管理工作，二衬 程不够熟悉和重视，作为隐蔽工程，现场监理重视不够，责任心不 试验段验收预留预埋应单独列项验收；４）按照设计图纸说明中的 强，认为只要保通就行，对其位置、先后顺序、端头处理等不去深 预留预埋设置和调整原则，根据现场实际情况合理确定预留预埋 究；５）隧道预留预埋实施性施工图纸滞后于隧道二衬施工；６）长 位置，确保预留洞室、管道、预埋件的同步；５）二衬混凝土质量验 大隧道一般建设周期较长，从土建单位进场到二衬全部完成，周 收应对预埋管道进行１００％抽检，确保管道畅通；６）机电监理在机 期甚至长达２年～３年，而机电监理单位受招投标和监理费用的 电施工单位进场后，应尽早组织机电施工单位对原隧道预留预埋 影响不可能提前１年～２年进场，机电产品升级换代速度较快，不 工程进行一次彻底排查，对出现的缺陷及时与业主、土建监理单 可能与土建工程同时招标，提前进场。 位机电专业监理工程师沟通，敦促土建单位及时修复，保证机电 ２关于隧道预留预埋工程的建议 ２．１ 隧道土建工程及预留预埋设计方面 １）隧道土建设计单位在设计隧道弱电沟，尤其是长大隧道弱 工程施工进度和工程质量。 ２．４项目工程管理和运营管理方面 １）在隧道土建工程施工和监理招标阶段就要重视隧道预留 最好在资格预审时要求隧道土建施工单位拟投入本项 电沟尺寸时一定要充分考虑消防供水管道、保温材料、敷设方式 预埋工作，（只能架空敷设）的影响，保证线缆敷设以及将来扩容的足够宽 目技术人员中必须有一名隧道机电施工专业技术人员，隧道监理 从 度。２）对于隧道风机、通行指示灯、洞内小型可变情报板等不必 单位必须有一名隧道通风照明等机电方面的专业监理工程师，２）在设计和施 要精确指定桩号或不影响实际使用效果的机电预留预埋，建议设 人员和技术层面保证隧道预留预埋工程施工质量；计图纸不要指定里程桩号，应该给予一定调整范围，具体设置和 工阶段协调隧道土建设计和交通工程设计单位，保证隧道机电预 调整原则可在图纸说明中详示，最终由设计代表和现场监理根据 留预埋工程实施性设计图纸与隧道主体工程设计施工图纸的同 ３）施工阶段隧道二衬施工前应组织两家设计单位、隧道 衬砌台车的具体情况确定安装位置。３）长大隧道、特长隧道或连 步提供；监理单位进行详尽的设计交底，并加强隧道二衬试验段工 续弯道隧道环向预埋管道设计图纸避免从配电箱顶部直接进入 施工、定期组织预留预埋专项质量检查工作，及时发现和 配电箱，改为侧壁进入或向下进入电缆沟槽后，再从配电箱底部 程管理工作，４）长大隧道尤其是特长隧道、连续弯道隧道运营管理 向上进入配电箱。４）在隧道二衬施工前，交通工程、预留预埋设 解决问题；在雨季晴天时应加强隧道通风，排除隧道中的大量水汽，避免 计代表应及时到位，给土建施工、监理单位进行详尽的技术交底， 中， 让施工和监理单位技术人员深刻领会设计意图和预留预埋设置 配电箱或其他电器受潮短路。原理，充分重视隧道预留预埋工程。 ３结语 隧道机电预留预埋工程在公路工程建设中属于附属工程，但 ２．２隧道土建和机电施工单位方面 １）隧道二衬台车及模板制作时一定要充分领会设计意图，至 其对于隧道机电工程的线缆敷设、通车后隧道机电的正常运营至 少在模板台车上留有两处预留洞室和环向预埋管道开口位置，便 关重要。加强隧道预留预埋工程的事前控制和施工过程控制非 于互相调整位置；２）加强施工现场管理，施工技术交底必须到达 常关键，要从设计、施工、监理、项目管理等多方面人手，在施工图 工队一级，让工队了解预留预埋件的设置原理和相对位置，明确 设计阶段、施工和监理招标过程中高度重视，在施工阶段严把材 施工工艺；３）加强隐蔽工程质量自检，严格施工材料供应，确保预 料进场关，严格审核二衬施工工艺，严格施工监理程序，狠抓施工 埋管材质量；预埋钢管如有接头严禁对焊，必须采用套管焊接，并 过程中的质量控制，避免既成事实后造成永久质量缺陷。这样做 在钢管接续前检查端口是否有毛刺、断牙、缺口等，将内口锉成圆 不仅大大减少机电施工过程中的预留预埋工程变更，加快机电工 形，以免损伤光（电）缆；插入套管后，在套管两端满焊，除去焊渣， 程施工进度，降低工程造价，而且对于通车后隧道机电安全运营 做防锈处理，防止预埋管道出现假通现象；４）二衬预留洞室模板 和升级改造有着重大的意义。同样类似问题也存在于交通工程 必须保证足够的刚度，防止混凝土跑模现象；５）环向预埋多根钢 设计和施工中，例如交通标志之间、外场监控与交通标志之间，常 管时要注意确保混凝土密实，二衬施工完毕后顶部端头应进行暂 常在外场基础浇筑完成后才发现受路线平竖曲线影响互相遮挡， 时封闭处理，并预留贯通铁丝；６）机电施工单位配电箱施工完毕 造成工程变更等，均可采取类似的方法在设计中不具体指定桩 后应对空余钢管进行暂时封闭处理，特长隧道或连续弯道隧道配 号，而给定调整范围，由设计代表和监理工程师现场确定里程桩 电箱施工完毕后应对其裸露接线部分进行绝缘喷漆处理。 号，解决此类问题。 Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｍｂｅｄｄｅｄ－ｒｅｓｅｒｖｅｄ ｐｒｏｊ ｅｃｔ ｏｆ ｈｉｇｈｗａｙ ｔｕｎｎｅｌ ＺＨＡＮＧＧｕｏ－ｂｉｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｕｎｉｔｓ，ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ ｕｎｉｔｓ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｕｎｉｔｓ，ｐｒｏｊｅｅｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ａｎｇｌｅｓ，ｉｔ ｃａｒｅｆｕｌｌｙ ａｎａ｜ｙｚｅｓ ｔｈｅ ｐｍｂ— ｌｅｍｓ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｍｂｅｄｄｅｄ－ｒｅｓｅｒｖｅｄ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｃａｕｓｅｓ，ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｐｒｏｐｏｓａｌｓ，ｗｉｔｈ ｌｆ ｖｉｅｗ ｔｏ ｔｒｙ ｔＯ ｓｏｌｖｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｕｎｎｅｌ，ｒｅｓｅｒｖｅｄ－ｅｍｂｅｄｄｅｄ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ