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1、谈高速公路机电设施土建预留预埋设计施工中存在的问题关键词：机电土建预留预埋、防雷接地、接地、TT系统、质量检验、电气跨接和连接。摘要：机电土建预留预埋在标准规范、图集匮乏的条件下，设计一定要有前瞻性，符合主体要求，引用相关行业的标准规范，是设计满足规范、达到施工图深度，指导施工。本人结合设计、咨询审查、施工、验收的经验浅谈体会、存在的问题和解决思路。一 机电设施土建预留预埋是机电设备安装的基础依据高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范的要求，在高速公路的建设过程中，需配套建设通信、监控、收费、供电照明四项机电系统，以满足高速公路现代化管理的要求，使之逐步达到ITS。通信系统的建设包括管道工程、
2、光缆工程、传输系统 、设备安装三部分；监控系统建设包括设备安装与集成、软件研发、控制线缆工程、线缆保护管道及设备基础、基地、综合布线六部分；收费系统建设包括设备安装与集成、软件研发、线缆工程、线缆保护管道及设备基础、收费岛、收费车道、综合布线八部分。建设过程分两个阶段，第一阶段管道工程、线缆保护管道及设备基础、基地、收费岛、收费车道的建设，即机电设施的土建预留预埋，为隐蔽工程，随公路土体一并设计一并施工。第二阶段光缆工程、传输系统、设备安装与集成、软件研发、综合布线建设，即系统工程，在公路主体施工基本结束，开始进行设计施工。由于公路通信、监控、收费、供电照明系统（以下称机电系统），专业设计通信
3、传输、自动控制、计算机网络、计算机应用、软件工程、供配电、路桥等专业，涉及面广、专业性强、设备种类繁多、规范跨越多个行业、技术难度大，施工过程界面多，机电系统建设第一阶段电设施的土建预留预埋建设十分重要，是第二阶段机电设备安装的基础和必要条件。二 设计中存在的问题1.设计人员知识受限，没有受过设计的专业训练。由于公路机电的大规模设计在公路行业为近10年左右，机电专业设计人员均为今年新毕业的学生，直接投入施工图设计，各单位机电基本没有设计经验和知识的积累，年轻的设计人员实际经验非常受限，基本的制图标准不懂，基本的标准规范知道。知识面窄，因公路机电包含监控、通信、收费配电四个专业，每个专业从系统的
4、可靠性、安全性出发对其土建预留预埋都各自有专业的要求，目前设计的部分文件基本却少专业要求，以一代全的现象很普遍，导致一是后期机电设备安装时不符合要求，只有拆除已建好的基础设施，重复建设机电设施基础。有的强行安装设备，使设备不能正常运行，以致于损坏设备或运行中故障频繁发生而查不到原因。二是设计抄袭严重，机电设计人员对公路工程专业十分不理解，做不到机电专业和公路工程专业的完美结合，又路桥没有专业人员的指导，设计图纸大多为示意图，只有抄袭前人设计的图纸，有的和幼儿画类似，对错分不清。三是复核、审查审核基本是签字的形式，设计文件工程量做法错误较多，部分图纸中残留其他项目的名称，数据、尺寸仍为其他项目的
5、，部分图纸做法严重不符合下一阶段专业的要求。四是严重套用错误的标准图。导致施工图质量很低，无法作为施工、监理、验收的依据。以下是一张全国大部分公路机电设计单位、各公路机电施工单位联合设计阶段设计的通用的摄像机基础及其接地的图纸，是一张错的很“经典”的图纸：错误分析：（1）接地不符合供电配电系统规范要求。规范中规定同一个配电系统的两处接地必须保持20m的间距，以保证故障电流不形成短路回路，烧毁设备。本图两组接地间距为标，按图估计仅为基础的宽1.2m。 (2)从结构分析无论何种项目、无论何种杆高、壁厚的钢杆均采用这种尺寸的基础，是不能满足重荷和风荷的要求，同时与地址结构有关。(3)对与户外设备基础
6、接地，一般做法是把杠杆、法兰盘、地脚螺栓、基础内钢筋均应焊为一体，做好电气的跨接和连接，采用一根接地极埋入地下，接地极与地脚螺栓连接，其接地电阻基本满足工作接地（R4）的要求，本图设置两组重复接地，阻值不一，一组防雷接地，一组工作接地，仅为理论概念的框架，施工是不可行的，这样两组接地造价在10万左右。（4）根据现行民用建筑电气规范和供配电系统设计规范及国家标准图集户外杆上小设备、户外照明，如摄像机、路灯等应采用TT系统或局部TT系统，这时户外装置内装设RCD做接地保护。同时对于户外设备防雷接地与工作接地应共地。其接地极可选角钢、圆钢、钢管，根据土壤或外场设备基础接地正确设计如下：2.缺少标准规
7、范和图集 由于公路工程主行业为道路、桥梁、隧道的设计。对于机电工程仅为其辅助设计，其投资仅占总投资的2%-10%，专业一般不为重视，导致对机电规范研究的专家很少，和民用建筑相比，公路机电监控、收费、通信、供电照明目前没有一本各自相应专业设计规范。仅有一本高速公路通用设计规范，主要用于宏观控制交通工程设计的规模和指标。收费专业有一本技术要求主要用于政府对收费站的规划和管理，软件设计、产品制造，不适用于设计。因此公路机电设计没有标准规范的约束，设计很随意。从某种意义机电设施土建预留预埋的设计基本是厂家的设计，厂家根据设备要求提出的示意图，被设计人员作为施工图采用。3.施工图设计深度不够 在审图过程
8、机电施工图存在（1）设计图纸不全，废图凑数的图纸较多。（2）工程量计算与实际工程量相差少或多25%。（3）基础设施的做法与实际工程不符。（4）违反相关专业规范条文，如供电照明。违反相关专业规范的强制性条文，如管道之间的间距，管道与构造物的间距等。（5）交通行业没有规范，不安相关专业的规范设计，如民用、电力等。（6）图面表达不符合之图标准，尺寸不全，标注不标，有剖面无剖号。有局部图无总体图等。（7）方案上与主体不符。（8）设计、施工界面不明确等等。（9）现行公路工程基本建设项目文件编制办法图纸组成的要求对于机电过于浅显，审查人员难于控制施工图深度的要求。（10）监控、配电没有互通区域的平面图，即
9、使各别文件有平面，管道规格、敷设方式、不标注，路由和互通不符，无法施工。三 施工过程中存在的问题1.不按设计施工在机电设施的土建预留预埋目前全国在的完工和竣工验收中，存在以下问题：（1）不安图纸施工，保护电缆、光缆的管道设计中要求套管焊接，施工中多采用管管对接，导致后期水汽进入管道，加快电缆短路、老化。有的管管接头用胶带粘接。（2）设计中要求预埋的钢管均为镀锌钢管，要求镀锌600g/m2，施工中有些采用的普通钢管，埋设半年钢管锈迹斑斑，5年后钢管腐烂，电缆裸露在外，导致线缆加剧老化、损坏。（3）管道位置错位，漏埋。（4）设备基础尺寸与设计不符。（5）管道管口不封堵，导致泥土、碎石、水泥砂浆灌入
10、管内，使管道报废。（6）部分管道内不穿铁丝，导致后期无法拉线。（7）硅芯管接头不密封，导致后期吹缆漏气。（8）部分施工工艺不符设计要求，如收费岛到头刷漆采用先涂腻子，后刷漆，使油漆大量脱落。2.擅自变更图纸 （1）公路工程规范规定人手孔采用钢筋混凝土人手孔，施工中按砖混人孔施工。（2）设计的保护钢管，施工中擅自换成PVC管。（3）设计中的人孔防水，施工中擅自不做，导致后期人孔中大量渗水。（4）施工中取消接地装置。四 设计施工存在的问题导致设备运行可靠性、稳定性差 土建预留预埋工程的质量是保证机电设备运行的可靠性和稳定的必要基础。目前由于土建预留预埋阶段问题，使后期设备频繁发生很难发现和解决故障
11、问题，如设备死机；软件数据丢失；系统突然瘫痪；外场设备遭雷击损坏；设备突然被电流烧毁；视频图像不停抖动，雪花闪动；设备时好时坏；系统时运行时瘫痪等等。土建预留预埋问题导致设备被雷击电击毁，备短路电流烧毁，预留预埋阶段擅自取消接地装置或不安设计施工接地装置，机电施工单位难于发现，接地是隐蔽工程，没有接地供配电系统失去了安全保障，严重甚至危害人的生命安全。尤其是在大桥的桥梁主体的建设，部分桥上有供电照明设施，为了保证人身和设备安全，必须将桥梁做成等电位体，在防撞护栏、亮、柱等施工中做好预留接地端子、金属管道、金属构件、钢筋的电气连接和跨接，使整个桥梁构成等电位好是必要的。土建预留预埋设计、施工界面
12、不清导致施工漏项、设计不全，制约工程管理、制约后期设备按装设备，导致基础设施重复建设，重复拆除建好的设施。五.探讨解决问题的思路1.编制和引用规范和图集 标准规范和标准图集是设计的依据、控制设计得质量和规模，同时规范设计，使设计做到安全可靠、经济合理、技术先进、整体美观、维护管理方便。设计是施工的依据，是监理的依据，是验收的依据。一个好的严谨的设计必须有若干规范的支撑，同时满足规范要求。目前在交通行业公路机电标准规范和标准图集短缺，现有的规范条文落后无效或错误的状态下，交通运输部标准管理部门应组织各专业专家一是修编现有的规范。二是根据设计流程和牵扯的专业编制各个专业的标准设计、施工规范、标准图
13、集。三是引用其他行业的标准规范和图集。四是引用后国际标准，因供配电设计已逐步引用和套用IEC标准。从而使设计过程有依据，有要求，审查有依据，使设计严肃和严谨，达到指导施工的目的。2.规范设计资质，提高设计质量 单位无资质设计设计，按照国家规定勘察设计必须有国家住房和城乡建设部颁发的行业设计资质才能进行设计，设计公路机电必须持有住房和城乡建设部颁发的公路工程交通工程甲级或乙级资质。国务院勘察设计管理条理规定无资质设计是违法的，管理者应严把行业设计资质关，杜绝一切无资质设计单位混水摸鱼进入我区公路机电设计行业进行公路机电设计，是保证设计质量根本保证。 3.设计咨询和设计审查工程设计咨询是由工程设计
14、专家顾问组成的团体，对各阶段设计过程中的关键技术经济问题组织专家研讨，提出咨询意见。根据建设工程的要求，按照 “三控制（质量、投资、进度）、二管理（信息、合同）、一协调”的要求对设计工作进行全过程（前期阶段、设计阶段、施工阶段）的监督及管理，并对各阶段设计成果文件进行复核及审查，纠正偏差和错误，提出优化建议，出具咨询报告。公路工程机电勘察设计分为四个阶段：初步设计阶段、土建预留预埋设计阶段、机电系统招标图纸设计和技术规范编制阶段、联合设计阶段。目前交通行业公路咨询单位公路机电专业技术水平参差不齐，管理者选择咨询单位时应寻求有责任心，专业水平高的咨询单位进行工程咨询，才能保证设计的质量和投资。近
15、几年笔者答复若干个工程的咨询意见，有的时候很无奈，审查专家对设计阶段干什么都不清楚，提意见时，初步设计文件提的意见是施工图阶段的，大谈施工和做法。施工图阶段有提初步设计阶段的大谈项目背景、设计方案比较、投资比较等。招标图纸设计和技术规范编制不对文件进发改委批复初步设计文件方案规模进行复核，不对技术规范的设备技术指标、工艺要求、工程量进行审查而是提出施工阶段的细节问题。有时专家提的问题让你无法理解，例如，某项目在招标接段，咨询专家提出：“配电系统设计保护用的的断路器为额定电流为16A不合理，目前市面上卖的均为32A，为了施工和采购建议设计单位选用32A”，这个问题提的很失败，不要说电气设计人员，
16、就是个电工都明白，断路器是用来保护电气设备和电气线路的，它的额定电流要求经过负荷计算和短路电流计算来确定，不同的设备保护用的断路器额定电流是不同的。就像家里空调、卫生间功率大选用16A的断路器，照明灯具功率小采用10A的断路器。整个项目类似的问题太多。有的咨询专家对违反强制性条文的设计和违反规范的设计提不出修改意见，如某隧道消防系统中的放排烟风机供电干线、应急照明的供电支路、隧道内的中压干线，按照2008年民用建筑电气设计规范和现行高层民用建筑电气设计规范规定应采用矿物物质绝缘电缆，公路长隧道和隧道群的重要等级应该可以和一类建筑媲美，交通运输部的现行隧道交通工程设计规范于2004年编制，对于消
17、防供电电缆的条文是直接引用93民用建筑电气设计规范原条文，2008年“9393民用建筑电气设计规范“废规，隧道交通工程设计规范尚未修编，咨询单位单位仍然执行废规，这样的咨询单位咨询和部咨询对设计质量和投资起不到任何作用。有责任心、专业水平高、符合实际、贯彻现行规范的咨询审查报告是设计质量保证。4. 加强机电土建工程专业监理，严格质量管理机电工程所包括的预留预埋工程包括桥梁隧道、通信管道、收费土建、变电所等预留预埋工程。由于土建施工单位专业不对口，很难全面准确理解机电工程的功能要求，加之普遍对预留预埋工作重视不够，导致在预埋件材料购置、施工工艺和定位方面的质量问题时有发生，土建监理由于专业缺陷也
18、不能实施有效监理。因此，必须加强专业监理力量，可采取先行招标确定机电工程监理单位后，机电专业监理人员分期进场的方式解决，或者要求土建监理单位派部分机电专业监理人员专职对机电土建预留预埋进行监理，以保证机电土建预留预埋工程施工质量。监理工程师应做到以下： (1)做好预留、预埋隐蔽工程检查验收工作。严格执行“三检”制度，通过自检、互检、专检对预留、预埋工程进行隐蔽验收;预埋在回填土、混凝土内的承压管道必须经过管道强度及严密性试验，非承压管道应通球、通水或灌水试验，确认无渗漏后方可隐蔽;按照图纸、规范及验评标准要求认真检查、详细记录隐蔽工程验收情况、并应拍照和录像。 (2)重点部位要进行旁站监理。对
19、于接地、防水、焊接等，在这些部位要进行旁站监理。5. 加强和规范质检验收过程的管理 （1）机电质量质检从业人员过少或没有，机电预留预埋质检一般与主体一并进行质检，检验标准和试验的方法同土建主体，由于土建施工单位专业不对口，很难全面准确理解机电工程的功能要求.失去了检验的意义和目的。（2）目前，建设各方对交通机电工程的试验检测工作与主体工程的试验检测相比仍然重视不够，如存在：施工单位质量自检数据不足；监理单位未独立进行检测，只是对施工单位自检的确认；质量监督机构交工前不进行质量检测或不委托专业检测就进行质量鉴定；建设单位认为辅助工程不重要、对检测工作支持不够；检测取费标准不明确等等。致使三方试验
20、检测工作流于形式，起不到质量控制和保证的作用，给工程质量、后续的维护管理及使用寿命留下了严重隐患。主管部门要加强对试验检测工作的监督检查，一切用数据说话。（3）从业人员，持有机电专业的试验检测工程师(员)资格证书，以保证检测质量不受影响质量重视检测工作。六 结束语机电设施的土建预留预埋是公路土建主体的附属工程，一旦出现质量问题，整改的难度很大，耗资较大，花费的时间长，影响下一阶段的进度和形象，机电土建预留预埋是一个从设计、咨询审查、监理、质检的全过程，加强机电工程设计，严把施工过程，重视质量检验和专项质量检验，发现问题，及时纠正，使机电设施的土建预留预埋满足后期的机电设备安装，保证机电系统的可靠性和安全性。
