地铁土建结构对机电设备安装的影响

地铁土建结构对机电设备安装的影响

梁国全

东莞市轨道交通有限公司广东东莞523000

摘要：本文介绍了地铁土建结构的特殊性对机电设备安装的影响，主要从土建空间、渗漏水、吊装口、隧道区间的安全要求等对屏蔽门、电扶梯和区间设备等安装影响作了介绍和建议，探讨了解决措施和解决方法。

关键词：地铁建筑、机电设备安装、电扶梯，屏蔽门，渗漏水，轨道交通，隧道

引言

随着经济的发展，越来越多的城市把建设轨道交通提上了重要日程，轨道交通建设最近5年来呈爆发式的增长，由于轨道交通大部分站点选择了地下站模式，其土建结构相比普通的商业和民用建筑有很大的不同，不但从空间上，时间上(工期控制)以及结构上都有其特殊性。由于受限于地铁土建结构的影响，机电设备在安装过程中要配合土建结构的特殊性，从安装空间、安装程序、防护措施、安装界面、工期控制等体现出很大的地铁行业特点。笔者从事轨道交通（包括地铁）建设多年，结合个人施工安装经验就地铁土建结构对机电设备安装的影响方面进行论述和探讨。

一、土建结构的空间受限和不规则对机电设备的影响

由于地铁建设基本是在城市的中心或者城郊地段，许多道路和建筑建设已经完成，地下市政管网已经成型，所以在建筑空间方面往往会因地制宜，在空间预留方面会牺牲机电安装的尺寸空间来满足有限的土地空间。在这方面对机电设备影响最大的是管线的安装，包括电缆线槽、消防水管、风管等。特别是对于一些制冷量比较大的地下站，风管往往占据了走廊和过道的大部分空间。另外对于集中供冷等中央空调的冷水机组和空调柜等也需要占用很大的空间，这些设备在安装的过程中，要注意进行过程控制，特别对施工图要进一步审核细化，如果遇到安装中的困难要进行适当的调整，例如调整风管的位置和走向，尽量避开主要过道，并在狭窄处做好标识，必要时重新对设计图纸进行更改。

例如笔者遇到的某地铁站A端设备区楼梯间中间平台（7号柱旁）高度不足问题。平台净空标高1.787m（详见图1：显示平台净空标高1.787m=穿该平台风管标高3.7m-平台设计标高1.913m）。根据GB50352-2005民用建筑设计通则6.7.5楼梯平台上部及下部过道处的净高不应小于2m。风管设计不符合规范要求，故当时建议设计变更，调整风管管径，确保预留规范允许高度。

图1某地铁站风管安装高度不满足要求

二、地下站台建筑对屏蔽门设备绝缘要求的影响

由于屏蔽门是地铁行业最近十多年才逐渐成熟的机电产品，为保护乘客误入轨行区导致人身伤害以及为了减少空调季节冷源的流失起到很好的作用。地铁列车一般采用直流牵引供电系统，并把钢轨作为回流排，直接连至牵引变电所。为了避免杂散电流对地下金属管线和混凝土结构钢筋等造成电腐蚀，钢轨与大地是绝缘的。因此，钢轨与大地之间可能产生较大的电位差（最大可能存在直流90V的电位差），使地铁列车的车体外壳存在电位。为防止屏蔽门和轨道形成的电位差对人体造成伤害，所以基本上屏蔽门和轨道会进行连接形成等电位。根据CJ/T236-2006《城市轨道交通站台屏蔽门》第5.3.6节的要求，门体与车站结构之间的绝缘电阻不小于0.5M，故屏蔽门和其周围的建筑（包括普通地砖）的绝缘是必须考虑的。在安装的时候也是必须提前预想和考虑周到，否则很容易超过绝缘标准，可能形成人身伤害。当前，一般门体结构的顶部和底部采用绝缘套、绝缘橡胶及空气间隙等方式进行绝缘安装（现在也出现直接采用绝缘地砖的方式），同时把站台边缘距离屏蔽门一定范围内设置为绝缘区域。笔者在跟进屏蔽门的安装过程中，经常发现施工工人对这个理论没有足够的理解和重视，和屏蔽门厂家的配合也不足，导致屏蔽门周边的建筑直接触碰到屏蔽门，没有预留足够的绝缘距离，后续只能小修小补的方式进行弥补，往往效果不好。另外在铺绝缘地砖的时候，也要注意顺序，在打绝缘胶的时候要平整和规范，要找比较专业的施工单位进行施工，不然很容易出现不平整，或者由于工序不正确使水分水汽遗留在绝缘砖下面，导致绝缘值不能达标。屏蔽门和安全门的安装是地铁建筑与机电设备一个很特殊的例子，在民用建筑是没有涉及的，所以必须引起重视，在安装之前就要做好安全交底工作，让监理，施工方都吃透安装原理，在安装过程中最好全程跟进并随时测量相关数值，调整安装方法。

三、电扶梯的井道偏差和预留排水口问题

电扶梯是一个比较普通的机电设备，同时又是一个很特殊的特种设备，和普通的商业和住宅小区不同，地铁土建结构对电扶梯的安装影响是非常大的。首先是安装的环境，电扶梯的设备必须切合地铁的建筑结构误差，受限于地下空间的不确定性，例如自动扶梯的高度往往超出原设计值误差，所以安装时必须根据现场增加垫片调整高度。另外地铁建筑的电梯井道结构更容易出现渗漏水，遇到台风暴雨有可能出现雨水倒灌进入到底坑，故必须预留底坑排水口，这是一般的建筑所没有的结构。笔者跟进电梯安装的过程中，发现有些电梯的底坑没有预留排水口、排水口预留过高或者坡度不满足要求，导致底坑的水无法排出到泵坑，这是要力图避免的，后续整改非常难，而且效果很差（见下图2，电梯井道底坑积水），所以电梯安装阶段就要留意这个问题，遇到不符合要求的要尽快提出，最好是每台梯的底坑做好排水测试。

四、地铁土建渗漏水以及风口冷凝水对设备的重要影响

地铁特别是地下站的土建结构决定了渗漏水的出现是必然的事情，没有一个城市的地铁建筑能避免这一点，而机电设备最害怕的“敌人”非“水”莫属。在笔者从事地铁建设的过程中，已多次由于渗漏水或者雨水倒灌导致在安装中的设备烧毁。如何能尽可能减少“水”对机电设备的影响，首先设计时要尽量选择能防水的设备或者电缆，例如0.4KV开关柜到环控柜的线槽，要尽量选择线缆型的，笔者已经遇到由于选择的是母线槽的设计和安装，导致站厅站中板滴水到线槽上再通过线槽的间隙流入接口中导致线槽短路被炸开烧焦，烟雾甚至触动了消防联动功能，这是个深刻的教训。另外机电设备安装在风口下也是非常大的安全隐患，例如环控柜，0.4KV开关柜，信号设备和综合监控设备等，安装时候要尽量调整出风口下方避开带电设备（见图3），不能一味照搬设计图纸，因为图纸按照专业进行布局，不可能考虑到每个房间的设备安装位置。如果实在不能避免，也要提前走好引水槽将滴水引走。

图3风管的安装和风口的位置

五、注意安装的顺序，大型设备要提前从预留的吊装口进场。

由于地铁建筑结构的特殊性，以及较为有限的地下空间，不可能像普通建筑那样利用大型起重机来进行吊装设备，所以前期充分利用专业的吊装口把大型的机电设备吊装进入地铁车站的安装空间，特别是自动扶梯、大型风机、防淹门等大型机电设备。一旦吊装孔已经封顶就很难方便进入设备安装的位置。安装前期要充分了解机电设备的安装设备和大小，与设备厂家做好充分的交底，同时业主、监理，施工方和设备制造商要做好充分的沟通和协调。

六、机电设备在隧道区间安装时需要注意的问题

由于机电设备在隧道区间的安装涉及到许多方面，需要更详细的篇章才能论述，故这里只谈谈几个最重要的也是笔者遇到的几个方面。首先区间的地下水渗漏是必须要面对的问题，有些是水垂直滴下，有些是顺着隧道壁沿流下来，故安装的电缆支架要尽量避免沿着井道壁安装，建议悬空安装让支架离开隧道壁约5cm-10cm，否则支架很容易受到腐蚀，一旦地铁开通超过三四年就需要部分更换，这是很大的工作量和人工成本（地铁开通运营后只能深夜作业）；另外，所有的机电设备安装时都要避免“侵界”，而且要避免列车运行时的活塞风作用导致对机电设备的影响，特别是一些区间的配电箱，其盖子必须保证不能轻易脱扣，安装时候要稳固牢靠，否则有可能成为一个很大的不安全的因素影响到行车安全。

例如笔者所遇到的一个例子，建设期间区间消防管道上的消火栓头支管无固定支架，由于区间消防管道采用柔性卡箍连接，长期振动状态下会出现管道旋转、偏移等情况，从而导致消火栓头侵界，影响列车运行安全。有多个城市地铁曾出现管道旋转、偏移而造成侵界事件。因此当时建议在区间消防管道上的消火栓头支管增设固定支架并改进安装工艺（见下图4）。

图4区间消火栓头支管增设固定支架

七、结束语

综上所述，在轨道交通（地铁）的建设当中，提前预想到机电设备在安装当中可能碰到的情况和困难，尽量在安装当中通过更改设计，注意安装的正确步骤，适当调整安装的位置，增加一些渗漏水的预防措施等方法减少地铁土建结构对机电设备安装的影响。只有通过理论和实践的结合，多方沟通、监控、协调甚至妥协才能确保机电设备安装的质量，从而减少后续的整改，保证设备的稳定运行。

参考文献

[1]GB50157-2013地铁设计规范.

[2]GB50231-2009机械设备安装工程施工及验收通用规范.

[3]GB30012-2013城市轨道交通工程试运营基本条件.

[4]GB7588-2003电梯制造与安装安全规范.

[5]GB16899-2011自动扶梯和自动人行道安装安全规范.

[6]城市轨道交通车站机电设备.中国铁道出版社2013上海申通地铁集团有限公司轨道交通培训中心编著，主编高国荣，副主编袁青山牟振英.

[7]城市轨道交通概论.中国劳动社会保障出版社2009人力资源和社会保障部教材办公室广州市地下铁道总公司组织编写.