超高層建筑的豎井電纜是怎么敷設(shè)上去的,？

欄目:工程預(yù)算時間:2020-09-05

超高層建筑一般都將副變電所分布設(shè)計在大樓的不同位置,，采用10kV電纜從建筑底層高壓變電所直供至相應(yīng)樓層的副變電所。高壓電纜垂直段布設(shè)在強(qiáng)電井道中,，通常采用一次性超高敷設(shè)的方法,，盡量減少接頭，既降低了成本又節(jié)省了工期,，但同時也引發(fā)了一系列施工難題：一方面,，垂直段超高,、電纜一次性敷設(shè)較重，造成了電纜搖擺幅度較大,、易被自身重量拉傷的風(fēng)險；另一方面,，強(qiáng)電井空間相對狹窄,，無法設(shè)置大噸位、大容繩量的卷揚機(jī),，施工人員也不易進(jìn)出操作,，在電纜數(shù)量密集的井道中，電纜絕緣皮也容易被洞口劃傷破壞,。

中建一局集團(tuán)技術(shù)中心及安裝公司通過對中央電視臺新臺址工程（234米）,、上海中心大廈（632米）、廣州新電視塔（600米）,、上海環(huán)球金融中心（492米）,、廣州國際大廈（200米）等國內(nèi)一系列超高層建筑的電纜垂直敷設(shè)技術(shù)的集成研究，同時借鑒了行業(yè)內(nèi)已有的研究成果,，總結(jié)了國內(nèi)超高層建筑成功應(yīng)用的三種電纜垂直敷設(shè)技術(shù)：①鋼絲繩牽引提升敷設(shè)技術(shù),、②阻尼緩沖器順放敷設(shè)技術(shù)、③垂吊式電纜敷設(shè)技術(shù),，值得同行朋友們參考應(yīng)用,。

一、鋼絲繩牽引法

在電纜垂直敷設(shè)段的上部樓層設(shè)置卷揚機(jī),，利用吊具抱箍,、卡具等把電纜分段固定到鋼絲繩上，卷揚機(jī)通過提升鋼絲繩提升電纜,，電纜垂直吊裝過程中主要是鋼絲繩受力,，在電纜敷設(shè)到位后，依次拆除吊具,、抱箍卡具,。

這種方法對井道空間要求小，采用小型卷揚機(jī)提供牽引力,，把電纜分段抱箍在鋼絲繩上,，解決了牽引力、電纜自重大于電纜抗拉能力而引起電纜變型或破壞,。目前,，鋼絲繩牽引法垂直敷設(shè)技術(shù)應(yīng)用最廣，施工組織靈活,，牽引設(shè)備易獲得,，但需要加主吊繩,，對吊具、抱箍卡具及施工人員素質(zhì)要求較高,。

1,、技術(shù)原理

在電纜敷設(shè)上部樓層設(shè)置卷揚機(jī)提供牽引力，把電纜分段抱卡在鋼絲繩上,，解決了牽引力,、電纜自重大于電纜抗拉能力而引起電纜變型或破壞。

2,、施工流程與操作要點

1）井口測量

電氣豎井滿足吊裝條件后,，對相應(yīng)各樓層井口進(jìn)行測量，做好測量記錄,，對寬度小于300mm的井口做出標(biāo)識,。

2）電纜排布表

根據(jù)項目配電系統(tǒng)的實際情況編制電纜排布表，標(biāo)明長度,、功能,、回路編號等信息。

3）選擇,、布置起重設(shè)備

（a）起重設(shè)備布置：

吊裝卷揚機(jī)布置在電氣豎井的最高設(shè)備層或設(shè)備層以上樓面,，除設(shè)置定滑輪外，還需在地面上設(shè)置用作電纜水平段導(dǎo)向的導(dǎo)向滑輪,。對于超高層電纜吊裝,，卷揚機(jī)除吊裝最高設(shè)備層的電纜外，還要考慮吊裝同一井道內(nèi)其他設(shè)備層的高壓或低壓電纜,。

（b）起重設(shè)備選擇：

A. 卷揚機(jī)及鋼絲繩受力按下式計算：

式中：

S--鋼絲繩拉力,；

Q計--計算荷載，包括電纜,、鋼絲繩,、吊索具重量，同時并考慮動載因素,；

n--省力倍數(shù),；

m--定滑輪、動滑輪組門數(shù)之和,；

k--導(dǎo)向滑輪的個數(shù),；

f--滑輪的阻力系數(shù)。對青銅軸套軸承f=1.04,；對滾珠軸f=1.02,；對無軸套軸承f=1.06。

B. 根據(jù)計算受力S,，選擇卷揚機(jī),，一般選擇2～3t慢速卷揚機(jī),。若不能滿足要求，可相應(yīng)調(diào)整滑輪組的門數(shù),，同時還應(yīng)考慮卷揚機(jī)的容繩量是否滿足要求,。

C. 鋼絲繩選擇。承載破斷拉力可按P=k*S計算,，k為安全系數(shù),，一般取5或6；通過查鋼絲繩規(guī)格型號表,，選用合適的鋼絲繩,。

4）吊具選擇

（a）主吊具：在電纜起始端采用具有消除電纜及鋼絲繩旋轉(zhuǎn)扭力,，以及垂直受力鎖緊特性的旋轉(zhuǎn)頭網(wǎng)套連接器,，做為主吊具一，見下圖,。在上水平段與垂直段的拐彎處,，采用具有垂直受力鎖緊特性的覆式側(cè)拉型中間網(wǎng)套連接器，做為主吊具二,，見下圖,，用以增加摩擦，滿足二次倒纜需要,。兩主吊具之間的距離為上水平段電纜敷設(shè)的長度,。

（b）輔助吊具：隔50m增設(shè)一副覆式側(cè)拉型中間網(wǎng)套連接器B，見下圖,，直至電纜終端,。主要作用是分擔(dān)主吊具的吊重，使電纜垂直段均勻受力,，其具有垂直受力鎖緊特性,。

（c）防晃型吊具：采用防晃型吊具，可控制電纜擺動幅度,，見下圖,。

專用電纜防晃型吊具圖

（d）專用抱箍卡具：用以固定電纜與吊裝繩的卡具。

5）電纜敷設(shè)吊裝

吊裝過程中,，在電氣豎井的井口安裝防擺動的定位裝置,，以控制電纜擺動。

將主吊具一固定在頂部定滑輪的吊鉤上,，進(jìn)行電纜試吊,，確認(rèn)各環(huán)節(jié)無誤后，方可正式起吊,。

在吊裝過程開始階段,，將電纜與主吊繩漸漸并攏,。每隔5～10m用專用抱箍卡具連接用以增加摩擦力，并在專用抱箍卡具內(nèi)加設(shè)膠皮保護(hù)層,，以防電纜外絕緣層損傷,；在主吊具二以下垂直段電纜每隔50m增設(shè)1個輔助吊具。并使電纜垂直段均勻受力,。

當(dāng)電纜始端提升到水平安裝層時停止起吊,，轉(zhuǎn)換吊點，將主吊具二固定在吊鉤上,，拆除主吊具一,，利用主吊具二作為新的提升吊點。

隨著卷揚機(jī)提升,，上水平段電纜逐步進(jìn)入水平安裝層,，依次拆除專用抱箍卡具。電纜經(jīng)導(dǎo)向滑輪靠卷揚機(jī)牽引,，需倒纜的水平段電纜,，可系于周圍結(jié)構(gòu)柱上，電纜向前一段,，相應(yīng)向前固定一段,，直至利用主吊具二將電纜提升到安裝高度。

吊裝工作完成后,，自下而上逐步拆除各種吊具,、卡具。同時將電纜固定在電纜梯架上,，并保證安裝牢固,、可靠。

二,、阻尼緩沖器法

阻尼緩沖器法垂直敷設(shè)是利用高位勢能把電纜由上往下輸送,，阻尼緩沖器由3個輪子和型鋼支架組成，分段設(shè)置阻尼緩沖器以確保安全的下放速度,。

阻尼緩沖器法垂直敷設(shè)所需裝置簡易,、成本低、人工少,、安全,，且能有效避免電纜損傷，但對施工人員的操作熟練程度要求高,，對現(xiàn)場條件和施工組織要求較高,。在塔吊拆除前，利用塔吊把電纜盤吊運至上面樓層,，通常電纜盤在樓層中放置時間較長,，因此保護(hù)成本提高,，近期較少使用此方法。

1,、技術(shù)原理

利用塔吊或其他方式先將整盤電纜吊運至高層,，利用高位勢能把電纜由上往下垂直輸送敷設(shè)，用分段設(shè)置的“阻尼緩速器”對下放過程產(chǎn)生的重力加速度加以克制,，確保做到既安全快捷,，又保證電纜絕緣完好。阻尼緩沖器的結(jié)構(gòu)由3個導(dǎo)輪和型鋼支架組成,，見下圖,。

阻尼緩沖器示意圖

2施工流程與操作要點

施工流程：井內(nèi)橋架安裝→井口測量→編制電纜排布表→電纜盤吊裝安放→阻尼緩速器設(shè)置安裝→井道電纜順放→電纜固定→拆卸阻尼緩速器。

在進(jìn)行電纜順放安裝開始之前,，豎井內(nèi)橋架須安裝完成,，井口測量、電纜排布表要求同“鋼絲繩牽引提升敷設(shè)技術(shù)”相關(guān)內(nèi)容,。

電纜敷設(shè)架安裝須靠近電纜橋架,，以便于電纜從導(dǎo)輪處移至橋架進(jìn)行排列,、固定,，同時敷設(shè)架須固定在堅實的建筑結(jié)構(gòu)上，如樓板,、框架,、剪力墻，在高層起點處裝一個制動器,。

導(dǎo)輪裝配時,，導(dǎo)輪與軸桿配合需稍緊（可在導(dǎo)輪兩側(cè)加墊橡膠片，用軸端螺栓調(diào)節(jié)松緊）,，上下導(dǎo)輪位置固定不變,，中間導(dǎo)輪可左右調(diào)整，以適應(yīng)不同規(guī)格電纜允許的彎曲半徑,。通過導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動的摩擦,，使電纜在導(dǎo)輪上轉(zhuǎn)動的摩擦力加大，從而有效地衰減下放電纜的重力加速度,。

每根電纜敷設(shè)的基本步驟為：電纜規(guī)格位號確認(rèn)→絕緣檢查→纜盤上架→纜頭牽引下放→垂直段電纜依次繞經(jīng)各阻尼器導(dǎo)輪進(jìn)行敷設(shè)→水平段敷設(shè)→終端尺寸預(yù)留→自上而下將電纜從阻尼器移入橋架排列固定→始端尺寸預(yù)留→裁截電纜→掛編號牌,。

電纜頭到終端后，垂直段的電纜從“阻尼緩速器”導(dǎo)輪脫出移入橋架作排列固定,，必須自上而下一段接一段操作,，不能同時進(jìn)行，避免同時脫出造成上部電纜負(fù)荷過重,。

三垂吊式電纜敷設(shè)法

超高層垂吊式電纜是一種特殊結(jié)構(gòu)電纜,，電纜在垂直敷設(shè)段帶有3根鋼絲繩,，并配吊裝圓盤，鋼絲繩用扇形塑料包覆,，并與三根電纜芯絞合,，水平敷設(shè)段電纜不帶鋼絲繩。垂吊式電纜是一種新材料,，可替代傳統(tǒng)的鎧裝電力電纜,，自身可承受較大的拉力，纜體受力均勻,，可以按常規(guī)方法敷設(shè),，不用考慮超高層因素，敷設(shè)安裝所需的空間小,、效率高,，但垂吊式電纜采購周期長、成本高,。

1技術(shù)原理

超高層建筑用電負(fù)荷越來越大,，普通電纜作為垂直供電干線有一定的局限性，電纜垂直敷設(shè)難度在不斷增加,，為使施工更方便快捷,，國內(nèi)已經(jīng)使用一種特殊結(jié)構(gòu)的電纜——超高層垂吊式電纜。

該類型電纜不受長度與重量的限制,，可靠其自身支撐自重,，解決了普通電纜在長距離的垂直敷設(shè)中容易被自身重量拉傷的問題。垂吊式電纜具有施工快捷,，占用空間少,，維護(hù)成本低、抗震性強(qiáng),、性能穩(wěn)定的優(yōu)點,。

1）10KV高壓垂吊式電纜結(jié)構(gòu)

垂吊式電纜由上水平敷設(shè)段、垂直敷設(shè)段,、下水平敷設(shè)段組成,。

電纜結(jié)構(gòu)：電纜在垂直敷設(shè)段帶有3根鋼絲繩，鋼絲繩用扇形塑料包覆,，并與三根電纜芯相絞合,，見下圖。水平敷設(shè)段電纜不帶鋼絲繩,。

10kV高壓垂吊式交聯(lián)電纜結(jié)構(gòu)圖

2）電纜特性

電纜中選用的任意兩根鋼絲繩的最小破斷力總和均大于4倍電纜垂吊部分的重力,，保證了電纜的吊裝安全；為減少電纜吊裝敷設(shè)時垂直部分來自鋼絲的側(cè)壓力，選用扇形塑料包覆柔性鋼絲繩,，填充在電纜的外圍空隙,，使得扇形弧面與電纜表面緊密接觸，這樣電纜受到鋼絲繩的側(cè)壓力會均勻地分散在電纜的表面,，不會出現(xiàn)壓力集中,。

垂吊式電纜采用專用吊具吊裝，吊具由吊環(huán),、吊具本體,、連接螺栓（鋼絲繩拉索錨具）三個部件組成，吊具由生產(chǎn)廠家配套制作,。

電纜在出廠前,，每根電纜頭端的3根鋼絲繩頭折彎后分別澆鑄在吊裝圓盤（專用吊具）的下方連接螺栓的錨杯上，在電纜裝盤時,，把3個錨杯鋼絲繩澆鑄體與吊裝圓盤分離,，吊裝圓盤單獨裝箱運輸，待電纜吊裝敷設(shè)時,，再把吊裝圓盤與3個鋼絲繩澆鑄錨杯安裝成一體,。

2施工流程與操作要點

1）吊裝工藝和設(shè)備選擇

（a）吊裝工藝選擇

對布置在面積較小、吊裝高度較高樓層上的卷揚機(jī),，采用在電氣豎井內(nèi)垂直跑繩,，通過主吊繩換鉤、繩索脫離的分段提升的方法（見下圖）,。

卷揚機(jī)分段提升示意圖

（b）吊裝設(shè)備選擇

根據(jù)吊裝重量及高度,，選擇相應(yīng)的卷揚機(jī),。在吊裝設(shè)備確定后,，選擇跑繩數(shù)，要求垂直段電纜主吊繩和上水平段電纜吊繩,、跑繩的安全系數(shù)大于3.5,。

2）井口測量

在電氣豎井具備安裝條件后，為保證吊裝圓盤能順利通過井口,，對每個井口的尺寸及中心垂直偏差進(jìn)行測量,。

3）穿井梭頭設(shè)計制作

為使吊裝圓盤順利穿越電氣豎井口，設(shè)計制作選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 穿井梭頭（見下圖）,，避免吊裝圓盤被井口卡住,，造成電纜受損。

穿井梭頭示意圖

4）井口臺架制作安裝

井口測量完成后,，開始安裝槽鋼臺架,，要求如下：

按井口尺寸設(shè)計臺架尺寸，一般伸出井口100mm。例如,，井口300×1200的臺架尺寸為500×1400,。

槽鋼臺架選用10#槽鋼制作，采用焊接連接方式,，焊接前將臺架除銹,，刷防銹漆和灰色面漆。

按電纜排列順序在臺架上開螺栓連接孔,，開孔尺寸應(yīng)與固定電纜的卡具和固定吊裝圓盤的吊裝板孔徑一致,。

槽鋼臺架坐落在井口底邊鋼梁上，槽鋼臺架的四角處采用φ12的膨脹螺栓固定在井口邊上,。

5）吊裝卷揚機(jī)布置

（a）牽引用導(dǎo)向滑輪與卷揚機(jī)設(shè)于同一樓面上,，導(dǎo)向滑輪與卷揚機(jī)配套使用。

（b）利用結(jié)構(gòu)梁或柱作為卷揚機(jī),、導(dǎo)向滑輪的錨點,。

（c）卷揚機(jī)采用帶槽卷筒，安裝時卷揚機(jī)與導(dǎo)向滑輪之間的距離應(yīng)大于卷筒寬度的15倍,，當(dāng)鋼絲繩在卷筒中心位置時,，確保滑輪的位置與卷筒軸心垂直,。

（d）懸掛滑輪的受力橫擔(dān)設(shè)置

在高于設(shè)備操作層以上一至二層樓面的井口處設(shè)置高1.2m的鋼桁架,，橫置3根承重鋼管作為懸掛滑輪的受力橫擔(dān)（見下圖）。

懸掛滑輪的受力橫擔(dān)設(shè)置示意圖

（e）索系連接

卷揚機(jī)布置完成后,，穿繞滑輪組跑繩,，并在電氣豎井內(nèi)放主吊繩。主吊繩可通過輔吊卷揚機(jī)從設(shè)備操作層放下,，或由輔吊卷揚機(jī)從一層向上提升,，到位后上端與主吊卷揚機(jī)滑輪組連接，構(gòu)成主吊繩索系,。

（f）上水平段電纜頭捆綁

把吊裝圓盤臨時吊在二層井口上方約0.5m處,，將上水平段電纜從電纜盤中拖出，穿入吊裝圓盤后伸出1.2m,，采用金屬網(wǎng)套套入電纜頭,，與卷揚機(jī)吊繩連接。

（g）吊裝圓盤連接

當(dāng)上水平段電纜全部吊起,，且垂直段電纜鋼絲繩連接螺栓接近吊裝圓盤時停下,，將主吊繩與吊裝圓盤吊索（千斤繩）用卡環(huán)連接，同時將垂直段電纜鋼絲繩通過連接螺栓與吊裝圓盤連接,。連接時,，應(yīng)調(diào)整連接螺栓，使垂直段電纜內(nèi)3根鋼絲繩受力均勻，調(diào)整后緊固連接螺栓,。

（h）組裝穿井梭頭

吊裝圓盤連接后,，組裝穿井梭頭。組裝時,，吊裝圓盤2個吊環(huán)必須保持在穿井梭頭側(cè)面的正中,，以保證高壓垂吊式電纜在千斤繩的夾角空間內(nèi)，不與其發(fā)生摩擦,，在穿井時吊環(huán)側(cè)始終沿著井口長面上升,。

（i）防擺動定位裝置安裝

電纜在吊裝過程中，由人力將電纜盤上的電纜經(jīng)水平滾輪拖至一層井口,，供卷揚機(jī)提升,。在二層電氣豎井井口安裝防擺動定位裝置（防晃滾輪），見下圖,，可以有效的控制電纜擺動,，同時起到了保持電纜垂直吊裝的定位作用。

防擺動定位裝置示意圖

（j）上水平段電纜捆綁

主吊繩已受力,，上水平段電纜處于松弛狀態(tài),，這時將上水平段電纜與主吊繩并攏，并用綁扎帶捆綁,，由下而上每隔2米捆綁,，直至綁到電纜頭。主吊卷揚機(jī)提升主吊繩及綁有繩上的水平段電纜（見下圖）,。

主吊卷揚機(jī)提升圖

（k）吊運上水平段和垂直段電纜

采用二臺主吊卷揚機(jī)互換提升或二臺主吊卷揚機(jī)分段提升吊運上水平段和垂直段電纜,。

卷揚機(jī)互換提升法：

垂吊式電纜吊裝由兩臺主吊卷揚機(jī)以接力方式跑繩，當(dāng)1號主吊卷揚機(jī)水平跑繩到位后,，再由2號主吊卷揚機(jī)接著水平跑繩,。以此互換，直至將吊裝圓盤吊到安裝位置,。

卷揚機(jī)分段提升法：

先由1號主吊卷揚機(jī)在電氣豎井內(nèi)垂直跑繩,，當(dāng)滑輪組到達(dá)設(shè)備層井口下方時，由2號,、3號卷揚機(jī)配合，進(jìn)行主吊繩換鉤,、脫離,。在1號卷揚機(jī)跑繩滑輪組換鉤時，由2號卷揚機(jī)主吊繩承擔(dān)吊裝荷載,，3號卷揚機(jī)提走要脫離的主吊繩,，依次按這樣的方式進(jìn)行每節(jié)主吊繩的換鉤、脫離。

當(dāng)剩下最后一節(jié)主吊繩時,，為使上水平段電纜能夠繼續(xù)隨著主吊繩提升,，再由2號主吊卷揚機(jī)采用水平跑繩吊完余下較短的部分。

在水平跑繩過程中,，每次鎖繩必須用三個騎馬式繩夾,，水平跑繩每跑完一次，需將主吊繩與錨點鎖緊,，以防止吊起電纜的滑落,。

當(dāng)上水平段電纜吊至設(shè)備層，第二綁節(jié)露出井口時叫停,，解除第一綁節(jié),，以下綁節(jié)都以這種方式解除，需要注意的是必須待下綁節(jié)露出井口時才能解除上綁節(jié),，避免電纜與井口摩擦,，解繩后的上水平段電纜用人力沿橋架敷設(shè)。

（l）拆卸穿井梭頭

當(dāng)穿井梭頭穿至所在設(shè)備層的下一層時叫停,，拆卸穿井梭頭,。拆卸時要將該層井口臨時封閉，以防墜物,。拆卸完后,，應(yīng)檢查復(fù)測吊裝電纜3根鋼絲繩的受力情況，必要時調(diào)整與吊裝圓盤連接的螺栓,，使其受力均衡,。

（m）吊裝圓盤固定

當(dāng)?shù)跹b圓盤吊至所在設(shè)備層井口臺架上方60~70mm處時叫停，將吊裝板卡入吊裝圓盤的上頸部,。此時應(yīng)使吊裝板螺栓孔對準(zhǔn)槽鋼臺架的螺栓孔,，用M12X80的螺栓將吊裝板與槽鋼臺架連接固定。然后卷揚機(jī)松繩,、停止,，使吊裝板壓在槽鋼臺架上，至此電纜吊裝工作完成,。

（n）輔助吊索安裝

吊裝圓盤在槽鋼臺架上固定后,，要對其輔助吊掛，目的是使電纜固定更為安全可靠,，起到了加強(qiáng)保護(hù)作用,。

輔助吊點設(shè)在所在設(shè)備層的上一層，吊架選用14#槽鋼,，用M12X60螺栓與槽鋼臺架連接固定,。

吊索選用φ20鋼絲繩,，通過厚10鋼板固定在吊架上。

輔助吊裝點與吊裝圓盤中心應(yīng)在同一垂直線上,，二根吊索應(yīng)帶有緊線器,，安裝后長度應(yīng)一致，并處于受力狀態(tài),。輔助吊索安裝（見下圖）,。