超高层建筑电缆垂直敷设工法

    高层建筑电缆垂直敷设，常用的方法有两种：一是沿敷设路径分布众多人员合力提拉，这在楼层不高(10层以下)和电缆截面不大的情况下仍可实行；二是遇楼层较高(20～30层)时采用电动卷扬机的钢绳向上牵引。但两种方法都各有弊处。前者既难保证施工安全，又花太多力气；后者除了安全因素问题，还存在着施工过程对电缆产品质量保护的问题。钢绳牵引电缆，随着电缆上升而重量增加，受力点及上部缆体受力增大，会造成电缆结构变形损伤。如遇上超高层建筑(50层以上)，此方法造成的电缆损伤变形更突出。针对此问题，我们在广东国际大厦工程(63层)的电缆施工前，研究制定了一种“超高层建筑电缆垂直敷设方法”，本方法是先将整盘电缆吊运上高层，利用高位势能把电缆由上往下输送敷设，用分段设置的“阻尼缓速器”对下放过程产生的重力加速度加以克制，其效果既安全快捷，又确保电缆绝缘质量完好(包括高压交联电缆)。本方法在广东国际大厦(63层)实施成功，并获广东省建筑总公司科技进步三等奖。
1　特点
1.1　利用电缆从高位下放的动能，省去向上提拉的众多人力或动力设备。
1.2　电缆在“阻尼缓速器”上下放运行，其速度可任意调节控制。该装置的结构原理既利用电缆结构特性，又对其绝缘结构没有影响。
1.3　敷设工艺简单实用，安全快捷。
2　适用范围
2.1　该工法适用于任何高度的楼层建筑垂直电缆敷设(该建筑必须具备将整盘电缆吊运上顶层的条件)。
2.2　该工法的技术原理还适用于除光纤缆外所有弱电线路(如电讯、电视、广播、消防等)的敷设。
3　工艺原理
　　电缆从高处往下敷设，关键是如何克制重力加速度。方法的构思是：让高处下放的电缆绕经分段设置的“阻尼缓速器”衰减重力加速度。“阻尼缓速器”的结构由3个木制导轮和角铁支架组成(见图)。导轮的摆设位置和电缆绕经路径是“阻尼缓速”的关键。装配时，导轮与轴杆配合要稍紧(可在导轮两侧加垫橡胶片，用轴端螺栓调节松紧)，上下导轮位置固定不变，中间导轮可左右调整，以适应不同规格电缆允许的弯曲半径。阻尼原理是：电缆如图示绕经导轮，使导轮承担了电缆重力的水平分力，由电缆体的刚柔性，在其被弯曲和重力作用下产生的弹性回复力作用于导轮，同时由于电缆护套是橡塑材质，正好增大其与木质导轮内槽接触的摩擦系数。这样，通过导轮转动的摩擦，电缆在导轮上转动的摩擦，从而有效地衰减了下放电缆的重力加速度。调整中间导轮位置可改变其减速量。理想的调节效果是：当作业人员向下施力时，电缆克服阻尼下放运行。当停止施力后，电缆在阻尼缓速器作用下减速直至停止。
 

阻尼缓速器结构示意图

4　施工程序及操作要点
4.1　准备工作
　　(1)现场考察，进行必要的实地测量，按图纸编制电缆表，掌握电缆规格、长度、始末端位置。敷设前沿电缆走向的桥架(支架)应全部安装完成。
　　(2)本工法是对垂直段电缆敷设而言，水平段的敷设准备按常规进行。按垂直段的总高度以及最大截面电缆的重力而计算“阻尼缓速器”的分段承重力，以确定装置的数量(一般隔3层装一组)。
　　(3)“阻尼缓速器”的制安，注意导轮的材质选用结实木材。支架的组合方式可按现场条件而定，安装要靠近电缆桥架(便于电缆从导轮移入桥架排列)固定在坚实的建筑结构上，如楼板、框架、剪力墙。在高层起点处装一个简易制动器。
　　(4)将所敷设的电缆整盘吊运至所设定高层位置。可以利用施工期间使用的设备吊装井道(如电梯井)或利用建筑塔吊。
　　(5)沿敷设路径安装临时对讲广播，总机设在高层起端，在每个“阻尼缓速器”位置装一个对讲扬声器，以便敷设过程的指令传送和各个环节的信息反馈。
　　(6)编写电缆挂牌，备好电缆扎带、电缆卡码，以及各种工具。
4.2　敷设步骤和操作要点
　　每条电缆敷设的基本步骤为：电缆规格位号确认→绝缘检查→缆盘上架→缆头牵引下放→垂直段电缆依次绕经各阻尼器导轮进行敷设→水平段敷设→终端尺寸预留→自上而下将电缆从阻尼器移入桥架，排列固定→始端尺寸预留，裁截电缆，挂编号牌。
　　敷设过程必须注意以下几点：
　　(1) 敷设的每一个环节，每一个步骤，都必须在指挥员指令下进行，全体操作人员要服从指令，协同行动。
　　(2) “阻尼缓速器”监护人应该随时注意电缆的运转情况，发现异常及时通过对讲扬声器反馈给指挥员，待故障处理完善后再恢复施工。
　　(3) 电缆绕经“阻尼缓速器”其总长度会多出，故终点的长度尺寸预留需考虑此因素，以免造成浪费。
　　(4) 缆头到终端后，垂直段的电缆从“阻尼缓速器”导轮脱出移入桥架作排列固定，不能同时进行，必须自上而下一段接一段操作，避免同时脱出造成上部电缆负荷过重。
5　材料、机具设备
　　实施本工法必需的主要材料、机具设备有：阻尼缓速装置、电缆支承架、简易制动器、对讲扩音设备、电缆挂牌(预先编写好)、电缆扎带、电缆卡码，以及各种工具(胶钳、扳手、钢锯、锯床、锯片等)。各种材料、机具设备的配置数量，应根据现场实际情况或工程量大小而定。
6　劳动组织及安全
6.1　劳动组织
　　设定专人指挥，助手1名，高层始放点4人，负责缆盘的上、落架操作和高位电缆施放和制动操作；缆头牵引2人，垂直缆每个“阻尼缓速器”设1人，负责电缆下放施力及对“阻尼缓速器”运行监护。水平段的人力设置根据现场情况常规配备。
6.2　安全操作事项
　　尽管该方法已从安全施工的角度构思，着意解决高层电缆敷设的安全问题，但在高层建筑内施工，仍有不安全的因素。故施工前必须对参与作业人员进行有关的安全、技术交底，提高作业人员安全意识，并注意下列几点：
　　(1)施工前清除高层缆井杂物、砖块，避免高空坠物。
　　(2)作业人员必须戴安全帽进入现场，上下层物品、工具传递严禁抛传。
　　(3) “阻尼缓速器”操作人员注意与导轮保持一定的距离，选择合理的施工位置，避免手指或衣服被电缆卷入导轮，造成伤害。
　　(4)电缆井口多余部分要封闭，井内照明要充足。
7　质量要求
　　本工法必须遵照执行《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》(GB50168—92)以及有关的国家质量标准，并必须满足下列质量要求：
　　(1)敷设过程电缆弯曲半径不得小于10d。
　　(2)确保电缆的绝缘结构不受损坏。
　　(3)敷设前要对电缆进行检查，其绝缘值必须符合规范要求，敷设后绝缘电阻值不得降低。
8　效益分析
　　超高层建筑电缆垂直敷设工法中所需装置制作简易，成本不高，敷设时投入人力不多。解决了超高层电缆垂直敷设的技术、质量、安全的难题，确保了电缆产品质量完好和施工安全。以广东国际大厦工程为例，经过综合测算，60层垂直缆井，仅需20个作业人员。1条电缆从最高点下放到地下层仅用7～8min。提高工效为定额工日的4.8倍。
9　工程实例
　　本工法首先在广东国际大厦主楼(63层)电缆敷设工程中实施，该工程位于广州市环市东路，1992年底已竣工。电缆敷设工程是从地层变配电房敷设33条共1.2万m电力、控制电缆至主楼。其中难度大的2条电缆是3×95mm2高压交联电缆和3×300mm2进口防火电缆。全长330m，垂直段190m，均顺利完成敷设，期间未发生过质量和安全事故，敷设效率较高。经综合测算，电缆从最高点下放到地下层，平均1条电缆仅用7～8min。电缆下放速度平稳，控制自如。
　　另外，本工法还在广州环市东路339豪华公寓楼工程和广州盘福路南方李锦记商贸中心工程应用。该豪华公寓楼工程于1995年6月竣工，楼高36层。垂直段敷设电缆16条，电缆最大截面VV—3×240+120mm2。并利用该装置进行弱电干线敷设，效果良好。广州南方李锦记商贸中心工程于1994年12月竣工。楼高9层。垂直段敷设电缆21条，其中单芯电缆最大截面VV—1×500mm2，多芯电缆最大截面为VV—4×185mm2。敷设效果理想。