超高層建筑豎井電纜敷設(shè)流程
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(yáng)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。

“超高層電纜垂直敷設(shè)技術(shù)”典范案例

世界最長特殊10KV高壓懸垂電纜

2018年在中國尊成功吊裝

“超高層電纜垂直敷設(shè)技術(shù)”全面解析

　　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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(diǎn)

　　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(shí)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(yáng)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(yáng)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。

　?。╞）起重設(shè)備選擇：

　　A.卷揚(yáng)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(yáng)機(jī)，一般選擇2～3t慢速卷揚(yáng)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(yáng)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。

　?。╟）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(diǎn)，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(diǎn)。

　　隨著卷揚(yáng)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(yáng)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(yùn)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(yùn)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。

　　2.施工流程與操作要點(diǎn)

　　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(shí)的建筑結(jié)構(gòu)上，如樓板、框架、剪力墻，在高層起點(diǎn)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(diǎn)。

　　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。

　　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(dú)裝箱運(yùn)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(diǎn)

　　1）吊裝工藝和設(shè)備選擇

　?。╝）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(yáng)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）。

　?。╞）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(yáng)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)計制作穿井梭頭（見下圖），避免吊裝圓盤被井口卡住，造成電纜受損。

　　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(yáng)機(jī)布置

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

　?。╞）利用結(jié)構(gòu)梁或柱作為卷揚(yáng)機(jī)、導(dǎo)向滑輪的錨點(diǎn)。

　?。╟）卷揚(yáng)機(jī)采用帶槽卷筒，安裝時卷揚(yáng)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?；喌奈恢门c卷筒軸心垂直。

　?。╠）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）。

　?。╡）索系連接

　　卷揚(yáng)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(yáng)機(jī)從設(shè)備操作層放下，或由輔吊卷揚(yáng)機(jī)從一層向上提升，到位后上端與主吊卷揚(yáng)機(jī)滑輪組連接，構(gòu)成主吊繩索系。

　?。╢）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(yáng)機(jī)吊繩連接。

　?。╣）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。

　?。╥）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(yáng)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。

　?。╦）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(yáng)機(jī)提升主吊繩及綁有繩上的水平段電纜（見下圖）。

　?。╧）吊運(yùn)上水平段和垂直段電纜

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

　　卷揚(yáng)機(jī)互換提升法：

　　垂吊式電纜吊裝由兩臺主吊卷揚(yáng)機(jī)以接力方式跑繩，當(dāng)1號主吊卷揚(yáng)機(jī)水平跑繩到位后，再由2號主吊卷揚(yáng)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(yáng)機(jī)分段提升法：

　　先由1號主吊卷揚(yáng)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(yáng)機(jī)配合，進(jìn)行主吊繩換鉤、脫離。在1號卷揚(yáng)機(jī)跑繩滑輪組換鉤時，由2號卷揚(yáng)機(jī)主吊繩承擔(dān)吊裝荷載，3號卷揚(yáng)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(yáng)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(diǎn)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。

　?。╩）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(yáng)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(diǎn)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(diǎn)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）。

　?。╫）樓層井口電纜固定

　　在吊裝圓盤及其輔助吊索安裝完成后，電纜處于自重垂直狀態(tài)下，將每個樓層井口的電纜用抱箍固定在槽鋼臺架上，電纜與抱箍之間應(yīng)墊有膠皮，以免電纜受損傷。

　　（p）水平段電纜敷設(shè)

　　上水平段電纜在提升到設(shè)備層后開始敷設(shè)。

　　下水平段電纜在上水平段電纜和垂直段電纜敷設(shè)完成后進(jìn)行。

　　通常采用人力敷設(shè)水平段電纜。為減輕勞動強(qiáng)度，提高效率，在橋架水平段每隔6米設(shè)置一組滾輪。

　　電纜敷設(shè)完成后，應(yīng)排列整齊，綁扎牢固，按要求掛電纜標(biāo)志牌。