浅谈对综合管廊内机电设备安装优化设计

浅谈对综合管廊内机电设备安装优化设计

武江涛

中冶天工集团有限公司天津300308

摘要：目前，综合管廊即将进入运维阶段，而综合管廊的运维质量直接关系到综合管廊的使用功能及使用寿命，并且影响城市管理的可持续、健康性发展。机电设备做为综合管廊建设的重要组成部分，同样是综合管廊后期运维的主要内容。本文将详细阐述如何通过对综合管廊内的机电设备进行优化设计，来提高对综合管廊内机电设备的运维质量。

关键词：综合管廊；运维；机电设备；优化设计

1引言

目前，在国家的大力推广下，全国掀起了综合管廊建设的热潮，并且在未来1至2年内综合管廊将逐步进入运维阶段，而综合管廊的后期运维在项目周期中占据着举足轻重的地位，主要体现在以下几方面：提高使用效率；控制运行风险；维护内部环境；维持正常秩序；保证资金来源。而目前已进入运维阶段的综合管廊，在对机电设备的运维管理过程中，出现了许多问题，而通过对这些问题的分析总结，发现有些问题如果在设计阶段做一些优化设计，改变一些设计方式或方法，不但可以避免或降低该问题的发生率，而且会使我们对综合管廊整体的运维管理更加便利，并且对施工方来说，可以降低返工率，节约施工成本；而对于建设方来说，可以降低投资成本。实现效益最大化。

2优化设计内容

2.1机电设备

2.1.1超声波液位计

超声波液位计做为一种检测液位的设备，具有测量反应速度快、测量准确、稳定性及可靠性高的优点，但要用在综合管廊内，建议选择性的使用。

根据对某综合管廊内超声波液位计的维修统计，超声波液位计损坏率高达53％，损坏原因主要有：

（1）水淹

（2）环境潮湿

（3）电压不稳

对于施工方来说，安装这种比较容易损坏的设备，其实也是一种潜在隐患，因为只要该设备在质保期内损坏，施工方都要负责维修或更换，而且费用较大，增加了施工成本。

对于建设方来说，超声波液位计属于精密仪器，价格较高，使用这种设备，也增加了建设方的投资成本（较高的损坏率，体现出较低的性价比）。

对于综合管廊运维管理方来说，安装该设备在施工中存在的不利因素同样会延续到综合管廊的运维管理中，相应也增加了综合管廊的运维成本。

所以，在综合管廊建设前期对该设备的选型进行优化设计，安装更适用于综合管廊内的液位检测设备，有利于各方对各自成本的控制，创造更大的效益。

根据目前对各种液位检测设备的性能及性价比分析，电缆浮球液位开关和液位光纤比较适用于综合管廊内，用来检测集水坑的液位，控制潜水泵自动启停。电缆浮球是比较常用的，结构简单，安装方便，现场调整简单，易操作，性能稳定可靠，缺点是属易损耗品，寿命有限，但价钱也便宜；液位光纤属于比较先进的设备，测量精度高、灵敏度高、响应速度快，使用寿命长。最主要的是它们都是直接放置在水里进行检测，不存在被水淹的问题，更不存在环境因素的影响。但在气候比较干燥的地区，在管廊内使用超声波液位计，还是最佳选择之一，因地而异。

2.1.2潜水泵

在综合管廊运维管理过程中，潜水泵的维修率较高，根据对某综合管廊潜水泵的维修统计，该综合管廊潜水泵的更换率高达31％，损坏原因主要有：

（1）集水坑里有石子等杂物，在排水过程中造成潜水泵损坏；

这同样是我们在施工中面临的问题，所以要求我们至少在调试潜水泵前，将排水沟及集水井内的杂物特别是石子、水泥块等清理干净，避免调试时损坏潜水泵，造成不必要的损失。

（2）液位检测设备（超声波液位计）损坏导致潜水泵长期空载运行，造成潜水泵损坏。

这也是为什么建议对液位检测设备进行优化的原因之一。

另外，潜水泵的三个参数功率、流量和扬程要符合现场使用要求，任何一个参数不合适都会导致潜水泵长期持续运行或频繁启停，都会缩短潜水泵使用寿命。

尽管对潜水泵损坏原因进行了分析，也采取了相应的措施加以保护，但由于潜水泵本身也有一定的使用寿命期限，并且在使用过程中也存在一些不确定因素，所以不可避免的会出现潜水泵损坏情况，时常需要对潜水泵进行维修或更换。

鉴于潜水泵的高维修率，而且潜水泵维修必须拆卸下来，所以建议在综合管廊内安装更便于拆卸的耦合泵代替常用的潜水泵，这样在对潜水泵进行拆卸维修时，将很大程度上提高维保人员的工作效率。

其实在施工阶段，从安装潜水泵开始到交工结束，期间较漫长，也经常会出现潜水泵损坏的情况，安装这样的耦合泵，也便于在施工阶段对潜水泵进行维修及更换。

2.1.3灯具

根据统计，在综合管廊运维管理过程中，灯具是用电量最大的设备。为最大限度的降低能源消耗，达到节能减排的目的，可以通过以下两方面对照明系统进行优化：

（1）增加普通照明灯具的控制回路

（2）使用当下最节能的灯具

通常图纸设计综合管廊内每个防火分区的普通照明只有一个回路即只有一个开关，这样就造成普通照明灯具一开则全开，一关则全关。如果全开，则造成较大的能源消耗；如果不开，则影响对综合管廊的监控与运维。

所以建议将每个防火分区的普通照明分为两个或三个回路（在满足照度的前提下），用两个或三个开关来控制，每一个开关控制一部分灯具，这样可以选择性的使用灯具，既满足了照明要求，又达到了节约用电的目的。

而且随着科学技术的不断发展，灯具也在进行更新换代，从以前用的节能荧光灯，到现在所用的LED灯，而且将来可能会有更节能、更环保的灯具，所以在灯具的选择使用上，要选择使用当下最节能、最环保的灯具。

2.1.4检修插座箱

在综合管廊建设中，也包括其它工程建设，检修插座箱内一般都不安装用电计量装置即电度表。

但综合管廊比较特殊，因为在后期综合管廊运维过程中涉及到对入廊施工单位如管线单位的用电管理，包括用电量的计取，而检修插座箱做为综合管廊内最佳取电点，所以建议在检修插座箱内安装电度表，而且在综合管廊内安装带有电度表的检修插座箱，必将成为一种趋势。因为在综合管廊运维期间会涉及到对入廊施工单位包括管线单位的用电管理，为保障用电量的准确计量，以便于电费的合理收取，综合管廊运维管理单位、管线单位及建设单位都会要求在检修插座箱上安装电度表，如果是在后期在原有检修插座箱上加装电度表，考虑到检修插座箱的外壳材质及内部已安装的电器元件的安全性，加装难度非常大且也不美观；而如果是在设计阶段直接将检修插座箱设计成为带电度表的检修插座箱，在施工阶段由施工单位直接安装，则对各方均有利。

2.1.5摄像头

通常图纸设计综合管廊内的摄像头需要在有亮度的情况下才能实现监控功能，即综合管廊内的灯具必须一直处于运行即亮着的状态。

因为灯具是综合管廊内耗能量最大的用电设备，为达到节能减排、节约用电的目的，建议在综合管廊内使用红外摄像头，红外摄像头可以在没有照明的情况下，实现对综合管廊内的正常监控，这样会在很大程度上降低电的消耗量。

2.1.6巡检机器人

巡检机器人优势：

（1）提高人工巡检效率

减少人工巡检时间，降低人工巡检强度，有效提高综合管廊的运维管理效率。

（2）实现综合管廊巡检全覆盖

全线式巡检，实现对廊内各类设施、设备以及环境信息的全覆盖检测。

（3）适应力强

可与防火门进行联动，实现自主穿越防火门，且爬坡及转弯适应力强。

（4）与其它系统联动

实现与在线监控、综合管廊控制等系统之间的协调联动，并由综合管理平台统一调度控制。

目前巡检机器人虽然不能完全代替人工进行巡检，但它已成为人工巡检的重要辅助手段，除如上所述它的功能和优势外，在发生灾害需要救急、应急时，也能起到至关重要的作用，比如发生水灾时，人员无法进入管廊

内，用悬挂式的巡检机器人就可以巡查管廊内的状况；如果发生火灾，烟雾弥漫，人员无法靠近，用地面式的巡检机器人也可以很好的帮助人们查看管廊内的状况，而且现在各行各业都在搞智能化，研究机器人，使用机器人也是一个发展趋势。

随着科学技术的发展，管理水平的提高，机器人巡检将很有可能完全取代传统的人工巡检方式。

2.2新技术应用

2.2.1无线网络技术

无线网络技术的优势：

（1）网络全覆盖，快速稳定

通过无线实时获取传感器数据，全面监测综合管廊内设备设施状态，提高综合管廊管理效率。

（2）便于网络管理

接入便捷，管理维护工作量小，减小网络管理难度，提高运维人员工作效率。

（3）便于后期扩容建设

满足后期建设中对于网络的需求，避免二次重建。

2.2.2BIM&GIS系统

BIM技术一般都用在工程建设过程中，但也可以用在综合管廊运维管理中，并且与GIS技术结合，可以实现信息共享、运维监管和三维可视化，并且与无线网络技术的结合，可以实现：

（1）人员定位

实时了解综合管廊内部人员的流动情况、了解当前人员的准确数量及分布情况；作为人员考勤系统，统计与考核人员的出勤情况；当事故发生时，救援人员也可根据人员定位系统所提供的数据，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。

（2）巡更管理

为综合管廊提供巡更，结果提供图形化的显示方式。如果漏巡将产生报警，中心做相应处理。有效的防止空班、漏巡、检查不到位等因此导致的一系列重大案件。

2.2.3无线监测设备

无线监测设备的优势：

（1）扩大监控范围

配合有线环境监测，提高了环境监测密度和准确性。

（2）建设成本低

组网简单，减少布线，使施工更简单化、便捷化。维护成本低。

（3）扩展简单

基于综合管廊全覆盖的无线网络和大数据系统，便于设备的增加、扩展。

（4）实时响应

实时监控综合管廊内部环境，能快速锁定故障位置，提高巡检效率和准确性。

新技术应用，对于建设方来说，有助于综合管廊的智慧化建设，体现出建设的综合管廊为智慧型综合管廊，符合现在综合管廊的发展趋势；而对于综合管廊运维管理方来说，为综合管廊的安全平稳运行提供了更多保障，有助于综合管廊的智慧化运维，提升了对综合管廊的运维管理水平。

3结束语

综合管廊是“城市地下管线综合体”，是保障城市运行的重要基础设施的“大动脉”，而设计作为综合管廊建设包括后期运维中的重要参与方，其重要性不言而喻，因此，做好综合管廊建设前期的设计优化工作，特别是机电设备的设计优化工作，不仅有利于综合管廊的建设，也有利于综合管廊的施工，更有利于综合管廊的运维。

参考文献：

[1]GB50838-2015城市综合管廊工程技术规范[S].

[2]油新华.城市综合管廊建设发展现状，建筑技术，2017.

[3]刘恒，孔旭.浅谈城市综合管廊发展趋势.建筑工程技术与设计，2016.

[4]白海龙.城市综合管廊发展趋势研究.中国市政工程，2015.