超高层建筑竖井电缆倒装敷设施工技术分析

向波 简辉

摘 要：针对重庆来福士广场空中连廊项目的动力和照明电源电缆敷设问题，介绍了超高层建筑竖井电缆倒装敷设技术。工程实践证明，该项创新技术可行性强，可为类似工程施工提供借鉴。

关键词：超高层建筑;竖井电缆;倒装敷设;阻尼缓速器

1 项目概况

重庆来福士广场位于重庆市朝天门广场旁边，建筑总面积112万m2，包括八栋塔楼和空中连廊（图1，还有两栋楼图中未体现）。空中连廊横跨在四栋250 m塔楼顶端，与两栋350 m高主塔楼廊桥连接。空中连廊的主要功能为会所、餐厅和泳池等。空中连廊各种动力设备和照明用电主干采用42回路共15 000 m电缆作为导体向连廊输送电源。

设计和业主单位为了节省空中连廊建筑面积，决定电缆由T4N塔楼供配电房引出，经T4N塔楼电井引至42层，再水平敷设至连廊到各配电间。

2 竖井电缆敷设中的难点

电缆垂直敷设长度达到204 m，并且管井狭小，电缆敷设过程中存在以下难点：

2.1    顺装敷设难点

（1）采用传统的人力加卷扬机顺装敷设施工方法，随着垂直电缆吊起高度的增加，电缆承受自重越来越大，电缆断裂的风险增大。

（2）为降低电缆断裂的风险，可采用多次起吊一定长度，在中间楼层转换的施工方法，这大大降低了施工效率。

（3）需要每隔几层（根据电缆的大小及人员安排）采用人工辅助敷设，这又增加了人工支出，并且存在人员动作不同步、电缆受力不均匀，从而影响电缆结构的问题。

2.2    倒装敷设难点

（1）采用传统的人力加卷扬机倒装敷设施工方法，电缆倒装敷设长度越长，重量越重，下坠速度越快。如果不采取措施进行阻碍，其下坠速度将无法控制，容易造成安全事故。

（2）倒装敷设到一定长度，需要在中间层转换电缆，同样存在增加人手的问题。

2.3    场地狭小，施工困难

采用传统电缆敷设方式，电缆需要转换，电缆摆放和人员操作比较困难。

3 阻尼缓速器的结构及原理

电缆倒装敷设是利用高位势能把电缆由上往下输送，关键是如何控制重力加速度，采用电缆阻尼缓速器可对下放过程产生的重力加速度加以控制。

3.1    阻尼缓速器的构成

电缆阻尼缓速器（图2）由3个橡胶轮和角铁支架组成。橡胶轮带有凹槽，凹槽直径6 cm，能将大多数电缆放入凹槽内，橡胶轮直径20～25 cm。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。

3.2    阻尼缓速器的原理

如图2所示，电缆绕经导轮，使导轮承担了电缆重力的水平分力，由于电缆体的刚柔性，其在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，正好增大了与橡胶导轮内槽接触的摩擦系数。这样，通过导轮转动摩擦，就有效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电缆向下施放时，电缆克服阻尼下放运行;当停止施放后，电缆在阻尼缓速器作用下减速直至停止。电缆经阻尼缓速器下放运行，其速度可任意调节控制。该装置的结构原理既利用了电缆结构特性，又没有影响绝缘防护，敷设工艺简单实用、安全快捷。

4 竖井电缆倒装敷设

4.1    敷设施工前的准备工作

（1）进行现场考察测量，编制敷设计划。敷设前，沿电缆走向的桥架（支架）全部安装完成。（2）根据竖井内最重的一根电缆重量在竖井的顶部安装配套吊装的电动卷扬机及钢丝绳、滑轮。（3）按井内最重的电缆卷盘安装吊装和支承电缆盘升降装置，配备尼龙吊装带及电缆专用锁紧夹。（4）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，将所敷设的电缆整盘吊运至所设定高层位置（42层）。（5）沿敷设路径安装临时对讲扬声器，总机设在高层起端，在每个阻尼缓速器位置装设一个，以便敷设过程的指令传送和各个环节的信息反馈。（6）先将整盘电缆吊运上最高层的电缆竖井旁边，利用电缆放线架（图3）的门式起重吊装架和手动葫芦、尼龙吊装带将卷盘电缆吊离楼板50 cm。在卷盘电缆两侧和下方移入电缆放线架，将放缆架的支承杆穿入电缆卷盘的预留孔内，并将卷盘电缆支承杆分别安装在电缆放线架的半圆托架上[1]。

4.2    电缆倒装敷设工序

（1）根据电缆走向及电缆大小安排电缆的敷设顺序，一般按照先大后小、先长后短的顺序进行，制作好电缆放线表。（2）在放缆架与竖立电井之间安装电缆导向滑轮，在电缆导向滑轮的上方固定好卷扬机钢丝绳用的定滑轮。采用电缆吊装专用锁紧夹具和卸扣将电缆连接到电动卷扬机上。（3）盘转电缆卷盘把电缆从卷盘拉出架设在导向滑轮进入竖立电井的梯架边。启动卷扬机并同时人工转动电缆盘，电缆缓缓下降。（4）电缆降到安装的阻尼缓速器时，将电缆穿入阻尼缓速器的上凹型托轮，并将电缆弯成弧形穿入电缆阻尼缓速器的中凹型托轮和下凹型托轮。（5）随着电缆继续下降，逐步增加中凹型托轮的偏移位置，使电缆经过阻尼缓速器中产生的摩擦力逐渐增大。（6）当电缆吊装专用锁紧夹具到达阻尼缓速器附近时（前0.5～1 m），将阻尼缓速器的中凹型托轮位移推到最大，并固定中凹型托轮位置，使产生的最大摩擦力固定阻尼缓速器下方的电缆。（7）固定上端的电缆盘，防止电缆盘转动，使电缆下坠。将电缆吊装专用锁紧夹具松开，反转卷扬机收回钢丝绳，并在42层重新固定电缆。（8）继续转动电缆盘，启动卷扬机，继续缓缓下放电缆，同时将下方阻尼缓速器中的中凹型托轮位移逐渐减小，使电缆继续向下敷设。（9）采用同样的方法，直到电缆敷设到配电房内。

电缆竖井敷设效果如图4所示。

4.3    电缆倒装敷设注意事项

（1）电缆阻尼缓速器的设置数量根据电缆最大阻尼和楼层高度来决定，并预留一定余量。电缆敷设前先采用电缆阻尼缓速器试吊电缆（采用最大型号电缆），确定电缆阻尼缓速器的最大间距。（2）电缆阻尼缓速器应固定在靠近电缆梯架边上，便于電缆从电缆阻尼缓速器上移到电缆梯架上，电缆阻尼缓速器应固定在坚实的建筑结构上，如楼板、框架、剪力墙上。（3）电缆阻尼缓速器中凹型托轮的最大位移不小于电缆的最小转弯半径。（4）电缆敷设时，所有人员应协调一致，听从指挥，避免因一个阻尼缓速器操作失误而造成电缆下坠，出现人员伤亡。

5 结语

电缆敷设阻尼缓速器能满足超高层电气竖井内各种规格电缆的敷设需要，相比较传统的超高层建筑电气竖井各种规格电缆的敷设方式，其具有操作简便、安全可靠，显著降低劳动强度，大大加快超高层建筑竖井电缆敷设进度的效果，安全便捷、经济高效。公司对该项施工技术进行了总结，成功研发了一种超高层建筑竖井电缆倒装敷设装置，被国家知识产权局授予了实用新型专利。

[参考文献]

[1] 陈洪兴，谢上冬，黄能芳.高耸建筑竖井电缆敷设技术[J].安装，2011（11）：39-42.

收稿日期：2021-05-18

作者简介：向波（1972—），男，重庆人，建筑电气安装工程师，从事建筑电气施工管理工作。

简辉（1978—），男，广东广州人，机电设备安装工程师，从事机电设备施工管理工作。