南京地鐵新建線路弱電機房布線方式研究

地鐵新建線路弱電機房布線方式研究

摘要：文章通過分析南京地鐵既有線路弱電機房存在的問題，提出了弱電機房上走線的解決方案，并對南京地鐵上走線橋架的設(shè)計方案以及與其他專業(yè)之間的接口進(jìn)行闡述，并提出了一些標(biāo)準(zhǔn)化的建議。

軌道交通設(shè)備機房布線方式需前期做好規(guī)劃，布線方式是否合理會影響到線纜本身的信號串?dāng)_及干擾等問題。目前設(shè)備機房布線系統(tǒng)主流走線方式有上走線和下走線兩大類。上走線是指線纜敷設(shè)在機柜上方的橋架或線槽上，下走線是指線纜敷設(shè)在防靜電地板下的線槽內(nèi)或直接敷設(shè)在地面上。

南京軌道交通線網(wǎng)共規(guī)劃25條線路，總里程915.6公里，目前南京地鐵已運營10條線路，運營里程378公里。

南京地鐵目前在建9條線路，前期研究3條線。南京地鐵已運營的10條線路弱電機房多采用傳統(tǒng)的下走線方式，其中寧溧城際通信機房做了上走線的試點，取得了良好的使用效果。

一、南京地鐵弱電機房現(xiàn)狀及布線方式優(yōu)缺點

南京地鐵建已運營線路中，弱電機房面臨以下問題：

(1)設(shè)備機房空間小、部分設(shè)備機房形狀不規(guī)則，布局緊湊、空間利用率低，環(huán)境潔凈度低。

(2)雨季設(shè)備機房進(jìn)水情況嚴(yán)重，存在線纜泡水等情況。

(3)設(shè)備機房線纜敷設(shè)在防靜電地板下，經(jīng)過多次施工、維修，踩踏，地板基本上會出現(xiàn)松動、偏移和破損。

(4)各類線槽、線纜均敷設(shè)在防靜電地板下，容易混亂，運營一段時間后新增線纜容易造成布局混亂擁擠。

(5)線纜隱藏在地板下，線纜敷設(shè)的美觀度不容易被察覺，容易使管理人員忽視對地板下線纜的管理。

上述問題已對軌道交通弱電系統(tǒng)的建設(shè)、運營、維護(hù)等造成了一定程度的影響，制約了其運營、服務(wù)能力，所以優(yōu)化機房內(nèi)布線方式、調(diào)整線槽和橋架的布置方式顯得尤為重要。

通過參閱技術(shù)文件，調(diào)研國內(nèi)其他線路弱電機房的建設(shè)情況、借鑒國內(nèi)相關(guān)行業(yè)通信機房和信息化機房的建設(shè)經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)上走線方式具有以下優(yōu)點：

(1)強、弱電線纜可布置在相互獨立的線槽/橋架中布線，做到完全隔離。

(2)根據(jù)上走線橋架的不同功能可噴涂不同的顏色，便于后期識別和管理，如圖1所示。

(3)上走線橋架可進(jìn)行分層設(shè)計，在原有橋架容量不夠時可加層安裝，方便了以后系統(tǒng)的擴容與更新。

(4)上走線采用防靜電地磚，可避免房間水災(zāi)影響。

(5)后期維護(hù)和擴容不需反復(fù)拆卸地板，減少了施工量，降低了人工及地板損耗成本。

(6)上走線布線方式可以讓機房布線更加合理，從而提高機房的使用性能和美觀性，如圖2所示。

二、上走線橋架的使用范圍

鑒于弱電機房上走線具有以上優(yōu)點，2019年5月31日，在南京地鐵總經(jīng)理會議上對南京地鐵新建線路弱電機房上走線方案進(jìn)行討論，并形成相關(guān)會議紀(jì)要。決定在南京地鐵“十三五”新建線路(3號線三期、4號線二期、6號線、9號線一期、10號線二期、11號線、寧句城際)弱電機房中采用上走線布線工藝，其中弱電系統(tǒng)包括通信、信號、綜合監(jiān)控、自動售檢票系統(tǒng)。

圖 1 上海9號線三期弱電設(shè)備室上走 線圖

三、上走線橋架方案設(shè)計

目前上走線方式主要有線槽式、梯架式、線槽和梯架結(jié)合方式，通過對這3種上走線方式的優(yōu)缺點分析，并結(jié)合南京地鐵的運營習(xí)慣，南京地鐵弱電機房上走線方式采用線槽式。

3.1上走線橋架層數(shù)及線纜排布

弱電機房采用上走線方式時，可采用雙層或3層橋架進(jìn)行線纜的分層分隔(一般情況雙層即可，若線纜較多可采用3層橋架),上走線橋架可遵循以下原則：

(1)上層橋架：敷設(shè)各子系統(tǒng)的電源線纜，包括系統(tǒng)電源線和各類終端的電源線，區(qū)間設(shè)備電源線。

(2)下層橋架：敷設(shè)進(jìn)出機房的各類線纜，如干線光纜、干線銅纜、數(shù)據(jù)線纜、射頻電纜等。

若機房內(nèi)數(shù)據(jù)線纜較多，下層橋架內(nèi)無法滿足安裝需求，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況合理采用下述安裝方式：

(1)若上層橋架寬度足夠，可采用分倉的方式分別敷設(shè)干線光纜、干線銅纜及各系統(tǒng)的電源線。

(2)上走線采用3層橋架：最上層可敷設(shè)各類電源線，中間層敷設(shè)進(jìn)出機房的粗纜、硬纜，最下層敷設(shè)進(jìn)出機房的細(xì)纜、軟纜以及機柜之間的光纖、電纜等。

3.2上走線線槽尺寸

上走線橋架的線槽尺寸應(yīng)根據(jù)機柜深度、敷設(shè)的線纜數(shù)量統(tǒng)一考慮。以通信專業(yè)為例，上層設(shè)置1個寬300mm、高150mm線槽，下層設(shè)置2個寬300mm、高150mm線槽，兩層橋架之間間隔200mm。若部分系統(tǒng)線纜較少，可適當(dāng)減少線槽寬度，采用數(shù)據(jù)線槽和電源線槽并排單層布置。

3.3橋架材質(zhì)、工藝要求

上走線線槽采用組合拼裝式結(jié)構(gòu)，

由橋架底板、側(cè)板、支撐件、各類塑料彎頭件及安裝附件等構(gòu)成，其中走線彎頭、機柜頂部等部外應(yīng)做防水處理，增加防水功能。

線槽底板、側(cè)板和支撐件采用優(yōu)質(zhì)鋼板材料，多重折彎工藝處理，達(dá)到強度好、剛性高的要求。線槽表面可采用靜電噴塑工藝或者電鍍鋅工藝(需要接地的場合),線槽厚度不小于2mm。進(jìn)出線彎頭、接口等配件可采用高強度阻燃塑料，所有材料均應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。

3.4橋架顏色

橋架及各種彎通的顏色，可根據(jù)使用環(huán)境及承載線纜性質(zhì)的不同進(jìn)行噴涂，建議數(shù)據(jù)槽(光纖光纜、數(shù)據(jù)線纜)為黃色，電源槽(電力電纜)為紅色。

3.5上走線橋架安裝方式

上走線橋架應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件支持多種安裝方式，包括設(shè)備機柜頂安裝、墻面安裝、地面安裝等。條件允許優(yōu)先選用機柜頂安裝方式，無機柜支撐的空間應(yīng)采用吊裝或墻面安裝方式。上走線橋架安裝在距離機柜上方50~100mm處，所有經(jīng)走道線槽進(jìn)入設(shè)備房的上走線橋架須在設(shè)備房間里進(jìn)行爬坡設(shè)計，并在上走線線槽頂部采取打孔的方式防止?jié)B漏水上走線線槽進(jìn)入機柜。在主橋架的上預(yù)留1層的副橋架空間，便于后期設(shè)備增加、擴容之需。

四、上走線與各專業(yè)之間的接口4.1弱電機房地面的處理

弱電機房采用上走線方式時，地面不設(shè)置架空防靜電地板，采取整體效果更好的防靜電瓷磚進(jìn)行處理。

4.2弱電機房頂面的處理

弱電機房上走線方式時取消機房吊頂，既方便上走線橋架的布置也使得整個設(shè)備房空間感較好。

4.3對建筑布局的要求

為方便弱電機房布線需要并減少車站設(shè)備區(qū)走廊的管線壓力，需對傳統(tǒng)的建筑布局進(jìn)行局部調(diào)整：

(1)上下行區(qū)間電纜引入間與至站臺的弱電井盡量在同一軸線，方便區(qū)間纜線直接進(jìn)入弱電設(shè)備房，避免區(qū)間纜線沿走廊通過(區(qū)間纜線僅縱向穿越走廊)。弱電井的寬度應(yīng)滿足橋架線槽的寬度要求(寬度原則上>1200mm),弱電井內(nèi)不設(shè)結(jié)構(gòu)柱。

(2)設(shè)備房盡量布置在同一側(cè)，方便弱電各系統(tǒng)間走線，避免大量線槽沿走廊通過。

(3)通信設(shè)備房和信號設(shè)備房布置在區(qū)間電纜引入間兩側(cè)，方便區(qū)間電纜的走線。

(4)在兩個電纜引入間之間可在墊層相應(yīng)預(yù)埋數(shù)根G80鋼管用于部分區(qū)間線纜走線，以減少走廊走線壓力。

4.4與接地專業(yè)配合

動照專業(yè)為弱電專業(yè)機房設(shè)置接地裝置。采用上走線方式，可將接地銅排安裝在橋架內(nèi)部，機柜接地由接地線直接接入橋架中的銅排，橋架內(nèi)接地銅排通過接地線與設(shè)備機房動照專業(yè)提供的接地端子排相連。這種新型接地方式具有布線方便、節(jié)省地線等優(yōu)點。

4.5與機柜的配合

傳統(tǒng)下走線方式，機柜進(jìn)線孔開在機柜下方，而上走線方式，機柜進(jìn)線孔需開在機柜的頂部。

機柜內(nèi)部通風(fēng)方式可采用側(cè)通風(fēng)和上通風(fēng)2種方式，通常情況采取側(cè)通風(fēng)方式，在避開上部橋架的情況下也可采用上通風(fēng)方式，可根據(jù)具體情況而定。

機柜底座的安裝有以下2種方式：①預(yù)先在未裝修地面安裝機柜底座，然后敷設(shè)防靜電地磚，固定機柜，機柜底座高度為10cm左右，并高出防靜電地磚2~3cm。此方式優(yōu)點在于對靜電地磚的破壞較少，缺點在于安裝后機柜移動靈活性較差。②機柜底座直接用錨栓固定在防靜電地磚上，優(yōu)點在于后期調(diào)節(jié)靈活性較強。

五、結(jié)語

弱電機房作為城市軌道交通弱電系統(tǒng)核心設(shè)備安裝的場所，對整條線路的安全、穩(wěn)定運行起著至關(guān)重要的作用。經(jīng)過本文的研究，希望對南京地鐵在建線路設(shè)計和施工提供理論支持，也為其他軌道交通工程建設(shè)提供經(jīng)驗借鑒。

作者簡介：馬亞洲(1986-),男，甘肅靜寧人，中鐵上海設(shè)計院集團有限公司工程師，研究方向：軌道交通通信。

參考文獻(xiàn)

[1]裴曉強.通信設(shè)備機房綜合布線系統(tǒng)的規(guī)范設(shè)計建設(shè)[J].光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù)，2016(60):33-36.