高强度内衬PVC 预制钢筋混凝土电缆管的研究

黄 勇，黄 斌，邱小宁

（国网宜春供电公司，江西宜春 336000）

0 引言

在城市里，尤其是大城市，架空线路的纵横交错，树或电线杆上杂乱地悬挂着成圈成捆的架空电缆，不仅影响了城市环境的美观，而且给城市的管理带来了麻烦和困难，同时威胁着人们的生命财产安全。根据文献[1]的研究成果得出地下电缆给现代城市发展带来的好处有：1）增强城市电网的可靠性；2）根除视觉污染、美化城市环境；3）提高城市土地的利用价值，解决城市电力线路通道走廊；4）改善电磁场对人类与城市环境的影响。

1 现行电力管道的缺陷

随着电力系统整体配置的不断发展，国家对城乡配电网的建设日益重视，承载电力载体的电缆在材料、型号等的研制上也已基本成型。目前城市的电缆普遍是在地下敷设，与之配套的电缆管道应运而生，如碳素管（第一代）、玻璃钢管（第二代）、U-PVC 管（第三代）、水泥管（第四代）等。现有的电缆管道普遍存在以下问题或缺陷：一是耐压承载力不够，在承受汽车等重载压力和外力破坏的情况下，电缆管极易损坏，从而会伤及电缆，造成线路故障。二是施工工艺质量不易控制，施工进度慢，劳动力使用量大，安装造价高。三是纯混凝土结构制成的电缆管内壁面粗糙，易损伤电缆的外表面，每节长度短、无承插口、易错位。表1给出了目前常用的电力管性能比较。

表1 3种常用电力管的比较

2 内衬PVC预制钢筋混凝土电缆管的研究与制作

为了克服上述电缆管存在的问题。本文提出将传统PVC 管与承插式混凝土管相结合的方式，规避二者的不足，充分利用它们的优点，研发生产制作内衬PVC预制钢筋混凝土电缆管

2.1 管体的性能要求

力学性能：管体破坏弯矩≥25 kN/m；管体外压破坏载荷≥400 kN

混泥土强度（MPa）：C30；外层保护厚度＞20 mm。

要求制作的内衬PVC预制钢筋混凝土电缆管具备以下性能：

1）强度高、承载力大，抗外在破坏力强

2）体积大、底面宽、不下沉

3）承插口对接吻合度高、牢固不错位，密封后不漏水；

4）采用机械化安装，管道安装进度快，缩短施工周期，施工效率高，可节省劳动力，降低施工单位管理难度

5）产品质量可控，降低投资单位、监理单位监管难度，可有效保证工程质量。

6）管道内表面光洁度高，阻力小，刚度大，铺放电缆快，还能有效保护光、电缆

7）可有效减少浪费，降低材料损耗，节约资源，环保节能

2.2 制作材料及要求

内衬PVC采用成份为聚氯乙烯的管道[2]，加入其他增强其耐热性、韧性、延展性等成分。内加一层卷材PVC防蚀片，厚度要求不小于1.5 mm，宽度可以在1.5 m 内调整。整卷总长度为30 m，方便进行焊接，拼接出任意尺寸和形状的幅面。

混凝土标号为C30，配方为普通硅酸盐水泥：250 kg，砂：770 kg，1～2 石：1 200 kg。混凝土的强度规定为：普通开挖施工法使用的管，C30至C50；顶进施工法使用的管，不得低于C55。生产时可根据应用需要调整配方，保证混凝土的强度能满足标准的要求。钢筋为冷轧钢。而在抗外压荷载的等级规定上与普通电力管的要求基本一致。

2.3 管道分类

按长度分：4 m/节，1.5 m/节，1 m/节；按管径分：Φ200，Φ160，Φ110 ；按孔数分：2，4+1，6+2，8+2，12+2；按承载力分：普通管、重型管。

2.4 内衬PVC预制钢筋混凝土电缆管的制造

该类型管道以PVC 管为内衬层，以机械嵌入形式与钢筋混凝土管道内壁结合，内置钢筋笼，两端采用钢筋加密。制作流程如图1所示。

管体制造过程中需经过大量的试制试验和总结，要不断改进制作模具和混泥土振捣密实方法。本文采用人工夯实和机械夯实相结合。使得模具和混凝土都处于非常稳定的状态，然后进行耙平振动，抹平成型。要使得砼面不超过钢模面，用铝合金抹平，再确保母端砼高度到位，然后公端口用工具铲筑，保证砼到位。最后进行两次振动，每次振动时间为25 s，使模具与产品完美结合。最后不断完善拆模细节，清理打磨PVC管，尤其对保养和堆放加强管理，使得其产品质量得到保障。

图1 内衬PVC预制钢筋混凝土电缆管的制作流程

3 技术经济指标

工程造价方面，以8+2 型φ200（即8 根电缆管，2 根通讯管，电缆管径为200 mm）的内衬PVC 预制钢筋混泥土电缆管与U-PVC 管费用进行对比来看，总体成本每米为101 元，U-PVC 管费用为116元（经地方审计局审计后实际费用），单米管道可降低造价15 元，5 000 km 的管道可节约费用达7500 万元。

施工效率方面，利用试制成功的内衬PVC 预制钢筋混泥土电缆管进行施工［3］，由于减少了施工过程的工序和环节，底部夯实后可直接布放管道，顶层护土即可，不需对施工后的管道进行保养，施工效率可大大提高，同比可提高效率30%以上。

市场潜力方面，高强度内衬PVC 预制钢筋混凝土电缆管道解决了U-PVC 管道存在强度不高，极易受外力破坏而引发电缆损坏和短路事故问题。一旦形成批量生产，完全可替代现有的U-PVC 管道，在全国10 kV 电缆施工中广泛应用，仅江西省内一年的用量（含城网中低压项目、用户业扩工程等）约5 000 kM，产值约5.6 个亿。

4 工程应用情况

本文所研制的高强度内衬PVC预制钢筋混凝土电缆管道已经在江西省宜春市风秀线工程改造中应用，风秀Ⅰ、Ⅱ线铺设的电缆长1 898 m，3×ф300 mm2电缆7 根，学院Ⅰ线至碧桂园基建用电中敷设电缆3×ф50 mm2长360 m。全线从东到西开有7 条临时道路口，供打桩设备、水泥、砖、钢筋、商品混凝土、土方运输车辆通行，路口宽度7～100 m，管道未见下沉、压坏。如表2 所示。内衬PVC 预制钢筋混凝土电缆管施工完成后，在14 号井至15 号井之间，离14 号井以西18 m处，在管道下方挖空（长1.1 m×宽1.6 m×高0.7 m）铺放一根供水用的Φ400 mm2PE 管，PE 管位于电缆管下方0.4 m处，承插口位于自来水管西侧0.7 m处，中间是空的，管道也未出现下沉、错位；学院Ⅰ线至碧桂园2变压器号敷设电缆（3×Φ50 mm2）长360 m。18 号井内电缆在水平方向错位0.55 m，在南侧上层3号管孔移至北侧上层3号管孔，未损伤电缆。

表2 工程应用情况

5 结束语

本文所研制的高强度内衬PVC预制钢筋混凝土电缆管道充分利用了PVC 管和水泥管各自的优势，通过内衬PVC的方式，有效提高了电缆管的光洁度、强度，降低了摩擦力，使电缆管道能很好地适应当前城市建设用各种重型机械、车辆的重压，同时又便于安装电缆管及敷设电缆，有效保护电缆，防止电缆损坏和短路事故的发生，既经济又便于安装。

[1]GB50204-2011混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

[2]GB5083-2010聚氯乙烯防蚀衬里片制作规范》[S].

[3]GB50168-2006 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范[S].