关于严禁高压电缆沿桥梁敷设的相关规范条文的研究
2019-04-23广东顺德电力设计院有限公司王崇康
广东顺德电力设计院有限公司 王崇康
广东电网有限责任公司佛山供电局 万中田
随着城市的扩大和负荷增长,越来越多的110千伏及220千伏变电站规划建设在城区负荷中心,由于线路走廊紧张以及城区景观建设的需要,110千伏及220千伏出线多采用高压电缆的形式。高压电缆一般沿市政道路敷设,个别位置不可避免地需要通过河流。对于宽度小的河流,可以采用非开挖定向钻的方式穿管通过,但是对于一些较大的河流采用此方式将会对电缆的施工和后期的运行维护带来很大的风险。如果能够结合市政或公路桥梁敷设通过,对电缆施工和运行维护将是最有保障的,也是最经济的。但是在我国的桥梁设计规范及相关路桥管理规定中明确表明严禁超过10千伏电压等级的电缆在桥上及地下通道内敷设。给高压电力通道的规划和建设实施带来了一定的影响。
为什么我国的桥梁设计规范和相关的路桥管理中有如此规定,就此进行了相关情况的调研和规划建设工程的论证工作,得出高压电缆沿桥梁敷设可行的结论,并建议对桥梁的相关设计规范和相关管理规定进行调整。
国内电缆设计规范和桥梁规范的相关条文
电缆设计及规范的相关条文
《城市电力电缆线路设计技术规定》(DL/T 5221-2005)第5.0.6条:电缆跨越河流宜优先考虑利用城市交通桥梁或交通隧道敷设。第5.0.7条:利用城市交通桥梁或交通隧道敷设电缆,应在不影响桥梁结构或隧道结构前提下,征得桥梁或隧道设计和管理部门认可。
《电力工程电缆设计规范》(GB 50217-2007)第5.6.2条:交通桥梁上、隧洞中或地下商场等公共设施的电缆,应具有防止电缆着火危害、避免外力损伤的可靠措施。第5.6.3条:公路、铁道桥梁上的电缆,应采取防止振动、热伸缩以及风力影响下金属套因长期应力疲劳导致断裂的措施……
《城市工程管线综合规划规范》(GB 50289-2016)第5.0.7条:工程管线跨越河流时,宜采用管道桥或利用交通桥梁进行架设,并应符合下列规定:1.利用交通桥梁跨越河流的燃气管线压力不应大于0.4兆帕;2.工程管线利用桥梁跨越河流时,其规划设计应与桥梁设计相结合。
从上述条文的表述可见在电缆设计和城市管线规划规范的角度而言,对电缆利用交通桥梁进行架设的方式持鼓励的态度。电缆设计规范对沿桥敷设高压电缆的电压等级没有做出限制,对电缆如何应对桥梁影响电缆的各种不利工况,如何保证电缆的安全,做出了细致的规定。
桥梁设计规范及相关管理条文
《城市道路管理条例》(1996国务院令第198号)第二十七条:城市道路范围内禁止下列行为:在桥梁上架设压力在4千克/平方厘米(0.4兆帕)以上的煤气管道、10千伏以上的高压电力线和其他易燃易爆管线。
《公路安全保护条例》(2011国务院令第593号)第二十二条指出:“禁止利用公路桥梁(含桥下空间)、公路隧道、涵洞堆放物品,搭建设施以及铺设高压电线和输送易燃、易爆或者其他有毒有害气体、液体的管道。”
《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)第3.0.19条:“桥上或地下通道内的管线敷设应符合以下规定:1.不得在桥上敷设污水管、压力大于0.4兆帕的燃气管和其他可燃、有毒或腐蚀性的液、气体管。条件许可时,在桥上敷设的电信电缆、热力管、给水管、电压不高于10千伏配电电缆、压力不大于0.4兆帕燃气管必须安装有效的安全防护措施。2.严禁在地下通道内敷设电压高于10千伏配电电缆、燃气管及其它可燃、有毒或腐蚀性液、气体管。”
从上述设计规范和管理条例的相关条文的表述可见,从桥梁设计、运维角度出发,桥梁规范采取了谨慎的态度,对高于10千伏电压等级的电力管线沿桥敷设提出了“严禁”的强制性要求。
桥梁规范相关条文的溯源和解读
对《城市桥梁设计规范》的溯源及解读
在《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)的条文说明中,提及的目标主要是避免发生燃爆事故,并以《城市道路管理条例》第二十七条作为规范依据。为了进一步了解设定10千伏电压等级的原因,进一步检索了本规范的上一版本:由上海市政工程研究院主编的《城市桥梁设计准则》(CJJ11-93),自1993年起施行。
在《城市桥梁设计准则》(CJJ11-93)的相关条文中,内容基本一致。通过调取其条文说明,如此设置有三方面的原因:1.一般过桥电力电缆在人行道下面通过,由于空间窄小,不能采用大口径管的防护措施,只能采用小管道效果不十分好的防护措施,故限在10千伏以内。2.煤气管和其它可燃、有毒气体或腐蚀性液体、气体管线若在桥上通过,一旦发生事故,将会产生严重后果。桥梁设有伸缩缝,行车时桥梁有振动,上述过桥管线难以保持长期严密不漏。上海某处桥上的煤气管在1976年曾因漏气接触到桥下航船的明火而发生燃烧,不光桥梁本身受损,并烧毁敷设在桥上的电缆,造成附近大片工业区的工厂企业突然停电、停产,损失严重。3.《苏联铁路、公路、城市桥涵设计规范》(CH 200-62)102中规定:“桥上不允许敷设高压输电线路,由于特殊原因允许敷设暖气管、自来水管及雨水集聚管,但煤气管、输油管及污水集聚管不准敷设。”
可见第一条乃是将沿桥敷设电缆的电压等级定义在10千伏的主要原因,出发点主要是从桥梁的人行道下面的通道尺寸考虑的,并不是从电缆对桥梁及行人的安全性角度出发。从国内外已经建成的沿桥敷设的110千伏高压电缆线路来看,基本上采用了外挂于桥梁侧面通过的方式,或者同步设计足够空间的电缆通道来实现,并没有将高于10千伏电压等级的电缆设置在人行道下。
国内常用外挂高压电缆桥架的方式来实现,如图1所示的广州珠江大桥的110千伏电缆桥架和福建平潭海峡大桥的桥架。
对《城市道路管理条例》的解读
在对桥梁设计规范《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)的解读中,其条文的依据为国务院1996年198号令发布的《城市道路管理条例》。该条例在2017年根据2017年3月1日进行了第二次修订,并保留了相关条文:但是该条文写的是“严禁架设10千伏高压电力线”,在电力规范中,仅对于架空电力线使用“架设”一词,对于电缆线路,使用的是“敷设”一词。
在对架设一词的名词解释为“设置支架使物体悬空放置”,其相对应的动词为“埋设”;而对敷设一词的名词解释为“线缆由一处至另一处之间的安装方式”其近义词为“铺设、埋设”,指管线沿地面或在地下安装。如果从字面上解读,对《城市道路管理条例》而言,其严禁的是10千伏以上的架空线沿桥架设,对电力电缆敷设及电压等级并没有做出限制。当然,其用词不一定专业和规范。
同时,个人认为工程建设规范的条文依据应该是科学的论证以及实验或经验数据积累的结论,而不应以行政部门的管理条例来作为条文依据。反而应该以工程设计和建设规范作为管理条例的依据。
对《公路安全保护条例》解读
条例中的条文是:“禁止……铺设高压电线”“铺设”的词义表达是在表面布置和陈设,与“埋设”相对应。这种表达方式在电力专业规范中是不规范的,针对架空线的安装,电力规范使用的动词是“架设”,针对电缆,电力规范使用的动词是“敷设”,而且“高压电线”的表述也非常含糊,没有明确电压等级,架空线还是电缆。
敷设的含义包括了铺设和埋设,一般表达为明敷和暗敷。因此该条文可以理解为不允许高压电线在桥上外露铺设(即明敷)。当然,其用词不一定专业和规范。其原意宜进一步探讨。
外挂电缆桥架。资料图
结论和建议
1.大于10千伏电压等级的高压电缆沿桥梁敷设并不会影响电缆的运维安全,也不会对周边环境带来不利影响;同时,电缆及其附属物的荷载相对于桥梁荷载而言几乎可以忽略不计,不会影响桥梁安全。电力专业的各项规范中对于高压电缆沿桥梁敷设持肯定态度,与桥梁的相关规范矛盾,建议进行调整。
2.个人认为在《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)的条文说明中以《城市道路管理条例》作为条文依据是不科学和不严谨的,设计规范应作为管理条例的依据。1996年出台的《城市道路管理条例》就有参考《城市桥梁设计准则》(CJJ11-93)的相关技术要求。
3.个人认为,《城市道路管理条例》和《公路安全保护条例》在对电力线路通过桥梁的用词方面与电力行业的专业表述方式有歧义,并没有明确表示不允许高压电缆沿桥梁敷设,应进一步细化和明确。
4.《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)源于《城市桥梁设计准则》(CJJ11-93);此《城市桥梁设计准则》的条文说明中列举了不允许电缆上桥所引用的3个依据,从发展的眼光来看,这些依据均已过时或可以通过成熟的技术手段解决,不应作为禁止性强条的引用依据。
5.建议桥梁规范放松对超过10千伏的高压电缆沿桥敷设的限制:城市桥梁允许通过高压电力电缆,电缆宜敷设在随桥梁同步建设的或外挂于桥梁栏杆外的专用通道内;高压电缆与燃气管道或热力管道必须有效隔离。