电缆入综合管廊之探讨

2019-07-02刘应明

城乡建设 2019年12期

■ 徐剑胡萍刘应明

随着国家积极鼓励高起点、高标准建设城市基础设施，综合管廊建设成为我国城市基础设施建设补短板的重要工程。2016年5月，住房和城乡建设部、国家能源局发布了《关于推进电力管线纳入城市地下综合管廊的意见（建城[2016]98号）》，提出鼓励电网企业参与投资建设运营城市地下综合管廊，共同做好电力管线入廊工作。意见指出，电力等管线纳入管廊是城市管线建设发展方式的重大转变，有利于提高电力等管线运行的可靠性、安全性和使用寿命；对节约利用城市地面土地和地下空间，提高城市综合承载能力起到关键性作用，对促进管廊建设可持续发展具有重要意义。

国家建设综合管廊近年来的实践证明，建设电缆隧道的路由已经成为综合管廊建设的重要路由。本文综合考虑电缆入廊的安全性、可行性及实用性讨论电缆入廊的要求及方法，并根据相关争议问题进行探讨，提出相应的思路和想法。

一、电力电缆入廊技术分析

（一）电力电缆入廊优势

电力管线在综合管廊内可以灵活布置、不易受综合管廊纵横断面变化限制的优点，而且传统的埋设方式受维修及扩容的影响，造成挖掘道路的频率较高。110kv电缆因载流量相对较小，传统采取穿管敷设、在空气中敷设、在砂土中敷设、与10kv电缆同沟敷设等多种方式，而220kv及500kv电缆因载流量及散热要求，敷设条件比较严格，在空气中敷设，才能达到设计载流量，而要求地下通道是连续通道，中间不能出现管道连接的路段，因此在国内许多大中城市都建有不同规模的电缆隧道和电缆沟。综合管廊较电缆隧道及电缆沟有更大的空间，便于检修维护扩容等，从技术和维护角度而言纳入综合管廊具有优势，建设综合管廊可以满足各类电缆敷设的要求。

（二）超高压电缆入廊技术分析

按照《城市电力规划规范》，500kv高压线走廊宽度为60m ～ 75m， 1km500kv 高压线进综合管廊后，可释放约 5 ～6.5公顷土地，对土地资源紧缺的城市尤为重要，同时也能解决经过主次干道管位布置问题。因此，通过综合管廊作为电力管线的载体，能够充分利用地下立体空间放置各类管线，减少车行道下敷设的管线。

500kv电缆作为整个城市重要的电力来源，由于输送的电流过大，因此对环境的要求较高，500kv电缆在建设中的应用较少，入廊案例较少。深圳市某区鉴于规划高压电力通道沿线均为现状工业区和住宅区，为优化区域电网结构，节约土地资源，提高电网供电安全水平，将500kv电缆纳入综合管廊，在电力管线4回500kv电缆入廊采用独立成舱且分舱布置的方案，设置2个超高压电力舱，一用一备，以防发生故障造成城市电力系统瘫痪，并结合国内500kv电缆隧道灭火设施实例，设计在500kv超高压电力舱中采用细水雾灭火系统。

（三）高、低压电力电缆同舱技术分析

1.高、低压互相干扰

高压电缆电流小，温度不高，低压电缆电流大，温度高。温度高的低压电缆放在上面，便于通风散热。高、低压混合敷设时级电压线路之间因电极不同对环流有较大影响，高、低压之间间距越小环流越大，环流增大会增加电缆能耗，高、低压电缆之间尽量保持最大间距，适当增加接地电阻可减少环流影响。

2.电力事故发生率高

当电力电缆数量较多、通常超过6回时，将高压220kv/110kv与低压20kv/10kv单独设置一个舱位并同舱敷设，实际就是分隔成为一个电力专用舱室。当电力全部同舱敷设，面临的最大问题便是安全运营，电力舱空间较大，10kv电缆集中成排布置，产热较多，长时间运营，电缆产生的高温持续在舱内聚集，一旦发生火灾，将随着电缆舱室的走向迅速蔓延燃烧，释放大量有毒气体、浓烟。通常通过温感电缆、自然通风辅助机械通风、防火分区及监控系统来保证电力管线的安全运行。

电力事故主要是接地故障造成的人员及其它管线伤害的问题，至于电缆纵向感应电压所造成的端末设备障碍问题，因其安全长度大于干扰安全长度，故在解决干扰问题时即可同时解决本问题，且电缆接地措施可免除纵向感应电压对人员的接触电压伤害，故电力事故灾害的防护措施应以防范接地故障相关问题为重点，主要包括：人员安全的防护、高压闪络及爆裂的防护、漏电的防护，110kv及220kv电力舱自动灭火系统采用超细干粉自动灭火系统，灭火设计浓度取0.18kg/m3。

对人员安全的威胁主要来自“接触电压”和“跨步电压”，这两种电压皆因较大的地电流导致综合管廊内各处均可能有电位差的存在，一旦此电位差出现在人员手足之间则可能造成接触电压伤害，而若出现在双足之间则可能造成跨步电压的伤害。防止此事故发生可由减少地电流、消除电位差及加强绝缘三方面进行，前者是通过各种“地电流的疏导措施”减少接地故障电流流入沟内结构物，消除电位差的做法是使人员与接触物之间加强绝缘阻抗以阻止电流流入人体造成伤害。施工人员穿着互连性好的导电衣裤及手套和导电鞋则可维持身体各部位同电位，当接地故障发生时，电流流过导电衣裤形成的回路，不经过人体可确保人身安全，但此项措施不能影响施工。在可能出现高电位差的位置通过加强绝缘，可使流入人体的电流减少，而增强人员的耐压能力。

漏电现象基本上是一种高阻抗接地故障，因电流不大，不易由电力系统的断路器切离，故往往使漏电持续存在而不知，一旦人员碰触即造成伤害，在有高压电缆的场所应明确标示其位置及各种注意事项和安全措施。

3.电力、通信同舱技术分析

综合管廊电力通信舱通常重要收容电力与通信电缆，同轴通信电缆与电力电缆之间存在严重的电磁干扰。根据新版《城市综合管廊工程技术规范》（GB50838-2015），110kv及以上电力电缆不应与通信电缆同侧布置。即使要共同敷设，又必须保持一定的净距。

（1）电力、通信电磁干扰。对于传统的金属通信管线，容易受到电力产生的磁场干扰，电压越高，产生的磁场越强烈。由于科学技术的进步，目前信息传输载体的介质已越来越多地采用光缆，材料的革命，彻底解决了上述相互干扰的问题，即信息管线介质为光缆时，通信和电力缆线两者间的相互干扰问题可以忽略不计，无需采取特殊的技术措施，就可以共同敷设。从总体而言，以光缆作为信息传输的物质载体，已成为21世纪信息革命的趋势和潮流，目前市政道路下已全部光纤化。

若仍需采用同轴电缆作为信息传输的物质载体时，可以通过以下的技术方案，来消除电力与通信电缆间的电磁干扰问题。在管廊内部增设各种导体，可改善磁场屏蔽效果，其原理主要是产生感应电流磁场以抵消部分干扰源磁场。电力电缆加强屏蔽的措施：屏蔽层或中性导体直接并联导体，且互连多重接地；使用导体材料（金属材料）做电流架或电缆槽，此金属架（槽）必须在纵方向电性连接良好且实施多重接地。通信光缆加强屏蔽的措施：增加专用屏蔽导线，此导线应多重接地；使用导体材料（金属材料）做电流架或电缆槽，此金属架（槽）必须在纵方向电性连接良好且实施多重接地。

综合管廊结构屏蔽措施：廊体结构钢筋做良好的电性连接，使用焊接或熔接技术，连接廊体钢筋。尤其在纵方向的主钢筋应实施此种连接；预埋接地导线，可使用裸铜线埋设于廊体底部，一方面做屏蔽导体，一方面提供各种接地连接，效果最为显著。

（2）通信管道功能弱化。电力、通信分别布置在道路两侧时，两者通道均按各自的特点、功能需求而量身定制，敷设环境比较好，是一种成熟、稳定的做法。电力管线较通信管线尺寸较大，抵抗外力损害能力较强，耐水性较弱。电力、通信同舱敷设时，由于电力系统作为城市的主要的基础设施，通信线路通常在管廊内的功能需求被弱化，当管廊内完全敷设并预留一定的空间以后，剩余空间作为通信线路的敷设位置。通信管线自身结构不如电力缆线外表结构结实，容易受到电力缆线施工过程中的表面损伤，造成通信管线功能受到影响。

4.兼容性分析

电力、通信纳入管廊内部，管线之间性质各异，可能存在互相干扰，甚至发生灾难事件，但可采取相应措施改善，达到同舱敷设目的。在具体规划设计时，要根据各工程的实际情况，先确定各入廊管线独自敷设一舱还是处于同一舱室内。若强弱电缆处于同一舱室内，为避免电力、通信管线的相互干扰，必须采用屏蔽措施，同时注意施工质量，并加强维护管理，避免产生爆管事故。

二、复合型缆线管廊适用性分析

（一）复合型缆线管廊定义

在《城市综合管廊工程技术规范》（GB50838-2015）中，对缆线管廊进行了定义，即采用浅埋沟道方式建设，设有可开启盖板但其内部空间不能满足人员正常通行要求，用于容纳电力电缆和通信线缆的管廊。但是在现有规范定义的缆线管廊中，加入小口径（一般不大于DN400）的给水管或再生水管，缆线管廊的作用将会更突出，如图所示。这类缆线型管廊可以称为“复合型缆线管廊”。

其深度一般在2米以内，设有可开启盖板；工作通道不要求通行，无照明、通风等附属设施。电力管线不超过24回，通信管线不超过12孔，给水管道、再生水管道等管径不大于DN400。具有投资省、空间集约、实施性好等特点。

复合型缆线管廊断面示意图

（二）缆线管廊适用性

缆线管廊适用于旧村综合整治等道路狭窄区域或者埋置深度受限的地区，如城市一般居住区、产业园区、城中村等管线需求少、道路宽度有限的地区。复合型缆线管廊还可以作为综合管廊与地块或者建筑内部连通一种形式，用于解决综合管廊与周边用户衔接的问题。

尽管复合型缆线管廊具有诸多优势，但是在应用过程中仍存在部分争议，主要的争议点集中在其规范标准、安全及运营维护等方面。为了能更好地应用复合型缆线管廊，建议国家制定相关标准，同时试点建设复合型缆线管廊积累经验。

（三）缆线管廊缺点

缆线管廊建设形式与电缆沟基本相同，端头、转角、管沟衔接处与邻近的雨水井连通，不是封闭式管理，不利于通信线路安全。缆线管廊内不要求设置照明、通风、监控等设备，其中敷设有长途、中继等通信线路，一旦电缆起火，烧坏通信线路，将造成大面积的通信事故。

缆线管廊活动盖板无法上锁，难以防止通信运营商私自敷设通信线路，不便于通信线路管理收费，且通信线路敷设较为频繁，盖板较容易损坏。对道路地下空间集约节约效果不明显，在规划电缆数量多、通信管道容量大的路段，若采用大型的缆线管廊，则在经济效益及对地下空间利用方面比传统的电缆沟通信管道方式没有显著优势。断面较大的缆线管廊需占用道路绿地或树池空间，对城市景观影响较大。