有轨电车四电综合管沟技术方案研究

庞磊磊　马金池

摘 要：为了解决有轨电车常规设计将线缆布设在路基支撑层下部，带来管沟反开挖破坏基床整体性、路基不均匀沉降、路基支撑层下无敷设条件、电缆井施工影响路基施工进度、电缆井积水淤积、电缆穿线过程中损伤保护层、线缆维护难度大等难题，通过理论研究，结合试验验证，对现浇侧墙预制盖板、整体现浇、预制拼装、特殊路段等四种方案进行优化设计、技术经济分析，得出将四电综合管沟敷设在路基支撑层上部的可行性。并进一步对电缆检查井、车站站台设置电缆夹层，解决线缆检修及冗余问题进行探讨，对同类工程设计施工具有一定的指导意义。

关键词：有轨电车;四电;综合管沟;技术方案

中图分类号：U213.1+4     文献标志码：A     文章编号：1003-5168（2022）4-0061-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.04.013

Research on the Technical Scheme of the Four Electricity Integrated Pipe Trenches for Tram

PANG Leilei    MA Jinchi

（Power China Construction Railway Construction Investment Group Co.， Ltd.， Beijing 100000，China）

Abstract： In order to solve the conventional design of trams， the cables are laid under the subgrade support layer， which causes the reverse excavation of pipe trenches to destroy the integrity of the subgrade， uneven settlement of the subgrade， no laying conditions under the subgrade support layer， and the construction of the cable wells affect the subgrade The construction progress， water accumulation in the cable well， damage to the protective layer during the cable threading process， and the difficulty of cable maintenance. Through theoretical research， combined with test section verification， the prefabricated cover of the cast-in-place side wall， integral cast-in-place， prefabricated assembly， optimized design and technical and economic analysis were carried out on the four options for special road sections， and the feasibility of laying the four-electric integrated pipe trench on the upper part of the subgrade support layer was obtained. In addition， it will further discuss the installation of cable interlayers in cable inspection wells and station platforms to solve cable maintenance and redundancy problems， which has a certain guiding significance for the design and construction of similar projects.

Keywords： tram; four electric; integrated pipe trench; technical scheme

0 引言

国内外许多专家学者对有轨电车的发展历史、现状及趋势进行了深入研究[1-2]。19世纪初，有轨电车在世界各地竞相发展。就英国而言，到1927年，共有173条有轨电车线路，线路总长达4 100 km[3]。但随着汽车工业的发展，有轨电车因其早期车辆乘坐舒适性不高、运营灵活性较差及线路投资昂贵等原因，从20世纪30年代开始走向衰落。直到20世纪70年代，为解决汽车交通拥堵以及环境污染等问题，有轨电车又重新出现复兴局面[4]。

为有效解决交通拥堵、环境污染问题，国家发展和改革委员会在《关于加强城市轨道交通规划建设管理的通知》（发改基础〔2015〕49号）中提出“坚持量力而行、有序发展的方针，按照统筹衔接、经济适用、便捷高效和安全可靠的原則，科学编制规划，有序发展地铁，鼓励发展轻轨、有轨电车等高架或地面敷设的轨道交通制式”的总体要求，为我国有轨电车的有序、健康、持续发展明确了方向，掀起有轨电车的建设热潮。

1 工程概况及管沟初步设计

1.1 工程概况

保山中心城市有轨电车板桥至辛街（T1）线项目，采用政府和社会资本合作模式（PPP模式）建设，特许经营期32.5 a，其中建设期2.5 a，运营期30 a。本项目是贯通保山中心城区南北向的有轨电车骨干线路。线路起自板桥镇北津街和梅花大道交叉口处，止于辛街东站，全长21.042 km，其中高架线长4.129 km，地下线长0.55 km，其余为地面线。全线设23座车站、1座车辆段和1座停车场。

1.2 电缆沟、管沟初步设计

本项目初步设计区间四电排管，沿线路中心路基支撑层以下埋管敷设，混凝土包封。根据电缆敷设要求，每隔50～80 m设置一座电缆井，供强电电缆维护施工使用，全线共设置强电电缆井526处。区间电缆排管包封截面、电缆井平面剖面图见图1，主要工程量见表1。

1.3 初步设计方案存在的主要问题

经广泛调研广州海珠、深圳龙华、成都蓉2线、武汉光谷、红河、德令哈有轨电车管线布设，发现初步设计方案存在的主要问题有以下7个方面。

1.3.1 管沟反开挖破坏基床整体性。为避免路基施工破坏电缆沟，管沟施工须路基填筑完成后进行反开挖施工。开挖量大，破坏400 mm基床表层（5%水泥稳定级配碎石）、600 mm基床底层（A、B组填料）的整体性。

1.3.2 路基不均匀沉降。路基钢筋混凝土支撑层下，施做一条1 450 mm×950 mm钢筋混凝土包封管沟，且在路基中心布设，存在支撑层断板风险。

1.3.3 路基支撑层下无敷设条件。鉴于本项目岱官村站至线路末端CK10+073.3-CK21+542.2近11.5 km，线路穿行水田、藕塘区域，水网密布，管涵较多。为避免有轨电车修建对农业生产及周边居民出行产生影响，以低填路基方案通过。涵洞基本无覆土，钢筋混凝土支撐层下无敷设电缆沟条件。若以绕行方式通过，则事实上形成路侧敷设方案，征地拆迁量大。

1.3.4 电缆井施工影响路基施工进度。电缆井2 230 mm×2 230 mm×3 300 mm，须先于路基填筑或同步施工，16 km路基被426个检查井分割，无法形成连续工作面，严重影响路基施工进度和质量。

1.3.5 无法有效解决电缆井积水淤积问题。本项目线路走向基本为新建线路，沿线无市政管网，且地下水位较高。电缆井积水无法排放，只能设置自动抽水泵解决，但水泵维保和电缆井淤积问题将困扰整个运营期。

1.3.6 电缆穿线过程中损伤保护层。本项目电缆为103 mm，弯折角度有限。在电缆井口须以38°弯折，在穿线施工中，对电缆保护层损伤较大，对后期维保埋下隐患。

1.3.7 线缆维护难度大。在运营阶段，有轨电车作为公共交通工具一旦线缆出现故障，需及时排除，在短期内恢复运营。电缆井内作业空间有限，线缆埋设于200 mm钢筋混凝土路基支撑层以下，无法开膛施工，运营维护难度大。且运营期施工队伍已退场，维保队伍不具备穿线能力，需运营公司招标采购，故障解决周期长。

2 优化设计方案

2.1 优化设计基本思路

经与各地有轨电车运营公司深入交流，借鉴中铁四院集团西南勘察设计有限公司的实用新型专利《轨道交通的线缆管沟和路基基底》，本项目在轨行区最小线间距3 800 mm工况下，路基支撑层上方有1 515 mm×500 mm空间具备敷设线缆综合管沟条件。

第一，根据各专业技术规范要求，线缆布设最小间距见图2。

第二，根据本项目路基标准断面图，分普通路基地段、跨路口、道岔两种情形对综合管沟进行布设。

2.2 四电综合管沟设计施工方案

根据铁路、高速公路设计施工经验，分别对现浇侧墙预制盖板、整体现浇、预制拼装、特殊路段等四种方案优化设计如下。

2.2.1 现浇侧墙预制盖板方案。在路基支撑层施工时，预埋侧墙钢筋，立模板浇筑侧墙及中隔墙，管道排管，吊装盖板。为避免盖板吊环影响整体外观效果，盖板宽度每侧延长50 mm，四角设10 mm企口，便于吊带吊装。如图3所示。

2.2.2 整体现浇方案。在路基支撑层施工时，预埋侧墙钢筋，立模板，管道排管，钢筋绑扎，整体浇筑成型。如图4所示。

2.2.3 预制安装方案。U型槽和盖板分别预制，现场吊装U型槽，管道排管，盖板吊装。如图5所示。

2.2.4 特殊路段现浇方案。跨路口、道岔段，为便于路面铺装质量及不影响道岔铺设，综合管沟采取局部下穿方案布设。考虑直径103 mm电缆穿线顺畅，过渡段按照5°转角设置。为防止下穿段积水影响电缆寿命，该段落预埋厂家订制整根碳素波纹管。为保证整体线路外观，过渡段顶面标高保持与轨面齐平。如图6所示。

2.3 电缆检查井设计方案

根据规范要求，每隔50～80 m设置简易检查井;站台设置电缆夹层，解决线缆热胀冷缩预留冗余问题。

2.3.1 电缆检查井。电缆检查井同样敷设在轨行区，井位两侧不设置排水槽沟，沿整体道床间隙全宽布设，考虑检修可行性长度为2 m。采取现浇侧壁预制盖板方案。

2.3.2 站台电缆夹层。在站台两端设置大型电缆井，两井间架空设置电缆夹层，布设线缆，预留线缆冗余。

2.4 各方案优缺点及经济分析

根据施工组织设计，本项目轨通与电通之间只有45 d工期，综合管沟施工，必须与铺轨平行交叉施工。在首先满足关键线路轨通的前提下，给后续电通创造良好条件，综合管沟施工期必须控制在60 d内。经试验段及产品预制测试，现浇侧墙预制盖板、整体现浇、预制安装方案进行比较，各方案每延米技术指标及优缺点见表2。

根据现场测算，每延米工程造价不超过2 000元，总体工程造价不超过4 500万元，可降低工程造价3 646万元。结合工期、造价、施工管理等因素综合考虑，首选整体现浇方案，次选预制安装方案，电缆井部位采用现浇侧墙预制盖板方案。

3 四电综合管沟方案可行性分析

经技术经济分析，四电综合管沟布设在路基支撑层上部轨行区方案，相比初步设计方案具有以下优点。

3.1 路基区段四电通道集成

结合轨道交通供电、电力、通信、信号管线布设需求，合理分配各专业管线布设空间，将其管线进行集成布设，提升了管线通道空间布局。

3.2 高架区间可作为紧急疏散通道

地铁已要求在高架区间设置紧急疏散通道，有轨电车尚未有国标严格规定，但考虑一旦在高架区間车辆故障，旅客疏散应予以考虑。

3.3 有效解决积水、淤积问题

在普通路基段，管沟布设在路基支撑层200 mm钢筋混凝土上部，不受地下水影响，大气降水可通过两侧预留水沟及整体道床间隙排水。局部下穿段，采用碳素波纹管全长预埋，防止地下水进入电缆预埋管道。

3.4 可加快施工进度

现浇施工简单易行，可有效节约工期;预制采取工厂化、模块化、拼装式生产施工工艺，具有施工时间短、速度快、质量易把控等优势。

3.5 节约投资

工程造价可控制在2 000元/m以内。

3.6 便于线缆穿线及维保

穿线施工顺线路方向，无须弯折。线缆维护利用晚间停运时间地面作业，简捷便利。

4 结语

通过对综合管沟整体现浇、预制安装、现浇侧墙预制盖板方案进行优化设计、技术经济比选，并对特殊路基地段、车站电缆夹层方案进行研究，探讨确定四电综合管沟敷设在轨行区的可行性，对同类工程具有一定的借鉴价值。

需要进一步研究的问题有：

①四电综合管沟敷设在轨行区，受气候影响大，特别在紫外线较强区域，比较地埋方案温度上升对供电能耗的影响。

②轨行区无法绿化铺装，在提升城市形象、旅客舒适度方面，须进一步优化。

③轨道铺设后，为移动模架施工提供天然的走行条件。移动模架设计及早强、自流平混凝土配合比设计，可实现施工机械化。

参考文献：

[1] 臧宇，许广鹏，关和宁，等.国内现代有轨电车车辆发展状况综述[J].现代城市轨道交通，2016（2）：1-6.

[2] 刘宇，樊佳慧，贺力霞，等.2016年中国城市轨道交通运营线路统计与分析[J].都市快轨交通，2017，30（1）：4-6.

[3] 王文华.低地板轻轨车辆动力学问题研究[D].长春：吉林大学，2015.

[4] 沈训良，陆云，李俊，等.低地板有轨电车及其转向架发展现状[J].都市快轨交通，2013，5（26）：21-24.