米泉牵引站110kV 电力廊道工程建设研究

闫春杰YAN Chun-jie

（乌鲁木齐地下综合管廊投资管理有限公司，乌鲁木齐 830000）

0 引言

电力廊道工程是地上城和地下城所构成的一个“高效率”的整体，是沟通地上和地下的重要纽带的动脉和神经，建设过程响应“一流规划、一流设计、一流建设、一流质量”的要求，是21 世纪新型城市市政基础设施建设的现代化的重要标志之一。通过电力管廊的建设能有效的避免管道埋设和维修导致的路面重复开挖、土壤及地下水对管线的腐蚀等问题。不仅能节约成本，延长管线的使用寿命，还为城市长远规划及发展预留了地下空间意义重大。

1 建设的必要性

1.1 符合国家、地方政策要求

2014 年6 月，国务院办公厅发布了《加强城市地下管线建设管理的指导意见》，要求完善城市地下管线系统。2015 年7 月28 日，李克强总理主持召开国务院常务会议，提出重点支持在城市建造敷设集通信、广电、电力、燃气等市政地下综合管廊为一体的民生工程。

1.2 城市立体空间发展需求

随着城市的发展，市内需要建设更多的高架道路、地下通道等设施，要求提高城市土地利用率及管理水平，发展立体交通不可避免，地下管线敷设的分散将给后期发展建设高架道路、轨道交通、地下通道等交通设施造成阻力。

1.3 城市景观及经济发展需求

建设城市地下电力廊道设施解决了城市“马路拉链”问题，提升城市市政设施管理，保持路容完整和美观，确保城市环境良好，从而提升城市形象，增加城市外来投资吸引力，推动城市经济发展。同时乌鲁木齐作为国家“一带一路”发展战略面向中亚各国的桥头堡，更应提升城市形象，改善城市景观，进一步优化市政基础设施建设。

1.4 新建道路、改扩建道路工程，便于电力廊道建设实施

乌鲁木齐经过多年建设发展，市政配套基础设施亟需改善和梳理，以电力电缆入地为改造目标，不断适应该片区城市开发的节奏，提高该区域市政配套服务水平。

1.5 米泉牵引站保障乌将铁路多路供电安全势在必行

现行计划线路穿越乌鲁木齐市米东区多个建设用地区域，110kV 架空线将导致大量高压走廊等城市空白区域，因此建设电力廊道非常必要。

2 技术可行性

2.1 技术可行

国外电力廊道的建设已有上百年的历史，在我国也有很多成功的范例，因此，目前技术上已经成熟，运行也十分可靠，这些均为乌鲁木齐市电力廊道提供了有力的技术保障。

2.2 经济可行

目前乌鲁木齐市的人均国民生产总值界于1000-3000 美元间，处于发展阶段经济可行。

2.3 政策保障

按照中央决策部署和有关要求，住房城乡建设部将“城市双修”作为治理城市病、转变城市发展方式的重要抓手，推动供给侧结构性改革的重要任务，全面部署，全力推进[1]。去年年底以来，相继印发《关于加强生态修复城市修补工作的指导意见》等。

2.4 组织保障

政府多个部门均非常重视，不断关注和推进项目进程，对项目质量严格审核和把控。乌鲁木齐市建设局、电业局、规划局、乌鲁木齐市地下综合管廊投资建设管理公司等各部门为完成整个乌鲁木齐市的市政配套建设，积极配合协调各方面的不同需求，做到“统一规划、统一建设、统一管理”，为工程的实施提供了建设条件。

2.5 群众积极性高

本项目的实施，可使城市环境质量明显提升，风貌特色显现，使区域内的居民舒适感和幸福感提升，满足居民和道路过往人民对城市干净整洁的美好愿望，实现建设城市宜居生活，实现城市生态梦想的总目标。

3 工程方案设计

3.1 电力廊道入廊管线

米泉牵引站110kV 电力廊道工程，建成投产运行后，可以解决城市道路重复破挖问题，提高城市市政道路地下用地集约化，架空电缆入地则能提高区域形象。原则上应结合道路提升改造计划、管线规划、现状已敷设管线种类以及工程对片区内居民满意度等统筹考虑。本段根据建设局、电力部门要求结合规划意见，廊道近期仅考虑110kV电缆入廊，近期考虑2 回110kV，远期考虑7 回110kV。

3.2 电力廊道断面布置原则

①电力廊道断面形式应根据纳入的电缆种类及规模、建设方式、预留空间等确定。

②电力廊道断面应满足管线安装、检修、维护作业所需要的空间要求，电力廊道内部净高不宜小于2.4m，廊道内双侧设置支架时检修通道净宽不宜小于1.0m，廊道内单侧设置支架或管道时检修通道净宽不宜小于0.9m[2]。

③电力廊道断面应考虑现状与其衔接的电力廊道断面及其设备设置。

3.3 电力廊道断面尺寸的确定

根据上述管道组合原则，确认了米泉牵引站110kV电力廊道断面及敷设方式。本次廊道舱室宽度确定中，廊道检修通道均大于等于上述廊道检修通道最小要求。根据规划电缆数量结合电缆入廊组合和断面布置原则及考虑道路断面宽度确定了皇渠北路段电力廊道断面尺寸如图1。

3.4 电力廊道线位设计原则

①电力廊道的平面线形应基本与所在道路的平面线形平行，如需转折则平面线的转折角必须符合各类管线平面弯折的转弯半径要求。②电力廊道的最小埋设深度应根据施工工艺，必要的覆土厚度以及横向埋管的安全空间等因素确定。③电力廊道的断面空间应能满足各类管线的敷设、维护以及扩容的需要；廊道的断面形式及各类管线的布置应能满足电力廊道安全运行的要求。④电力廊道特殊断面的空间应能满足各类管线的衔接、通风口、人员出入口以及投料口等的布置要求。⑤电力廊道采用二次找坡方式排出廊道内积水，内设1%的横向坡度，纵向坡度尽量与道路坡度一致，减小电力廊道覆土厚度。⑥电力廊道内的缆线一般布置在支（桥）架上，支（桥）架的宽度与纵向净空应能满足缆线敷设及维修需要，支架的跨距应根据计算及实际施工经验确定[3]。

3.5 电力廊道竖向设计原则

电力廊道的埋深影响沟槽开挖深度，进而对实施电力廊道两侧现状建筑造成影响，也直接影响管线交叉[4]。廊道的上部覆土要能够满足公用管线的穿越。廊道的敷设应尽量跟随道路纵向坡度敷设，以减小电力廊道的覆土，并根据缆线入电力廊道后分别所需的空间、维护及管理通道、作业空间以及照明、通风、排水等设施所需空间，考虑各特殊部位结构形式、分支走向等配置，并考虑设置地点的地质状况、沿线状况、交通等施工条件，以及地铁、下水道等其它地下埋设物以及周围建设物等条件，作综合研究后来决定经济合理的竖向布置[5]。配套电力廊道的覆土确定主要考虑四个因素[6]：①廊道上部绿化种植的覆土厚度要求；②冻土深度；③廊道与横穿道路的排水管线以及其他市政管线的交叉关系；④廊道附属设施如通风口、投料口设置时人员操作及设备安装空间的要求所需要的空间；⑤采用不同工法所对应的安全覆土厚度。

综合考虑以上因素，皇渠北路明挖段覆土1.5m。

3.6 电力廊道工法方案选择

电力廊道施工方式有明挖和非开挖两种施工方式，在周边环境简单、地质条件良好且允许开挖的区域，一般均采用明挖+现浇的施工方式，而在周边环境复杂的情况下则需采用非开挖方式施工，其中电力廊道中常用非开挖工法分为顶管法、矿山法、盾构法，四种施工方法详述如下。

明挖法：明挖工法是电力廊道施工的首选方法，在地质条件、周边环境允许的区域通常采用明挖法施工，优点是施工作业面多、施工技术简单、速度快，缺点是对周边环境影响较大，当周边环境或者地质情况复杂时，围护费用较高。矿山法：矿山法由浅埋暗挖法衍生而来，沿用了新奥法的基本原理，创建了信息化量测反馈设计和施工的新理念，以达到安全与经济的目的。采用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构体系，初期支护承担施工过程中的水土压力，二次模筑衬砌作为安全储备，初期支护和二次衬砌共同承担特殊荷载[7]。矿山法主要施工方式有全断面法、台阶法、CD 法、CRD 法等。

盾构法：盾构廊道工法是指使用盾构机，一边控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳，一边进行廊道掘进，并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆，从而不干扰围岩而修筑廊道的方法[8]，盾构法覆土可以很浅，在不稳定地层和含地下水地层可做到不引起较大沉陷。国内工程建设经验表明，由于采用高精度管片及复合防水封垫，单层钢筋混凝土管片组成的廊道衬砌可取得良好的防水效果，不需要修筑内衬结构。盾构技术的发展，尤其是泥水式、土压平衡式盾构的开发，使之在松散的含水砂层、砂夹卵石层、高水压地层等所有地层中进行开挖成为可能，所以当工程地质、水文地质条件以及周围环境情况复杂，难以用矿山法和明挖法施工时，盾构法是最好的选择[9]。

顶管法：顶管工法是采用液压油缸将管段顶入由切削刀盘和掘进机形成的钻孔中构成衬砌的施工方法，其实质是所用顶管在主顶工作站的作用下，由始发井始发，顶进至目标接收井。（表1）

表1 施工工法对比表

皇渠北路段自米泉220kV 变北侧出线，到皇渠北路，然后沿皇渠北路至轮台路，接入现状电力铁塔。本段现场场地大部分空旷，经初步摸排现状存在3 处民房，1 处电力铁塔，1 处通信塔，1 处油气管线，1 路10kV 电力线，暂无其他障碍，因此本段考虑明挖方案。

3.7 电力廊道敷设位置

米泉牵引站110kV 电力廊道工程皇渠北路段所在区域均为城市建成区域，且现状道路下管线较多，廊道敷设应尽量躲避现有管线，减少廊道建设造成的管线改迁。自米泉220kV 变电站出来后至皇渠北路，然后沿现状道路东（南侧）敷设，电力廊道长度约0.6km。（图2）

图2 皇渠北路道路标准段面

廊道位于地面的检修入口均设置于道路两侧较宽的人行道或绿化带内，廊道通风采取横向布置风道，风道引至道路人行道行道树处伸出地面设置通风亭。

3.8 电力廊道节点设计

皇渠北路段电力廊道长约0.6km，全部采用明挖法，其中结合工井设置机械进风井一座，机械排风井一座，自然进风口一座。

①通风口设计。

皇渠北路段电力廊道采用自然进风、机械排风的通风系统，结合电力廊道防火分区进行通风系统的设计。通风口间距不大于400m，在每个通风区间区内设置一个进风口，一个排风口。为防止排出来的风又被相邻通风区间吸入，导致通风短路，相邻的两个风口功能必须相同，即要么同为排风口，要么同为进风口。防火分区通风口布置如图3。

图3 通风口布置示意图

进风口出风口相隔设置，机械进排风口处安装风机。根据出风口数量及景观要求，出风口处考虑风机集中布置，设风亭。

图4 通风口建筑外观效果图一

图5 通风口建筑外观效果图二

图6 机械排风口断面示意图

图7 自然进风口断面示意图

②逃生口设计。

本次方案设计人员在综合考虑检修距离及市政景观后，对逃生口按不大于200m 设置，且逃生口设置井盖与顶面平齐。

图8 逃生口剖面图

4 结束语

随着我国社会经济的发展及提升，城市市政基础设施建设、管理需求及要求随之提高。本文以米泉牵引站110KV 电力廊道工程建设方案为例，介绍了电力管廊建设的必要性、技术可行性及相关实施方案。乌鲁木齐市作为西部具有影响力的省会城市，积极响应国家缆线入地工程建设，开展试点城市建设，推进缆线入地进程，解决城市“马路拉链”“空中蜘蛛网”等问题，提升城市市政设施管理，保持路容完整和美观，确保城市环境良好，从而提升城市形象，增加城市外来投资吸引力，助力城市经济高质量发展。