電纜入綜合管廊之探討

■ 徐 劍 胡 萍 劉應(yīng)明

隨著國(guó)家積極鼓勵(lì)高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)城市基礎(chǔ)設(shè)施，綜合管廊建設(shè)成為我國(guó)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)補(bǔ)短板的重要工程。2016年5月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國(guó)家能源局發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)電力管線納入城市地下綜合管廊的意見（建城[2016]98號(hào)）》，提出鼓勵(lì)電網(wǎng)企業(yè)參與投資建設(shè)運(yùn)營(yíng)城市地下綜合管廊，共同做好電力管線入廊工作。意見指出，電力等管線納入管廊是城市管線建設(shè)發(fā)展方式的重大轉(zhuǎn)變，有利于提高電力等管線運(yùn)行的可靠性、安全性和使用壽命；對(duì)節(jié)約利用城市地面土地和地下空間，提高城市綜合承載能力起到關(guān)鍵性作用，對(duì)促進(jìn)管廊建設(shè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

國(guó)家建設(shè)綜合管廊近年來的實(shí)踐證明，建設(shè)電纜隧道的路由已經(jīng)成為綜合管廊建設(shè)的重要路由。本文綜合考慮電纜入廊的安全性、可行性及實(shí)用性討論電纜入廊的要求及方法，并根據(jù)相關(guān)爭(zhēng)議問題進(jìn)行探討，提出相應(yīng)的思路和想法。

一、電力電纜入廊技術(shù)分析

（一）電力電纜入廊優(yōu)勢(shì)

電力管線在綜合管廊內(nèi)可以靈活布置、不易受綜合管廊縱橫斷面變化限制的優(yōu)點(diǎn)，而且傳統(tǒng)的埋設(shè)方式受維修及擴(kuò)容的影響，造成挖掘道路的頻率較高。110kv電纜因載流量相對(duì)較小，傳統(tǒng)采取穿管敷設(shè)、在空氣中敷設(shè)、在砂土中敷設(shè)、與10kv電纜同溝敷設(shè)等多種方式，而220kv及500kv電纜因載流量及散熱要求，敷設(shè)條件比較嚴(yán)格，在空氣中敷設(shè)，才能達(dá)到設(shè)計(jì)載流量，而要求地下通道是連續(xù)通道，中間不能出現(xiàn)管道連接的路段，因此在國(guó)內(nèi)許多大中城市都建有不同規(guī)模的電纜隧道和電纜溝。綜合管廊較電纜隧道及電纜溝有更大的空間，便于檢修維護(hù)擴(kuò)容等，從技術(shù)和維護(hù)角度而言納入綜合管廊具有優(yōu)勢(shì)，建設(shè)綜合管廊可以滿足各類電纜敷設(shè)的要求。

（二）超高壓電纜入廊技術(shù)分析

按照《城市電力規(guī)劃規(guī)范》，500kv高壓線走廊寬度為60m ～ 75m， 1km500kv 高壓線進(jìn)綜合管廊后， 可釋放約 5 ～6.5公頃土地，對(duì)土地資源緊缺的城市尤為重要，同時(shí)也能解決經(jīng)過主次干道管位布置問題。因此，通過綜合管廊作為電力管線的載體，能夠充分利用地下立體空間放置各類管線，減少車行道下敷設(shè)的管線。

500kv電纜作為整個(gè)城市重要的電力來源，由于輸送的電流過大，因此對(duì)環(huán)境的要求較高，500kv電纜在建設(shè)中的應(yīng)用較少，入廊案例較少。深圳市某區(qū)鑒于規(guī)劃高壓電力通道沿線均為現(xiàn)狀工業(yè)區(qū)和住宅區(qū)，為優(yōu)化區(qū)域電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，節(jié)約土地資源，提高電網(wǎng)供電安全水平，將500kv電纜納入綜合管廊，在電力管線4回500kv電纜入廊采用獨(dú)立成艙且分艙布置的方案，設(shè)置2個(gè)超高壓電力艙，一用一備，以防發(fā)生故障造成城市電力系統(tǒng)癱瘓，并結(jié)合國(guó)內(nèi)500kv電纜隧道滅火設(shè)施實(shí)例，設(shè)計(jì)在500kv超高壓電力艙中采用細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。

（三）高、低壓電力電纜同艙技術(shù)分析

1.高、低壓互相干擾

高壓電纜電流小，溫度不高，低壓電纜電流大，溫度高。溫度高的低壓電纜放在上面，便于通風(fēng)散熱。高、低壓混合敷設(shè)時(shí)級(jí)電壓線路之間因電極不同對(duì)環(huán)流有較大影響，高、低壓之間間距越小環(huán)流越大，環(huán)流增大會(huì)增加電纜能耗，高、低壓電纜之間盡量保持最大間距，適當(dāng)增加接地電阻可減少環(huán)流影響。

2.電力事故發(fā)生率高

當(dāng)電力電纜數(shù)量較多、通常超過6回時(shí)，將高壓220kv/110kv與低壓20kv/10kv單獨(dú)設(shè)置一個(gè)艙位并同艙敷設(shè)，實(shí)際就是分隔成為一個(gè)電力專用艙室。當(dāng)電力全部同艙敷設(shè)，面臨的最大問題便是安全運(yùn)營(yíng)，電力艙空間較大，10kv電纜集中成排布置，產(chǎn)熱較多，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)營(yíng)，電纜產(chǎn)生的高溫持續(xù)在艙內(nèi)聚集，一旦發(fā)生火災(zāi)，將隨著電纜艙室的走向迅速蔓延燃燒，釋放大量有毒氣體、濃煙。通常通過溫感電纜、自然通風(fēng)輔助機(jī)械通風(fēng)、防火分區(qū)及監(jiān)控系統(tǒng)來保證電力管線的安全運(yùn)行。

電力事故主要是接地故障造成的人員及其它管線傷害的問題，至于電纜縱向感應(yīng)電壓所造成的端末設(shè)備障礙問題，因其安全長(zhǎng)度大于干擾安全長(zhǎng)度，故在解決干擾問題時(shí)即可同時(shí)解決本問題，且電纜接地措施可免除縱向感應(yīng)電壓對(duì)人員的接觸電壓傷害，故電力事故災(zāi)害的防護(hù)措施應(yīng)以防范接地故障相關(guān)問題為重點(diǎn)，主要包括：人員安全的防護(hù)、高壓閃絡(luò)及爆裂的防護(hù)、漏電的防護(hù)，110kv及220kv電力艙自動(dòng)滅火系統(tǒng)采用超細(xì)干粉自動(dòng)滅火系統(tǒng)，滅火設(shè)計(jì)濃度取0.18kg/m3。

對(duì)人員安全的威脅主要來自“接觸電壓”和“跨步電壓”，這兩種電壓皆因較大的地電流導(dǎo)致綜合管廊內(nèi)各處均可能有電位差的存在，一旦此電位差出現(xiàn)在人員手足之間則可能造成接觸電壓傷害，而若出現(xiàn)在雙足之間則可能造成跨步電壓的傷害。防止此事故發(fā)生可由減少地電流、消除電位差及加強(qiáng)絕緣三方面進(jìn)行，前者是通過各種“地電流的疏導(dǎo)措施”減少接地故障電流流入溝內(nèi)結(jié)構(gòu)物，消除電位差的做法是使人員與接觸物之間加強(qiáng)絕緣阻抗以阻止電流流入人體造成傷害。施工人員穿著互連性好的導(dǎo)電衣褲及手套和導(dǎo)電鞋則可維持身體各部位同電位，當(dāng)接地故障發(fā)生時(shí)，電流流過導(dǎo)電衣褲形成的回路，不經(jīng)過人體可確保人身安全，但此項(xiàng)措施不能影響施工。在可能出現(xiàn)高電位差的位置通過加強(qiáng)絕緣，可使流入人體的電流減少，而增強(qiáng)人員的耐壓能力。

漏電現(xiàn)象基本上是一種高阻抗接地故障，因電流不大，不易由電力系統(tǒng)的斷路器切離，故往往使漏電持續(xù)存在而不知，一旦人員碰觸即造成傷害，在有高壓電纜的場(chǎng)所應(yīng)明確標(biāo)示其位置及各種注意事項(xiàng)和安全措施。

3.電力、通信同艙技術(shù)分析

綜合管廊電力通信艙通常重要收容電力與通信電纜，同軸通信電纜與電力電纜之間存在嚴(yán)重的電磁干擾。根據(jù)新版《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》（GB50838-2015），110kv及以上電力電纜不應(yīng)與通信電纜同側(cè)布置。即使要共同敷設(shè)，又必須保持一定的凈距。

（1）電力、通信電磁干擾。對(duì)于傳統(tǒng)的金屬通信管線，容易受到電力產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾，電壓越高，產(chǎn)生的磁場(chǎng)越強(qiáng)烈。由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，目前信息傳輸載體的介質(zhì)已越來越多地采用光纜，材料的革命，徹底解決了上述相互干擾的問題，即信息管線介質(zhì)為光纜時(shí)，通信和電力纜線兩者間的相互干擾問題可以忽略不計(jì)，無需采取特殊的技術(shù)措施，就可以共同敷設(shè)。從總體而言，以光纜作為信息傳輸?shù)奈镔|(zhì)載體，已成為21世紀(jì)信息革命的趨勢(shì)和潮流，目前市政道路下已全部光纖化。

若仍需采用同軸電纜作為信息傳輸?shù)奈镔|(zhì)載體時(shí)，可以通過以下的技術(shù)方案，來消除電力與通信電纜間的電磁干擾問題。在管廊內(nèi)部增設(shè)各種導(dǎo)體，可改善磁場(chǎng)屏蔽效果，其原理主要是產(chǎn)生感應(yīng)電流磁場(chǎng)以抵消部分干擾源磁場(chǎng)。電力電纜加強(qiáng)屏蔽的措施：屏蔽層或中性導(dǎo)體直接并聯(lián)導(dǎo)體，且互連多重接地；使用導(dǎo)體材料（金屬材料）做電流架或電纜槽，此金屬架（槽）必須在縱方向電性連接良好且實(shí)施多重接地。通信光纜加強(qiáng)屏蔽的措施：增加專用屏蔽導(dǎo)線，此導(dǎo)線應(yīng)多重接地；使用導(dǎo)體材料（金屬材料）做電流架或電纜槽，此金屬架（槽）必須在縱方向電性連接良好且實(shí)施多重接地。

綜合管廊結(jié)構(gòu)屏蔽措施：廊體結(jié)構(gòu)鋼筋做良好的電性連接，使用焊接或熔接技術(shù)，連接廊體鋼筋。尤其在縱方向的主鋼筋應(yīng)實(shí)施此種連接；預(yù)埋接地導(dǎo)線，可使用裸銅線埋設(shè)于廊體底部，一方面做屏蔽導(dǎo)體，一方面提供各種接地連接，效果最為顯著。

（2）通信管道功能弱化。電力、通信分別布置在道路兩側(cè)時(shí)，兩者通道均按各自的特點(diǎn)、功能需求而量身定制，敷設(shè)環(huán)境比較好，是一種成熟、穩(wěn)定的做法。電力管線較通信管線尺寸較大，抵抗外力損害能力較強(qiáng)，耐水性較弱。電力、通信同艙敷設(shè)時(shí)，由于電力系統(tǒng)作為城市的主要的基礎(chǔ)設(shè)施，通信線路通常在管廊內(nèi)的功能需求被弱化，當(dāng)管廊內(nèi)完全敷設(shè)并預(yù)留一定的空間以后，剩余空間作為通信線路的敷設(shè)位置。通信管線自身結(jié)構(gòu)不如電力纜線外表結(jié)構(gòu)結(jié)實(shí)，容易受到電力纜線施工過程中的表面損傷，造成通信管線功能受到影響。

4.兼容性分析

電力、通信納入管廊內(nèi)部，管線之間性質(zhì)各異，可能存在互相干擾，甚至發(fā)生災(zāi)難事件，但可采取相應(yīng)措施改善，達(dá)到同艙敷設(shè)目的。在具體規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)各工程的實(shí)際情況，先確定各入廊管線獨(dú)自敷設(shè)一艙還是處于同一艙室內(nèi)。若強(qiáng)弱電纜處于同一艙室內(nèi)，為避免電力、通信管線的相互干擾，必須采用屏蔽措施，同時(shí)注意施工質(zhì)量，并加強(qiáng)維護(hù)管理，避免產(chǎn)生爆管事故。

二、復(fù)合型纜線管廊適用性分析

（一）復(fù)合型纜線管廊定義

在《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》（GB50838-2015）中，對(duì)纜線管廊進(jìn)行了定義，即采用淺埋溝道方式建設(shè)，設(shè)有可開啟蓋板但其內(nèi)部空間不能滿足人員正常通行要求，用于容納電力電纜和通信線纜的管廊。但是在現(xiàn)有規(guī)范定義的纜線管廊中，加入小口徑（一般不大于DN400）的給水管或再生水管，纜線管廊的作用將會(huì)更突出，如圖所示。這類纜線型管廊可以稱為“復(fù)合型纜線管廊”。

其深度一般在2米以內(nèi)，設(shè)有可開啟蓋板；工作通道不要求通行，無照明、通風(fēng)等附屬設(shè)施。電力管線不超過24回，通信管線不超過12孔，給水管道、再生水管道等管徑不大于DN400。具有投資省、空間集約、實(shí)施性好等特點(diǎn)。

復(fù)合型纜線管廊斷面示意圖

（二）纜線管廊適用性

纜線管廊適用于舊村綜合整治等道路狹窄區(qū)域或者埋置深度受限的地區(qū)，如城市一般居住區(qū)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、城中村等管線需求少、道路寬度有限的地區(qū)。復(fù)合型纜線管廊還可以作為綜合管廊與地塊或者建筑內(nèi)部連通一種形式，用于解決綜合管廊與周邊用戶銜接的問題。

盡管復(fù)合型纜線管廊具有諸多優(yōu)勢(shì)，但是在應(yīng)用過程中仍存在部分爭(zhēng)議，主要的爭(zhēng)議點(diǎn)集中在其規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、安全及運(yùn)營(yíng)維護(hù)等方面。為了能更好地應(yīng)用復(fù)合型纜線管廊，建議國(guó)家制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)試點(diǎn)建設(shè)復(fù)合型纜線管廊積累經(jīng)驗(yàn)。

（三）纜線管廊缺點(diǎn)

纜線管廊建設(shè)形式與電纜溝基本相同，端頭、轉(zhuǎn)角、管溝銜接處與鄰近的雨水井連通，不是封閉式管理，不利于通信線路安全。纜線管廊內(nèi)不要求設(shè)置照明、通風(fēng)、監(jiān)控等設(shè)備，其中敷設(shè)有長(zhǎng)途、中繼等通信線路，一旦電纜起火，燒壞通信線路，將造成大面積的通信事故。

纜線管廊活動(dòng)蓋板無法上鎖，難以防止通信運(yùn)營(yíng)商私自敷設(shè)通信線路，不便于通信線路管理收費(fèi)，且通信線路敷設(shè)較為頻繁，蓋板較容易損壞。對(duì)道路地下空間集約節(jié)約效果不明顯，在規(guī)劃電纜數(shù)量多、通信管道容量大的路段，若采用大型的纜線管廊，則在經(jīng)濟(jì)效益及對(duì)地下空間利用方面比傳統(tǒng)的電纜溝通信管道方式?jīng)]有顯著優(yōu)勢(shì)。斷面較大的纜線管廊需占用道路綠地或樹池空間，對(duì)城市景觀影響較大。

三、思考與建議

1.隨電纜隧道建設(shè)是建設(shè)綜合管廊的主要實(shí)施時(shí)機(jī)，建議同一規(guī)劃路由的電力管線均應(yīng)在管廊內(nèi)敷設(shè)，同時(shí)預(yù)留空間，節(jié)約土地資源，便于維修電纜和擴(kuò)容。

2.500kv超高壓電纜入廊，需獨(dú)立成艙，同時(shí)為了供電安全性，需設(shè)置兩個(gè)超高壓艙室，并配備自動(dòng)及手動(dòng)滅火系統(tǒng)。

3.當(dāng)管廊內(nèi)電力線路滿載容量能100kv/220kv電纜超過6回，宜單獨(dú)設(shè)艙，艙內(nèi)若有空間，可布置10kv/20kv低壓電力管線，并布置于高壓電力管線上方，保持一定的安全距離。

4.電力、通信管線同艙敷設(shè)時(shí)，應(yīng)盡量分兩側(cè)敷設(shè)，采取防止電磁干擾措施；施工、維護(hù)過程中，對(duì)通信線路進(jìn)行一定保護(hù)。

5.纜線管廊可能存在管理上沖突，規(guī)模越大，矛盾激化的可能性也越大。由于功能需求不同，兩種纜線在建設(shè)和管理上存在差異，而纜線管廊無法較好地滿足兩種需求，是否大規(guī)模推廣纜線管廊還需討論。