电力电缆线路非开挖顶管区段运行管理措施的探讨

电力电缆线路非开挖顶管区段运行管理措施的探讨

梁健明

（佛山供电局输电管理所528000）

摘要：非开挖顶管技术又称水平定向钻技术，能够在不开挖或只开挖少量作业坑的条件下，穿越城市道路、公路、铁路、建筑物、河流等，完成管线的敷设，因而在城市管线施工中得到广泛应用。非开挖顶管技术为施工带来方便的同时，也对地下运行的高压电缆线路带来安全隐患，尤其是与电缆非开挖顶管区段交叉跨越时，外力破坏的风险最高。为减少电缆线路外力破坏事故的发生，加强对电缆顶管敷设区段的运行管理，本文结合佛山地区的电缆运行情况，对电缆顶管敷设区段管理存在的问题进行分析，并提出具体可行的防治措施与建议，以确保电缆设备的安全运行。

关键词：电力电缆；顶管；外力破坏；安全运行

0、引言

随着城市建设步伐的加快，各种市政管线在地下纵横交错、层叠密布，地面上的建筑物越来越多，路面交通愈趋繁忙，开挖施工容易导致破坏环境，引起交通拥堵，同时给人们的生活与工作带来诸多不便。非开挖顶管施工技术有着施工速度快，不影响地面设施，能够减少开挖，节省工程成本等优点，得到了管线施工单位的广泛认可。但与此同时，其广泛应用对已有地下高压电缆的安全运行存在着极大的潜在威胁，引起故障跳闸的情况时有发生。

1、运行概况

截至2015年底，佛山地区35kV以上高压电缆共198回，总长389公里，顶管182处，顶管总长度超过10km。据统计，2011年—2015年，与运行中电缆非开挖顶管区段交叉跨越的施工有103次，面对如此众多的交叉跨越施工，如何防止外力破坏，加强高压电缆非开挖顶管区段的运行管理、确保电缆安全运行，成为困扰电缆运行部门的一个难题。本文将通过分析两起高压电缆非开挖顶管区段发生的外力破坏事故案例，揭示导致此类事故的常见原因，进而提出防止此类事故发生的具体措施。

2、电缆顶管区段遭受外力破坏的典型案例：

2.1外单位顶管引起的外力破坏

2011年，燃气公司进行顶管施工，因顶管施工前未对顶管路径的其他管线进行探测，也没有核实现场高压电的准确位置，盲目施工致使110kV旭容线电缆B相跳闸，同路径的110kV华容线也受到不同程度的损伤。燃气公司为此次事故付出了100多万元的经济代价，故障处理持续了一个多月的时间。

2.2地质勘探施工引起的外力破坏

2011年，某设计院在220kV电缆通道路面进行地质勘探作业，勘探图纸所示勘探地点在220kV电缆顶管区段上方，现场警示标志清晰，施工单位勘探前没有通知电缆运维部门进行现场核实，现场作业人员鲁莽大意，并没有认真查看现场标识，施工前没有进行现场管线探测。勘探造成电缆主绝缘受损，外护套、金属护套、部分主绝缘缺失，剩余部分受损严重，最终导致220kV电缆线路跳闸。

3、事故原因分析

通过以上两起典型的外力破坏事件进行深入分析，并结合本人历年来电缆运行管理经验，电缆线路遭受外力破坏的主要原因可以总结为以下两个方面：

3.1外部原因

3.1.1施工单位安全意识淡薄

施工单位安全意识淡薄，缺乏对地下电缆管线的保护意识以及主动探测潜在危险的意愿。在未通知供电部门到现场核实电缆通道位置、未进行管线探测和未清晰电缆路径的情况下，漠视警示标志，强行施工，是导致此次事故发生的直接原因。

3.1.2现场安全管理缺失

业主单位的管理和监督不到位。现场监管人员走形式，未有要求施工单位严格按照流程施工以及做好对运行中电缆保护。监管单位在施工前未有召集施工路径所涉及的管线单位开协调会，导致施工单位无法与电缆运维部门进行有效沟通，错过了保护电缆的最佳时机。

3.2内部原因

3.2.1早期运行经验不足，技术手段有限

输电管理所电缆分部早期成立时，运行经验缺乏，电缆运维对顶管区段施工、验收重视程度不够。历史遗留的存量电缆顶管由于在过去缺乏相关管理规范及技术手段以及顶管施工单位技术装备的参差不齐、现场管理水平的落后等原因，没有形成对电缆顶管准确的平面布置、路径和地下断面图。已提交的竣工资料往往与现场实际有较大偏差。此外，由于顶管的位置一般埋深较深，局限于过去的管线探测仪器无法探得2.5米以下深度的电缆的位置，难以向在电缆保护区施工的单位进行准确的安全技术交底，增加了运维管理的难度；历史遗留存量的电缆顶管没有顶管工井，或因地表变化导致管口位置不清晰，缺乏有效的复测手段，难以对存量顶管进行复测。过去的管控手段不足，导致现存有部分电缆顶管区段路径不清晰、深度不准确。

3.2.2现状运行环境日趋复杂

随着城市的发展，各管线单位增供扩容，管线迁改，通道路径越来越少，顶管施工技术能够在非开挖的情况下穿过铁路、公路与其他管线交叉跨越而不影响其他设施，因而得到各管线单位的广泛使用，同时佛山地区电缆通道保护区范围顶管作业日渐频繁，运维难度越来越大。

3.2.3地面标志缺失

佛山地区各项基础设施建设热火朝天，因房地产建设、地铁施工、道路扩建而迁改的电缆不在少数，电缆线路运行在不稳定的通道范围内，地表施工频繁，地面标识、警示标牌经常遭受破坏。

4、电缆线路顶管区段外力破坏的防控措施

针对以上外力破坏发生的外部和内部原因，结合目前电缆线路运维工作的实际，本人有针对性地提出以下几点防控措施：

4.1外部措施

4.1.1建立工作负责人沟通平台

加强与其他管线单位施工负责人的联系，建立工作负责人联系平台，使其在施工动土前能将施工信息反馈给供电部门。所有管线单位施工前除了到规划部门申报规划许可外，还需将施工路径的坐标信息，位置信息，施工方法等相关资料提交到供电部门进行审批。供电部门应在施工单位施工前和施工时派员到施工现场与施工单位做好现场安全勘察，安全交底工作，将外力破坏防控关口前移。

4.1.2加强《电力设施保护条例》和《电力法》的宣传

利用新闻、网络、媒体等外部平台，以及各类施工工程协调会的机会，潜移默化，做好电力设施保护的宣传。加强在各施工单位中对典型事故的分析与总结，积极提高各施工人员的安全防范意识。对违反《电力设施保护条例》和《电力法》的施工单位和个人要加强处罚和执法力度，做到有法必依，违法必惩[1]。

4.2内部措施

4.2.1编制规范，控制增量。

组织编制《佛山供电局电力管线顶管技术指引》，对电缆顶管区段的设计、施工作出明确的指引。指引中应明确日后在佛山地区电缆顶管段的设计审图要求：

（1）两端顶管口留有顶管工作井，井内埋有电子标识器。

（2）利用备用管敷设示踪线，示踪线两端引出地面，工井内要预留接地极，供探测顶管位置时使用。

（3）顶管段路径埋有电子标识器，利用仪器可探测顶管路径以及深度。竣工验收前委托第三方完成顶管段轨迹复测，竣工资料移交时需包含顶管段的路径平面图以及路径断面图，图纸所示数据与复测结果一致。电子标识器施工单位要附上电子标识器的安装位置图以及经纬度数据。以此规范了电缆顶管区段运维管控模式，保证新增顶管路径清晰、位置准确、资料齐全、运行可控。

4.2.2整改存量问题。

全面梳理佛山现存顶管段的分布情况，包括两侧是否存在工作井、顶管路径、深度是否清晰、是否有标志、是否具有整改条件等等。开展路径探测工作，申购探测深度可达10米的电缆路径探测仪，以及管道内窥检测仪。仪器到位以后顶管探测能力将大幅提高，将探测数据和城市坐标相结合，能准确绘制顶管区段平断面图，有利于电缆日常运维和防止外力破坏。对于顶管路径埋深清晰、资料齐全的顶管段，通过修理项目完善沿线标志饼、标识钉、警示牌等。

4.2.3加强作业管理

发现施工单位在电缆顶管区段内施工，电缆运行人员要做好以下几步工作：

（1）了解对方施工单位的作业内容，与对方做好安全交底工作，签订《安全责任书》和《施工安全隐患告知书》；

（2）翻查顶管区段资料，现场探测电缆顶管区段路径、深度范围。

（3）要求对方施工单位提供电缆通道保护区范围施工的施工方案，方案中必须明确施工期间对运行中电缆所采取的保护措施，经部门审批同意后方可进行施工，如图1。

图1外施工单位提供的施工方案及施工批复表

（4）若现场干扰太大或顶管太深无法测量准确的通道位置时，需要求施工单位采用人工开挖、做沉井等探测方法核实电缆顶管的准确位置后才能进行施工。

4.2.4引入新技术，提高电缆运维水平

1）电缆通道高精度定位技术,如图2，采用载波相位动态实时差分定位技术（RTK）记录、测量、复原电缆通道的位置。应用全新的RTK空间定位技术，电缆通道的管理模式将由传统的图纸管理直接转变为更加直观的关键坐标管理；

图2电缆通道高精度定位技术

2）电缆通道建模技术。在开放的三维GIS平台上开展电缆通道三维建模技术研究。结合电缆通道高精度定位技术、探地雷达技术、管线探测技术、输电线路运行环境勘测技术等，收集电缆通道的关键空间信息，包括电缆路径关键坐标、电缆线路的敷埋深度、电缆跨路管线的断面信息和电缆线路与市政管线的跨越情况等。以电缆通道建模技术为基础建立电缆综合运维信息管理平台，逐步形成电缆通道系统化管理；

3）管道轨迹定位技术，结合三维陀螺、三维倾斜、三维加速度并配合行进里程进行高精度联合解算，通过对出入口绝对坐标的引入，可以获取顶管施工管线的精准空间位置坐标，为输电线路的安全运行提供技术支持和保障。

4.2.5开展送安全到现场活动

派遣运行人员到施工工地现场召开施工人员安全交底会，在线路施工黑点加强警示牌、标志的安装，张贴宣传贴纸；对市内几个主要的顶管施工单位进行走访，介绍高压电缆通道警示标识，通道保护区范围，高压电缆安全运行的重要性，发生外力破坏后的严重后果以及在高压电缆保护区范围施工报批手续；提高施工单位的对高压电缆的重视程度和施工安全意识，让更多单位及个人了解电力设施保护的意义，减少外力破坏的发生。

5、总结

本文通过分析两起电缆非开挖顶管区段事故的案例，揭示了电缆非开挖顶管区段事故的常见外部与内部原因，进而提出了具体的防控措施。自以上防控措施实施以来，从2012年至今，电缆分部所管辖的110kV以上高压电缆没有发生过一起外施工单位顶管外力破坏事件。与广东省内地市供电局相比，对于电缆顶管区段防外力破坏的管控措施处于领先的水平。防止外力破坏，提高电缆运维工作的专业化管理水平，一直是电缆运行管理的一项重要工作。防止外力破坏对电网系统运行有着重要的意义，同时也是一项长期的工作，只有在运维过程中不断积累、不断总结、与时俱进，才能适应时代发展的要求，保证电缆运行维护工作的效果。

参考文献：

[1]李文福，陈振，预防外力破坏，维护电网安全[J]