输变电工程中优质预制式电缆隧道的研究

输变电工程中优质预制式电缆隧道的研究

薛东

国网宁夏电力有限公司 宁夏银川 750001

摘要：为了解决输电线路工程通道紧张、提高变电工程寿命、提高工厂化率、降低施工对周围环境影响、降低后期维护成本、改善后期维护环境、适应智能化巡检等问题，在输变电工程中进行优质预制式电缆隧道的研究具有重要的现实意义。

关键词：电缆构筑物；结构型式；技术分析

1 研究背景

随着城市进程的快速发展，为解决城市人口、环境和资源三大危机，地下空间的开发利用显得尤为重要。1991 年在东京召开地下空间利用国际学术会议上通过了“东京宣言”，提出了这样一个观点：21 世纪是人类地下空间开发利用的世纪。目前，城市地下管网的发展规模、管线铺设、维修和更换过程中对城市交通、环境的影响及对人们生活、工作的干扰，已成为衡量一个城市基础设施完善程度和城市管理水平的重要标志。

在输电线路工程中，摆在城市电网建设面前的有两个重要问题：第一，电力负荷高速增长和电力通道资源相对稀缺的矛盾；第二，满足城市绿色环保生存空间与高标准景观的需求。架空高压输电线路安全性低、缺乏抗灾能力、影响城市美观，最重要的是架空高压线制约了城市地上、地下空间的综合开发利用，因架空高压线穿越，路径两旁的土地开发利用价值大打折扣，尤其在土地资源稀缺的城市。架空高压线因其保护高度、控制宽度的限制，线位下大面积的优质土地资源得不到有效利用，土地开发利用价值得不到彰显。针对以上问题，在城市地区采用电力隧道输送电能，是一种有效的解决方法。

在变电工程中，电缆沟作为变电站实现智能化的重要手段在输变电工程中被赋予了更高的技术和质量要求，主要表现在新型智能变电站设计往往要求站内电缆沟纵横交错数百米以满足复杂信号传输的需要，可靠送电也要求电缆沟能够为沟内各种电缆及信号载体提供长期、稳定的工作环境。同时，电缆沟作为变电站土建工程中的重要施工内容，对土建工程进度和工程整体质量都有着重要的影响。变电站工程质量、施工效率以及环境影响等问题越来越被广泛重视。传统电缆沟施工一般采用砖砌电缆沟或现浇混凝土电缆沟，由于施工工期长、易受低温阴雨天气影响等原因已较难满足新型变电站施工的需要，对于扩建工程等施工周期短的特殊情况下施工更是受到诸多限制。

随着资源节约与环境友好型社会建设的逐步推进，变电站建设模式必须走向减少土地占用、降低工程造价、缩短建设周期、可工业化生产制作、减少土石方量、降低运行维护成本和延长使用寿命的发展模式。2011年，国家电网公司基建部下达1515号文《国家电网公司关于进一步提高工程建设安全质量和工艺水平的决定》，2012年，下达386号文《关于印发国家电网公司输变电工程提高设计使用寿命指导意见的通知》，文件中明确要求：“公司输变电工程使用寿命的目标是：新设计建设的输变电工程建构筑物使用寿命达到60年以上……”。并要求输变电工程应从工程设计和建设环节，重点针对输变电工程建构筑物、电气设备、工程材料三个方面，提出提高工程使用寿命的技术要求。随着国家电网“三型两网”工作的开展，全预制装配式变电站已经成为了今后变电站建设的主流模式，装配式变电站是一种采用模块化设计、工厂化制造、现场车间式装配、机械化施工程度很高的建筑方式，这种方式大大减少了变电站的占地面积，低耗能、高质量、受季节影响小，大幅缩减建设工期。

2 电缆构筑物型式介绍

受到内外部条件的影响，电缆的敷设方式不同，比较常见的有直埋敷设、排管敷设、电缆沟敷设、隧道敷设、桥梁敷设、垂直敷设等。出于工程技术和实际需求的考虑，输电线路工程中的电缆敷设以直埋敷设、排管敷设、电缆沟敷设这 3 种最为常用，变电工程中已电缆沟敷设最为常用，近几年由于路径通道紧张、工程建设要求的提高，电缆隧道敷设也经常使用。每种电缆敷设方式都有自身的显著优势，也有明显的不足，因而适用的条件也不尽相同。电力工程电缆敷设方式的选择，除了与敷设方式本身的适用条件和优缺点密不可分，还受到城市规划和经济效益的重要影响。

2.1 直埋敷设

直埋方式是将电缆直接埋设于土中、埋设于预制槽盒中及埋设于砖砌槽盒中等敷设方式。电缆直埋敷设一般用于电缆数量少、敷设距离短、地面荷载比较小等地方，路径应选择地下管网比较简单、不易经常开挖和没有腐蚀土壤的地段。一般由地面至电缆外护套顶部的距离不小于0.7m，当位于行车道或耕地下时不小于1m，在引入建筑物、与地下建筑物交叉及绕过建筑物时可浅埋，但应采取保护措施。直埋敷设应避开含有酸、碱等强腐蚀或杂散电流电化学腐蚀严重影响的地段。

2.2 电缆保护管

按照规划电缆根数，一次建成多孔管道的电缆构筑物。包括排管、非开挖管等形式。排管敷设相对于直埋敷设，可敷设的电缆根数较多，主要可适当预留通信通道和备用孔，但排管敷设需要在一定的距离内设置工作井，造价相对高。

2.3 电缆沟敷设

封闭式不通行但盖板可开启的电缆构筑物，且布置与地坪相齐或稍有上下。这是一种常用的敷设方式，敷设的电缆数量较大，并且不需要开挖就可以随时增加、减少电缆的条数，非常便捷高效。沟道形成了良好的保护屏障，对外力破坏具有良好的抵御能力，防火性能也比较优越。和其他敷设方式相比较，电缆沟敷设的沟内空间比较大，方便人员、机器的进入和通过，方便敷设，也有利于开展检查维护工作。

2.4 隧道敷设

容纳电缆数量较多，有供安装和巡视方便的通道，且是全封闭性的电缆构筑物。有时电缆的敷设需要穿越河道，而且电缆数量密集，所以隧道敷设应运而生。尤其在某些地段，地下管线特别集中，为电力布局带来巨大困难，就需要建设地下走廊，较大的空间可以满足各种管线需求。这种敷设方式地下空间大，施工人员和机器方便出入，也有利于平时的检修和排查工作，同时对外力的抵抗能力也比较强。

2.5 变电站装配式电缆沟

智能化变电站建设的逐渐发展和推广使新建变电站的智能化、信息化水平逐渐升高，电缆沟作为变电站实现智能化的重要手段在输变电工程中被赋予了更高的技术和质量要求，主要表现在新型智能变电站设计往往要求站内电缆沟纵横交错数百米以满足复杂信号传输的需要，可靠送电也要求电缆沟能够为沟内各种电缆及信号载体提供长期、稳定的工作环境。同时，电缆沟作为变电站土建工程中的重要施工内容，对土建工程进度和工程整体质量都有着重要的影响。变电站工程质量、施工效率以及环境影响等问题越来越被广泛重视。传统电缆沟施工一般采用砖砌电缆沟或现浇混凝土电缆沟，由于施工工期长、易受低温阴雨天气影响等原因已较难满足新型变电站施工的需要，对于扩建工程等施工周期短的特殊情况下施工更是受到诸多限制。

2.6 混凝土电缆隧道

目前国内市场中的电缆隧道多以现浇混凝土电缆隧道和预制混凝土电缆隧道为主，现浇混凝土电缆隧道相比于预制混凝土电缆隧道而言，施工周期较长，施工难度较大，受外界施工环境影响因素较多。而预制混凝土电缆隧道的构配件则可以进行工厂化生产，现场机械化组装。施工周期短，施工方法简单，受外界施工环境影响因素较少。

结语

总结归纳了常见电缆构筑物（穿管直埋、排管、电缆沟、隧道）的优缺点，提出需求。为输变电工程中优质预制式电缆隧道的研究提供理论性基础。