浅析城市电缆的敷设方式分类.doc

浅析城市电缆的敷设方式分类
本文转自论文发表，原文地址
摘要：城市电网电缆化可以合理利用城市地下空间、缓解城市发展与土地资源紧张的矛盾、提高土地利用率、实现城市的集约化和持续有序化发展。本文将对城市电缆的结构敷设方式进行分类阐述和分析。
关键词：城市电缆，敷设，隧道
前言：在城市负荷高密度的区域，土地资源极其珍贵,电力架空线走廊愈来愈受到限制,开发利用城市地下空间敷设电缆是电网建设的途径之一。城市电缆可以合理利用城市地下空间、缓解城市发展与土地资源紧张的矛盾、提高土地利用率、实现城市的集约化和持续有序化发展。
1城市电网建设现状及要求
随着国民经济的高速发展，我国电网规划建设的滞后已成为业界的共识。随着各地电源项目的陆续建成投产，输配电网建设滞后的矛盾将会进一步凸现，加快电网发展迫在眉睫，任务也十分繁重、艰巨，这也决定了未来几年电网改造必然加速。
目前我国供电网架相对薄弱，特别是城市电网的改造，难以适应各地电网建设的需要。随着电源建设的突飞猛进，如果现在不尽快弥补电网建设的缺口，今后不堪重负的电网将成为我国电力供应最大瓶颈。
因此，加大力度进行城市电网建设和改造优化势在必行。
2电网建设的电缆化趋势说明
在国内，随着城市基础设施规模的不断发展，作为电力、信息等产业的运行媒体，城市道路架空线的架设也随之得到迅猛发展，天空中象蜘蛛网一样的架空线造成了严重的视觉污染。随着台风、暴雨等极端天气的频繁出现，经常会发生压倒电线、造成居民停电的事故。电缆地下化，可以使城市的道路环境得到美化，电磁污染得到减少，增加土地的利用率，扩大供电容量，而且供电的可靠性和安全性更将得到提高。
在国外，许多发达国家的城市电网一直按电缆化的要求进行规划和建设，欧洲早在上世纪七、八十年代就开始研究并开展地下电缆建设，一方面是为改善城市环境、美化城市天空，另一方面更是为改变人类居住环境、保障人类健康安全，并为此而研究制定了许多相关的法律法规，以确保架空线不再继续在城市上空穿行，在居民密集区、旅游集散点架设。

从我国的国情出发，下列地区的中压配电网宜采用电缆线路：依据城市规划对于繁华地区、重要地段、主要道路、大中型住宅小区和市容环境有特殊要求的地区，架空线路走廊难以解决的地区，供电可靠性要求较高或重要负荷用户，重点风景旅游区的区段，沿海地区易受风暴侵袭的主要城市的重要供电区域。
电缆线路是城市电力网的重要组成部分，许多发达国家的城市电网一直按电缆化的要求进行规划和建设。从我国的国情出发，下列地区的中压配电网宜采用电缆线路：依据城市规划对于繁华地区、重要地段、主要道路、大中型住宅小区和市容环境有特殊要求的地区；架空线路走廊难以解决的地区；供电可靠性要求较高或重要负荷用户，重点风景旅游区的区段；沿海地区易受风暴侵袭的主要城市的重要供电区域。电缆线路是城市电力网的重要组成部分。
3国内外研究开发水平和发展趋势
国外随着城市（尤其是大城市、特大型城市）的供电线路密度加大和电力需求的增长，将超高压线路引入市中心，推动了超高压地下输电系统的发展，相继建成了不同电压等级的电缆线路，经过几十年的发展，电缆敷设已经形成了比较成熟的建设模式和分析计算理论。
国外的城市电缆线路主要以隧道形式为主，隧道建设技术主要为日本、美国、德国、法国等国家所掌握，他们可以根据不同的地质条件和不同的工程对象，以及使用单位的不同要求，设计并建造不同直径、不同类型、以及有特殊要求的隧道，以满足用户的需要，其生产设备和工艺水平居世界前列。同时这些国家在从实践到理论、再从理论到实践的长期反复探索过程中，逐渐形成了一套针对本国地质条件的设计理论、模拟试验方法和系统的经验数据。
国内电缆线路及隧道建设起步较晚，从20世纪50年代开始隧道技术的研究和应用，与国外相比，我国现代电缆线路及隧道隧道的研究在适应性设计、模型试验与系统仿真等方面，仍存在着一定的差距。
4城市电缆的敷设方式分类
城市地下电缆的敷设方式主要有直埋敷设、电缆槽敷设、排管敷设、电缆沟敷设和电缆隧道敷设等。
直埋敷设一般较易实施，适用于较易开挖的人行道下和建筑物的边沿地带，具有投资少的显著优点。但随着城市建设的发展，已出现频繁开挖地段中电缆受外力破坏事故增多的趋势。

电缆槽敷设的优点是不受不良地质的影响，对电缆有良好的保护作用，且混凝土电缆槽的质量有保障，使用寿命长。电缆槽内敷设电缆不需要支架，工程量少，施工简便，进度快。电缆槽适合电缆较少的重要客户。

排管敷设适用于敷设电缆条数较多，且有机动车通过等重载地段，如：市区道路、穿越公路、穿越绿化带、穿越建筑物等。

电缆沟敷设不推荐在城市配电公用电缆网中采用，仅适用于不能直埋，且无机动车通过的通道，如人行道等。水下电缆相互间严禁交叉、重叠，相邻的电缆应保持足够的间距。

隧道敷设适用于穿越河道及重要道路且电缆条数多的地段。城市建设中采用公用性隧道配置各类管线，比分开配置占用的地下空间小，尤其是能避免反复开挖，减少对城市交通的影响，便于巡视检查和维护，具有显著的社会和经济效益。

综上所述，各种敷设方式都有自己的优势和缺陷，应结合我国城市发展的现状：由于城市电缆建设规划的起步较晚，城市规划中未预留相应空间，造成电缆的敷设在路径线上常与已建地下建筑物交叉的情况，增大了建设的难度；选用最合适的电缆敷设方式。
附表1：
电缆敷设方式分类比较表

直埋
电缆槽
排管
电缆沟
电缆隧道
电压等级
低
高
高
高
高
电缆容量
少
1～2回
1～6回
1～8回
1～200回

运行维护
易受损，保护性差
保护性好（但应避免载重车通行）
保护性好，占用空间小，运行可靠；散热差，维护费用高；
维护便利；
散热差，易积水；
保护性好，运行可靠；散热及通风条件较好；
环境影响
小
较大
较小
较大
小
施工难度
简便
简便
较复杂
简便
复杂
工期
短
短
长
短
长
造价
低
较高
较高
较高
高
附表2：
电缆隧道分类比较表

暗挖法（矿山法）
盾构法（顶管法）
明 挖 法
方法概要
有效地利用隧道周围围岩自有的稳定性，开挖后通过喷射混凝土施工、岩锚、钢支护等支护方法确保围岩的稳定性而进行开挖
将盾构（顶管）机在地中推进，通过盾构（顶管）外壳和管片支承四周围岩防止土砂溃塌进行隧道施工
从地面向下开挖，在所定的位置建造隧道，通过回填恢复地表面的原状
适用地质
适用于硬质岩石到第三纪软岩范围的围岩
适用于第四纪冲积层、洪积层，以未胶结的土砂围岩为主要适用对象
一般来说不受地质条件的限制
地下水措施
需要采用化学注浆进行止水，井点降水、排水隧道等辅助措施进行排水
闭胸式盾构（顶管）一般不需要辅助措施
需要采取增降低地下水以及实施地基加固等辅助措施
隧道埋深
一般大于2D（隧道直径）
最小覆盖深度一般大于隧道直径
最小覆盖深度在施工上没有限制
断面形状
以隧道顶部取拱形断面为原则，施工中间可以进行断面的变化
以圆形为标准，少量使用矩形；施工中间一般难以变化断面
一般为矩形，可以适用于复杂的形状
断面大小
一般在150m2以内，通过变化支护和开挖方法可以在施工中变化断面积
在施工实例中，顶管最大直径达到5m，盾构最大直径达到14m
对于断面大小和断面变化从施工上没有限制
平面布置
没有施工上的限制
宜直线顶进，或较大曲率半径
没有施工上的限制
对周围的影响
工作井部外不影响交通。噪声，振动只发生在工作井口可用防音墙、防音房处理
除工作井部外极少影响交通；噪声，振动只发生在工作井口可用防音墙、防音房处理
对路上交通的影响很大；在各施工阶段都要采用相应的防噪声，振动措施
附表3：
明挖法隧道常用断面内尺寸及敷设电缆回路数参考值
序号
内宽
内高
敷设电缆回路数
mm
mm
220kV
110kV
1
2500
3700
4
8
2
2500
3300
4
6
3
2500
3000
6
2
4
2500
2800
2
6
5
2500
2400
2
4
盾构法隧道常用断面内尺寸及敷设电缆回路数参考值
序号
内径（mm）
敷设电缆回路数（回）
220kV
110kV
1
5400
6
8～12
2
5400
4
8～12
3
3500
6
2
4
3500
4
4
5
3500
2
6
顶管法隧道常用断面内尺寸及敷设电缆回路数参考值
序号
内径（mm）
敷设电缆回路数（回）
220kV
110kV
1
3500
6
2
2
3500
4
4
3
3500
2
6
4
3000
4
2
5
3000
2
4
参考文献
1、电力工程电缆设计规范，中国计划出版社，2007.
2、隧道标准规范（盾构篇）及解说，（日）土木学会，中国建筑工业出版社.
3、隧道标准规范（山岭隧道篇）及解说，（日）土木学会，中国建筑工业出版社.
4、顶管施工技术及验收规范，人民交通出版社.
5、夏明耀，曾进伦.地下工程设计施工手册.中国建筑工业出版社，1999.
6、地基基础设计规范，上海市工程建设规范，1999.
7、基坑工程手册，刘建航，侯学渊，1998.

6