中心城区电力电缆隧道线路设计初探.pdf

2 0 1 5 年 1 月第 l 期 城 市道桥 与 防洪 相关专业1 7 5 中心城区电力电缆隧道线路设计初探 石 红 ， 方 琦 ( 上海 市政 交通设 计研 究 院有 限公 司 ， 上 海市 2 0 3 0 ) 摘要 ： 随着城市建设的不断发展、 城市化程度不断提高 ， 导致用 电负荷快速增长， 大截面电缆输电方式逐渐得到广泛应用 ； 同 时， 随着人们对环境、 景观的高标准要求 ， 在中心城区架空敷设电缆已无可能， 采用电力电缆隧道敷设大截面电缆得到推广。针对 中心城区地下构筑物众多 、 地下空间紧张的复杂地下环境 ， 初步讨论如何合理的选择电力电缆隧道的走向及线路， 切实可行实施 大截面电力隧道 ， 确保满足中心城区用电负荷的快速增长的同时， 最大限度降低电力电缆隧道施工、 运营期间对城市环境 、 景观等 方 面的影 响。 关 键词 ： 电力电缆 隧道 ； 线 路设计 ； 纵断设 计 ； 工作 井 中图分 类 号 ： T M7 2 文 献标 志码 ： B 文章编 号 ： 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 5 ) O 1 0 1 7 5 0 3 1 电力电缆隧道发展与现状 1 1 电力电缆隧道简 介【 ， 】 参照 中国电力百科全书 ( 输电与配电卷) ， 关 于电力 电缆隧道有如下解释 ： “ 电缆隧道敷设方式是将电缆敷设在地下隧道 内的一种 电缆安装 方式 ， 用于 电缆线 路较多( 如发 电厂或变 电所的 出线1 和电缆线路路径不易开挖的 场所( 如过江隧道、 机场跑道隧道等) 。” “ 为敷设电缆线路而建的专用隧道也称电缆隧 道 ，一般 为钢筋混凝土结构 ，也有砖砌 或钢管结 构 ” 。 1 2 国内外电力电缆隧道的发展与现状 随着城市化快速发展， 电力电缆隧道在国内外 大都市的中心城区内发挥着越来越重要的作用 。 日本东京 中心城 区超 高压终 端变 电站 的电源进 线 以及 高中压供 电网络电缆 ，主要依靠 电力 电缆 隧 道进行 敷设 ； 在 我 国的北京 、 上海地 区 ， 随着城 市 发展 的需要 ， 也敷设 了越来越多 的电力 电缆 隧道 ， 而且 ，电力 电缆 隧道不仅仅 用于终端变 电站 的进 出线 ，在一些超 高压长距离输 电线路 中也逐步 得 到应用。 2 电力电缆隧道线路设计简介 电力电缆隧道工程主要分为隧道工程和电缆 工艺两部分，隧道工程设计需以电缆工艺设计为 基础。而隧道工程设计包括线路设计 、 隧道结构设 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 8 1 2 作者 简介 ： 石红 ( 1 9 6 6 一 ) ， 女 ， 上海人 ， 高级工 程师 ， 从 事给 排 水设计 工作 。 计、 附属设施设计等内容。其中， 线路设计是结构 设计及附属设施设计 的基础 ， 线路选择 的优劣直接 决定工程是否可行及工程实施 的难度。 在城郊及野外地 带 ，因受施工 用地及周边景 观 、 环境影 响较小 ， 电力 隧道线路设计往往 比较简 单， 满足城市总体规划及电网规划要求即可。但在 中心城区 ， 受地下 障碍物 、 城市景观 、 环境 、 拆迁工 作量 、施工场地等 因素 限制 ，对线 路设计要求较 高 ， 须将隧道选线作为一专项 内容进行研究 。 电力 电缆隧道线路设计 主要 内容是 确定线路 的平面走 向、 竖 向标高 、 工作 井 ( 施 工期 间作 为施 工 工井 ， 运 营期 间是 作为投 料 口 、 通 风 口、 人 员 出 入 口等) 的位置及布置。电力电缆隧道属于公用基 础设施 ( 电力管线) ，一般应位于道路红线范围内 或路侧绿化控制范围内； 通风口及人员出人 口属于 地面建筑， 需结合工作井处环境及景观要求予以设 计 ， 一般应位于道路红线外。 3 电力 电缆 隧道 线路 设计重 要性 3 1 与规划相结合 ， 最大限度辐射服务范围 电力 隧道作 为城 区变 电站 出线通道及连接 两 座远距离变 电站之 间的通道 ，其线路可有多种选 择。线路选择得当， 首先 ， 能够与城市总体规划相 结合，不仅能够节约工程投资、减小拆迁工作量， 同时还能结合城市规划 、将工作井及人员出入 口、 通风 口做成城市景观 中的小品 ， 使其对环境影响小 的同时， 起到美化城市景观的作用； 其次 ， 线路走 向与电力规划的良好结合 ， 可以将多等级 、 多方向 电缆纳入其 中， 减少 电力 基础设施投资费用 ， 辐射 最大供 电范围。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 7 6 相关专业 城 市道桥 与 防洪 2 0 1 5 年 1 月第 1 期 3 2 影响施工工艺、 改善施工条件、 节约工程投资 电力 隧道的建设可分为明挖和暗挖法 。 明挖施 工方法 ， 工程费用省 ， 但须 占用大量施工场地 ， 对城 市交通和环境影 响较大 ， 故在 中心城 区一般不予采 用 。 目前 ， 暗挖法可 通过多种施 工工艺实现 ， 主要 采用顶管法及盾构法 ， 分别针对不同的施工条件予 以选 用。如线路顺直 ， 转折少 ， 转弯 曲率 大 ， 距离现 状 已建重大市政基础设施桩基基础距离较远 ， 则可 选用T程 费用较为节省的顶管法施工 ， 可加快施工 进度 ， 缩短T期 ， 大大节约工程投 资。 3 3 有效改善城市环境 随着 经济的发展 ，人们对环境 的要求越来越 高 ，而 电力架空线作为城市 中的黑色污染之一 ， 严 重影响城市环境 。 我国很多城市都颁布了架空线入 地要求 ， 但是架空线入地如采用直埋方式极易引起 道路 的反复开挖 ， 严重影响和破坏城市的环境 。因 此 ， 越来越多的城市采用 电力电缆隧道的方式收容 城市电力线路。如 电力线路设计得当 ， 隧道内可多 收容沿线更多电力线路 ， 避免在电力线路出现故障 时 ， 反复开挖路面进行检修 ， 减少 因电力检修故 障 对城市景观 、道路 的破坏 ，影 响居民居住环境 ， 同 时 ， 隧道 内可定时进行巡检 ， 及 时排除故障 ， 减少居 民 、 工矿企业因停 电造成的经济损失。 4 电力电缆隧道线路设计 电力 隧道线路设计一般 由设 计人员参 照城 市 规划路 网图 ， 根据 隧道起终 点间的道路 情况 、 道路 范围 内市政基础设施 以及道路沿线 建构筑物概况 初步拟定几条线路 以供深化 。深化设计时 ， 要求收 集拟定线路沿线 的各类基础资料 ，进行平面走向 、 工作井 、 通 风 口、 人员 出入 口等的布置 以及隧道竖 向标高设计( 纵断面设计 ) 。 4 1 基 础 资 料 电力电缆 隧道作为地下工程 ， 其建成后仅有通 风 口、 人员出入 口为地面建筑 ， 同时在 中心城 区一 般考虑暗挖法施工 ， 因此 ， 必须在与规划相符 的同 时，保证线路全线不受障碍物影响能够全线贯通。 主要收集资料如下 ： ( 1 ) 城市总体规划及电力规划 电力 电缆隧道线路 只有与城市总体规 划及 电 力总体规划有机结合 ， 才能最大限度发挥新建 电力 通道 的作 用和功能 ，且不影 响城市总体景观和环 境 ( 2 ) 道路及公用管线概况 道路及公用管线 概况将决定 隧道 实施 的难度 以及_T程建设 费用 ，线路设计应选择道路红线较 宽 ， 有路侧绿化带的道路走行 ， 有利于施 1 二 场地的 布置 以及通风 口、 人员 出入 口的设置 。同时 ， 应远 离重要 的给 、 排水及其他公用管线 ， 避 免因施工造 成管道损坏 ， 带来不 良的社会影响 。 ( 3 ) 重大市政基础设施及地下障碍物 作为城市主要交通的高架桥 ，轨道交通 等 ， 其 对地基沉降及土体变化极其敏感 ， 如在距其较近范 围内进 行施工 ， 风险较大 ； 同时 ， 如线 路上 出现较 大、 较深地下构筑物， 将导致线路无法穿行， 电力通 道阻断 ， 方案不可行 。 ( 4 ) 工程沿线地质资料 因中心城 区多采用暗挖法施工 ， 隧道在不同的 土层 中穿行对施工的难度 、 周期影响较大 ， 因此 ， 为 降低施工难度 、 缩短施工周期 、 节省工程费用 ， 确定 电力 电缆隧道走 向前 ， 须全面了解工程沿线地质资 料 。 4 2 线路平面设计 线 路平面设计包含线路 平面走 向及工 作井布 置两个方面的内容 ： 4 _ 2 _ 1 线路平面走向 线路平面走 向设计须 结合城市总体 规划及 电 力总体规划 ，参照拟定线路沿线工程地质资料 ， 分 析 电力电缆隧道对拟定线路沿线道路 、公用管线 、 重大市政设施 、 建( 构 ) 筑物 的影 响 ， 确保线路 能够 全线贯通的情况下 ， 选择拆迁量小 、 工程投资低 、 实 施难度小的线路作为设计推荐线路 。 线路平面走 向 设计需注意以下 内容 ： ( 1 ) 电力电缆隧道须位于道路红线 范围内或路 侧绿化用地范围内， 原则上必须全部位于市政公共 用地范 围内； ( 2 ) 平面线形 、 曲率特性应满足 当前施 工器具 要求 ， 尽可能保持顺直 ； ( 3 ) 平面线形 、 曲率特性应满 足隧道 内收容 最 大截面电缆曲率特性及曲率限制； ( 4) 隧道 与邻近地下 构筑物 、 地 下桩基基 础间 隔距离一般应维持 2 m以上。 4 _ 2 _ 2 工作井布置 工作井 布置应综合考虑环境 、 施工工 艺 、 电力 电缆敷设要求等诸多因素 的影响 ， 做到通风 口及人 员出入 口的设置 与环境 浑然 天成 、 自成一体 ； 井位 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 5 年 1 月第 1 期 城 市道桥 与 防洪 相关专业1 7 7 的选择应考虑减少对地面交通 的影 响 、减少地下 管线搬迁、 少拆或不拆房屋； 工作井的布置还必须 满足电力电缆敷设工艺的要求、考虑城市电网规 划 支线隧道的接人 ，便于 电力部 门的后 续工作 的 开展 。 4 3 纵 断 设 计 线路纵断面设计主要考虑在竖向避让平面难 以避让 的地下构 筑物 ，同时隧道穿越河道 时须 满 足抗 浮 、 河床 冲刷 等要求 。为满 足隧道 内排水 ， 建 议设置单向坡 ， 部分区间为避让重大市政设施， 可 考虑设置 V字坡及 s曲线 。线路 纵断设计需 注意 以下 内容 ： ( 1 ) 为保证隧道内排水， 一般设计纵坡不应小 于 3 ； ( 2 ) 线 路纵 坡须 满足施 工期 间施 工器具 所 能 达到最大坡度要求 ； ( 3 ) 线 路纵坡 设 计须满 足 电缆敷设 期 间最小 坡度要求 ； ( 4 ) 线 路竖 向与 重大市 政基 础设施 及地 下构 筑物相交叉时 ， 须满足相应工程保护要求 。 5结论 随着社会 的进步与发展 ，城市建设 的高速前 进 ， 中心城 区的用 电负荷越来越大 ， 地下构筑物 也 越来 越多 ，因此在 中心城 区新建 电力 电缆隧道越 来越难，这就要求工程设计人员全面掌握基础资 料 ， 结合城市总体规划及电力总体规划， 最优化电 力 隧道线路设 计 ， 减 小施 工难度 、 减 小施 工期间及 建成运营期间对城市环境 、 景观的影响 ， 减小对 中 心城 区现状重大市政基础设施 、房屋建筑 等的影 响 ， 用最小的工程投资辐射最大供电范围。本文初 步探讨 了电力 隧道 线路设 计 的基础条 件和设计 内 容 ， 随着各种边界条件的不断发展 ， 尤其是电缆生 产及铺设工 艺 、 隧道施工工艺 的不 断发展 ， 电力 隧 道线路设计 的内容也将逐步得到发展与更新 。 同时 ， 但 随着 城市 的快 速发展 ， 通信 、 排水 等 公用 管线 也将逐 步敷设更 多大截 面隧道 工程 ， 综 合 管廊 工 程也 将 越来 越 多 的在 中心 城 区得 以应 用 ，本文所讨论 的线路设 计对相关工程 的线路设 计亦会起到借鉴和参考作用 。 参 考文献 1 】 包海龙 上海 电力隧道建设的初步设想【 J 】 上海 电力， 2 0 0 3 ( 3 ) ： 4 3 - 4 7 【 2 】 周松 上海西藏路电力隧道工程施工技术【 J 1 城市道桥与防洪， 2 0 0 6 ( 1 ) ： 9 3 - 9 5 【 3 田旺 西藏路 电力 隧道工程 简介 J ， 上海 电力， 2 0 0 4 ( 2 ) ： 9 8 【 4 】 李 湛初 电缆 隧道 的通 风设 计【 J 1 R E F R I G E R A T I O N， 2 0 0 1 ( 1 2 ) ： 7 6 - 7 7 南京长江五桥拟 2 0 1 5年动工 南京长江五桥是南京市城市总体规划确定的跨江通道之一， 目前已经确定明年动工。 南京重大路桥建设指挥部负责人介绍 ， 目 前长江五桥主题报告已经完成 ， 确定采取“ 桥 +隧” 的形式 ， 不过仍有一些审批手续等待通过。可 以确定的是 ， 五桥明年开工建设 ， 预计 2 0 1 9年建成通车。 根据 长江五桥 的建设规划 ， 五桥起点位于宁合高速五里桥互通 ， 沿北岸规划预 留通道方 向由北 向南 依次 与立新路 、 芝麻河 、 丰子河路 、 南航河 、 新 民路 、 滨江大道相交 ， 然后跨越长江主航道 ， 在江心洲登 陆 ， 并 与规划的葡园路形成互通。接着 ， 路线下穿夹江 ， 抵 达长江南岸 ， 在江山大街地面 以下三层位置下穿滨 江大道 ， 经过青奥中心地下停车场 ， 下穿经过燕山路、 江东路、 庐山路 、 黄山路 ， 而后与南京绕城公路油坊 桥互通地面相接。大桥全长 1 1 9 9 k m。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m