广州地区电力隧道内电缆敷设设计

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　　[摘要]  广州地区近几年来修建了各种型式的电力隧道、电力管廊。本文根据近几年广州地区几个典型电力隧道内的电缆敷设实例，阐述了电缆敷设中的隧道空间利用、电缆支架布置及电缆敷设情况等。
　　关键词 电力隧道  电缆敷设
　　Cable laying design in cable tunnel
　　of Guangzhou area
　　Zhou Wei,Zhang Bin
　　（Guangzhou Electric Power Design Institute,Guangzhou）
　　[Abstract]  Recent years various types of cable tunnel has been constructedin Guangzhou area. According to some typical cable laying design ,this article elaborate how to make use of the space in the tunnel ,the arrange of the cable brackets and the cable laying.
　　Keywords: Cable tunnel,  cable laying
　　1 引言
　　 为减少架空线路与极为紧张的城市建设用地之间的矛盾，广州市在城市中心区范围内的新建线路全部采用电缆形式，现状线路亦逐步由架空改造为电缆。在此背景前提下，广州市近年来修建了约14公里电力隧道，以缓和日益增长的电缆廊道需求与地下空间资源之间的矛盾。本文根据广州地区现有电力隧道内电缆敷设情况，讨论如何在隧道空间内安全、有效的敷设和布置电缆。本文所述电缆均指110kV及以上电压等级电缆。
　　2  电力隧道横断面设计
　　 按照不同的施工工艺及施工方法，可将目前隧道按照横截面，区分为以下几种隧道型式：
　　 2．1  明挖法隧道
　　 采用明挖方法施工时，开挖深度小、技术简单、施工速度快、施工成本低。因此，在道路条件、管线情况及施工环境容许的情况下，明挖施工方法通常是浅埋隧道首选的施工方法。明挖隧道内空尺寸在运用中多为净宽2.4米、净高2.5米~3.7米。主要根据所放电缆回路数确定其高度，可放置6回~10回电缆。
　　 2．2 盾构法隧道
　　 盾构法隧道施工具有机械化程度高，施工速度快，质量有保障，安全性高，适用性广，对地面建筑影响少，有利于环保等优点。由于盾构机主体及盾构管片的制约，盾构法隧道截面为圆形，其内径目前运用有3.5米、5.4米两种。可放置电缆8回~14回。
　　 2．3 顶管法隧道
　　 顶管法隧道与盾构法隧道类似，同样属于非开挖施工方式，其土层适应性不如盾构，但顶管施工场地较小，施工成本较盾构低，使其在电力隧道施工中也占有较大比重。顶管法隧道截面为圆形，其内径目前运用有3.0米、3.5米。可放置电缆6~10回。
　　3  电缆敷设
　　 3．1  隧道内电缆敷设实例
　　 针对几种典型隧道断面，图1~图3分别为明挖、盾构、顶管法隧道的三种电缆断面布置形式。
　　
　　 图1 某明挖隧道内电缆断面布置
　　
　　 图2 某盾构隧道内电缆断面布置
　　
　　 图3 某顶管隧道内电缆断面布置
　　 隧道内敷设电缆主要是采用空气中敷设方式。具体为在隧道侧壁上固定电缆支架，在托架上放置电缆的方式。此种敷设方式相比于电缆埋管、槽盒的好处在于可利用隧道内流动空气帮助电缆散热，以提高电缆输送容量。
　　 明挖隧道与盾构、顶管隧道的不同之处主要在于明挖隧道一般截面为矩形，支架形状一般为直线，而盾构、顶管隧道需采用特制的弧形支架以适应电缆摆放及尽可能利用隧道内空间。
　　 在5.4米的盾构隧道中，采用了上下左右分隔的形式，将隧道分隔为四个空间。采用此方式的好处首先为尽可能利用了隧道中部较大的空间，提高了隧道的使用效率；其次是便于隧道上部较高处的电缆放线；最后是可将不同电压等级的电缆在空间上错落开，有利于电缆安全运行。
　　 3．2  电缆敷设方式
　　 根据电缆重量、允许牵引力、侧压力和各段电缆盘长等因素，并考虑施工时和电缆维护方便及运行安全性，电缆在隧道内采用三相品字型放置，并采用水平蛇形敷设方式。
　　 按照《电力工程电缆设计规范》及《城市电力电缆线路设计技术规定》中相应规定，蛇形敷设的计算按照电缆的热伸缩量及电缆轴向力控制，半节距取3米~5米，幅宽取0.2米~0.35米。电缆支架长度应根据蛇敷幅宽进行不同的设计。
　　 3．3  电缆敷设要求
　　 隧道内电缆敷设的原则是隧道由下自上，电压等级由高到底。此外，根据电缆截面尺寸的不同，电缆支架层间距应不同设计，并按照规范取一定的裕量以便施工作业。支架层间净距对220kV电缆一般取400毫米，110kV电缆一般取300毫米。
　　 电缆在每个蛇形节距位置用三相非固定夹具限位，在每五个节距位置采用三相固定夹具固定，在蛇形敷设的始末端用若干个三相固定夹具固定，电缆每米均用尼龙绳或塑料绳绑扎。蛇形敷设设计的目的主要是为了使电缆在热伸缩移动中不产生较大的内力，损坏电缆或降低电缆使用寿命。所以设计时必须考虑何处应使电缆自由移动，何处应限制其运动。
　　 考虑到电缆接头的存在，如不进行较好的规划，前期敷设好的电缆会对后期敷设的电缆敷设空间产生较大影响。所以在设计时，专门考虑一层电缆支架为电缆接头安放位置，而各回不同的电缆接头区域在隧道路径确定后就予以考虑，并在施工后予以明确标示。这样既避免了电缆接头堆在一起，也便于运行维护时的查验。
　　 电缆敷设放线时，用钢丝绳牵引电缆，由最近的电缆竖井放入，隧道内设置牵引机并在电缆下放置小滑轮减小电缆摩擦力。牵引电缆到位后，按照一相电缆在支架上摆好蛇形，再摆另一相电缆的原则，将电缆全部摆放上支架。最后上电缆抱箍和电缆夹具。
　　 3．4  电缆支架选择
　　 根据《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007）第6.2.2条：“电缆支架除支持工作电流大于1500A的交流系统单芯电缆外，宜选用钢制”。由于隧道内基本上都是一托支架上放置三相电缆，故基本上均采用普通角钢加工或钢板加工的支架。
　　 为便于施工及保证支架位置及水平，电缆支架采用螺栓与竖向支架相连接。圆形隧道内支架的设计应充分考虑拱部电缆的放置空间及支架本身的受力情况，宜针对断面上每个位置支架的角部进行单独设计。
　　4 结语
　　 目前，电力隧道的建设在广州地区正进入一个较快发展的时间段。在随着城市用电量的不断增长，电缆的输送容量及供电可靠性要求的提高，针对隧道内的电缆敷设问题进行专门的设计及经验总结，在解决电缆输送容量及安全运行需求的同时，提高电力隧道的使用效率及城市道路地下空间的资源利用率，是有十分重要的意义的。
　　参考文献
　　[1] 《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007）
　　[2] 《城市电力电缆线路设计技术规定》(DLT5221-2005)
　　[3]《广州市“十二五”电网规划》
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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