淺談綜合管廊電氣設(shè)計(jì)

▲中國中元國際工程公司 邢岷峰

1 概述

綜合管廊又稱共同溝，是建于城市地下用于敷設(shè)市政公用管線的市政公用設(shè)施。即在地下建造一個(gè)公用的隧道空間，把多種公用管線集中鋪設(shè)在一起，設(shè)有專門的檢修口、投料口和監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一建設(shè)和管理。管廊內(nèi)主要容納的管線為電力、通訊、自來水及熱力等，有時(shí)根據(jù)需要也將排水管線收納在內(nèi)。它可以充分利用城市地下空間資源，杜絕因敷設(shè)和維修各種管線對城市道路、綠地的重復(fù)開挖，消除了由此造成的資源浪費(fèi)，美化了城市環(huán)境，降低路面翻修費(fèi)用和工程管線維修費(fèi)用。

2 國內(nèi)外綜合管廊概況

在發(fā)達(dá)國家，地下綜合管廊已經(jīng)存在了一個(gè)多世紀(jì)，在系統(tǒng)日趨完善的同時(shí)其規(guī)模也有越來越大的趨勢。早在1833年，巴黎為了解決地下管線的敷設(shè)問題和提高環(huán)境質(zhì)量，開始興建地下管線綜合管廊。至目前為止，巴黎已經(jīng)建成總長度約100 km、系統(tǒng)較為完善的綜合管廊網(wǎng)絡(luò)。此后，英國的倫敦、德國的漢堡等歐洲城市也相繼建設(shè)地下綜合管廊。20世紀(jì)日本、美國、俄羅斯及西班牙等國也開始建設(shè)地下綜合管廊。

地下綜合管廊在國內(nèi)已有北京、上海、沈陽等城市采用，如上海1992年規(guī)劃建設(shè)了國內(nèi)第一條規(guī)模最大、距離最長的“綜合管廊”——浦東新區(qū)張楊路共同溝。該共同溝全長11.125km，收容了供水、電力、信息與煤氣等四種城市管線。北京2006年在中關(guān)村（西區(qū)）建成了內(nèi)地第二條現(xiàn)代化的“綜合管廊”。

3 綜合管廊設(shè)計(jì)實(shí)例分析

3.1 項(xiàng)目概況

某科技創(chuàng)新基地位于成都雙流經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)，該基地總占地50hm，總建筑面積60萬m2，共分15個(gè)地塊，功能主要以科研辦公為主，還有部分實(shí)驗(yàn)室及市政用地。每個(gè)地塊內(nèi)的建筑均需要與給水、污水、廢水、雨水、電力、熱水、冷氣、通信等基礎(chǔ)設(shè)施配套。綜合管廊為明挖直埋矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，全長2km，埋深6m左右，管廊凈高2.6m，人行通道凈寬按照1m考慮，主要位于廠區(qū)綠化帶下，部分在人行道及道路交叉部位下。

綜合管廊內(nèi)管線的設(shè)置遵循以下原則：

1） 相互無干擾的工程管線可設(shè)置在管廊的同一個(gè)艙；相互有干擾的工程管線分別設(shè)在管廊的不同艙室；

2） 熱力管線不得同電力電纜同艙敷設(shè)；

3） 電信電纜管線與高壓輸電電纜管線必須分開設(shè)置。

基于上述原則，管廊設(shè)三個(gè)艙室：電艙、冷水艙（含弱電電纜）、熱水艙。電艙主要考慮敷設(shè)電力電纜，支架分8層，約間隔0.8m設(shè)置一組，單側(cè)設(shè)置；冷水艙（含弱電電纜）主要敷設(shè)制冷供回水管道，支架間距約為5m，在地面設(shè)置混凝土支墩，并在單側(cè)上部考慮設(shè)置弱電電纜支架，分2層，間距1m左右；熱水艙主要敷設(shè)高、低區(qū)給水管道，室內(nèi)消火栓管道，室內(nèi)噴淋管道，一次采暖熱水供回水管道、一次生活熱水供回水管道，雙側(cè)設(shè)置鋼支架，間距5m左右。

綜合管廊設(shè)置火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)（消防排煙風(fēng)機(jī)）、數(shù)據(jù)監(jiān)控采集系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、電力系統(tǒng)及照明系統(tǒng)（應(yīng)急疏散照明）等綜合管廊專用綜合設(shè)施。每200m左右設(shè)置一個(gè)防火分區(qū)，用防火墻分開，該項(xiàng)目管廊共分10個(gè)防火分區(qū)，每個(gè)防火分區(qū)均設(shè)置投料口（兼做人員逃生口）和通風(fēng)口。綜合管廊為每個(gè)地塊均預(yù)留接口，供各類工程管線的接入。

3.2 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1） 供電系統(tǒng)

綜合管廊附屬設(shè)備中消防設(shè)備、數(shù)據(jù)監(jiān)控采集設(shè)備、應(yīng)急照明按二級負(fù)荷供電，其余用電設(shè)備按三級負(fù)荷供電。

綜合管廊以防火分區(qū)作為配電單元，并設(shè)置電能計(jì)量裝置。低壓配電系統(tǒng)采用交流220/380V三相五線TN-S系統(tǒng)，一般設(shè)備供電電纜采用阻燃電纜，火災(zāi)時(shí)需繼續(xù)工作的消防設(shè)備供電采用礦物絕緣電纜。

由于綜合管廊長度超過1 600m，設(shè)計(jì)采用10kV電纜供電。在充分考慮220/380V電源供電半徑的前提下，于主要人員出入口處（共2處）設(shè)置箱式變電站。內(nèi)置10kV負(fù)荷開關(guān)柜及50kVA干式電力變壓器，為管廊內(nèi)照明、通風(fēng)及消防負(fù)荷供電。

另設(shè)置2套EPS應(yīng)急電源，以滿足消防、排風(fēng)及應(yīng)急、疏散照明的需要。EPS系統(tǒng)電池?cái)?shù)量及容量按下列公式計(jì)算：

式中 n,Cc—電池?cái)?shù)量及容量

Ur—直流系統(tǒng)額定電壓

Uf—電池浮充電壓

Ket—可靠系數(shù)

Cs—需要供電時(shí)間下的放電容量

Kcc—容量系數(shù)

本項(xiàng)目設(shè)置的EPS容量按負(fù)擔(dān)箱變供電范圍內(nèi)所有的數(shù)據(jù)監(jiān)控采集設(shè)備，及某兩個(gè)防火分區(qū)內(nèi)的應(yīng)急照明和消防排風(fēng)設(shè)備用電考慮。由于蓄電池的放電特性制約，當(dāng)EPS裝置為消防排風(fēng)設(shè)備供電時(shí)，其電池容量一般設(shè)計(jì)為設(shè)備容量的7～10倍，本工程設(shè)計(jì)70kW的EPS裝置容量。

綜合管廊內(nèi)還設(shè)置了交流220/380V帶剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的檢修插座，插座沿線間距不大于60m，防護(hù)等級為IP44。

2） 照明系統(tǒng)

綜合管廊內(nèi)設(shè)正常照明和應(yīng)急照明，在管廊內(nèi)一般照明的平均照度按50lx進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要考慮管廊內(nèi)照明不僅僅是為了檢修人員通行，而更多的作用是觀察管線運(yùn)行情況和一些維護(hù)操作。并且管廊照明一般只在設(shè)備維護(hù)檢修時(shí)開啟，照度的適當(dāng)增加不會(huì)造成能源浪費(fèi)。另外在出入口和設(shè)備操作處需增強(qiáng)照明，局部照度按100lx設(shè)計(jì)。管廊內(nèi)應(yīng)急疏散照明照度不低于0.5lx，應(yīng)急電源持續(xù)供電時(shí)間不小于30min。

管廊出入口和各防火分區(qū)防火門上方設(shè)安全出口標(biāo)志燈。由于管廊內(nèi)大部分管線均沿管廊側(cè)壁設(shè)支架敷設(shè)，燈光疏散指示標(biāo)志設(shè)置在距地坪高度1.0m以下的側(cè)壁上有困難，很容易被設(shè)備或管線遮擋，所以設(shè)計(jì)采用吸頂安裝方式或地面設(shè)置熒光反射標(biāo)識，間距不大于20m。

燈具采用防觸電保護(hù)等級I類設(shè)備，防護(hù)等級不低于IP54，并具有防外力沖撞的防護(hù)措施。

一般照明采用T8三基色直管熒光燈為照明光源，出口指示和疏散標(biāo)志采用LED光源。

3） 電纜選擇及敷設(shè)

一般設(shè)備供電電纜采用阻燃電纜，火災(zāi)時(shí)需繼續(xù)工作的消防設(shè)備采用礦物絕緣電纜。由于綜合管廊的長度較長，選擇電纜截面時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)范要求計(jì)算電壓降，如不能滿足要求時(shí)應(yīng)增大電纜截面，以保證設(shè)備正常運(yùn)行。本項(xiàng)目照明支路的最遠(yuǎn)供電距離將近300m，設(shè)計(jì)照明配電選用了ZRBV-0.45/0.75kV（3x6）mm2阻燃導(dǎo)線；消防排風(fēng)設(shè)備（7.5kW）最遠(yuǎn)供電距離將近230m，配電電纜選用了YTTW-1kV（4x10）mm2礦物絕緣電纜。

規(guī)劃園區(qū)內(nèi)各地塊均采用10kV電纜供電，電艙內(nèi)電纜支架設(shè)置見圖1。

照明、檢修電源及排水泵等設(shè)備配電電纜敷設(shè)在支架最上層的電纜橋架內(nèi)；消防設(shè)備、數(shù)據(jù)監(jiān)控采集設(shè)備配電電纜（礦物絕緣電纜）單獨(dú)一層敷設(shè)在支架上；其余各層支架均為10kV電纜敷設(shè)使用。

4 總結(jié)

綜合管廊用電設(shè)備具有供電距離長、容量小且分散等特點(diǎn)，因此需要合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)供電電源點(diǎn)，使得供電距離盡量合理，減少電壓降及電纜損耗；對于消防、監(jiān)控等二級負(fù)荷供電等級要求較高，應(yīng)合理確定第二電源供電方案，在滿足規(guī)范要求的前提下盡量節(jié)約投資。

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