中心城區電力電纜隧道線路設計初探

石紅，方琦

（上海市政交通設計研究院有限公司，上海市200030）

中心城區電力電纜隧道線路設計初探

石紅，方琦

（上海市政交通設計研究院有限公司，上海市200030）

隨著城市建設的不斷發展、城市化程度不斷提高，導致用電負荷快速增長，大截面電纜輸電方式逐漸得到廣泛應用；同時，隨著人們對環境、景觀的高標準要求，在中心城區架空敷設電纜已無可能，采用電力電纜隧道敷設大截面電纜得到推廣。針對中心城區地下構筑物眾多、地下空間緊張的復雜地下環境，初步討論如何合理的選擇電力電纜隧道的走向及線路，切實可行實施大截面電力隧道，確保滿足中心城區用電負荷的快速增長的同時，最大限度降低電力電纜隧道施工、運營期間對城市環境、景觀等方面的影響。

電力電纜隧道；線路設計；縱斷設計；工作井

1　電力電纜隧道發展與現狀

1.1電力電纜隧道簡介［1］

參照《中國電力百科全書》（輸電與配電卷），關于電力電纜隧道有如下解釋：

“電纜隧道敷設方式是將電纜敷設在地下隧道內的一種電纜安裝方式，用于電纜線路較多（如發電廠或變電所的出線）和電纜線路路徑不易開挖的場所（如過江隧道、機場跑道隧道等）。”

“為敷設電纜線路而建的專用隧道也稱電纜隧道，一般為鋼筋混凝土結構，也有磚砌或鋼管結構”。

1.2國內外電力電纜隧道的發展與現狀

隨著城市化快速發展，電力電纜隧道在國內外大都市的中心城區內發揮著越來越重要的作用。日本東京中心城區超高壓終端變電站的電源進線以及高中壓供電網絡電纜，主要依靠電力電纜隧道進行敷設；在我國的北京、上海地區，隨著城市發展的需要，也敷設了越來越多的電力電纜隧道，而且，電力電纜隧道不僅僅用于終端變電站的進出線，在一些超高壓長距離輸電線路中也逐步得到應用。

2　電力電纜隧道線路設計簡介

電力電纜隧道工程主要分為隧道工程和電纜工藝兩部分，隧道工程設計需以電纜工藝設計為基礎。而隧道工程設計包括線路設計、隧道結構設計、附屬設施設計等內容。其中，線路設計是結構設計及附屬設施設計的基礎，線路選擇的優劣直接決定工程是否可行及工程實施的難度。

在城郊及野外地帶，因受施工用地及周邊景觀、環境影響較小，電力隧道線路設計往往比較簡單，滿足城市總體規劃及電網規劃要求即可。但在中心城區，受地下障礙物、城市景觀、環境、拆遷工作量、施工場地等因素限制，對線路設計要求較高，須將隧道選線作為一專項內容進行研究。

電力電纜隧道線路設計主要內容是確定線路的平面走向、豎向標高、工作井（施工期間作為施工工井，運營期間是作為投料口、通風口、人員出入口等）的位置及布置。電力電纜隧道屬于公用基礎設施（電力管線），一般應位于道路紅線范圍內或路側綠化控制范圍內；通風口及人員出入口屬于地面建筑，需結合工作井處環境及景觀要求予以設計，一般應位于道路紅線外。

3　電力電纜隧道線路設計重要性

3.1與規劃相結合，最大限度輻射服務范圍

電力隧道作為城區變電站出線通道及連接兩座遠距離變電站之間的通道，其線路可有多種選擇。線路選擇得當，首先，能夠與城市總體規劃相結合，不僅能夠節約工程投資、減小拆遷工作量，同時還能結合城市規劃、將工作井及人員出入口、通風口做成城市景觀中的小品，使其對環境影響小的同時，起到美化城市景觀的作用；其次，線路走向與電力規劃的良好結合，可以將多等級、多方向電纜納入其中，減少電力基礎設施投資費用，輻射最大供電范圍。

3.2影響施工工藝、改善施工條件、節約工程投資

電力隧道的建設可分為明挖和暗挖法。明挖施工方法，工程費用省，但須占用大量施工場地，對城市交通和環境影響較大，故在中心城區一般不予采用。目前，暗挖法可通過多種施工工藝實現，主要采用頂管法及盾構法，分別針對不同的施工條件予以選用。如線路順直，轉折少，轉彎曲率大，距離現狀已建重大市政基礎設施樁基基礎距離較遠，則可選用工程費用較為節省的頂管法施工，可加快施工進度，縮短工期，大大節約工程投資。

3.3有效改善城市環境

隨著經濟的發展，人們對環境的要求越來越高，而電力架空線作為城市中的黑色污染之一，嚴重影響城市環境。我國很多城市都頒布了架空線入地要求，但是架空線入地如采用直埋方式極易引起道路的反復開挖，嚴重影響和破壞城市的環境。因此，越來越多的城市采用電力電纜隧道的方式收容城市電力線路。如電力線路設計得當，隧道內可多收容沿線更多電力線路，避免在電力線路出現故障時，反復開挖路面進行檢修，減少因電力檢修故障對城市景觀、道路的破壞，影響居民居住環境，同時，隧道內可定時進行巡檢，及時排除故障，減少居民、工礦企業因停電造成的經濟損失。

4　電力電纜隧道線路設計

電力隧道線路設計一般由設計人員參照城市規劃路網圖，根據隧道起終點間的道路情況、道路范圍內市政基礎設施以及道路沿線建構筑物概況初步擬定幾條線路以供深化。深化設計時，要求收集擬定線路沿線的各類基礎資料，進行平面走向、工作井、通風口、人員出入口等的布置以及隧道豎向標高設計（縱斷面設計）［2-4］。

4.1基礎資料

電力電纜隧道作為地下工程，其建成后僅有通風口、人員出入口為地面建筑，同時在中心城區一般考慮暗挖法施工，因此，必須在與規劃相符的同時，保證線路全線不受障礙物影響能夠全線貫通。主要收集資料如下：

（1）城市總體規劃及電力規劃

電力電纜隧道線路只有與城市總體規劃及電力總體規劃有機結合，才能最大限度發揮新建電力通道的作用和功能，且不影響城市總體景觀和環境。

（2）道路及公用管線概況

道路及公用管線概況將決定隧道實施的難度以及工程建設費用，線路設計應選擇道路紅線較寬，有路側綠化帶的道路走行，有利于施工場地的布置以及通風口、人員出入口的設置。同時，應遠離重要的給、排水及其他公用管線，避免因施工造成管道損壞，帶來不良的社會影響。

（3）重大市政基礎設施及地下障礙物

作為城市主要交通的高架橋，軌道交通等，其對地基沉降及土體變化極其敏感，如在距其較近范圍內進行施工，風險較大；同時，如線路上出現較大、較深地下構筑物，將導致線路無法穿行，電力通道阻斷，方案不可行。

（4）工程沿線地質資料

因中心城區多采用暗挖法施工，隧道在不同的土層中穿行對施工的難度、周期影響較大，因此，為降低施工難度、縮短施工周期、節省工程費用，確定電力電纜隧道走向前，須全面了解工程沿線地質資料。

4.2線路平面設計

線路平面設計包含線路平面走向及工作井布置兩個方面的內容：

4.2.1線路平面走向

線路平面走向設計須結合城市總體規劃及電力總體規劃，參照擬定線路沿線工程地質資料，分析電力電纜隧道對擬定線路沿線道路、公用管線、重大市政設施、建（構）筑物的影響，確保線路能夠全線貫通的情況下，選擇拆遷量小、工程投資低、實施難度小的線路作為設計推薦線路。線路平面走向設計需注意以下內容：

（1）電力電纜隧道須位于道路紅線范圍內或路側綠化用地范圍內，原則上必須全部位于市政公共用地范圍內；

（2）平面線形、曲率特性應滿足當前施工器具要求，盡可能保持順直；

（3）平面線形、曲率特性應滿足隧道內收容最大截面電纜曲率特性及曲率限制；

（4）隧道與鄰近地下構筑物、地下樁基基礎間隔距離一般應維持2m以上。

4.2.2工作井布置

工作井布置應綜合考慮環境、施工工藝、電力電纜敷設要求等諸多因素的影響，做到通風口及人員出入口的設置與環境渾然天成、自成一體；井位的選擇應考慮減少對地面交通的影響、減少地下管線搬遷、少拆或不拆房屋；工作井的布置還必須滿足電力電纜敷設工藝的要求、考慮城市電網規劃支線隧道的接入，便于電力部門的后續工作的開展。

4.3縱斷設計

線路縱斷面設計主要考慮在豎向避讓平面難以避讓的地下構筑物，同時隧道穿越河道時須滿足抗浮、河床沖刷等要求。為滿足隧道內排水，建議設置單向坡，部分區間為避讓重大市政設施，可考慮設置V字坡及S曲線。線路縱斷設計需注意以下內容：

（1）為保證隧道內排水，一般設計縱坡不應小于3‰；

（2）線路縱坡須滿足施工期間施工器具所能達到最大坡度要求；

（3）線路縱坡設計須滿足電纜敷設期間最小坡度要求；

（4）線路豎向與重大市政基礎設施及地下構筑物相交叉時，須滿足相應工程保護要求。

5　結論

隨著社會的進步與發展，城市建設的高速前進，中心城區的用電負荷越來越大，地下構筑物也越來越多，因此在中心城區新建電力電纜隧道越來越難，這就要求工程設計人員全面掌握基礎資料，結合城市總體規劃及電力總體規劃，最優化電力隧道線路設計，減小施工難度、減小施工期間及建成運營期間對城市環境、景觀的影響，減小對中心城區現狀重大市政基礎設施、房屋建筑等的影響，用最小的工程投資輻射最大供電范圍。本文初步探討了電力隧道線路設計的基礎條件和設計內容，隨著各種邊界條件的不斷發展，尤其是電纜生產及鋪設工藝、隧道施工工藝的不斷發展，電力隧道線路設計的內容也將逐步得到發展與更新。

同時，但隨著城市的快速發展，通信、排水等公用管線也將逐步敷設更多大截面隧道工程，綜合管廊工程也將越來越多的在中心城區得以應用，本文所討論的線路設計對相關工程的線路設計亦會起到借鑒和參考作用。

［1］ 包海龍.上海電力隧道建設的初步設想［J］.上海電力，2003（3）：43-47.

［2］ 周松.上海西藏路電力隧道工程施工技術［J］.城市道橋與防洪，2006（1）：93-95.

［3］ 田旺.西藏路電力隧道工程簡介［J］.上海電力，2004（2）：98.

［4］ 李湛初.電纜隧道的通風設計［J］.REFRIGERATI0N，2001（12）：76-77.

南京長江五橋擬2015年動工

南京長江五橋是南京市城市總體規劃確定的跨江通道之一，目前已經確定明年動工。

南京重大路橋建設指揮部負責人介紹，目前長江五橋主題報告已經完成，確定采取“橋+隧”的形式，不過仍有一些審批手續等待通過。可以確定的是，五橋明年開工建設，預計2019年建成通車。

根據長江五橋的建設規劃，五橋起點位于寧合高速五里橋互通，沿北岸規劃預留通道方向由北向南依次與立新路、芝麻河、豐子河路、南航河、新民路、濱江大道相交，然后跨越長江主航道，在江心洲登陸，并與規劃的葡園路形成互通。接著，路線下穿夾江，抵達長江南岸，在江山大街地面以下三層位置下穿濱江大道，經過青奧中心地下停車場，下穿經過燕山路、江東路、廬山路、黃山路，而后與南京繞城公路油坊橋互通地面相接。大橋全長11.99 km。

TM72

B

1009-7716（2015）01-0175-03

2014-08-12

石紅（1966-），女，上海人，高級工程師，從事給排水設計工作。