高強度內襯PVC 預制鋼筋混凝土電纜管的研究

黃 勇，黃 斌，邱小寧

（國網宜春供電公司，江西宜春 336000）

0 引言

在城市里，尤其是大城市，架空線路的縱橫交錯，樹或電線桿上雜亂地懸掛著成圈成捆的架空電纜，不僅影響了城市環境的美觀，而且給城市的管理帶來了麻煩和困難，同時威脅著人們的生命財產安全。根據文獻[1]的研究成果得出地下電纜給現代城市發展帶來的好處有：1）增強城市電網的可靠性；2）根除視覺污染、美化城市環境；3）提高城市土地的利用價值，解決城市電力線路通道走廊；4）改善電磁場對人類與城市環境的影響。

1 現行電力管道的缺陷

隨著電力系統整體配置的不斷發展，國家對城鄉配電網的建設日益重視，承載電力載體的電纜在材料、型號等的研制上也已基本成型。目前城市的電纜普遍是在地下敷設，與之配套的電纜管道應運而生，如碳素管（第一代）、玻璃鋼管（第二代）、U-PVC 管（第三代）、水泥管（第四代）等?，F有的電纜管道普遍存在以下問題或缺陷：一是耐壓承載力不夠，在承受汽車等重載壓力和外力破壞的情況下，電纜管極易損壞，從而會傷及電纜，造成線路故障。二是施工工藝質量不易控制，施工進度慢，勞動力使用量大，安裝造價高。三是純混凝土結構制成的電纜管內壁面粗糙，易損傷電纜的外表面，每節長度短、無承插口、易錯位。表1給出了目前常用的電力管性能比較。

表1 3種常用電力管的比較

2 內襯PVC預制鋼筋混凝土電纜管的研究與制作

為了克服上述電纜管存在的問題。本文提出將傳統PVC 管與承插式混凝土管相結合的方式，規避二者的不足，充分利用它們的優點，研發生產制作內襯PVC預制鋼筋混凝土電纜管

2.1 管體的性能要求

力學性能：管體破壞彎矩≥25 kN/m；管體外壓破壞載荷≥400 kN

混泥土強度（MPa）：C30；外層保護厚度＞20 mm。

要求制作的內襯PVC預制鋼筋混凝土電纜管具備以下性能：

1）強度高、承載力大，抗外在破壞力強

2）體積大、底面寬、不下沉

3）承插口對接吻合度高、牢固不錯位，密封后不漏水；

4）采用機械化安裝，管道安裝進度快，縮短施工周期，施工效率高，可節省勞動力，降低施工單位管理難度

5）產品質量可控，降低投資單位、監理單位監管難度，可有效保證工程質量。

6）管道內表面光潔度高，阻力小，剛度大，鋪放電纜快，還能有效保護光、電纜

7）可有效減少浪費，降低材料損耗，節約資源，環保節能

2.2 制作材料及要求

內襯PVC采用成份為聚氯乙烯的管道[2]，加入其他增強其耐熱性、韌性、延展性等成分。內加一層卷材PVC防蝕片，厚度要求不小于1.5 mm，寬度可以在1.5 m 內調整。整卷總長度為30 m，方便進行焊接，拼接出任意尺寸和形狀的幅面。

混凝土標號為C30，配方為普通硅酸鹽水泥：250 kg，砂：770 kg，1～2 石：1 200 kg?；炷恋膹姸纫幎椋浩胀ㄩ_挖施工法使用的管，C30至C50；頂進施工法使用的管，不得低于C55。生產時可根據應用需要調整配方，保證混凝土的強度能滿足標準的要求。鋼筋為冷軋鋼。而在抗外壓荷載的等級規定上與普通電力管的要求基本一致。

2.3 管道分類

按長度分：4 m/節，1.5 m/節，1 m/節；按管徑分：Φ200，Φ160，Φ110 ；按孔數分：2，4+1，6+2，8+2，12+2；按承載力分：普通管、重型管。

2.4 內襯PVC預制鋼筋混凝土電纜管的制造

該類型管道以PVC 管為內襯層，以機械嵌入形式與鋼筋混凝土管道內壁結合，內置鋼筋籠，兩端采用鋼筋加密。制作流程如圖1所示。

管體制造過程中需經過大量的試制試驗和總結，要不斷改進制作模具和混泥土振搗密實方法。本文采用人工夯實和機械夯實相結合。使得模具和混凝土都處于非常穩定的狀態，然后進行耙平振動，抹平成型。要使得砼面不超過鋼模面，用鋁合金抹平，再確保母端砼高度到位，然后公端口用工具鏟筑，保證砼到位。最后進行兩次振動，每次振動時間為25 s，使模具與產品完美結合。最后不斷完善拆模細節，清理打磨PVC管，尤其對保養和堆放加強管理，使得其產品質量得到保障。

圖1 內襯PVC預制鋼筋混凝土電纜管的制作流程

3 技術經濟指標

工程造價方面，以8+2 型φ200（即8 根電纜管，2 根通訊管，電纜管徑為200 mm）的內襯PVC 預制鋼筋混泥土電纜管與U-PVC 管費用進行對比來看，總體成本每米為101 元，U-PVC 管費用為116元（經地方審計局審計后實際費用），單米管道可降低造價15 元，5 000 km 的管道可節約費用達7500 萬元。

施工效率方面，利用試制成功的內襯PVC 預制鋼筋混泥土電纜管進行施工［3］，由于減少了施工過程的工序和環節，底部夯實后可直接布放管道，頂層護土即可，不需對施工后的管道進行保養，施工效率可大大提高，同比可提高效率30%以上。

市場潛力方面，高強度內襯PVC 預制鋼筋混凝土電纜管道解決了U-PVC 管道存在強度不高，極易受外力破壞而引發電纜損壞和短路事故問題。一旦形成批量生產，完全可替代現有的U-PVC 管道，在全國10 kV 電纜施工中廣泛應用，僅江西省內一年的用量（含城網中低壓項目、用戶業擴工程等）約5 000 kM，產值約5.6 個億。

4 工程應用情況

本文所研制的高強度內襯PVC預制鋼筋混凝土電纜管道已經在江西省宜春市風秀線工程改造中應用，風秀Ⅰ、Ⅱ線鋪設的電纜長1 898 m，3×ф300 mm2電纜7 根，學院Ⅰ線至碧桂園基建用電中敷設電纜3×ф50 mm2長360 m。全線從東到西開有7 條臨時道路口，供打樁設備、水泥、磚、鋼筋、商品混凝土、土方運輸車輛通行，路口寬度7～100 m，管道未見下沉、壓壞。如表2 所示。內襯PVC 預制鋼筋混凝土電纜管施工完成后，在14 號井至15 號井之間，離14 號井以西18 m處，在管道下方挖空（長1.1 m×寬1.6 m×高0.7 m）鋪放一根供水用的Φ400 mm2PE 管，PE 管位于電纜管下方0.4 m處，承插口位于自來水管西側0.7 m處，中間是空的，管道也未出現下沉、錯位；學院Ⅰ線至碧桂園2變壓器號敷設電纜（3×Φ50 mm2）長360 m。18 號井內電纜在水平方向錯位0.55 m，在南側上層3號管孔移至北側上層3號管孔，未損傷電纜。

表2 工程應用情況

5 結束語

本文所研制的高強度內襯PVC預制鋼筋混凝土電纜管道充分利用了PVC 管和水泥管各自的優勢，通過內襯PVC的方式，有效提高了電纜管的光潔度、強度，降低了摩擦力，使電纜管道能很好地適應當前城市建設用各種重型機械、車輛的重壓，同時又便于安裝電纜管及敷設電纜，有效保護電纜，防止電纜損壞和短路事故的發生，既經濟又便于安裝。

[1]GB50204-2011混凝土結構工程施工質量驗收規范[S].

[2]GB5083-2010聚氯乙烯防蝕襯里片制作規范》[S].

[3]GB50168-2006 電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范[S].