綜合管廊電氣設(shè)計(jì)思路及應(yīng)用分析

(中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司 湖北 武漢 430010)

引言

城市發(fā)展進(jìn)程的加快與城市人口數(shù)量的提升讓傳統(tǒng)的管道設(shè)施很難滿足現(xiàn)代城市的需求，各類管線難以同步實(shí)施的缺陷普遍存在。由于綜合管廊的電氣設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)化的復(fù)雜工程，涉及的知識(shí)較為廣泛，如何針對(duì)電氣設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性處理，是提升設(shè)計(jì)效率與安全性的重要方式。

一、我國(guó)綜合管廊存在的技術(shù)問(wèn)題

(一)缺乏技術(shù)規(guī)范體系。由于地下空間不像地上空間一樣具有可再生性，對(duì)于低下空間的開(kāi)發(fā)與建立需要建立在制度體系的基礎(chǔ)之上。從目前的情況來(lái)看，在設(shè)計(jì)與施工中存在的問(wèn)題相對(duì)較少，但是在規(guī)劃實(shí)施環(huán)節(jié)，卻涉及到多個(gè)部門的管理，尤其是電氣設(shè)計(jì)需要專業(yè)管理手段來(lái)進(jìn)行支持，以便于在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)管理等工作中促進(jìn)技術(shù)規(guī)范體系的形成[1]。

(二)管理協(xié)調(diào)問(wèn)題。管線的建設(shè)與管理需要長(zhǎng)期規(guī)劃，但對(duì)于工作的協(xié)調(diào)卻缺乏合理的管控。例如擴(kuò)容管線雖然體量較小，但強(qiáng)電管線對(duì)于空間的需求較大，入廊費(fèi)用較高，這些類似的建設(shè)成本問(wèn)題產(chǎn)生的原因也在于未建立有效的溝通協(xié)商機(jī)制，從而影響綜合管廊的建設(shè)工作。

二、入廊管線規(guī)劃。按照《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)要求，綜合管廊的管道包括雨水、熱力、電力、通訊管道等。其中，電氣設(shè)計(jì)的管道非常重要。以電力管線與通信管線為例，這兩種管線受到外部環(huán)境的影響因素較大。電力管線包括埋設(shè)與架空兩種模式，但城市建設(shè)中進(jìn)行架空處理必然會(huì)導(dǎo)致城市形象受損。而埋設(shè)方式會(huì)受到擴(kuò)容與維修工作的影響。將通訊管線同時(shí)納入綜合管廊建設(shè)當(dāng)中，其目的在于減少信號(hào)干擾等技術(shù)問(wèn)題的產(chǎn)生。

但由于電纜因短路、漏電情況容易出現(xiàn)火災(zāi)，對(duì)于高壓電纜來(lái)說(shuō)應(yīng)該做好防火措施。所以，現(xiàn)階段的電纜材料多選擇阻燃性與防火性電纜，在控制好電流密度的前提下可以有效地規(guī)劃電纜的發(fā)熱溫度，設(shè)置感溫裝置。如果某處電纜出現(xiàn)溫度異常，管理人員也需要及時(shí)檢查，必要時(shí)將電源直接切斷。

三、電氣設(shè)計(jì)的思路與應(yīng)用

(一)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。綜合管廊的供電系統(tǒng)是其內(nèi)部最基礎(chǔ)的附屬設(shè)施，其正常運(yùn)行是內(nèi)部電氣設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。按照《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50052)的相關(guān)要求，在綜合管廊內(nèi)的所有消防設(shè)備、報(bào)警設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等都需要采用二級(jí)負(fù)荷供電，如果兩回線路供電存在阻礙時(shí)，則應(yīng)該重新設(shè)置好備用電源，將其它用電設(shè)備按照三級(jí)負(fù)荷供電的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)處理。為了保障供電系統(tǒng)的合理運(yùn)行，電力電纜不能與其它管道同艙敷設(shè)，特別是110kV以上的電力電纜還需要遠(yuǎn)離通信電纜。穿過(guò)分隔墻的區(qū)域需要采用阻火包進(jìn)行封堵，安裝在管廊內(nèi)的金屬構(gòu)件的接地電阻需保持在1Ω以下。另外，接地系統(tǒng)的配電需要設(shè)置電阻測(cè)試箱[2]。

當(dāng)綜合管廊的濕度超過(guò)75%，通風(fēng)系統(tǒng)開(kāi)啟，管廊內(nèi)需要控制好相對(duì)濕度，保障電氣設(shè)備的正常使用。因此，對(duì)于供電系統(tǒng)的防潮、防水要求相對(duì)較高，防護(hù)等級(jí)與防爆等級(jí)同樣有明確要求。

(二)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)。照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面，出入口與設(shè)備操作的區(qū)域需要進(jìn)行節(jié)能燈規(guī)劃，除去特殊斷面意外，管廊內(nèi)的平均照度須符合要求。局部的維修照明可以使用工作燈進(jìn)行補(bǔ)償，然后設(shè)置鉛蓄電池作為應(yīng)急電源，能夠保障1h以上的持續(xù)供應(yīng)時(shí)間。照明器具從出口至燈具以金屬管內(nèi)PVC線施工，然后做好隔離密封處理措施。

(三)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在綜合管廊內(nèi)部的設(shè)計(jì)工作中，無(wú)論是電力、通信還是照明系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，必然影響城市的正常功能保障，因而，建立綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)意義非常顯著。監(jiān)控系統(tǒng)主要包括設(shè)備監(jiān)控與環(huán)境監(jiān)控兩個(gè)方面，從而對(duì)電氣設(shè)計(jì)方案與系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確處理，保障管廊的正常運(yùn)行。按照技術(shù)規(guī)范的要求，沿著管廊設(shè)置好投料口、通風(fēng)口，然后實(shí)現(xiàn)與設(shè)備的自動(dòng)化對(duì)接。在監(jiān)控中心控制室內(nèi)部，可以通過(guò)系統(tǒng)數(shù)字的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)的分析，基站可以接受監(jiān)控中心的系統(tǒng)命令，負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)照明設(shè)備等的操作。

四、工程實(shí)例

某開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)一共被分為數(shù)個(gè)地塊，其中的每一棟建筑都需要基礎(chǔ)保障設(shè)施，包括電力、熱水、通信、給水等。綜合管廊為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，且主要敷設(shè)在綠化帶之下，少部分位于道路下方，全長(zhǎng)約為2km，埋深為5m，凈高度2.5m。在建設(shè)過(guò)程中，在管線互不干擾的前提下將其全部設(shè)計(jì)在一個(gè)艙內(nèi)，如果管線有干擾情況，可以將高壓輸電管線與通信管線設(shè)置在不同的艙室。從綜合管廊的整體系統(tǒng)來(lái)看，包括排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等，并設(shè)置了不同的防火分區(qū)，按照技術(shù)規(guī)范設(shè)置了逃生通道，地塊也設(shè)置了接口[3]。

電氣設(shè)備的施工負(fù)荷《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50303的有關(guān)規(guī)定，而火災(zāi)報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)也符合《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》BG50166的相關(guān)要求，無(wú)明顯技術(shù)缺陷存在。

(一)供配電系統(tǒng)規(guī)劃。從供配電系統(tǒng)規(guī)劃來(lái)看，考慮到綜合管廊的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，其內(nèi)部的照明、監(jiān)控和消防設(shè)備屬于二級(jí)負(fù)荷，其余為三級(jí)負(fù)荷。在高壓供電標(biāo)準(zhǔn)上選擇10kV，然后結(jié)合220/380V電源供電半徑的相關(guān)要求，通過(guò)安裝箱式變電站的模式來(lái)為所有用電設(shè)備提供供電電源。另外，防火分區(qū)設(shè)置了配電單元，可以針對(duì)火災(zāi)情況下進(jìn)行規(guī)劃，防止影響正常工作。此外，為了避免因故障導(dǎo)致的突然斷電，供配電系統(tǒng)配置了EPS應(yīng)急電源滿足需求，并設(shè)有IP54防護(hù)等級(jí)的檢修插座。

(二)照明系統(tǒng)規(guī)劃。照明系統(tǒng)按照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，結(jié)合實(shí)際需求合理地調(diào)整照明度。一般情況下在工作人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修的過(guò)程中會(huì)開(kāi)啟綜合管廊內(nèi)部的照明設(shè)備，所以照明光源采用了LED節(jié)能光源，并且在安全出口與防火門區(qū)域設(shè)置了警示燈與反射標(biāo)識(shí)[4]。

(三)電纜敷設(shè)。考慮到管廊全場(chǎng)達(dá)到了2km，所以考慮到電纜截面的選擇要求，進(jìn)行了嚴(yán)格的電壓降計(jì)算。如果未能達(dá)到具體要求，可以提升電纜截面，保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。在分析照明支路距離之后，選擇礦物絕緣電纜，沿橋架進(jìn)行敷設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的供電，控制好消防排空供電距離，以滿足綜合管廊的技術(shù)要求。

五、結(jié)語(yǔ)

本次研究重點(diǎn)分析了綜合管廊電氣設(shè)計(jì)的具體方案，包括影響設(shè)計(jì)的因素、內(nèi)部電氣設(shè)計(jì)的具體方案，結(jié)合工程實(shí)例的分析探究了綜合管廊的電氣設(shè)計(jì)理念。綜合管廊可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的穩(wěn)定供電，在設(shè)計(jì)過(guò)程中也應(yīng)該進(jìn)行合理規(guī)劃，對(duì)于二級(jí)負(fù)荷具有更高的供電等級(jí)要求，此時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)分析供電方案，針對(duì)綜合管廊內(nèi)的管線布置進(jìn)行設(shè)計(jì)評(píng)估，從問(wèn)題入手探究最優(yōu)的設(shè)計(jì)模式。