電纜入綜合管廊之探討

■ 徐 劍 胡 萍 劉應明

隨著國家積極鼓勵高起點、高標準建設城市基礎設施，綜合管廊建設成為我國城市基礎設施建設補短板的重要工程。2016年5月，住房和城鄉建設部、國家能源局發布了《關于推進電力管線納入城市地下綜合管廊的意見（建城[2016]98號）》，提出鼓勵電網企業參與投資建設運營城市地下綜合管廊，共同做好電力管線入廊工作。意見指出，電力等管線納入管廊是城市管線建設發展方式的重大轉變，有利于提高電力等管線運行的可靠性、安全性和使用壽命；對節約利用城市地面土地和地下空間，提高城市綜合承載能力起到關鍵性作用，對促進管廊建設可持續發展具有重要意義。

國家建設綜合管廊近年來的實踐證明，建設電纜隧道的路由已經成為綜合管廊建設的重要路由。本文綜合考慮電纜入廊的安全性、可行性及實用性討論電纜入廊的要求及方法，并根據相關爭議問題進行探討，提出相應的思路和想法。

一、電力電纜入廊技術分析

（一）電力電纜入廊優勢

電力管線在綜合管廊內可以靈活布置、不易受綜合管廊縱橫斷面變化限制的優點，而且傳統的埋設方式受維修及擴容的影響，造成挖掘道路的頻率較高。110kv電纜因載流量相對較小，傳統采取穿管敷設、在空氣中敷設、在砂土中敷設、與10kv電纜同溝敷設等多種方式，而220kv及500kv電纜因載流量及散熱要求，敷設條件比較嚴格，在空氣中敷設，才能達到設計載流量，而要求地下通道是連續通道，中間不能出現管道連接的路段，因此在國內許多大中城市都建有不同規模的電纜隧道和電纜溝。綜合管廊較電纜隧道及電纜溝有更大的空間，便于檢修維護擴容等，從技術和維護角度而言納入綜合管廊具有優勢，建設綜合管廊可以滿足各類電纜敷設的要求。

（二）超高壓電纜入廊技術分析

按照《城市電力規劃規范》，500kv高壓線走廊寬度為60m ～ 75m， 1km500kv 高壓線進綜合管廊后， 可釋放約 5 ～6.5公頃土地，對土地資源緊缺的城市尤為重要，同時也能解決經過主次干道管位布置問題。因此，通過綜合管廊作為電力管線的載體，能夠充分利用地下立體空間放置各類管線，減少車行道下敷設的管線。

500kv電纜作為整個城市重要的電力來源，由于輸送的電流過大，因此對環境的要求較高，500kv電纜在建設中的應用較少，入廊案例較少。深圳市某區鑒于規劃高壓電力通道沿線均為現狀工業區和住宅區，為優化區域電網結構，節約土地資源，提高電網供電安全水平，將500kv電纜納入綜合管廊，在電力管線4回500kv電纜入廊采用獨立成艙且分艙布置的方案，設置2個超高壓電力艙，一用一備，以防發生故障造成城市電力系統癱瘓，并結合國內500kv電纜隧道滅火設施實例，設計在500kv超高壓電力艙中采用細水霧滅火系統。

（三）高、低壓電力電纜同艙技術分析

1.高、低壓互相干擾

高壓電纜電流小，溫度不高，低壓電纜電流大，溫度高。溫度高的低壓電纜放在上面，便于通風散熱。高、低壓混合敷設時級電壓線路之間因電極不同對環流有較大影響，高、低壓之間間距越小環流越大，環流增大會增加電纜能耗，高、低壓電纜之間盡量保持最大間距，適當增加接地電阻可減少環流影響。

2.電力事故發生率高

當電力電纜數量較多、通常超過6回時，將高壓220kv/110kv與低壓20kv/10kv單獨設置一個艙位并同艙敷設，實際就是分隔成為一個電力專用艙室。當電力全部同艙敷設，面臨的最大問題便是安全運營，電力艙空間較大，10kv電纜集中成排布置，產熱較多，長時間運營，電纜產生的高溫持續在艙內聚集，一旦發生火災，將隨著電纜艙室的走向迅速蔓延燃燒，釋放大量有毒氣體、濃煙。通常通過溫感電纜、自然通風輔助機械通風、防火分區及監控系統來保證電力管線的安全運行。

電力事故主要是接地故障造成的人員及其它管線傷害的問題，至于電纜縱向感應電壓所造成的端末設備障礙問題，因其安全長度大于干擾安全長度，故在解決干擾問題時即可同時解決本問題，且電纜接地措施可免除縱向感應電壓對人員的接觸電壓傷害，故電力事故災害的防護措施應以防范接地故障相關問題為重點，主要包括：人員安全的防護、高壓閃絡及爆裂的防護、漏電的防護，110kv及220kv電力艙自動滅火系統采用超細干粉自動滅火系統，滅火設計濃度取0.18kg/m3。

對人員安全的威脅主要來自“接觸電壓”和“跨步電壓”，這兩種電壓皆因較大的地電流導致綜合管廊內各處均可能有電位差的存在，一旦此電位差出現在人員手足之間則可能造成接觸電壓傷害，而若出現在雙足之間則可能造成跨步電壓的傷害。防止此事故發生可由減少地電流、消除電位差及加強絕緣三方面進行，前者是通過各種“地電流的疏導措施”減少接地故障電流流入溝內結構物，消除電位差的做法是使人員與接觸物之間加強絕緣阻抗以阻止電流流入人體造成傷害。施工人員穿著互連性好的導電衣褲及手套和導電鞋則可維持身體各部位同電位，當接地故障發生時，電流流過導電衣褲形成的回路，不經過人體可確保人身安全，但此項措施不能影響施工。在可能出現高電位差的位置通過加強絕緣，可使流入人體的電流減少，而增強人員的耐壓能力。

漏電現象基本上是一種高阻抗接地故障，因電流不大，不易由電力系統的斷路器切離，故往往使漏電持續存在而不知，一旦人員碰觸即造成傷害，在有高壓電纜的場所應明確標示其位置及各種注意事項和安全措施。

3.電力、通信同艙技術分析

綜合管廊電力通信艙通常重要收容電力與通信電纜，同軸通信電纜與電力電纜之間存在嚴重的電磁干擾。根據新版《城市綜合管廊工程技術規范》（GB50838-2015），110kv及以上電力電纜不應與通信電纜同側布置。即使要共同敷設，又必須保持一定的凈距。

（1）電力、通信電磁干擾。對于傳統的金屬通信管線，容易受到電力產生的磁場干擾，電壓越高，產生的磁場越強烈。由于科學技術的進步，目前信息傳輸載體的介質已越來越多地采用光纜，材料的革命，徹底解決了上述相互干擾的問題，即信息管線介質為光纜時，通信和電力纜線兩者間的相互干擾問題可以忽略不計，無需采取特殊的技術措施，就可以共同敷設。從總體而言，以光纜作為信息傳輸的物質載體，已成為21世紀信息革命的趨勢和潮流，目前市政道路下已全部光纖化。

若仍需采用同軸電纜作為信息傳輸的物質載體時，可以通過以下的技術方案，來消除電力與通信電纜間的電磁干擾問題。在管廊內部增設各種導體，可改善磁場屏蔽效果，其原理主要是產生感應電流磁場以抵消部分干擾源磁場。電力電纜加強屏蔽的措施：屏蔽層或中性導體直接并聯導體，且互連多重接地；使用導體材料（金屬材料）做電流架或電纜槽，此金屬架（槽）必須在縱方向電性連接良好且實施多重接地。通信光纜加強屏蔽的措施：增加專用屏蔽導線，此導線應多重接地；使用導體材料（金屬材料）做電流架或電纜槽，此金屬架（槽）必須在縱方向電性連接良好且實施多重接地。

綜合管廊結構屏蔽措施：廊體結構鋼筋做良好的電性連接，使用焊接或熔接技術，連接廊體鋼筋。尤其在縱方向的主鋼筋應實施此種連接；預埋接地導線，可使用裸銅線埋設于廊體底部，一方面做屏蔽導體，一方面提供各種接地連接，效果最為顯著。

（2）通信管道功能弱化。電力、通信分別布置在道路兩側時，兩者通道均按各自的特點、功能需求而量身定制，敷設環境比較好，是一種成熟、穩定的做法。電力管線較通信管線尺寸較大，抵抗外力損害能力較強，耐水性較弱。電力、通信同艙敷設時，由于電力系統作為城市的主要的基礎設施，通信線路通常在管廊內的功能需求被弱化，當管廊內完全敷設并預留一定的空間以后，剩余空間作為通信線路的敷設位置。通信管線自身結構不如電力纜線外表結構結實，容易受到電力纜線施工過程中的表面損傷，造成通信管線功能受到影響。

4.兼容性分析

電力、通信納入管廊內部，管線之間性質各異，可能存在互相干擾，甚至發生災難事件，但可采取相應措施改善，達到同艙敷設目的。在具體規劃設計時，要根據各工程的實際情況，先確定各入廊管線獨自敷設一艙還是處于同一艙室內。若強弱電纜處于同一艙室內，為避免電力、通信管線的相互干擾，必須采用屏蔽措施，同時注意施工質量，并加強維護管理，避免產生爆管事故。

二、復合型纜線管廊適用性分析

（一）復合型纜線管廊定義

在《城市綜合管廊工程技術規范》（GB50838-2015）中，對纜線管廊進行了定義，即采用淺埋溝道方式建設，設有可開啟蓋板但其內部空間不能滿足人員正常通行要求，用于容納電力電纜和通信線纜的管廊。但是在現有規范定義的纜線管廊中，加入小口徑（一般不大于DN400）的給水管或再生水管，纜線管廊的作用將會更突出，如圖所示。這類纜線型管廊可以稱為“復合型纜線管廊”。

其深度一般在2米以內，設有可開啟蓋板；工作通道不要求通行，無照明、通風等附屬設施。電力管線不超過24回，通信管線不超過12孔，給水管道、再生水管道等管徑不大于DN400。具有投資省、空間集約、實施性好等特點。

復合型纜線管廊斷面示意圖

（二）纜線管廊適用性

纜線管廊適用于舊村綜合整治等道路狹窄區域或者埋置深度受限的地區，如城市一般居住區、產業園區、城中村等管線需求少、道路寬度有限的地區。復合型纜線管廊還可以作為綜合管廊與地塊或者建筑內部連通一種形式，用于解決綜合管廊與周邊用戶銜接的問題。

盡管復合型纜線管廊具有諸多優勢，但是在應用過程中仍存在部分爭議，主要的爭議點集中在其規范標準、安全及運營維護等方面。為了能更好地應用復合型纜線管廊，建議國家制定相關標準，同時試點建設復合型纜線管廊積累經驗。

（三）纜線管廊缺點

纜線管廊建設形式與電纜溝基本相同，端頭、轉角、管溝銜接處與鄰近的雨水井連通，不是封閉式管理，不利于通信線路安全。纜線管廊內不要求設置照明、通風、監控等設備，其中敷設有長途、中繼等通信線路，一旦電纜起火，燒壞通信線路，將造成大面積的通信事故。

纜線管廊活動蓋板無法上鎖，難以防止通信運營商私自敷設通信線路，不便于通信線路管理收費，且通信線路敷設較為頻繁，蓋板較容易損壞。對道路地下空間集約節約效果不明顯，在規劃電纜數量多、通信管道容量大的路段，若采用大型的纜線管廊，則在經濟效益及對地下空間利用方面比傳統的電纜溝通信管道方式沒有顯著優勢。斷面較大的纜線管廊需占用道路綠地或樹池空間，對城市景觀影響較大。

三、思考與建議

1.隨電纜隧道建設是建設綜合管廊的主要實施時機，建議同一規劃路由的電力管線均應在管廊內敷設，同時預留空間，節約土地資源，便于維修電纜和擴容。

2.500kv超高壓電纜入廊，需獨立成艙，同時為了供電安全性，需設置兩個超高壓艙室，并配備自動及手動滅火系統。

3.當管廊內電力線路滿載容量能100kv/220kv電纜超過6回，宜單獨設艙，艙內若有空間，可布置10kv/20kv低壓電力管線，并布置于高壓電力管線上方，保持一定的安全距離。

4.電力、通信管線同艙敷設時，應盡量分兩側敷設，采取防止電磁干擾措施；施工、維護過程中，對通信線路進行一定保護。

5.纜線管廊可能存在管理上沖突，規模越大，矛盾激化的可能性也越大。由于功能需求不同，兩種纜線在建設和管理上存在差異，而纜線管廊無法較好地滿足兩種需求，是否大規模推廣纜線管廊還需討論。