米泉牽引站110kV 電力廊道工程建設(shè)研究

閆春杰YAN Chun-jie

（烏魯木齊地下綜合管廊投資管理有限公司，烏魯木齊 830000）

0 引言

電力廊道工程是地上城和地下城所構(gòu)成的一個(gè)“高效率”的整體，是溝通地上和地下的重要紐帶的動(dòng)脈和神經(jīng)，建設(shè)過(guò)程響應(yīng)“一流規(guī)劃、一流設(shè)計(jì)、一流建設(shè)、一流質(zhì)量”的要求，是21 世紀(jì)新型城市市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。通過(guò)電力管廊的建設(shè)能有效的避免管道埋設(shè)和維修導(dǎo)致的路面重復(fù)開挖、土壤及地下水對(duì)管線的腐蝕等問(wèn)題。不僅能節(jié)約成本，延長(zhǎng)管線的使用壽命，還為城市長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃及發(fā)展預(yù)留了地下空間意義重大。

1 建設(shè)的必要性

1.1 符合國(guó)家、地方政策要求

2014 年6 月，國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布了《加強(qiáng)城市地下管線建設(shè)管理的指導(dǎo)意見》，要求完善城市地下管線系統(tǒng)。2015 年7 月28 日，李克強(qiáng)總理主持召開國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議，提出重點(diǎn)支持在城市建造敷設(shè)集通信、廣電、電力、燃?xì)獾仁姓叵戮C合管廊為一體的民生工程。

1.2 城市立體空間發(fā)展需求

隨著城市的發(fā)展，市內(nèi)需要建設(shè)更多的高架道路、地下通道等設(shè)施，要求提高城市土地利用率及管理水平，發(fā)展立體交通不可避免，地下管線敷設(shè)的分散將給后期發(fā)展建設(shè)高架道路、軌道交通、地下通道等交通設(shè)施造成阻力。

1.3 城市景觀及經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求

建設(shè)城市地下電力廊道設(shè)施解決了城市“馬路拉鏈”問(wèn)題，提升城市市政設(shè)施管理，保持路容完整和美觀，確保城市環(huán)境良好，從而提升城市形象，增加城市外來(lái)投資吸引力，推動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展。同時(shí)烏魯木齊作為國(guó)家“一帶一路”發(fā)展戰(zhàn)略面向中亞各國(guó)的橋頭堡，更應(yīng)提升城市形象，改善城市景觀，進(jìn)一步優(yōu)化市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

1.4 新建道路、改擴(kuò)建道路工程，便于電力廊道建設(shè)實(shí)施

烏魯木齊經(jīng)過(guò)多年建設(shè)發(fā)展，市政配套基礎(chǔ)設(shè)施亟需改善和梳理，以電力電纜入地為改造目標(biāo)，不斷適應(yīng)該片區(qū)城市開發(fā)的節(jié)奏，提高該區(qū)域市政配套服務(wù)水平。

1.5 米泉牽引站保障烏將鐵路多路供電安全勢(shì)在必行

現(xiàn)行計(jì)劃線路穿越烏魯木齊市米東區(qū)多個(gè)建設(shè)用地區(qū)域，110kV 架空線將導(dǎo)致大量高壓走廊等城市空白區(qū)域，因此建設(shè)電力廊道非常必要。

2 技術(shù)可行性

2.1 技術(shù)可行

國(guó)外電力廊道的建設(shè)已有上百年的歷史，在我國(guó)也有很多成功的范例，因此，目前技術(shù)上已經(jīng)成熟，運(yùn)行也十分可靠，這些均為烏魯木齊市電力廊道提供了有力的技術(shù)保障。

2.2 經(jīng)濟(jì)可行

目前烏魯木齊市的人均國(guó)民生產(chǎn)總值界于1000-3000 美元間，處于發(fā)展階段經(jīng)濟(jì)可行。

2.3 政策保障

按照中央決策部署和有關(guān)要求，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部將“城市雙修”作為治理城市病、轉(zhuǎn)變城市發(fā)展方式的重要抓手，推動(dòng)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重要任務(wù)，全面部署，全力推進(jìn)[1]。去年年底以來(lái)，相繼印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)生態(tài)修復(fù)城市修補(bǔ)工作的指導(dǎo)意見》等。

2.4 組織保障

政府多個(gè)部門均非常重視，不斷關(guān)注和推進(jìn)項(xiàng)目進(jìn)程，對(duì)項(xiàng)目質(zhì)量嚴(yán)格審核和把控。烏魯木齊市建設(shè)局、電業(yè)局、規(guī)劃局、烏魯木齊市地下綜合管廊投資建設(shè)管理公司等各部門為完成整個(gè)烏魯木齊市的市政配套建設(shè)，積極配合協(xié)調(diào)各方面的不同需求，做到“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一管理”，為工程的實(shí)施提供了建設(shè)條件。

2.5 群眾積極性高

本項(xiàng)目的實(shí)施，可使城市環(huán)境質(zhì)量明顯提升，風(fēng)貌特色顯現(xiàn)，使區(qū)域內(nèi)的居民舒適感和幸福感提升，滿足居民和道路過(guò)往人民對(duì)城市干凈整潔的美好愿望，實(shí)現(xiàn)建設(shè)城市宜居生活，實(shí)現(xiàn)城市生態(tài)夢(mèng)想的總目標(biāo)。

3 工程方案設(shè)計(jì)

3.1 電力廊道入廊管線

米泉牽引站110kV 電力廊道工程，建成投產(chǎn)運(yùn)行后，可以解決城市道路重復(fù)破挖問(wèn)題，提高城市市政道路地下用地集約化，架空電纜入地則能提高區(qū)域形象。原則上應(yīng)結(jié)合道路提升改造計(jì)劃、管線規(guī)劃、現(xiàn)狀已敷設(shè)管線種類以及工程對(duì)片區(qū)內(nèi)居民滿意度等統(tǒng)籌考慮。本段根據(jù)建設(shè)局、電力部門要求結(jié)合規(guī)劃意見，廊道近期僅考慮110kV電纜入廊，近期考慮2 回110kV，遠(yuǎn)期考慮7 回110kV。

3.2 電力廊道斷面布置原則

①電力廊道斷面形式應(yīng)根據(jù)納入的電纜種類及規(guī)模、建設(shè)方式、預(yù)留空間等確定。

②電力廊道斷面應(yīng)滿足管線安裝、檢修、維護(hù)作業(yè)所需要的空間要求，電力廊道內(nèi)部?jī)舾卟灰诵∮?.4m，廊道內(nèi)雙側(cè)設(shè)置支架時(shí)檢修通道凈寬不宜小于1.0m，廊道內(nèi)單側(cè)設(shè)置支架或管道時(shí)檢修通道凈寬不宜小于0.9m[2]。

③電力廊道斷面應(yīng)考慮現(xiàn)狀與其銜接的電力廊道斷面及其設(shè)備設(shè)置。

3.3 電力廊道斷面尺寸的確定

根據(jù)上述管道組合原則，確認(rèn)了米泉牽引站110kV電力廊道斷面及敷設(shè)方式。本次廊道艙室寬度確定中，廊道檢修通道均大于等于上述廊道檢修通道最小要求。根據(jù)規(guī)劃電纜數(shù)量結(jié)合電纜入廊組合和斷面布置原則及考慮道路斷面寬度確定了皇渠北路段電力廊道斷面尺寸如圖1。

3.4 電力廊道線位設(shè)計(jì)原則

①電力廊道的平面線形應(yīng)基本與所在道路的平面線形平行，如需轉(zhuǎn)折則平面線的轉(zhuǎn)折角必須符合各類管線平面彎折的轉(zhuǎn)彎半徑要求。②電力廊道的最小埋設(shè)深度應(yīng)根據(jù)施工工藝，必要的覆土厚度以及橫向埋管的安全空間等因素確定。③電力廊道的斷面空間應(yīng)能滿足各類管線的敷設(shè)、維護(hù)以及擴(kuò)容的需要；廊道的斷面形式及各類管線的布置應(yīng)能滿足電力廊道安全運(yùn)行的要求。④電力廊道特殊斷面的空間應(yīng)能滿足各類管線的銜接、通風(fēng)口、人員出入口以及投料口等的布置要求。⑤電力廊道采用二次找坡方式排出廊道內(nèi)積水，內(nèi)設(shè)1%的橫向坡度，縱向坡度盡量與道路坡度一致，減小電力廊道覆土厚度。⑥電力廊道內(nèi)的纜線一般布置在支（橋）架上，支（橋）架的寬度與縱向凈空應(yīng)能滿足纜線敷設(shè)及維修需要，支架的跨距應(yīng)根據(jù)計(jì)算及實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)確定[3]。

3.5 電力廊道豎向設(shè)計(jì)原則

電力廊道的埋深影響溝槽開挖深度，進(jìn)而對(duì)實(shí)施電力廊道兩側(cè)現(xiàn)狀建筑造成影響，也直接影響管線交叉[4]。廊道的上部覆土要能夠滿足公用管線的穿越。廊道的敷設(shè)應(yīng)盡量跟隨道路縱向坡度敷設(shè)，以減小電力廊道的覆土，并根據(jù)纜線入電力廊道后分別所需的空間、維護(hù)及管理通道、作業(yè)空間以及照明、通風(fēng)、排水等設(shè)施所需空間，考慮各特殊部位結(jié)構(gòu)形式、分支走向等配置，并考慮設(shè)置地點(diǎn)的地質(zhì)狀況、沿線狀況、交通等施工條件，以及地鐵、下水道等其它地下埋設(shè)物以及周圍建設(shè)物等條件，作綜合研究后來(lái)決定經(jīng)濟(jì)合理的豎向布置[5]。配套電力廊道的覆土確定主要考慮四個(gè)因素[6]：①廊道上部綠化種植的覆土厚度要求；②凍土深度；③廊道與橫穿道路的排水管線以及其他市政管線的交叉關(guān)系；④廊道附屬設(shè)施如通風(fēng)口、投料口設(shè)置時(shí)人員操作及設(shè)備安裝空間的要求所需要的空間；⑤采用不同工法所對(duì)應(yīng)的安全覆土厚度。

綜合考慮以上因素，皇渠北路明挖段覆土1.5m。

3.6 電力廊道工法方案選擇

電力廊道施工方式有明挖和非開挖兩種施工方式，在周邊環(huán)境簡(jiǎn)單、地質(zhì)條件良好且允許開挖的區(qū)域，一般均采用明挖+現(xiàn)澆的施工方式，而在周邊環(huán)境復(fù)雜的情況下則需采用非開挖方式施工，其中電力廊道中常用非開挖工法分為頂管法、礦山法、盾構(gòu)法，四種施工方法詳述如下。

明挖法：明挖工法是電力廊道施工的首選方法，在地質(zhì)條件、周邊環(huán)境允許的區(qū)域通常采用明挖法施工，優(yōu)點(diǎn)是施工作業(yè)面多、施工技術(shù)簡(jiǎn)單、速度快，缺點(diǎn)是對(duì)周邊環(huán)境影響較大，當(dāng)周邊環(huán)境或者地質(zhì)情況復(fù)雜時(shí)，圍護(hù)費(fèi)用較高。礦山法：礦山法由淺埋暗挖法衍生而來(lái)，沿用了新奧法的基本原理，創(chuàng)建了信息化量測(cè)反饋設(shè)計(jì)和施工的新理念，以達(dá)到安全與經(jīng)濟(jì)的目的。采用先柔后剛復(fù)合式襯砌新型支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，初期支護(hù)承擔(dān)施工過(guò)程中的水土壓力，二次模筑襯砌作為安全儲(chǔ)備，初期支護(hù)和二次襯砌共同承擔(dān)特殊荷載[7]。礦山法主要施工方式有全斷面法、臺(tái)階法、CD 法、CRD 法等。

盾構(gòu)法：盾構(gòu)廊道工法是指使用盾構(gòu)機(jī)，一邊控制開挖面及圍巖不發(fā)生坍塌失穩(wěn)，一邊進(jìn)行廊道掘進(jìn)，并在機(jī)內(nèi)拼裝管片形成襯砌、實(shí)施壁后注漿，從而不干擾圍巖而修筑廊道的方法[8]，盾構(gòu)法覆土可以很淺，在不穩(wěn)定地層和含地下水地層可做到不引起較大沉陷。國(guó)內(nèi)工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)表明，由于采用高精度管片及復(fù)合防水封墊，單層鋼筋混凝土管片組成的廊道襯砌可取得良好的防水效果，不需要修筑內(nèi)襯結(jié)構(gòu)。盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，尤其是泥水式、土壓平衡式盾構(gòu)的開發(fā)，使之在松散的含水砂層、砂夾卵石層、高水壓地層等所有地層中進(jìn)行開挖成為可能，所以當(dāng)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件以及周圍環(huán)境情況復(fù)雜，難以用礦山法和明挖法施工時(shí)，盾構(gòu)法是最好的選擇[9]。

頂管法：頂管工法是采用液壓油缸將管段頂入由切削刀盤和掘進(jìn)機(jī)形成的鉆孔中構(gòu)成襯砌的施工方法，其實(shí)質(zhì)是所用頂管在主頂工作站的作用下，由始發(fā)井始發(fā)，頂進(jìn)至目標(biāo)接收井。（表1）

表1 施工工法對(duì)比表

皇渠北路段自米泉220kV 變北側(cè)出線，到皇渠北路，然后沿皇渠北路至輪臺(tái)路，接入現(xiàn)狀電力鐵塔。本段現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地大部分空曠，經(jīng)初步摸排現(xiàn)狀存在3 處民房，1 處電力鐵塔，1 處通信塔，1 處油氣管線，1 路10kV 電力線，暫無(wú)其他障礙，因此本段考慮明挖方案。

3.7 電力廊道敷設(shè)位置

米泉牽引站110kV 電力廊道工程皇渠北路段所在區(qū)域均為城市建成區(qū)域，且現(xiàn)狀道路下管線較多，廊道敷設(shè)應(yīng)盡量躲避現(xiàn)有管線，減少廊道建設(shè)造成的管線改遷。自米泉220kV 變電站出來(lái)后至皇渠北路，然后沿現(xiàn)狀道路東（南側(cè)）敷設(shè)，電力廊道長(zhǎng)度約0.6km。（圖2）

圖2 皇渠北路道路標(biāo)準(zhǔn)段面

廊道位于地面的檢修入口均設(shè)置于道路兩側(cè)較寬的人行道或綠化帶內(nèi)，廊道通風(fēng)采取橫向布置風(fēng)道，風(fēng)道引至道路人行道行道樹處伸出地面設(shè)置通風(fēng)亭。

3.8 電力廊道節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

皇渠北路段電力廊道長(zhǎng)約0.6km，全部采用明挖法，其中結(jié)合工井設(shè)置機(jī)械進(jìn)風(fēng)井一座，機(jī)械排風(fēng)井一座，自然進(jìn)風(fēng)口一座。

①通風(fēng)口設(shè)計(jì)。

皇渠北路段電力廊道采用自然進(jìn)風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng)，結(jié)合電力廊道防火分區(qū)進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通風(fēng)口間距不大于400m，在每個(gè)通風(fēng)區(qū)間區(qū)內(nèi)設(shè)置一個(gè)進(jìn)風(fēng)口，一個(gè)排風(fēng)口。為防止排出來(lái)的風(fēng)又被相鄰?fù)L(fēng)區(qū)間吸入，導(dǎo)致通風(fēng)短路，相鄰的兩個(gè)風(fēng)口功能必須相同，即要么同為排風(fēng)口，要么同為進(jìn)風(fēng)口。防火分區(qū)通風(fēng)口布置如圖3。

圖3 通風(fēng)口布置示意圖

進(jìn)風(fēng)口出風(fēng)口相隔設(shè)置，機(jī)械進(jìn)排風(fēng)口處安裝風(fēng)機(jī)。根據(jù)出風(fēng)口數(shù)量及景觀要求，出風(fēng)口處考慮風(fēng)機(jī)集中布置，設(shè)風(fēng)亭。

圖4 通風(fēng)口建筑外觀效果圖一

圖5 通風(fēng)口建筑外觀效果圖二

圖6 機(jī)械排風(fēng)口斷面示意圖

圖7 自然進(jìn)風(fēng)口斷面示意圖

②逃生口設(shè)計(jì)。

本次方案設(shè)計(jì)人員在綜合考慮檢修距離及市政景觀后，對(duì)逃生口按不大于200m 設(shè)置，且逃生口設(shè)置井蓋與頂面平齊。

圖8 逃生口剖面圖

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及提升，城市市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、管理需求及要求隨之提高。本文以米泉牽引站110KV 電力廊道工程建設(shè)方案為例，介紹了電力管廊建設(shè)的必要性、技術(shù)可行性及相關(guān)實(shí)施方案。烏魯木齊市作為西部具有影響力的省會(huì)城市，積極響應(yīng)國(guó)家纜線入地工程建設(shè)，開展試點(diǎn)城市建設(shè)，推進(jìn)纜線入地進(jìn)程，解決城市“馬路拉鏈”“空中蜘蛛網(wǎng)”等問(wèn)題，提升城市市政設(shè)施管理，保持路容完整和美觀，確保城市環(huán)境良好，從而提升城市形象，增加城市外來(lái)投資吸引力，助力城市經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。