关于城市电力电缆隧道的设计探讨

摘要：地下空间是地球上十分宝贵的资源,目前国内外大中城市用地普遍十分短缺,合理开发和综合利用城市地下空间,可缓解城市发展与土地资源紧张的矛盾,提高土地利用率,对于扩大城市生存发展空间具有重要的现实意义,为进一步建设现代化城市开辟了广阔的前景,实现城市的集约化和持续有序化发展。电缆隧道建设是城市地下空间开发利用形式之一, 电缆隧道是能容纳十几条或更多电缆线路的地下土建设施,将电缆线路敷设于已建成的电缆隧道中的安装方式称为电缆隧道敷设。随着城市电力电缆隧道建设的发展，城市电力电缆隧道领域出现了许多新工艺的和更严格的要求。

关键词：城市；地下；电缆；隧道

Abstract: the underground space is the earth very precious resources, both at home and abroad, is a shortage of land for large and medium-sized cities in general, the reasonable exploitation and comprehensive utilization of urban underground space, can alleviate the urban development and the land resource of nervous contradiction, improve the land utilization rate, survival and development space for expanding city has an important practical significance for further construction of modern city opened up broad prospects, realize the city for intensive and orderly development. Cable tunnel construction is the city underground space development and use one of the form, cable tunnel is can hold dozens of or more cable line of civil engineering facilities underground, laying cable line in the completed installation way of cable tunnel called laying cable tunnel. With city power cable tunnel construction development, urban power cable tunnel domain appeared many new technology and more strict requirements.

Key words: the city; Underground; Cable; tunnel

中图分类号：U45文献标识码：A 文章编号：

1电缆隧道概况

电缆隧道有圆形、矩形和马蹄形。电缆隧道断面形式主要取决于施工方法,采用盾构法施工的隧道一般为圆形,采用明挖法施工的隧道一般为矩形或马蹄形。在地下走廊十分拥挤的中心城区建造电缆隧道,可以在同一路径敷设多回路高压电缆线路,但电缆隧道建设规划应与城市电网整体建设规划同步进行。一般在以下情况之一应建设电缆隧道:

（1）同一通道的地下电缆数量较多，且受走廊条件限制没有足够空间采用排管或沟槽敷设时，即同一路径35kV电缆超过10根或220kV电缆≥3回路或同一通道敷设6回及以上110kV～500kV的电缆时。

（2）线路输送容量要求较高且其他敷设方式无法满足时，宜采用隧道。

2隧道路径选择原侧

电力电缆隧道的规划应符合城市总体规划及控制性规划对城市空间结构、功能分区和用地布局的要求，应与城市发展规划相互配合，同步规划，有条件时应与市政建设同步实施。

同时根据需求量预测合理布置，达到供电可靠、运行经济、投资节约的目的。

电缆隧道路径应选择在稳定的地层中，不宜穿越地质条件极为复杂的地段，尽可能不选择在不良地质、排水困难和地势狭窄的沟谷低洼处建设电力隧道。当无法避让时，应采取切实可靠的工程措施。穿越河流的隧道，应综合考虑规划、水利、航道等因素,在较大面积地质测绘和综合地质勘探的基础上确定路径走向和埋深。电力隧道与相邻地下构筑物应保持一定的安全距离，最小间距应根据地质条件、建设顺序等因素，与相邻构筑物管理单位协商确定，并满足现行行业标准《城市电力电缆线路设计技术规定》DL/T 5221 的要求，对于盾构法和顶管法不宜小于本标准第9.3.2条之2和第9.3.3条之2规定的数值。电力电缆隧道的弯曲半径，应满足施工工法和隧道内敷设的最大截面电缆允许弯曲半径的要求。

3隧道的建筑原侧和截面布置

电力电缆隧道内通道净高不宜小于1900mm，在较短的隧道中与其他管沟交叉的局部段，净高可降低，但不应低于1400mm。封闭式工作井的净高不宜小于1900mm。结合我院在珠海市横琴新区电缆隧道的具体设计情况简要说明电力隧道截面布置，根据横琴新区的总体规划要求提出了4回、6回、8回电缆隧道的布置形式，电缆隧道标准断面为3.2mx2.9m(宽×高)，其余地段电缆隧道标准断面为2.6mx3.2m(宽×高)。每回电缆采用品字型敷设，不同回路电缆分布在电缆隧道的两侧壁上。上述隧道断面布置如下图所示：

4电力电缆的敷设

一般情况下在电缆隧道、电缆沟及电缆夹层中平行于地面敷设的电缆，根据蛇形敷设的波形相对于地面的方向，可分为水平方向和垂直方向两种蛇形敷设方式，一般取决于电缆的敷设空间。水平蛇形需增加一定的宽度，垂直蛇形则需增加一定的高度。

垂直蛇形敷设和水平蛇形敷设均是大截面电缆常用的敷设方式，两者在实际工程设计和运行中均被证明是安全可靠的，但各有自己的优势和劣势。

垂直蛇形敷设的优势：垂直蛇形敷设一般采用5m以上的蛇形节距，即每5m只需布置一个支持点，与水平蛇形敷设相比可大大减少支撑的支架数量，从而节约工程投资。

水平蛇形敷设优势：水平蛇形的支架布置一般在1.0～2.0m间距，比垂直蛇形小一半，电缆的重量能比较平均地分配在各个支架上，对单根支架的受力要求较低。垂直蛇形因占用了隧道的竖向空间，因此一般单侧若有一回采用垂直蛇形敷设，则该侧所有电缆都应使用垂直蛇形敷设，而水平蛇形相对较为灵活。

电缆导体截面为2500mm2,在负荷电流变化及短路故障时，每100m电缆由于线芯温度的变化引起的热胀冷缩所产生的热机械力(线芯末端推力)为97500N、热伸缩量为59mm(径向约束，温升65℃)，如果这样大的热机械力得不到有效释放，电缆会发生起拱、移位的现象，在多次循环作用下会引起线芯和金属护套的蠕变劣化，电缆局部部位的弯曲会超过允许的最大弯曲半径，金属护套被损坏，起不到阻水效果，影响电缆使用寿命并给安全运行造成隐患。同时造成电缆接头、GIS终端因内部组件位移、电场变化等情况而损坏。