中心城區(qū)電力電纜隧道線路設(shè)計(jì)初探

石紅，方琦

（上海市政交通設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海市200030）

中心城區(qū)電力電纜隧道線路設(shè)計(jì)初探

石紅，方琦

（上海市政交通設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海市200030）

隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展、城市化程度不斷提高，導(dǎo)致用電負(fù)荷快速增長(zhǎng)，大截面電纜輸電方式逐漸得到廣泛應(yīng)用；同時(shí)，隨著人們對(duì)環(huán)境、景觀的高標(biāo)準(zhǔn)要求，在中心城區(qū)架空敷設(shè)電纜已無可能，采用電力電纜隧道敷設(shè)大截面電纜得到推廣。針對(duì)中心城區(qū)地下構(gòu)筑物眾多、地下空間緊張的復(fù)雜地下環(huán)境，初步討論如何合理的選擇電力電纜隧道的走向及線路，切實(shí)可行實(shí)施大截面電力隧道，確保滿足中心城區(qū)用電負(fù)荷的快速增長(zhǎng)的同時(shí)，最大限度降低電力電纜隧道施工、運(yùn)營(yíng)期間對(duì)城市環(huán)境、景觀等方面的影響。

電力電纜隧道；線路設(shè)計(jì)；縱斷設(shè)計(jì)；工作井

1　電力電纜隧道發(fā)展與現(xiàn)狀

1.1電力電纜隧道簡(jiǎn)介［1］

參照《中國(guó)電力百科全書》（輸電與配電卷），關(guān)于電力電纜隧道有如下解釋：

“電纜隧道敷設(shè)方式是將電纜敷設(shè)在地下隧道內(nèi)的一種電纜安裝方式，用于電纜線路較多（如發(fā)電廠或變電所的出線）和電纜線路路徑不易開挖的場(chǎng)所（如過江隧道、機(jī)場(chǎng)跑道隧道等）。”

“為敷設(shè)電纜線路而建的專用隧道也稱電纜隧道，一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，也有磚砌或鋼管結(jié)構(gòu)”。

1.2國(guó)內(nèi)外電力電纜隧道的發(fā)展與現(xiàn)狀

隨著城市化快速發(fā)展，電力電纜隧道在國(guó)內(nèi)外大都市的中心城區(qū)內(nèi)發(fā)揮著越來越重要的作用。日本東京中心城區(qū)超高壓終端變電站的電源進(jìn)線以及高中壓供電網(wǎng)絡(luò)電纜，主要依靠電力電纜隧道進(jìn)行敷設(shè)；在我國(guó)的北京、上海地區(qū)，隨著城市發(fā)展的需要，也敷設(shè)了越來越多的電力電纜隧道，而且，電力電纜隧道不僅僅用于終端變電站的進(jìn)出線，在一些超高壓長(zhǎng)距離輸電線路中也逐步得到應(yīng)用。

2　電力電纜隧道線路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

電力電纜隧道工程主要分為隧道工程和電纜工藝兩部分，隧道工程設(shè)計(jì)需以電纜工藝設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)。而隧道工程設(shè)計(jì)包括線路設(shè)計(jì)、隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、附屬設(shè)施設(shè)計(jì)等內(nèi)容。其中，線路設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及附屬設(shè)施設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，線路選擇的優(yōu)劣直接決定工程是否可行及工程實(shí)施的難度。

在城郊及野外地帶，因受施工用地及周邊景觀、環(huán)境影響較小，電力隧道線路設(shè)計(jì)往往比較簡(jiǎn)單，滿足城市總體規(guī)劃及電網(wǎng)規(guī)劃要求即可。但在中心城區(qū)，受地下障礙物、城市景觀、環(huán)境、拆遷工作量、施工場(chǎng)地等因素限制，對(duì)線路設(shè)計(jì)要求較高，須將隧道選線作為一專項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行研究。

電力電纜隧道線路設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是確定線路的平面走向、豎向標(biāo)高、工作井（施工期間作為施工工井，運(yùn)營(yíng)期間是作為投料口、通風(fēng)口、人員出入口等）的位置及布置。電力電纜隧道屬于公用基礎(chǔ)設(shè)施（電力管線），一般應(yīng)位于道路紅線范圍內(nèi)或路側(cè)綠化控制范圍內(nèi)；通風(fēng)口及人員出入口屬于地面建筑，需結(jié)合工作井處環(huán)境及景觀要求予以設(shè)計(jì)，一般應(yīng)位于道路紅線外。

3　電力電纜隧道線路設(shè)計(jì)重要性

3.1與規(guī)劃相結(jié)合，最大限度輻射服務(wù)范圍

電力隧道作為城區(qū)變電站出線通道及連接兩座遠(yuǎn)距離變電站之間的通道，其線路可有多種選擇。線路選擇得當(dāng)，首先，能夠與城市總體規(guī)劃相結(jié)合，不僅能夠節(jié)約工程投資、減小拆遷工作量，同時(shí)還能結(jié)合城市規(guī)劃、將工作井及人員出入口、通風(fēng)口做成城市景觀中的小品，使其對(duì)環(huán)境影響小的同時(shí)，起到美化城市景觀的作用；其次，線路走向與電力規(guī)劃的良好結(jié)合，可以將多等級(jí)、多方向電纜納入其中，減少電力基礎(chǔ)設(shè)施投資費(fèi)用，輻射最大供電范圍。

3.2影響施工工藝、改善施工條件、節(jié)約工程投資

電力隧道的建設(shè)可分為明挖和暗挖法。明挖施工方法，工程費(fèi)用省，但須占用大量施工場(chǎng)地，對(duì)城市交通和環(huán)境影響較大，故在中心城區(qū)一般不予采用。目前，暗挖法可通過多種施工工藝實(shí)現(xiàn)，主要采用頂管法及盾構(gòu)法，分別針對(duì)不同的施工條件予以選用。如線路順直，轉(zhuǎn)折少，轉(zhuǎn)彎曲率大，距離現(xiàn)狀已建重大市政基礎(chǔ)設(shè)施樁基基礎(chǔ)距離較遠(yuǎn)，則可選用工程費(fèi)用較為節(jié)省的頂管法施工，可加快施工進(jìn)度，縮短工期，大大節(jié)約工程投資。

3.3有效改善城市環(huán)境

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境的要求越來越高，而電力架空線作為城市中的黑色污染之一，嚴(yán)重影響城市環(huán)境。我國(guó)很多城市都頒布了架空線入地要求，但是架空線入地如采用直埋方式極易引起道路的反復(fù)開挖，嚴(yán)重影響和破壞城市的環(huán)境。因此，越來越多的城市采用電力電纜隧道的方式收容城市電力線路。如電力線路設(shè)計(jì)得當(dāng)，隧道內(nèi)可多收容沿線更多電力線路，避免在電力線路出現(xiàn)故障時(shí)，反復(fù)開挖路面進(jìn)行檢修，減少因電力檢修故障對(duì)城市景觀、道路的破壞，影響居民居住環(huán)境，同時(shí)，隧道內(nèi)可定時(shí)進(jìn)行巡檢，及時(shí)排除故障，減少居民、工礦企業(yè)因停電造成的經(jīng)濟(jì)損失。

4　電力電纜隧道線路設(shè)計(jì)

電力隧道線路設(shè)計(jì)一般由設(shè)計(jì)人員參照城市規(guī)劃路網(wǎng)圖，根據(jù)隧道起終點(diǎn)間的道路情況、道路范圍內(nèi)市政基礎(chǔ)設(shè)施以及道路沿線建構(gòu)筑物概況初步擬定幾條線路以供深化。深化設(shè)計(jì)時(shí)，要求收集擬定線路沿線的各類基礎(chǔ)資料，進(jìn)行平面走向、工作井、通風(fēng)口、人員出入口等的布置以及隧道豎向標(biāo)高設(shè)計(jì)（縱斷面設(shè)計(jì)）［2-4］。

4.1基礎(chǔ)資料

電力電纜隧道作為地下工程，其建成后僅有通風(fēng)口、人員出入口為地面建筑，同時(shí)在中心城區(qū)一般考慮暗挖法施工，因此，必須在與規(guī)劃相符的同時(shí)，保證線路全線不受障礙物影響能夠全線貫通。主要收集資料如下：

（1）城市總體規(guī)劃及電力規(guī)劃

電力電纜隧道線路只有與城市總體規(guī)劃及電力總體規(guī)劃有機(jī)結(jié)合，才能最大限度發(fā)揮新建電力通道的作用和功能，且不影響城市總體景觀和環(huán)境。

（2）道路及公用管線概況

道路及公用管線概況將決定隧道實(shí)施的難度以及工程建設(shè)費(fèi)用，線路設(shè)計(jì)應(yīng)選擇道路紅線較寬，有路側(cè)綠化帶的道路走行，有利于施工場(chǎng)地的布置以及通風(fēng)口、人員出入口的設(shè)置。同時(shí)，應(yīng)遠(yuǎn)離重要的給、排水及其他公用管線，避免因施工造成管道損壞，帶來不良的社會(huì)影響。

（3）重大市政基礎(chǔ)設(shè)施及地下障礙物

作為城市主要交通的高架橋，軌道交通等，其對(duì)地基沉降及土體變化極其敏感，如在距其較近范圍內(nèi)進(jìn)行施工，風(fēng)險(xiǎn)較大；同時(shí)，如線路上出現(xiàn)較大、較深地下構(gòu)筑物，將導(dǎo)致線路無法穿行，電力通道阻斷，方案不可行。

（4）工程沿線地質(zhì)資料

因中心城區(qū)多采用暗挖法施工，隧道在不同的土層中穿行對(duì)施工的難度、周期影響較大，因此，為降低施工難度、縮短施工周期、節(jié)省工程費(fèi)用，確定電力電纜隧道走向前，須全面了解工程沿線地質(zhì)資料。

4.2線路平面設(shè)計(jì)

線路平面設(shè)計(jì)包含線路平面走向及工作井布置兩個(gè)方面的內(nèi)容：

4.2.1線路平面走向

線路平面走向設(shè)計(jì)須結(jié)合城市總體規(guī)劃及電力總體規(guī)劃，參照擬定線路沿線工程地質(zhì)資料，分析電力電纜隧道對(duì)擬定線路沿線道路、公用管線、重大市政設(shè)施、建（構(gòu)）筑物的影響，確保線路能夠全線貫通的情況下，選擇拆遷量小、工程投資低、實(shí)施難度小的線路作為設(shè)計(jì)推薦線路。線路平面走向設(shè)計(jì)需注意以下內(nèi)容：

（1）電力電纜隧道須位于道路紅線范圍內(nèi)或路側(cè)綠化用地范圍內(nèi)，原則上必須全部位于市政公共用地范圍內(nèi)；

（2）平面線形、曲率特性應(yīng)滿足當(dāng)前施工器具要求，盡可能保持順直；

（3）平面線形、曲率特性應(yīng)滿足隧道內(nèi)收容最大截面電纜曲率特性及曲率限制；

（4）隧道與鄰近地下構(gòu)筑物、地下樁基基礎(chǔ)間隔距離一般應(yīng)維持2m以上。

4.2.2工作井布置

工作井布置應(yīng)綜合考慮環(huán)境、施工工藝、電力電纜敷設(shè)要求等諸多因素的影響，做到通風(fēng)口及人員出入口的設(shè)置與環(huán)境渾然天成、自成一體；井位的選擇應(yīng)考慮減少對(duì)地面交通的影響、減少地下管線搬遷、少拆或不拆房屋；工作井的布置還必須滿足電力電纜敷設(shè)工藝的要求、考慮城市電網(wǎng)規(guī)劃支線隧道的接入，便于電力部門的后續(xù)工作的開展。

4.3縱斷設(shè)計(jì)

線路縱斷面設(shè)計(jì)主要考慮在豎向避讓平面難以避讓的地下構(gòu)筑物，同時(shí)隧道穿越河道時(shí)須滿足抗浮、河床沖刷等要求。為滿足隧道內(nèi)排水，建議設(shè)置單向坡，部分區(qū)間為避讓重大市政設(shè)施，可考慮設(shè)置V字坡及S曲線。線路縱斷設(shè)計(jì)需注意以下內(nèi)容：

（1）為保證隧道內(nèi)排水，一般設(shè)計(jì)縱坡不應(yīng)小于3‰；

（2）線路縱坡須滿足施工期間施工器具所能達(dá)到最大坡度要求；

（3）線路縱坡設(shè)計(jì)須滿足電纜敷設(shè)期間最小坡度要求；

（4）線路豎向與重大市政基礎(chǔ)設(shè)施及地下構(gòu)筑物相交叉時(shí)，須滿足相應(yīng)工程保護(hù)要求。

5　結(jié)論

隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，城市建設(shè)的高速前進(jìn)，中心城區(qū)的用電負(fù)荷越來越大，地下構(gòu)筑物也越來越多，因此在中心城區(qū)新建電力電纜隧道越來越難，這就要求工程設(shè)計(jì)人員全面掌握基礎(chǔ)資料，結(jié)合城市總體規(guī)劃及電力總體規(guī)劃，最優(yōu)化電力隧道線路設(shè)計(jì)，減小施工難度、減小施工期間及建成運(yùn)營(yíng)期間對(duì)城市環(huán)境、景觀的影響，減小對(duì)中心城區(qū)現(xiàn)狀重大市政基礎(chǔ)設(shè)施、房屋建筑等的影響，用最小的工程投資輻射最大供電范圍。本文初步探討了電力隧道線路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)條件和設(shè)計(jì)內(nèi)容，隨著各種邊界條件的不斷發(fā)展，尤其是電纜生產(chǎn)及鋪設(shè)工藝、隧道施工工藝的不斷發(fā)展，電力隧道線路設(shè)計(jì)的內(nèi)容也將逐步得到發(fā)展與更新。

同時(shí)，但隨著城市的快速發(fā)展，通信、排水等公用管線也將逐步敷設(shè)更多大截面隧道工程，綜合管廊工程也將越來越多的在中心城區(qū)得以應(yīng)用，本文所討論的線路設(shè)計(jì)對(duì)相關(guān)工程的線路設(shè)計(jì)亦會(huì)起到借鑒和參考作用。

［1］ 包海龍.上海電力隧道建設(shè)的初步設(shè)想［J］.上海電力，2003（3）：43-47.

［2］ 周松.上海西藏路電力隧道工程施工技術(shù)［J］.城市道橋與防洪，2006（1）：93-95.

［3］ 田旺.西藏路電力隧道工程簡(jiǎn)介［J］.上海電力，2004（2）：98.

［4］ 李湛初.電纜隧道的通風(fēng)設(shè)計(jì)［J］.REFRIGERATI0N，2001（12）：76-77.

南京長(zhǎng)江五橋擬2015年動(dòng)工

南京長(zhǎng)江五橋是南京市城市總體規(guī)劃確定的跨江通道之一，目前已經(jīng)確定明年動(dòng)工。

南京重大路橋建設(shè)指揮部負(fù)責(zé)人介紹，目前長(zhǎng)江五橋主題報(bào)告已經(jīng)完成，確定采取“橋+隧”的形式，不過仍有一些審批手續(xù)等待通過?？梢源_定的是，五橋明年開工建設(shè)，預(yù)計(jì)2019年建成通車。

根據(jù)長(zhǎng)江五橋的建設(shè)規(guī)劃，五橋起點(diǎn)位于寧合高速五里橋互通，沿北岸規(guī)劃預(yù)留通道方向由北向南依次與立新路、芝麻河、豐子河路、南航河、新民路、濱江大道相交，然后跨越長(zhǎng)江主航道，在江心洲登陸，并與規(guī)劃的葡園路形成互通。接著，路線下穿夾江，抵達(dá)長(zhǎng)江南岸，在江山大街地面以下三層位置下穿濱江大道，經(jīng)過青奧中心地下停車場(chǎng)，下穿經(jīng)過燕山路、江東路、廬山路、黃山路，而后與南京繞城公路油坊橋互通地面相接。大橋全長(zhǎng)11.99 km。

TM72

B

1009-7716（2015）01-0175-03

2014-08-12

石紅（1966-），女，上海人，高級(jí)工程師，從事給排水設(shè)計(jì)工作。