高強(qiáng)度內(nèi)襯PVC 預(yù)制鋼筋混凝土電纜管的研究

黃 勇，黃 斌，邱小寧

（國(guó)網(wǎng)宜春供電公司，江西宜春 336000）

0 引言

在城市里，尤其是大城市，架空線路的縱橫交錯(cuò)，樹(shù)或電線桿上雜亂地懸掛著成圈成捆的架空電纜，不僅影響了城市環(huán)境的美觀，而且給城市的管理帶來(lái)了麻煩和困難，同時(shí)威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。根據(jù)文獻(xiàn)[1]的研究成果得出地下電纜給現(xiàn)代城市發(fā)展帶來(lái)的好處有：1）增強(qiáng)城市電網(wǎng)的可靠性；2）根除視覺(jué)污染、美化城市環(huán)境；3）提高城市土地的利用價(jià)值，解決城市電力線路通道走廊；4）改善電磁場(chǎng)對(duì)人類(lèi)與城市環(huán)境的影響。

1 現(xiàn)行電力管道的缺陷

隨著電力系統(tǒng)整體配置的不斷發(fā)展，國(guó)家對(duì)城鄉(xiāng)配電網(wǎng)的建設(shè)日益重視，承載電力載體的電纜在材料、型號(hào)等的研制上也已基本成型。目前城市的電纜普遍是在地下敷設(shè)，與之配套的電纜管道應(yīng)運(yùn)而生，如碳素管（第一代）、玻璃鋼管（第二代）、U-PVC 管（第三代）、水泥管（第四代）等?，F(xiàn)有的電纜管道普遍存在以下問(wèn)題或缺陷：一是耐壓承載力不夠，在承受汽車(chē)等重載壓力和外力破壞的情況下，電纜管極易損壞，從而會(huì)傷及電纜，造成線路故障。二是施工工藝質(zhì)量不易控制，施工進(jìn)度慢，勞動(dòng)力使用量大，安裝造價(jià)高。三是純混凝土結(jié)構(gòu)制成的電纜管內(nèi)壁面粗糙，易損傷電纜的外表面，每節(jié)長(zhǎng)度短、無(wú)承插口、易錯(cuò)位。表1給出了目前常用的電力管性能比較。

表1 3種常用電力管的比較

2 內(nèi)襯PVC預(yù)制鋼筋混凝土電纜管的研究與制作

為了克服上述電纜管存在的問(wèn)題。本文提出將傳統(tǒng)PVC 管與承插式混凝土管相結(jié)合的方式，規(guī)避二者的不足，充分利用它們的優(yōu)點(diǎn)，研發(fā)生產(chǎn)制作內(nèi)襯PVC預(yù)制鋼筋混凝土電纜管

2.1 管體的性能要求

力學(xué)性能：管體破壞彎矩≥25 kN/m；管體外壓破壞載荷≥400 kN

混泥土強(qiáng)度（MPa）：C30；外層保護(hù)厚度＞20 mm。

要求制作的內(nèi)襯PVC預(yù)制鋼筋混凝土電纜管具備以下性能：

1）強(qiáng)度高、承載力大，抗外在破壞力強(qiáng)

2）體積大、底面寬、不下沉

3）承插口對(duì)接吻合度高、牢固不錯(cuò)位，密封后不漏水；

4）采用機(jī)械化安裝，管道安裝進(jìn)度快，縮短施工周期，施工效率高，可節(jié)省勞動(dòng)力，降低施工單位管理難度

5）產(chǎn)品質(zhì)量可控，降低投資單位、監(jiān)理單位監(jiān)管難度，可有效保證工程質(zhì)量。

6）管道內(nèi)表面光潔度高，阻力小，剛度大，鋪放電纜快，還能有效保護(hù)光、電纜

7）可有效減少浪費(fèi)，降低材料損耗，節(jié)約資源，環(huán)保節(jié)能

2.2 制作材料及要求

內(nèi)襯PVC采用成份為聚氯乙烯的管道[2]，加入其他增強(qiáng)其耐熱性、韌性、延展性等成分。內(nèi)加一層卷材PVC防蝕片，厚度要求不小于1.5 mm，寬度可以在1.5 m 內(nèi)調(diào)整。整卷總長(zhǎng)度為30 m，方便進(jìn)行焊接，拼接出任意尺寸和形狀的幅面。

混凝土標(biāo)號(hào)為C30，配方為普通硅酸鹽水泥：250 kg，砂：770 kg，1～2 石：1 200 kg?；炷恋膹?qiáng)度規(guī)定為：普通開(kāi)挖施工法使用的管，C30至C50；頂進(jìn)施工法使用的管，不得低于C55。生產(chǎn)時(shí)可根據(jù)應(yīng)用需要調(diào)整配方，保證混凝土的強(qiáng)度能滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。鋼筋為冷軋鋼。而在抗外壓荷載的等級(jí)規(guī)定上與普通電力管的要求基本一致。

2.3 管道分類(lèi)

按長(zhǎng)度分：4 m/節(jié)，1.5 m/節(jié)，1 m/節(jié)；按管徑分：Φ200，Φ160，Φ110 ；按孔數(shù)分：2，4+1，6+2，8+2，12+2；按承載力分：普通管、重型管。

2.4 內(nèi)襯PVC預(yù)制鋼筋混凝土電纜管的制造

該類(lèi)型管道以PVC 管為內(nèi)襯層，以機(jī)械嵌入形式與鋼筋混凝土管道內(nèi)壁結(jié)合，內(nèi)置鋼筋籠，兩端采用鋼筋加密。制作流程如圖1所示。

管體制造過(guò)程中需經(jīng)過(guò)大量的試制試驗(yàn)和總結(jié)，要不斷改進(jìn)制作模具和混泥土振搗密實(shí)方法。本文采用人工夯實(shí)和機(jī)械夯實(shí)相結(jié)合。使得模具和混凝土都處于非常穩(wěn)定的狀態(tài)，然后進(jìn)行耙平振動(dòng)，抹平成型。要使得砼面不超過(guò)鋼模面，用鋁合金抹平，再確保母端砼高度到位，然后公端口用工具鏟筑，保證砼到位。最后進(jìn)行兩次振動(dòng)，每次振動(dòng)時(shí)間為25 s，使模具與產(chǎn)品完美結(jié)合。最后不斷完善拆模細(xì)節(jié)，清理打磨PVC管，尤其對(duì)保養(yǎng)和堆放加強(qiáng)管理，使得其產(chǎn)品質(zhì)量得到保障。

圖1 內(nèi)襯PVC預(yù)制鋼筋混凝土電纜管的制作流程

3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

工程造價(jià)方面，以8+2 型φ200（即8 根電纜管，2 根通訊管，電纜管徑為200 mm）的內(nèi)襯PVC 預(yù)制鋼筋混泥土電纜管與U-PVC 管費(fèi)用進(jìn)行對(duì)比來(lái)看，總體成本每米為101 元，U-PVC 管費(fèi)用為116元（經(jīng)地方審計(jì)局審計(jì)后實(shí)際費(fèi)用），單米管道可降低造價(jià)15 元，5 000 km 的管道可節(jié)約費(fèi)用達(dá)7500 萬(wàn)元。

施工效率方面，利用試制成功的內(nèi)襯PVC 預(yù)制鋼筋混泥土電纜管進(jìn)行施工［3］，由于減少了施工過(guò)程的工序和環(huán)節(jié)，底部夯實(shí)后可直接布放管道，頂層護(hù)土即可，不需對(duì)施工后的管道進(jìn)行保養(yǎng)，施工效率可大大提高，同比可提高效率30%以上。

市場(chǎng)潛力方面，高強(qiáng)度內(nèi)襯PVC 預(yù)制鋼筋混凝土電纜管道解決了U-PVC 管道存在強(qiáng)度不高，極易受外力破壞而引發(fā)電纜損壞和短路事故問(wèn)題。一旦形成批量生產(chǎn)，完全可替代現(xiàn)有的U-PVC 管道，在全國(guó)10 kV 電纜施工中廣泛應(yīng)用，僅江西省內(nèi)一年的用量（含城網(wǎng)中低壓項(xiàng)目、用戶業(yè)擴(kuò)工程等）約5 000 kM，產(chǎn)值約5.6 個(gè)億。

4 工程應(yīng)用情況

本文所研制的高強(qiáng)度內(nèi)襯PVC預(yù)制鋼筋混凝土電纜管道已經(jīng)在江西省宜春市風(fēng)秀線工程改造中應(yīng)用，風(fēng)秀Ⅰ、Ⅱ線鋪設(shè)的電纜長(zhǎng)1 898 m，3×ф300 mm2電纜7 根，學(xué)院Ⅰ線至碧桂園基建用電中敷設(shè)電纜3×ф50 mm2長(zhǎng)360 m。全線從東到西開(kāi)有7 條臨時(shí)道路口，供打樁設(shè)備、水泥、磚、鋼筋、商品混凝土、土方運(yùn)輸車(chē)輛通行，路口寬度7～100 m，管道未見(jiàn)下沉、壓壞。如表2 所示。內(nèi)襯PVC 預(yù)制鋼筋混凝土電纜管施工完成后，在14 號(hào)井至15 號(hào)井之間，離14 號(hào)井以西18 m處，在管道下方挖空（長(zhǎng)1.1 m×寬1.6 m×高0.7 m）鋪放一根供水用的Φ400 mm2PE 管，PE 管位于電纜管下方0.4 m處，承插口位于自來(lái)水管西側(cè)0.7 m處，中間是空的，管道也未出現(xiàn)下沉、錯(cuò)位；學(xué)院Ⅰ線至碧桂園2變壓器號(hào)敷設(shè)電纜（3×Φ50 mm2）長(zhǎng)360 m。18 號(hào)井內(nèi)電纜在水平方向錯(cuò)位0.55 m，在南側(cè)上層3號(hào)管孔移至北側(cè)上層3號(hào)管孔，未損傷電纜。

表2 工程應(yīng)用情況

5 結(jié)束語(yǔ)

本文所研制的高強(qiáng)度內(nèi)襯PVC預(yù)制鋼筋混凝土電纜管道充分利用了PVC 管和水泥管各自的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)內(nèi)襯PVC的方式，有效提高了電纜管的光潔度、強(qiáng)度，降低了摩擦力，使電纜管道能很好地適應(yīng)當(dāng)前城市建設(shè)用各種重型機(jī)械、車(chē)輛的重壓，同時(shí)又便于安裝電纜管及敷設(shè)電纜，有效保護(hù)電纜，防止電纜損壞和短路事故的發(fā)生，既經(jīng)濟(jì)又便于安裝。

[1]GB50204-2011混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2]GB5083-2010聚氯乙烯防蝕襯里片制作規(guī)范》[S].

[3]GB50168-2006 電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].