綜合管廊內(nèi)電力電纜與其他管線的兼容性分析

許 爽

（深圳市西倫土木結構有限公司，廣東 深圳 518034）

1 綜合管廊概況

綜合管廊顧名思義就是指容納電力、通信、給水、中水、污水、雨水、天然氣、熱力等多種民用類市政工程管線的地下構筑物。根據(jù)國家、地方的相關規(guī)范和標準，目前綜合管廊主要類型有干線型綜合管廊、支線型綜合管廊和纜線型綜合管廊三類。其中干線型綜合管廊主要承擔城市里大型市政主干管線、高壓電力輸電線路的敷設；支線型則主要敷設分支管網(wǎng)以便服務于城市各種用戶。在實際應用中，根據(jù)不同的建設條件和使用需求，又衍生出干支混合型和纜線管廊等。纜線管廊就是電力電纜和通信線路專用的綜合管廊構筑物，根據(jù)規(guī)范的定義是不含其它管線，只包括“纜”和“線”的電力電纜和通信線路。與全地下封閉式的干線型和支線型管廊不同，纜線管廊則是設有可開啟蓋板的半地下式構筑物。敷設線路和維護時只需將蓋板打開即可，因此不需要額外設置照明、消防、火災報警、監(jiān)控、通風等附屬設施。無論是建設施工還是運營維護都相對容易。目前市政工程中普遍建設的電纜溝就可以看作是只容納電力電纜的纜線管廊。

2 電力電纜與各種管線合艙的兼容性分析

綜合管廊的入廊管線包括：電力電纜、通信線纜、給水管道、污水管道、中水管道、雨水管道、熱力管道。由于雨水管入廊條件比較復雜，目前也鮮有電力電纜和雨水管線共艙布置的案例，故本文暫不討論有關雨水管與電力電纜的合艙問題。

電力電纜與其它入廊管線的合艙原則主要有以下幾個方面：

（1）電力電纜不得與易燃氣體或易燃液體管線共艙敷設

電纜運行過程中會發(fā)熱，電纜接頭又是電纜的薄弱環(huán)節(jié)。如果電纜接頭制作質(zhì)量不高，接觸電阻過大，長期運行發(fā)熱會加速絕緣老化，導致絕緣層破損，發(fā)生相間短路事故。短路時產(chǎn)生的高溫電弧高達數(shù)千度。當管廊內(nèi)存在易燃氣體逸散在空氣中形成爆炸性混合氣體，遇到電弧極有可能發(fā)生爆炸事故。

因此根據(jù)《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》（GB 50838—2015），天然氣管道應當在獨立艙室敷設，此條為規(guī)范強制性條文，包括電力電纜在內(nèi)的所有管線都不得與天然氣管道同艙敷設，這一點不難理解。而污水管道內(nèi)由于沉積的污泥可能分解析出一些有害易燃氣體，如甲烷、二氧化硫等，故污水管道也不得與電力電纜共艙敷設。

而在有易燃氣體可能存在的艙室中，照明風機等設備配電電纜，須穿鋼管敷設，管道接縫處應做好密封防爆處理。

（2）熱力管道不得與電力電纜合艙敷設

熱力管道包括蒸汽熱力管和熱水熱力管。熱力管網(wǎng)的設計溫度通常在110～350℃之間。常用電力電纜導體的允許溫度，持續(xù)工作狀態(tài)下為70～90℃，短路暫態(tài)下為160～250℃。由此可見，熱力管網(wǎng)的設計溫度普遍高于電力電纜的工作允許溫度。

綜合管廊屬于密閉地下空間，艙室內(nèi)空氣流通較慢。當電力電纜與熱力管網(wǎng)合艙敷設時，即使電纜處于正常工作狀態(tài)，也會產(chǎn)生大量的熱量，同時又在熱力管熱輻射影響下加速了電纜絕緣的老化，使其性能下降。從而導致電纜發(fā)生故障，嚴重時引起火災。因此應避免熱力管道產(chǎn)生的熱輻射對電力電纜的危害，不得將熱力管道與電力電纜合艙敷設。該原則同樣為《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》（GB 50838—2015）的強制性條文。

（3）電力電纜不宜與通信線纜、給水管、中水管合艙布置

a. 通信線纜應避免布置在有強電磁場的地段

電力電纜在運行中會產(chǎn)生交變磁場，尤其是單芯電纜和存在不平衡電流的多芯電纜。當周圍布置含有金屬導體的通信線纜時，會在其導體內(nèi)產(chǎn)生感應電動勢，干擾信號傳輸。因此，將通信線纜與電力電纜分艙布置，利用綜合管廊結構的鋼筋網(wǎng)和等電位聯(lián)結構成了良好的屏蔽和分隔，可有效減少電磁干擾，保證通信線纜的正常運行，避免信號傳輸和控制系統(tǒng)故障。

b. 電力電纜火災風險高，共艙布置會危及其他管線安全

從防火角度分析，根據(jù)我國國家標準《火災分類》，有如下規(guī)定，將發(fā)生火災類別分為A、B、C、D、E、F 六類，其中適用于綜合管廊入廊管線（電力、通信、給水、中水）的有關類別如表1 所示。

表1 綜合管廊入廊管線火災類型表

電力電纜的火災種類應劃分為E 類，火災特點是起火后蔓延較迅速，撲救較困難。

通信線纜及其艙室的火災種類應劃分為B 類，因通信線纜本身不屬于可燃物，故其火災特點是起火后蔓延較緩慢，易撲救，并且不易波及其它管線。

給水管、中水管則采用金屬管材及不易燃燒管材，因此發(fā)生火災并起火燃燒的概率很低。

由上述分析可見，電力電纜發(fā)生火災后的蔓延速度、撲救難度最大。其火災危險性普遍高于通信線纜、給水管、中水管。如將電力電纜與上述其它管線進行合艙布置，那么發(fā)生火災時的影響范圍將擴大，并波及整個管廊的運行。根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》的要求，不同火災危險等級的管線進行合艙布置時，相互之間應設置耐火極限不應低于2 h 的防火分隔。而綜合管廊結構墻體就滿足這樣的耐火極限要求，因此宜將電力電纜與上述管線分艙布置。

c. 電力電纜運營維護標準高于其它管線，宜進行分艙布置

電力電纜從業(yè)人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓，取得業(yè)務資格以后才能進行現(xiàn)場作業(yè)。電力電纜的運維頻率一般是一個月2～3 次，如遇新增線路或檢修，次數(shù)會有所增加。電纜接頭位置是整段電纜的主要故障點，其制作工藝要求較高，細節(jié)工序要求嚴格，稍有不慎，易發(fā)生擊穿事故，引發(fā)電弧或火災，因此需要定期檢測和試驗。當電力電纜與其它管線共艙敷設時，其他非電氣人員在缺少監(jiān)督情況下，可能因缺乏相關經(jīng)驗和安全意識，而誤操作引發(fā)電力電纜事故，危害自身安全。

根據(jù)電力設施保護條例實施細則第八條：禁止在電力電纜溝內(nèi)同時埋設其它管道。這一點已經(jīng)明確規(guī)定了電纜溝和纜線管廊中應當保證電力電纜獨立敷設。因此在全封閉的地下綜合管廊中，如果敷設了電力電纜，至少應采取可靠措施，將不同管線實施物理分隔。

在進行綜合管廊的規(guī)劃設計中，為了同時滿足防火分隔和維護通道寬度的要求，就不得不增大綜合管廊的內(nèi)部艙室空間，給綜合管廊結構及附屬工程的設計和施工帶來一定的麻煩。因此建議將電力電纜單獨成艙布置，不與其它管線合艙。而通信線纜、給水管線、中水管線等A、B 類火災風險低相互影響小的管線可合艙布置。這樣按照火災風險的高低將不同管線分艙布置，可有效降低運行風險和工程建設難度，縮小斷面尺寸，簡化消防報警系統(tǒng)，節(jié)省造價。

d. 電力電纜中66 kV 以下和66 kV 及以上電壓等級電纜宜分開敷設

關于這一原則，在國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準《電力電纜及通道運維規(guī)程》中有如下規(guī)定，原則上66 kV以下和66 kV 及以上電壓等級的電纜宜分開敷設。國家電網(wǎng)公司作為關系國家能源安全和國民經(jīng)濟命脈的特大型國有重點骨干企業(yè)，其標準的權威性絲毫不亞于國家標準規(guī)范。

按照上述標準進行分析，以廣東省深圳市為例，全市66 kV 以下電纜主要是指20 kV、10 kV 中壓配網(wǎng)線路；而66 kV 及以上電纜主要是指110 kV、220 kV、500 kV 高壓主網(wǎng)輸電線路。由于20 kV、10 kV 中壓配網(wǎng)電纜絕緣水平相對較低，電纜中間接頭多，導致故障率較高。當與高壓電纜共艙敷設的情況下，一旦發(fā)生故障產(chǎn)生火災，容易擴大事故影響，迅速波及并危害高壓主網(wǎng)電纜的安全運行。且20 kV、10 kV 配網(wǎng)線路用戶較多，需要頻繁進出管廊進行維護和穿線，對共艙的高壓主網(wǎng)電纜線路會產(chǎn)生一定的安全隱患。因此將高壓主網(wǎng)輸電電纜與配網(wǎng)電纜分開艙室布置是符合電纜安全運營原則的，可以確保高壓線路有一個免受干擾的安全獨立空間。

3 關于電力電纜入廊方式的建議

綜合管廊本質(zhì)是民用地下建筑的一種，除了主體土建工程以外，還有消防、通風、自控、監(jiān)控、供配電等附屬工程。與傳統(tǒng)的市政管線工程不同，綜合管廊需要主體和附屬工程竣工以后才能正式納入運營。

對于新建市政道路工程，如滿足以下條件，在經(jīng)過合理的規(guī)劃設計后，可以將中壓電纜納入干、支線管廊設置獨立的中壓電力艙，高壓電纜則設置獨立的高壓電力艙。

（1）周邊用戶數(shù)量不多，且尚未形成一定的商住規(guī)模；

（2）工程建設過程中涉及到的電力電纜改遷較少，或者該工程短期內(nèi)沒有電纜敷設的迫切要求；

（3）工程建設范圍內(nèi)的道路紅線也相對寬裕。

但對于舊改、道路擴建等包含大量管線改遷及架空線入地改造的項目，干支線型綜合管廊的建設場地可能受現(xiàn)狀管線制約，需要先改遷管線，再施工管廊，而且從管廊完工到運營也要經(jīng)過漫長的時間周期，導致改遷與入廊不能同步進行，難以滿足新增及改造線路要求。而纜線管廊結構簡單、投資省、建設快、改遷和入廊幾乎可同步實施，可加快推進管線改遷和工程進度。因此，這種包含大量改遷的改造類工程項目更適合采用纜線管廊。

纜線管廊形式靈活，既可以采用包含電力電纜和通信管線的合建形式，也可采用只有電力電纜的電纜溝。

4 參考案例

按以上討論的結果，以具體設計為例來分析管廊的合艙布置。某綜合管廊入廊管線包括24 根10千伏電力電纜、48?110 通信管道、2×DN1200 給水管、DN300 再生水管以及DN400 燃氣管道，具體布置如圖1 所示。

圖1 某綜合管廊布置截面圖

該管廊斷面設置為三個艙室，分別是燃氣艙、綜合艙（給水、再生水、通信）、電力艙。燃氣管和電力電纜分別單獨成艙，給水、再生水、通信線纜合艙布置。

5 結 語

根據(jù)規(guī)范強制性條文的規(guī)定，進入綜合管廊的電力電纜不得與易燃氣體管道、易燃液體管道及熱力管道共艙敷設，在工程中必須嚴格遵守。另外，規(guī)范沒有規(guī)定電力電纜不能與通信線纜、給水管和中水管等管線合艙布置。但為了降低火災風險，優(yōu)化管廊斷面尺寸、簡化附屬設施布置，建議入廊的電力電纜也應單獨成艙布置。不僅如此，在不同電壓等級的電纜之間，由于絕緣水平高低不同，為了避免中壓電纜故障影響擴大波及高壓電纜的安全，也應將高壓主網(wǎng)電纜與中壓配網(wǎng)電纜各自獨立成艙布置。在包含大量管線改遷及架空線入地的改造工程中，為加快工程進度，宜將中壓配網(wǎng)電纜布置在纜線管廊中。