浅谈综合管廊电气设计

▲中国中元国际工程公司 邢岷峰

1 概述

综合管廊又称共同沟，是建于城市地下用于敷设市政公用管线的市政公用设施。即在地下建造一个公用的隧道空间，把多种公用管线集中铺设在一起，设有专门的检修口、投料口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理。管廊内主要容纳的管线为电力、通讯、自来水及热力等，有时根据需要也将排水管线收纳在内。它可以充分利用城市地下空间资源，杜绝因敷设和维修各种管线对城市道路、绿地的重复开挖，消除了由此造成的资源浪费，美化了城市环境，降低路面翻修费用和工程管线维修费用。

2 国内外综合管廊概况

在发达国家，地下综合管廊已经存在了一个多世纪，在系统日趋完善的同时其规模也有越来越大的趋势。早在1833年，巴黎为了解决地下管线的敷设问题和提高环境质量，开始兴建地下管线综合管廊。至目前为止，巴黎已经建成总长度约100 km、系统较为完善的综合管廊网络。此后，英国的伦敦、德国的汉堡等欧洲城市也相继建设地下综合管廊。20世纪日本、美国、俄罗斯及西班牙等国也开始建设地下综合管廊。

地下综合管廊在国内已有北京、上海、沈阳等城市采用，如上海1992年规划建设了国内第一条规模最大、距离最长的“综合管廊”——浦东新区张杨路共同沟。该共同沟全长11.125km，收容了供水、电力、信息与煤气等四种城市管线。北京2006年在中关村（西区）建成了内地第二条现代化的“综合管廊”。

3 综合管廊设计实例分析

3.1 项目概况

某科技创新基地位于成都双流经济技术开发区内，该基地总占地50hm，总建筑面积60万m2，共分15个地块，功能主要以科研办公为主，还有部分实验室及市政用地。每个地块内的建筑均需要与给水、污水、废水、雨水、电力、热水、冷气、通信等基础设施配套。综合管廊为明挖直埋矩形钢筋混凝土结构，全长2km，埋深6m左右，管廊净高2.6m，人行通道净宽按照1m考虑，主要位于厂区绿化带下，部分在人行道及道路交叉部位下。

综合管廊内管线的设置遵循以下原则：

1） 相互无干扰的工程管线可设置在管廊的同一个舱；相互有干扰的工程管线分别设在管廊的不同舱室；

2） 热力管线不得同电力电缆同舱敷设；

3） 电信电缆管线与高压输电电缆管线必须分开设置。

基于上述原则，管廊设三个舱室：电舱、冷水舱（含弱电电缆）、热水舱。电舱主要考虑敷设电力电缆，支架分8层，约间隔0.8m设置一组，单侧设置；冷水舱（含弱电电缆）主要敷设制冷供回水管道，支架间距约为5m，在地面设置混凝土支墩，并在单侧上部考虑设置弱电电缆支架，分2层，间距1m左右；热水舱主要敷设高、低区给水管道，室内消火栓管道，室内喷淋管道，一次采暖热水供回水管道、一次生活热水供回水管道，双侧设置钢支架，间距5m左右。

综合管廊设置火灾报警系统、通风系统（消防排烟风机）、数据监控采集系统、排水系统、电力系统及照明系统（应急疏散照明）等综合管廊专用综合设施。每200m左右设置一个防火分区，用防火墙分开，该项目管廊共分10个防火分区，每个防火分区均设置投料口（兼做人员逃生口）和通风口。综合管廊为每个地块均预留接口，供各类工程管线的接入。

3.2 供配电系统设计

1） 供电系统

综合管廊附属设备中消防设备、数据监控采集设备、应急照明按二级负荷供电，其余用电设备按三级负荷供电。

综合管廊以防火分区作为配电单元，并设置电能计量装置。低压配电系统采用交流220/380V三相五线TN-S系统，一般设备供电电缆采用阻燃电缆，火灾时需继续工作的消防设备供电采用矿物绝缘电缆。

由于综合管廊长度超过1 600m，设计采用10kV电缆供电。在充分考虑220/380V电源供电半径的前提下，于主要人员出入口处（共2处）设置箱式变电站。内置10kV负荷开关柜及50kVA干式电力变压器，为管廊内照明、通风及消防负荷供电。

另设置2套EPS应急电源，以满足消防、排风及应急、疏散照明的需要。EPS系统电池数量及容量按下列公式计算：

式中 n,Cc—电池数量及容量

Ur—直流系统额定电压

Uf—电池浮充电压

Ket—可靠系数

Cs—需要供电时间下的放电容量

Kcc—容量系数

本项目设置的EPS容量按负担箱变供电范围内所有的数据监控采集设备，及某两个防火分区内的应急照明和消防排风设备用电考虑。由于蓄电池的放电特性制约，当EPS装置为消防排风设备供电时，其电池容量一般设计为设备容量的7～10倍，本工程设计70kW的EPS装置容量。

综合管廊内还设置了交流220/380V带剩余电流动作保护装置的检修插座，插座沿线间距不大于60m，防护等级为IP44。

2） 照明系统

综合管廊内设正常照明和应急照明，在管廊内一般照明的平均照度按50lx进行设计，主要考虑管廊内照明不仅仅是为了检修人员通行，而更多的作用是观察管线运行情况和一些维护操作。并且管廊照明一般只在设备维护检修时开启，照度的适当增加不会造成能源浪费。另外在出入口和设备操作处需增强照明，局部照度按100lx设计。管廊内应急疏散照明照度不低于0.5lx，应急电源持续供电时间不小于30min。

管廊出入口和各防火分区防火门上方设安全出口标志灯。由于管廊内大部分管线均沿管廊侧壁设支架敷设，灯光疏散指示标志设置在距地坪高度1.0m以下的侧壁上有困难，很容易被设备或管线遮挡，所以设计采用吸顶安装方式或地面设置荧光反射标识，间距不大于20m。

灯具采用防触电保护等级I类设备，防护等级不低于IP54，并具有防外力冲撞的防护措施。

一般照明采用T8三基色直管荧光灯为照明光源，出口指示和疏散标志采用LED光源。

3） 电缆选择及敷设

一般设备供电电缆采用阻燃电缆，火灾时需继续工作的消防设备采用矿物绝缘电缆。由于综合管廊的长度较长，选择电缆截面时严格按照规范要求计算电压降，如不能满足要求时应增大电缆截面，以保证设备正常运行。本项目照明支路的最远供电距离将近300m，设计照明配电选用了ZRBV-0.45/0.75kV（3x6）mm2阻燃导线；消防排风设备（7.5kW）最远供电距离将近230m，配电电缆选用了YTTW-1kV（4x10）mm2矿物绝缘电缆。

规划园区内各地块均采用10kV电缆供电，电舱内电缆支架设置见图1。

照明、检修电源及排水泵等设备配电电缆敷设在支架最上层的电缆桥架内；消防设备、数据监控采集设备配电电缆（矿物绝缘电缆）单独一层敷设在支架上；其余各层支架均为10kV电缆敷设使用。

4 总结

综合管廊用电设备具有供电距离长、容量小且分散等特点，因此需要合理的规划设计供电电源点，使得供电距离尽量合理，减少电压降及电缆损耗；对于消防、监控等二级负荷供电等级要求较高，应合理确定第二电源供电方案，在满足规范要求的前提下尽量节约投资。

[1]黄国庆. 综合管沟电气设计[J]. 山西建筑. 2007～33（3）:172-173.

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[3]杨莹. 广州亚运城综合管沟电气工程设计[J]. 广东输电与变电技术.2009～11（4）:68-70.

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[5]J中华人民共和国住房和城乡建设部. 民用建筑电气设计规范JGJ16-2008[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008.

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