刘大强 刘睿
中国市政工程西南设计研究总院有限公司 四川 成都 610000
电力入地采用电力廊道作为介质,是一种绿色、低碳的电力输送方式,符合国家政策的导向。乌鲁木齐市米东区电力廊道工程的设计与实践充分考虑到了地理、环境等因素。根据米东区的实际情况,该工程在设计和实践过程中,充分利用先进的材料、技术和设备,确保了电力入地工程的可行性和稳定性。目前在建项目为轮台路(龙河路~米东大道)段电力廊道,电力廊道规格(2.3x2.5m),长度5651m;盛达路(北园南路~曙光路)段电力廊道,电力廊道规格(2.3x2.5m),长度7532m。
电力入地作为一种现代化城市建设方式的变革,逐渐成为满足城市电力供应需求的重要方式。乌鲁木齐市米东区电力廊道工程是电力入地的典型实践案例,其成功的操作经验对于其他城市的电力入地工程具有借鉴意义。
电力廊道是指为电力输电线路、变电站或者配电装置等电力设施设置的专门通道,以确保电力设施的正常运行和维护。电力廊道的建设旨在保障电力系统的安全、可靠运行,同时减少与其他设施、建筑物等的相互干扰和风险,提高电力系统的供电质量和可持续性。
首先,电力廊道的作用是保障城市电力供应的稳定性和可靠性。电力廊道通过统一规划和建设,能够有效地提升电力网络的供电能力,保障城市电力供应的稳定性和可靠性。
其次,电力廊道的作用是提高城市用电的安全性。电力廊道能够有效地隔离电力线路与人群、建筑物等之间的距离,减少了因电力故障引发的人身伤害和财产损失的风险。
此外,电力廊道可提升城市景观和环境的美观性。电力线路常常会在城市道路、住宅区等地区架设,给城市的景观和环境带来一定的影响。而电力廊道通过地下化、集中化等技术手段,能够将电力线路隐藏于地下或专门的廊道中,减少了对景观和环境的影响,提升了城市的美观性,给周边地区的发展预留空间。
根据乌鲁木齐市电力公司提供的数据,米东区目前电力杆线主要分布在城区和农村地区。其中,城区电力杆线数量较多,且呈现密集布局,以满足经济发展和居民用电需求,而农村地区的电力杆线布局相对分散。米东区主城区主、次干路道路两侧存在架空 10KV~220 KV 高压线缆。
本次项目设计主要内容是轮台路与盛达路的电力廊道。
轮台路处在米东区核心地段,架空线路众多,地下管线复杂、沿路有河流,桥梁,轮台路车流量较大,沿路商铺建筑众多,修建廊道会涉及到沿街商铺征迁问题,穿越桥梁河流对既有景观以及结构保护问题,地下管线复杂,道路及交叉口众多,沿路未开发地块与成熟地块交错,电力廊道需考虑未来远期用电需求。
盛达路处在米东区工业地段,架空线路主要集中在沿路西侧,交叉口众多,穿越工业区,中间分支口较多,绿化景观较宽及现状绿化较为成熟,沿路未开发地块多,工业厂区分散较广,电力廊道需考虑未来远期用电需求。
米东区电力杆线的现状存在一些问题,架空线缆容易受到恶劣天气条件的影响,如风暴、冰雪、雷击等,可能导致线路断裂、短路等故障。架空线缆悬挂在空中,存在触电和电击的风险,特别是在高压线路附近[1]。此外,线缆可能被树枝、飞鸟等外部物体破坏,进一步增加了安全隐患。架空线缆需要占用大量的土地,包括电线杆和电缆支架的设置,这对土地资源的利用和城市规划带来一定的挑战。架空线缆会破坏城市或风景区的美观度,影响景观的观赏价值等。
为了应对这些问题和挑战,可以采取一些措施,如加强线路的维护和检修,提高线路的抗风、抗雷等能力,加强对线路周边环境的管理,推动技术创新,开展地下输电线路的建设等。针对这些问题,一方面可以加强现有杆线的定期检修和维护工作,及时排查潜在隐患并进行处理;另一方面,可优化建设用地审批流程,提高土地使用效率。此外,加强与相关部门的合作和沟通,共同解决问题也是重要的解决方案之一。
电力入地指的是将供电线路地下化,以减少电力线路外露对城市视觉环境的影响,并提高电力供应的可靠性和安全性。因此,强电入地政策应运而生。乌鲁木齐市米东区作为一个经济快速崛起的地区,也面临着这些问题,因此强电入地顺应国家政策,同时也是城市发展必经的过程。
首先,电力入地的紧迫性体现在其对维护与安全的重要性。其次,电力入地对于城市美观和环境保护起到了积极的作用。传统的架空电力线路不仅占据大量地面空间,给城市的景观和环境带来了负面影响,同时也会造成视觉污染[2]。而电力入地使得城市更加美观整洁,并提高了城市品质。再次,电力入地能够提升城市地下空间的利用率。电力线路入地后,原先被架空线路占据的空间可以用于其他用途,如排水系统、自行车道等的建设,进一步优化城市规划。
为了满足保养和管理的需求,需要尽力做到让走廊的设计更为精简,充分体现出其经济性和合理性。在设计走廊时,也要适度考虑到管道分支、维修工人以及设备材料的出入,并为此特别设计接口。在规划走廊设施系统时,应该考虑兼容供电、通风、给排水、照明、火灾预防、灾害预防、报警等相关附属设备。
按照《乌鲁木齐地下综合管廊专项规划》的指导,应在交通繁忙且地下管线集中的主要城市道路下方设置综合管廊,而在交通较少的次要道路和支线道路下可以添加电力排管。具体如下:轮台路(龙河路~米东大道)道路下敷设电力廊道,电力廊道尺寸2.3x2.5m。
根据乌鲁木齐市规划局批复的轮台路电力管廊红线图,轮台路电力管廊中心线位于道路中心线北侧8m,电力管廊整体位于道路机动车道范围。
在平面定位时,需要考虑电力廊道位置的设计以及管廊附属设施的优化布局。由于每200m需要设置一组通风口,每200m设置一组吊装口和逃生口,为了减轻对道路交通和景观的影响,在北侧绿化带布置通风口、吊装口及逃生口。
经过考虑电缆的规划数量、电缆在廊道的组合方式以及其断面的布置规则,设定出轮台路段电力廊道的断面尺寸。
基坑开挖深度在电力通道上起着决定性的作用,有可能对两侧的建筑形成影响,也对管线交叉有直接冲击。必须保障足够的覆土深度在通道顶部以便公共管线通过。可按行驶的道路纵向坡度安排电力通道,以减小覆土厚度,同时应保持和操作通道和工作区以及为照明、通风、排水设施等所需的空间,同时结合地理位置的地质状况、线路状况、交通等施工条件,以及下水道等其他地下设施以及周边建筑等因素,通过综合研究,确定经济合理的垂直布置。
确定电力通道覆土时,关键的四个因素是:覆土绿化的厚度、冻土深度、通道和横穿道路及其他市政管线的交接关系,以及通道内如通风口、投料口需要的操作和设备安装的空间,还有采用不同施工方法对应的安全覆土厚度[3]。综合考虑以上因素,轮台路电力廊道标准段覆土2.2m,在吊装口及逃生口、人行出入口处覆土3.5m。
标准段至下凹段设置10m长过渡段,纵坡大于10%设置踏步,方便人行检修。
5.5.1 电力廊道施工方式概述
建设电力走廊的技术手段主要是开挖法和隧道法。开挖法包罗了现场浇筑技术和预制组合技术,而隧道法主要涵盖了盾构技术、顶管技术以及矿山技术。
5.5.2 明挖现浇法
开挖现浇建设方式是最普遍的建设手段[4]。利用此种建设手段能支持大规模工作,把完整的项目切分成多个建设部分,以此来提高建设速度。此外,这种方式的技术需求并不高,工程成本也相对较低,且可保证建设质量。
5.5.3 明挖预制拼装法
明挖顶制组装法被视为一种相对进步的建设方式,已在国内广泛应用。使用该建筑方式需要有大型预制工厂和大吨位的运输及吊装设备,同时建筑技巧的要求也很高,工程的成本相对较大。主要优势是建设速度快,构件品质容易管理,可降低基坑支撑的开销。
本项目的大多数地块周边并无太多限制,且可与道路建设一同进行,具备挖掘建设和现场混凝土浇筑的条件。电力通道的断面尺寸较大,如果使用预制组合结构,由于运输和悬挂能力的限制,会使每一环形管节的数量增多,这对电力通道的结构的完整性非常不利,增加了防水控制点,从而影响到了防水性能。
因此,本项目开挖深度5.4-6.7m之间,推荐采用明挖现浇法施工。
图1 轮台路电力廊道标准段
5.6.1 防火分区
按照《城市综合管廊工程技术规范》(GB50838-2015)的要求,电力电缆应在每200m的承载段落中设置使用不可燃物质构建的防火隔离墙。在这次设计中,电力舱室的每个防火区间的间隔未超出200m,并且在每个防火区间的两端都设置了防火墙。
5.6.2 通风口(进风口、出风口)设计
电力廊道的防火分区设置与通风口的构造设计息息相关。这种电力廊道利用自然进风和机械排风的组合作为通风模式,每个防火分区都配有一个入口和一个出口用于进出风。通常,进风口不配备风扇,主要靠自然通风进行空气替换,而排风口会装有风扇以助力机械排风。在设计电力廊道的电力舱室时,正常的通风频次是每小时2次,而在发生事故时,通风更频繁,每小时达6次。
风口的高度应超过地面,在本项目的设计中,它们定位在绿化带或者不会影响景观的地方;地下的风道采用的是钢筋混凝土构造,从电力廊道的顶部或侧面开放,风口设置了金属网格,以10mm×10mm的网孔大小防止小动物闯入地下管道。
5.6.3 吊装口-逃生口设计
本次吊装口与逃生口合并设置。为预备火灾等紧急情况的发生,吊装口、逃生口和管道出口都被一同采纳进考虑范围。示意图如下:
图2 吊装口-逃生口BIM模型
5.6.4 人员出入口设计
本次人员出入口与弱电控制室、消防控制室合并设置。
5.7.1 给水排水管道与电力廊道交叉打架问题
因为电力廊道是沿道路方向,会常遇到与各个管线交叉问题。当排水管道埋设深度较浅时,与缆线管廊上部标高冲突时可考虑适当下压缆线管廊标高,通过过渡段,转角及坡度需满足电力及通信线缆的敷设要求,使得缆线管廊下穿雨污水管道进行避让[5]。
5.7.2 开挖过程中遇到未知构筑物
前期地勘资料不全,开挖过程中可能会遇到未知构筑物,会给现场施工以及进度带来较大的困扰。
在拿到前期资料后,应及时对既有探勘资料复查,复测。遇到未知建(构)筑物,及时通知建设单位,对未知构筑物保护,根据构筑物形态,联系对应产权单位,确认归属权,同时编制相应保护方案,穿越方案以及应急预案。
综上所述,乌鲁木齐市米东区电力廊道工程的设计与实践中,电力入地的紧迫性不容忽视。电力入地有助于优化城市电力供应结构、提高城市美观度、增加城市地下空间的利用率,并提升供电系统的可靠性和稳定性。在实践中,可以借鉴其他城市的成功经验,结合本地实际情况,采取科学合理的方案,实现电力入地的有效推进和运营。