一、工程案例

埋地电缆通道包括直埋、排管、电缆沟、电缆隧道等多种型式。

案例一:某110kV电缆通道工程

该工程电缆构筑物设计使用年限为30年,其电缆沟基础为C20垫层、C30钢筋砼底板和侧壁、C30钢筋砼预制盖板,回填采用原状粘土,厚度1300mm,沟底排水坡降原则上按0.5%控制,排管两端设集水井。这一案例说明,电缆通道设计必须明确使用年限、抗震设防烈度、环境类别和防水等级,并据此确定混凝土强度等级和抗渗标号。

 

案例二:某道路管网工程沟管结合方案

该工程电力管孔均以排管为主、电缆沟过渡,沟管结合,沟管形式均为暗沟、暗管。电缆排管下铺设C20砼垫层,快车道、慢车道及人行道处排管需用C25钢筋砼包封,绿化带处使用C25素混凝土包封,排管用原状土夯实;电缆保护管采用塑料管枕定位,砼管枕每隔2米放置一只;排管过路施工完成后所有管孔均要求用砼堵头严密封堵。电缆沟承重按汽-15T标准设计,每隔50米设一道20mm的伸缩缝,内嵌沥青木板;转弯处要求圆弧处理平滑过渡,不得有锐边,转弯半径不得小于2.5m;沟管相接段自然放坡保证沟底面距离管口下沿不得小于150mm。这一案例说明,电缆通道应根据敷设地段(车道、人行道、绿化带)采取不同的包封和荷载等级,并处理好伸缩缝、转弯半径和沟管衔接。

 

案例三:某电缆顶管穿越工程

该工程电缆顶管管材采用钢筋混凝土专用管,顶管内直径为1.2m,顶管内放置小型复合材料支架,间隔2.0m一组,采用连接形式整体推入顶管内;顶管内放置MPP管,110kV单芯电缆采用公称外径200mm、公称壁厚12mm的管材,回流线采用公称外径110mm、壁厚8mm的管材,通信线采用公称外径160mm、壁厚10mm的管材。

顶管两侧设置顶管工作井和接收井,顶管的最终深度根据地下管线的深度最终确定。这一案例说明,当电缆通道穿越道路、铁路等不便开挖的地段时,可采用顶管等非开挖方式,并应考虑内支架、电缆保护管规格和埋深避让地下管线。

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案例四:电缆隧道明挖施工

某电缆隧道采用明挖法施工,先进行测量放线,根据坐标点确定地下电缆隧道起始及拐点的坐标,用全站仪进行中心线及开槽边线的放线定位,开挖边线应在设计边线外增加30~50cm并作明显标记;基槽开挖采用挖掘机开挖,土方甩到基槽外边或配合自卸汽车外运;由于电缆隧道是钢筋混凝土结构,电缆沟侧壁施工时需内外搭设脚手架,外部搭设双排脚手架作为侧壁钢筋模板施工的工作平台和模板支护固定位置,故侧壁外工作面考虑0.5~1米。这一案例说明,电缆隧道的明挖施工必须做好测量放线、基槽开挖和施工作业面预留,为钢筋模板和脚手架施工创造条件。

 

二、埋地电缆通道的设计注意事项

(一)敷设方式的选择

电缆的敷设方式有直埋敷设、排管敷设、电缆沟敷设、电缆隧道敷设、电缆顶管敷设、盾构隧道敷设、非开挖定向钻(拉管)等几种方式,应根据电缆数量、路径条件、地面荷载、环境条件和运行要求综合选择。

一是直埋敷设。一般用于电缆数量少、敷设距离短、地面荷载比较小的地方,路径应选择地下管网较少、不易经常开挖和没有腐蚀土壤的地段。当沿同一路径敷设的室外电缆根数为8根及以下且场地有条件时,宜采用直接埋地敷设;当采用电缆穿波纹管敷设于壕沟时,电缆可不含铠装。

 

二是排管敷设。适用于电缆数量不多(一般不超过12根)、道路交叉较多、路径拥挤,又不宜采用直埋或电缆沟敷设的地段,以及电缆与公路、铁路交叉处、通过城市道路且交通繁忙、敷设距离长且电力负荷比较集中的地段。

 

三是电缆沟敷设。当电缆与地下管网交叉不多、地下水位较低,且无高温介质和熔化金属液体流入可能的地区,同一路径的电缆根数为18根及以下时,宜采用电缆沟敷设。在化学腐蚀液体或高温熔化金属溢流的场所,或在载重车辆频繁经过的地段,不得采用电缆沟;经常有工业水溢流、可燃粉尘弥漫的厂房内,不宜采用电缆沟;处于爆炸、火灾环境中的电缆沟应充砂。

 

四是电缆隧道敷设。同一通道的地下电缆数量多、电缆沟不足以容纳时,应采用隧道;同一通道的地下电缆数量较多,且位于有腐蚀性液体或经常有地面水溢流的场所,或含有35kV以上高压电缆以及穿越道路、铁路等地段,宜采用隧道;当同一路径电缆根数多于18根时,宜采用电缆隧道敷设。

 

(二)直埋敷设的设计要点

一是埋置深度。电缆直埋敷设于非冻土地区时,电缆外皮至地下构筑物基础不得小于0.3m,电缆外皮至地面深度不得小于0.7m;当敷设于耕地下时,应适当加深且不宜小于1m。电缆应敷设于冻土层以下,当受条件限制时,应采取防止电缆受到损伤的措施;直埋深度超过1.10m时可不考虑上部压力的机械损伤。

 

二是保护层设置。电缆应敷设于壕沟里,并应沿电缆全长的上、下紧邻侧铺以厚度不小于100mm的软土或砂层;沿电缆全长应覆盖宽度不小于电缆两侧各50mm的保护板,保护板宜采用混凝土;城镇电缆直埋敷设时,宜在保护板上层铺设醒目标志带;位于城郊或空旷地带,沿电缆路径的直线间隔100m、转弯处和接头部位,应竖立明显的方位标志或标桩。

 

三是路径选择。应避开含有酸、碱强腐蚀或杂散电流电化学腐蚀严重影响的地段;无防护措施时,宜避开白蚁危害地带、热源影响和易遭外力损伤的区段。

 

 

(三)排管敷设的设计要点

一是管孔数量与备用。管孔数量宜按发展预留适当备用;电缆排管应一次留足必要的备用管孔数,当无法预计发展情况时,除考虑散热孔外可留10%的备用孔,但不少于1~2孔。

二是管孔尺寸。排管孔的内径不应小于电缆外径的1.5倍,但电力电缆的管孔内径不应小于90mm,控制电缆的管孔内径不应小于75mm。

三是埋深与坡度。管路顶部土壤覆盖厚度不宜小于0.5m;排管顶部距地面不宜小于0.7m,在人行道下面的排管可不小于0.5m;排管安装时应有倾向入孔井侧不小于0.5%的排水坡度,并在入孔井内设集水坑,以便集中排水;直埋电缆排管应有不小于0.1%的排水坡度。

四是基础与连接。管路应置于经整平夯实土层且有足以保持连续平直的垫块上,纵向排水坡度不宜小于0.2%;排管沟底部应垫平夯实,并应铺设不少于80mm厚的混凝土垫层;金属电缆排管严禁直接对焊,宜采用煨弯方式或套管焊接方式,连接时应管口对准、固定牢固、密封良好;对于非金属类电缆排管在敷设时宜采用预制的支架固定,支架间距不宜超过2m;金属电缆排管应可靠接地。

五是工作井设置。较长电缆管路中的下列部位应设置工作井:电缆牵引张力限制的间距处;电缆分支、接头处;管路方向较大改变或电缆从排管转入直埋处;管路坡度较大且需防止电缆滑落的必要加强固定处;在线路转角、分支处应设电缆入孔井,在直线段上人孔井间的距离不宜大于150m。

六是荷载加固。当地面上均匀荷载超过100kN/m²或排管通过铁路及遇有类似情况时,必须采取加固措施,防止排管受到机械损伤。

(四)电缆沟敷设的设计要点

一是尺寸与净宽。电缆沟的尺寸应按满足全部容纳电缆的允许最小弯曲半径、施工作业与维护空间要求确定;电缆沟内通道的净宽尺寸应符合规范规定,通道宽度在两侧设支架时不小于1.00m、一侧设支架时不小于0.90m。

二是支架布设。电缆沟内所有电缆均应敷设于支架上,应在电缆沟壁施工时制作预埋件,施工完成后安装电缆支架;支架层间垂直距离电力电缆不小于0.20m(沟深0.60m以上时不小于0.15m);支架间或固定点间的最大间距,水平敷设时10kV及以下电缆为0.80m、控制电缆为0.80m,垂直敷设时分别为1.50m和1.00m;电缆支架的长度在电缆沟内不宜大于0.35m;在盐雾地区或化学气体腐蚀地区,电缆支架应涂防腐漆、热镀锌或采用耐腐蚀刚性材料制作。

三是盖板。电缆沟一般采用钢筋混凝土盖板,盖板重量以两人提起为宜,一般不超过50kg;盖板应满足可能承受荷载和适合环境且经久耐用的要求。

四是排水。电缆沟应实行分段排水,每隔50m左右设置集水井,电缆沟底向集水井应有不小于0.5%的坡度;电缆沟和电缆隧道应采取防水措施,其底部应做不小于0.5%的坡度坡向集水坑(井);积水可经逆止阀直接接入排水管道或经集水坑(井)用泵排出。

五是伸缩缝。钢筋混凝土沟壁应设置变形缝;电缆沟每隔50米设一道20mm的伸缩缝,内嵌沥青木板。

(五)电缆井的设计要点

一是布置位置。一般情况下电缆井应布置在绿化地带内,由于条件限制需要布置在道路附近时,应尽量布置在人行道路范围内;特殊情况下需要布置在车行道路范围内时,电缆井应布置在慢行车道内,并且靠近人行道路或非机动车道一侧;在有车辆通行处的电缆井应满足车辆通过产生的动荷载要求;电缆井及电缆排管不应与其他地下管线过于接近或重叠设置。

二是尺寸与净高。电缆隧道的净高不应低于1.90m,有困难时局部地段可适当降低;电缆井内净高度一般分为1.9m、2.1m和2.4m三类,或由设计选择确定;其上部人孔的直径不应小于700mm,电缆手孔的净高度为1.1m;电缆隧道长度大于7m时两端应设出口(包括人孔),两个出口间的距离超过75m时,尚应增加出口。

三是防水与排水。在地下水位较高的地方,电缆井应采取防水措施,防止地下水的渗漏;靠近路边的电缆井要注意雨水的排泄条件,避免在雨水较大时流入电缆井内,电缆井内是否设置排水设施由设计确定;电缆沟在进入建筑物处应设防火墙,电缆隧道进入建筑物及配变电所处应设带门的防火墙,此门应为甲级防火门并应装锁。

(六)结构设计要点

一是结构材料与荷载。电缆通道的混凝土强度等级和抗渗等级应根据环境类别和防水等级确定,如某工程工作井采用C30混凝土、抗渗标号P8;电缆沟承重应按实际荷载(如汽-15T标准)设计;电缆沟底板应布置在原状土或经整平夯实土层、并有足够支持力的土层上。

二是配筋与构造。电缆沟(隧)道位于地下水位以下时宜采用抗渗混凝土,抗渗等级应符合设计要求;电缆沟伸缩缝设置和处理应符合设计要求,如设计没有要求,应每20m设置一道伸缩缝。

三是耐久性。结构应满足设计使用年限要求,如某工程设计使用年限为30年;金属支架、预埋件应进行防腐处理。

三、埋地电缆通道的施工注意事项

(一)施工准备

一是了解现场情况。施工前应了解现场到货电缆的长度,勘察铺设线路,了解地面及地下障碍物,了解管道专业地沟的位置、大小与标高,根据电缆长度确定中间电缆接头的位置;应勘查现场,了解施工范围内的建筑物及管线埋设情况。

二是测量放线与清障。根据甲方、监理给定的坐标点和高程点进行定位,测量放线定位,首先确定地下电缆隧道起始及拐点的坐标,用全站仪进行中心线及开槽边线的放线定位;清除地面及地上障碍物,凡工程范围内的表层杂草、块石、杂物、腐殖土、树根等均应清除干净,平整压实;应保护测量基准桩,以保证土方开挖标高位置与尺寸准确无误。

(二)沟槽开挖

一是开挖控制。电缆沟开挖前应找准坐标和标高、做好放线等工作;开挖时,应根据设计给出的尺寸大小、深度和土壤性质认真确定其底宽和边坡,并按规定留出足够的沟底工作面,便于沟底开挖积水井;当采用机械开挖时,为防止机械振动沟底原土结构,沟底必须留出20cm左右的土层,待机械开挖后,再用人工清理沟底至设计标高。

二是槽边弃土与排水。为作业方便,沟顶两侧不得同时堆放土方,必须留出运输和方便作业的道路;土方的堆置必须离开沟顶边缘1.5m以上;对于有地下水的沟开挖,必须首先挖成标高最低处的开挖,并在该处设置集水坑,以便排水。

三是沟底处理。开挖完成后,应对沟底原土夯实,特别是对埋管线的沟底(包括横过管等),夯实密度应达到95%,发现有淤泥的地方,应去掉淤泥,回填实土并夯实,保证沟底的平整、密实度;电缆沟挖沟时如遇垃圾等有腐蚀性杂物,须清除换土,沟底必须铲平夯实,保证电缆周围土层均匀密实。

四是施工作业面。由于电缆隧道是钢筋混凝土结构,侧壁施工时需内外搭设脚手架,外部需搭设双排脚手架作为侧壁钢筋模板施工的工作平台和模板支护固定位置,故侧壁外工作面应考虑0.5~1米。

(三)直埋敷设施工

一是施放电缆。电缆敷设前应先将直埋用的电缆沟用铁铲铲平夯实,再铺一层厚度不小于100mm的砂垫层或软土,沟两边应预留坡度防倒坡;电缆牵引时应将电缆抬离地面,不能在地面拖拉,可采用人力抬起或将电缆放在滚轮上,滚轮每隔1.5~2m放置一个;用机械牵引电缆时,机械的牵引速度应缓慢,不宜超过15m/min;电缆敷设时应严格控制电缆弯曲半径,并应有适量的蛇形弯,电缆的两端、中间接头、井内、过管处、垂直位差处均应留有适当余度。

二是保护与回填。电缆就位后在电缆上面铺填一层不小于100mm厚的软土或细砂,并盖上预制混凝土保护板,覆盖宽度应超过电缆两侧各50mm,也可用砖代替混凝土盖板;电缆与铁路、公路、街道交叉时,应敷设在坚固的保护管或隧道内,电缆管的两端宜伸出道路路基两边各2m,伸出排水沟500mm;电缆在拐弯、接头、交叉、进出建筑物等位置应设方位标桩,直线段应适当加设标桩,标桩露出地面以150mm为宜;回填土前应做好隐蔽工程检查验收,合格后应及时回填土并进行分层夯实;回填土中不能含有石块或硬杂物,以免伤及电缆。

三是电缆保护管。电缆保护管不应有穿孔、裂缝和显著的凹凸不平,内壁应光滑且不应有严重锈蚀;管口无毛刺及尖锐棱角,并做成喇叭形;管子弯制后,其弯扁程度不得大于管外径的10%;埋地管应涂防腐漆或沥青漆,安装应有≥0.1%的排水坡度,埋地深度≥0.7m;利用保护管做接地,应先焊好接地线;电缆保护管引入建筑物内时应有≥0.1%的排水坡度,电缆敷设后保护管应做密封处理;电缆管连接时管口应对准,接缝应严密,不得有地下水和泥浆渗入。

(四)电缆沟及隧道施工

一是混凝土浇筑。电缆沟、综合管沟浇筑时,底板、侧壁宜一次成型,以保证结构的整体性;电缆隧道宜分两次浇筑成型,施工缝留在底板上30cm处,并设5×5cm凹槽,以利防水;所有沟道模板均用定型钢模或木胶合模板,沟道侧壁设对拉螺栓保证沟壁的厚度;沟道内埋件安装应电焊与沟道内分布钢筋点焊固定,防止浇筑时移位。

二是防水与伸缩缝。厂区地下沟道每隔30m设置一道伸缩缝,在伸缩缝处用止水带连接,因施工需要在不足30m处留设的施工缝必须设止水带。

三是电缆敷设与固定。电缆在电缆沟或隧道内敷设时,不应破坏电缆沟和隧道的防水层;电力电缆和控制电缆应分开排列,当敷设在同一侧支架上时,应将控制电缆放在电力电缆下面,1kV及以下电力电缆应放在1kV以上电缆的下面;电缆与支架之间应用衬垫橡胶垫隔开,以保护电缆;电缆在沟内需要穿越墙壁或楼板时,应穿钢管保护;电缆敷设完后用电缆沟盖板将电缆沟盖好,必要时应将盖板缝隙密封,以免水、汽、油等侵入。

(五)防火与接地

一是防火封堵。对已安装好的电缆,在其穿过竖井、墙壁、楼板或进入电气盘、柜的孔洞处,应用防火堵料密实封堵;在电力电缆接头两侧及相邻电缆2~3m长的区段宜施加防火涂料或防火包带;电缆接头的两侧各2m之内的上部要用耐火板隔开,以防中间接头发生故障时烧坏临近电缆;电缆沟在进入建筑物处应设防火墙;在竖井中宜每隔7m设置阻火隔层。

二是接地。金属电缆排管应可靠接地;金属支架和电缆吊架在开孔或焊接后应进行防腐处理;接地装置的导体截面应符合热稳定和机械强度要求。

(六)质量验收与成品保护

一是隐蔽验收。电缆敷设符合设计要求后,应经监理工程师验收合格后方可回填,回填土应分层夯实;回填应每回填300mm厚度夯实一次,夯实程度达到原状土密实度的80%及以上。

二是成品保护。施工完毕后排管两端需严密封堵,所有管孔均要求用砼堵头严密封堵;电缆沟盖板安装后应盖好井盖;施工中要注意防止外物落入沟内碰伤电缆。