唐琳強

武漢市政工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司 湖北 武漢 430000

綜合管廊是目前國家大力推行的市政基礎(chǔ)設(shè)施，地下綜合管廊系統(tǒng)不僅解決城市交通擁堵問題，還極大方便了電力、通信、燃氣、供排水等市政設(shè)施的維護和檢修。共同溝建設(shè)避免由于敷設(shè)和維修地下管線頻繁挖掘道路而對交通和居民出行造成影響和干擾，保持路容完整和美觀。降低了路面多次翻修的費用和工程管線的維修費用。保持了路面的完整性和各類管線的耐久性。便于各種管線的敷設(shè)、增減、維修和日常管理。由于共同溝內(nèi)管線布置緊湊合理，有效利用了道路下的空間，節(jié)約了城市用地。由于減少了道路的桿柱及各種管線的檢查井、室等，優(yōu)美了城市的景觀。由于架空管線一起入地，減少架空線與綠化的矛盾。

綜合管廊中通常納入電力電纜、通信線纜，以及給水熱力等管線。其中電力電纜按電壓等級分為中壓電纜（10kV～20kV）和高壓電纜（110kV～220kV），中壓電纜通常為三芯電纜，高壓電纜通常為單芯電纜。其主要的區(qū)別就是單芯電纜會產(chǎn)生渦流效應(yīng)。

渦流效應(yīng)是指：閉合鐵芯（或?qū)w）處于交變磁場中，交變的磁通量使閉合鐵芯（或?qū)w）中產(chǎn)生感應(yīng)電流，形成渦電流（如圖1）。由于高壓單芯電纜周圍存在交變的環(huán)形磁場（如圖2），磁場在鐵磁材料的保護管中形成閉合磁路，從而在保護管壁上產(chǎn)生渦流。

圖1

圖2

由于渦流效應(yīng)的存在，導(dǎo)致高壓電纜在敷設(shè)時會產(chǎn)生許多問題。這些問題同樣在綜合管廊中存在。

高壓單芯電纜在管廊端部井或分支口處穿越管廊外墻時，可采用預(yù)埋防水套管（圖3）和預(yù)埋防水密封件（圖4）兩種方式，兩種方式從技術(shù)上來說都比較成熟。

防水套管通常為鍍鋅鋼管，為便于電纜敷設(shè)和的滿足電纜散熱要求，其管內(nèi)徑通常不小于1.6倍的電纜直徑。由于單芯電纜的渦流效應(yīng)會導(dǎo)致鋼管發(fā)熱，而產(chǎn)生安全隱患和電能損耗，通常不采用普通鋼管作為高壓電纜的保護套管。但可采用同等強度的其它非磁性材料作為保護管，如鋁合金，非磁性鋼等。

圖3

圖4

鋁合金管屬于非鐵磁性材料，在強磁場下不會產(chǎn)生電流，因此可避免渦流效應(yīng)，同時鋁合金為強度高、耐火性能好、耐腐蝕，在電力行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，如高壓電纜的金屬夾具常用鋁合金制作。

非磁性鋼也叫無磁鋼是一種鋼鐵功能材料，是一種在磁場作用下基本不產(chǎn)生磁感應(yīng)的低磁鋼鐵材料，其相對磁導(dǎo)率μ值略大于1，在磁場中磁化作用很弱，相對于鋁合金，無磁鋼具有更高的機械強度，較好的耐腐蝕性和更優(yōu)防火性能，因此通常用于制作鎧裝電纜的保護鎧。

以上兩種材料的保護管用作高壓單芯電纜穿墻保護套管均可滿足電纜安全運行的要求。但其電纜穿越完成后，需對空隙處進行防水封堵。其封堵效果隨時間推移減弱。

防水密封件為塑料材質(zhì)，采用防水密封件可避免渦流效應(yīng)，同時其內(nèi)部填充有橡膠等材料，可根據(jù)電纜的直徑調(diào)整孔洞的大小，密合度較高，可有效的阻擋管廊外的水進入管廊內(nèi)。但電纜敷設(shè)較為困難，且其防火性能較差，當(dāng)電纜發(fā)生火災(zāi)損壞防水密封件時，其防水性能將失效，且無法對其進行更換。

因此可根據(jù)使用條件選擇穿墻方式，例如在管廊外部直接與土壤接觸時，可采用防水性更好的防水密封件，當(dāng)電纜引出管廊后與電力隧道或電力井對接時，可采用套管方式，便于電纜敷設(shè)。

當(dāng)電纜在管廊交叉口處穿越中板層時，防水已不是主要目的，且防水密封件不便于電纜的敷設(shè)。因此需考慮預(yù)埋用防火性較好的電纜保護方式，管例如上文中提到的非磁性材料保護管，或其它的電纜敷設(shè)方式。

或者不采用保護管，預(yù)留大型孔洞，待電纜敷設(shè)后采用防火板和防火膠進行封堵，但此方式封堵效果有待驗證，且高壓電纜在電流突變時會產(chǎn)較大的電動力，會對已封堵的區(qū)域造成破壞，影響封堵效果。同時預(yù)留孔洞過大，封堵較為困難，預(yù)留孔洞過小將使電纜敷設(shè)難度增大。當(dāng)電纜較多時，電纜集中處發(fā)熱較嚴(yán)重，將降低電纜的可輸送容量。因此對于電纜回路數(shù)較少時，可采用此方式進行敷設(shè)。

圖5

不設(shè)置中板層，將交叉口上下兩層直接連通，作為一個防火分區(qū)處理（圖6），此種方式對電纜敷設(shè)最為有利，可充分滿足電纜轉(zhuǎn)彎半徑需求，且可避免電纜外護層在穿線過程中遭到破壞。同時此方式也有一定的缺陷，防火分區(qū)變得復(fù)雜，由于上下兩層管廊防火分區(qū)聯(lián)通，每層管廊防火分區(qū)長度需控制在100m內(nèi)，進排風(fēng)口的設(shè)置也變得復(fù)雜，為防止電纜匯集處溫度升高導(dǎo)致電纜降容，需在交叉口上方設(shè)置排風(fēng)口，在防火分區(qū)的盡頭處設(shè)置進風(fēng)口。由于交叉口通常在路口位置，風(fēng)亭的設(shè)置位置通常受限。由于其便于電纜敷設(shè)，建議在電纜數(shù)量較多的管廊或電力隧道中，采用此方式。在電力隧道的建設(shè)中經(jīng)常采用此方式。

圖6

結(jié)論：高壓電纜在管廊交叉口處的處理方式，每種方式都有其優(yōu)點及缺陷，需根據(jù)工程實際情況，根據(jù)電纜數(shù)量，并充分進行技術(shù)經(jīng)濟比較，合理的選擇。