李東晉, 周興悅, 陳 剛, 蔡長雨

(1.重慶杰地建筑設計有限公司, 重慶 401121;2.浙江綠城建筑設計有限公司 重慶分公司, 重慶 401121)

0 引 言

如果把建筑物比作人體,電纜就相當于“血管”和“神經(jīng)“,通過橋架、電氣豎井、電線管等路徑遍布于建筑物內(nèi)部的每個角落,起能量輸送和信號傳遞的作用。由于室內(nèi)敷設電纜工作環(huán)境較好,安裝檢修方便,施工技術成熟,在有條件時盡可能采用室內(nèi)敷設。實際項目中往往不盡如人意,存在著各種情況迫使電纜不得不在室外敷設。例如有些項目沒有包含所有單體的大底盤車庫,電纜敷設不能像常規(guī)項目一樣在室內(nèi)經(jīng)橋架進入各單體建筑,而是需要繞行室外電氣管網(wǎng)[1-3]。電纜在室外敷設要面臨諸如高差大、環(huán)境差、路徑復雜等各種非常規(guī)情況。基于此,本文結(jié)合筆者所作實際項目案例對室外電纜敷設方式進行探討分析,以供電氣技術人員參考借鑒。

1 室外電纜敷設方式技術特點及適用

1.1 室外電纜敷設方式

工程上根據(jù)實際地形及電纜類型數(shù)量等不同情況,室外電纜敷設方式有很多種。室外電纜敷設方式分類如圖1所示。

圖1 室外電纜敷設方式分類

1.2 直埋敷設

直埋敷設指電纜直接埋設于土壤中的敷設方式。這種敷設方式適用于同一路徑電纜數(shù)量不超過6根且不頻繁開挖的地段,或是人行道下、道路邊緣等易開挖地段。當土壤條件差,如廠區(qū)內(nèi)可能有熔化金屬、高溫液體溢出的場所,化學腐蝕或雜散電流腐蝕的土壤范圍內(nèi)則不宜采用直埋。城市新區(qū)等新開發(fā)地區(qū)頻繁開挖的地方也不宜采用直埋。直埋敷設最大優(yōu)點是投資少,電纜工作時散熱好,在電纜根數(shù)較少且電纜路徑環(huán)境條件允許的情況下可優(yōu)先采用;缺點是對埋地電纜維護檢修不便,更換和增加新的電纜困難,需要二次開挖,增加額外的維護成本。由于初投資省,直埋敷設在以前的工程項目中應用較多,近些年由于經(jīng)濟社會的發(fā)展和用電設備的增多,需經(jīng)常進行電纜的增加和更換,直埋敷設的弊端就顯現(xiàn)了出來,應用較少[4-5]。

1.3 排管敷設

排管敷設是指在地下埋設排管,然后在管內(nèi)穿電纜進行敷設的做法。排管材質(zhì)可以是混凝土管、硬聚氯乙烯雙壁波紋管(UPVC)、氯化聚氯乙烯管(CPVC)、玻璃鋼管(RPM)、鋼管(SC)、海泡石纖維水泥管等。弱電智能化排管材質(zhì)可以是七孔蜂窩管(PVC)、七孔梅花管(HDPE)等。這種敷設方式適用于同一路徑電纜數(shù)量不超過12根且不宜采用直埋和電纜溝敷設的情況。在地下管網(wǎng)較密、城市道路狹窄開挖困難的地段優(yōu)先采用排管敷設。排管敷設投資較多,施工量較直埋敷設大。排管敷設優(yōu)勢在于可以通過預留備用管的方式為遠期增加電纜預留空間,電纜更換和檢修方便。相對于電纜直埋,排管敷設對載流量有一定影響,散熱較直埋略差;比起電纜溝敷設,排管敷設占地面積小,路徑靈活,投資節(jié)省,施工難度小。鑒于以上優(yōu)點,排管敷設在民用建筑室外電氣管網(wǎng)中應用最為廣泛。

1.4 電纜溝敷設

電纜溝敷設深度0.5～1.3 m不等,溝上面有蓋板,蓋板上面可以有不超過0.3 m的覆蓋層,也可以沒有;溝內(nèi)不回填,單側(cè)或者兩側(cè)設置電纜支架,供放置電纜使用。電纜溝敷設適用于電纜根數(shù)不大于21根,室外管網(wǎng)較少交叉,電纜路徑開挖不便,路徑上土壤條件差(化學腐蝕或熔化金屬、高溫液體溢流場所)的情況。這種敷設方式一次性投資較前兩種多,占地面積和工程量大,對室外景觀有一定的影響,好處是電纜溝容納電纜數(shù)量多,維護檢修更換電纜方便,無需對路徑進行二次開挖。電纜溝自身具有良好的結(jié)構構造,減少了外力對敷設其中的電纜二次傷害的可能。

1.5 電纜隧道敷設

電纜隧道敷設指專門建設隧道用于各種電纜的敷設。電纜隧道規(guī)范要求凈高不低于1.9 m,與其他管溝交叉局部位置可低至1.4 m。相比于電纜溝,電纜隧道不僅可以方便地通過電纜,安裝檢修人員可以不彎腰進行電纜安裝與更換。電纜隧道分為專供電纜敷設的專用隧道和與其他市政管線共用的綜合管溝。電纜隧道作為構筑物需要配套設計照明、通風、排水、消防的措施。因此,電纜隧道的一次性投資更大,需要的土建條件也很高,附屬配套設施較多,電纜可以在良好的敷設環(huán)境里工作,維護檢修便利。受成本和用地條件的限制,民用建筑中很少使用電纜隧道,這種敷設方式更適合于電力企業(yè)、工廠或者政府統(tǒng)一修建的市政公共設施。

1.6 其他敷設方式

淺槽敷設是在地下敷設混凝土預制淺槽,淺槽內(nèi)敷設電纜,淺槽混凝土蓋板上邊沿離地面大于0.5 m。此方式適用于地下水位較高的地方,電纜數(shù)量少且不經(jīng)常有載重車輛通過的地段。

架空敷設多用于城市邊緣、無居住建筑的地區(qū)和工業(yè)廠區(qū),優(yōu)點是電纜不受地下水的浸蝕,延長了電纜使用壽命。架空敷設適用于地下水位高、年降雨量大、地下土質(zhì)為濕陷性黃土或腐蝕性土壤,沿管線現(xiàn)有地下設施密度大以及地下敷設時土石方工程量太大的地區(qū)。常見的電力輸電線路就屬于架空敷設,另外在農(nóng)村地區(qū)架空敷設也較為常見。

水下電纜敷設一般適用于通過河流、水庫且無條件利用橋梁、堤壩敷設的情況。水下電纜需敷設在河床穩(wěn)定、流速較緩、岸邊不易被沖刷、海底無石山或沉船等障礙、少有沉錨和拖網(wǎng)漁船活動的水域。水下電纜不得懸空于水中,應埋置于水底。在通航水道等需防范外部機械力損傷的水域,電纜應埋置于水底適當深度的溝槽中,并應加以穩(wěn)固覆蓋保護;淺水區(qū)埋深不宜小于0.5 m,深水航道的埋深不宜小于2 m。

2 室外電纜敷設實際項目

在實際項目中,難免會遇到室外高差較大的地段電纜敷設問題,通常情況下能繞開則繞開,在繞開路徑過遠或技術上不合理的情況下,需要確定電纜穿越高差較大區(qū)域的實施方案。下面以某個山地酒店項目為例討論此種情況。

某山地酒店項目總圖如圖2所示,總建筑面積約為3.4萬m2,其中地上建筑面積約1.9萬m2,地下建筑面積約為1.5萬m2,地上均為2層的公共建筑,用作辦公和酒店客房使用;地下由數(shù)個小型車庫組成。該地塊位于山坡上,北高南低,最大高差接近40 m。市政電源引自地塊南側(cè)道路,預計引入2路非獨立10 kV電源供項目使用。變電所設在地下車庫一層,位于地塊中心,安裝容量為2×1 250 kVA,為整個地塊全部負荷供電。

圖2 某山地酒店項目總圖

某山地酒店項目電氣總圖(局部)如圖3所示。

圖3 某山地酒店項目電氣總圖(局部)

該項目10 kV市政電纜需要從標高為49.50的南側(cè)道路穿越到標高為63.00的小區(qū)內(nèi)道路上,高差達13.5 m;電纜排管所經(jīng)過邊坡中間有一道結(jié)構擋土墻。電纜進線如果避開此高差大路段,需要沿小區(qū)內(nèi)道路敷設,從市政道路至線路進地下車庫處長度約290 m;如果直接穿越此高差大路段進線,長度僅為35 m。因此,選擇直接進線可以節(jié)約大約250 m的電纜、排管及十數(shù)個手孔井的建造成本。

對于10 kV電纜直接進線,考慮了兩種方案。市政進線方案如圖4所示。

圖4 市政進線方案

方案一在擋土墻內(nèi)側(cè)做跌落井,電纜經(jīng)兩個跌落井上升至小區(qū)內(nèi)部道路。此方案跌落井深度為8.0～8.5 m,如此深的井做在邊坡上,對結(jié)構安全不利,且井道造價成本較高,管井施工、設備安裝與日常檢修維護均不方便。因此,對方案一進行優(yōu)化,最終形成方案二。方案二將兩個跌落井改為兩個手孔井和兩個電井,電井1和電井2較為特殊,凹進去結(jié)構擋墻來做,在擋墻上開檢修門,類似建筑物內(nèi)電氣豎井。該方案得到結(jié)構專業(yè)的認可同意,最終采用。

3 結(jié) 語

電纜在室外敷設面臨各種各樣復雜的環(huán)境,電氣設計人員需要根據(jù)實際情況選擇合適的敷設方式,結(jié)合建筑地形和結(jié)構擋墻等對室外敷設的特殊節(jié)點進行深入剖析,兼顧技術要求和節(jié)約投資,制定合理的實施方案。