国内外城市通道资源发展概况

国内外城市通道资源发展概况

目录城市通道资源概况 11.1 概述 31.2 国内城市通道资源概况 31.2.1 城市通道资源现状 31.2.2 存在问题 41.3 国外城市通道资源概况 51.3.1 国外通道资源概况 51.3.2 国外通道资源管理 51.3.3 通道资源利用效益分析 61.4 共用沟 71.4.1 发展情况 71.4.2 特点分析 91.4.3 存在问题 101.4.4 工程实例 101.5 电缆过桥 171.5.1 发展现状 171.5.2 日本电力电缆过桥设计导则介绍 181.5.3 工程实例 301.6 轨道交通隧道综合利用 331.6.1 技术方案研究 34

概述本章对城市内主要空间资源进行介绍，并重点介绍城市通道资源利用情况，对电力通道建设环境进行分析。主要包括以下内容：对目前城市通道综合利用情况进行调研，本章列出了国内存在的通道资源共用模式，并对应用情况及存在的主要问题进行分析。在城市各种公共设施通道中，共同沟包括电力、通信、燃气、上水等多种市政管线，资源利用效率高、综合投资小，应用发展前景广泛。本章分析了我国城市建设共同沟过程中表现出来的特点和存在的问题。同时，对于城市范围内存在的电力线路跨越河流的问题，本章也进行了分析。利用城市公共交通系统通道敷设电缆，如桥梁或及公共遂道，因安全原因有关单位对于电缆随公共隧道敷设争议很大，部分单位正在进行专题研究，而且国外也没有经验可以参考，所以本次未对公共交通隧道综合利用进行研究，仅对电缆随桥梁架设情况进行分析，并对电力电缆应用地铁隧道的情况进行分析。国内城市通道资源概况城市通道资源现状现代化的城市是一个复杂的建设工程的综合体，是各种市政设施的汇集地。对于空间资源的优化，既要考虑地上，又要考虑地下，原则上应该优先考虑地下资源利用，从某种意义上讲，地下基础设施则尤为重要。而我国的城市市政规划过程却是经历了一个相反的过程，初期只重视了地上资源的开发，随着城市的发展，城市空间资源越来越紧张，各城市逐步开始重视城市地下资源的利用。目前，我国大部分城市受历史发展情况制约，基本没有开展城市通道资源整体规划，各种公共设施管线都自行规划建设，由于城市规模的不断发展变化，道路不断改造，地下管网也在不断地变动。例如，如上下水管网的扩展；电力、通讯电缆的改造增容；供热、煤气管网的新设等，各种新建与改扩建缺乏统一规划，造成空间资源的极大浪费。随着经济建设的高速发展，加强城市地下各种公共设施管线的综合规划和管理，实现统一规划建设已成为当务之急。少数城市已经认识到了城市地下资源的重要性，已经着手开展城市地下通道统一规划工作，部分城市建设了共同沟。共同沟是在地下建造的集电力、通信、燃气、上水等各种市政管线于一体，同时设置专门的检修口、吊装口和监测控制系统的市政管线隧道。存在问题目前，大部分城市各公用设施地下通道都按专业分散管理，无全市范围的准确、完整、系统的地下管线综合资料，给各城市地下通道资源综合利用带来诸多不便。主要存在以下问题：（1）地下管网资料不全大部分城市地下管网没有统一坐标、统一高程系统，没有完整的地下管网综合图纸。因此，在改造和铺设新管网过程中，经常出现“撞车”现象，严重影响设施规划建设。（2）施工中互相干扰严重，造成不必要的浪费目前，城市中地下管线产权归各专业部门所有，在施工中各专业部门互不协商通气，加之资料交换不够，结果造成互相干扰严重。挖断电缆、挖断供水管等现象时有发生。由于各专业管线的布设缺乏统一规划，造成重复施工，一些街巷管线反复铺、道路反复挖，造成了不必要的浪费。国外城市通道资源概况国外通道资源概况目前，国外地下通道资源利用情况较为成熟，欧洲国家以法国巴黎为代表，在城市地下建设了统一的隧道供各种基础设施共同使用；北美其它发达国家大部分城市受欧洲城市规划习惯影响，大部分城市在发展初期也规划建设了地下通道。日本在通道资源利用方面起步较晚，但是发展较快，重点发展共同沟。综合管沟的实施不仅可以减少城市道路的挖掘，保证道路交通功能的充分发挥，而且能够确保城市生命线的稳定安全，增强城市的防灾抗灾能力。日本在阪神地震后调查发现，在地下综合管沟中铺设管线抗震性能良好，凡是埋设在地下综合管沟内的管线损坏均较少。东京决定大力推进了综合管沟的建设，东京从1964年起，至2003年，共建造了105km，还有几十公里正在推进当中，收容的管线主要有电力、信息、煤气、上下水道。目前，东京地下浅层空间资源的利用已经趋于饱和，正在计划利用深层地下空间资源(地下50m)，建设规模更大的干线共同沟网络体系。国外通道资源管理国外通道资源综合利用一般都是由政府来主导，具体规划及管理形式略有不同，主要以伦敦和东京为代表。对于通道资源规划，英国伦敦目前由非政府的技术组织（NJUG）来统一组织实施，NJUG成员包括主要的公共设施公司，该组织制定了公共通道实施的技术标准及实施办法，共同沟道由各公共设施公司共同出资建设。日本东京主要由政府协调建设共同沟道，包括煤气、通讯、电力、上、下、中水和垃圾等，建设时各方投资，政府成立专门沟道管理中心，各公用部门使用时都向管理中心申请，并交纳租金。为了推进综合管沟的建设，日本政府于1963年颁布了《共同沟实施法》，并在1991年成立了专门的地下综合管沟管理部门，负责推动地下综合管沟的建设工作。通道资源利用效益分析根据国外城市实践经验，通道资源综合利用效益主要表现在安全、环境、节约等方面。（1）安全性高由于地下空间具有优良的抗震性能，当发生地震时，由于地下结构与围岩的相互作用及变形协调，地下结构的变形较小，再加上介质对结构自振引起的阻尼作用和地中加速度随着深度增大而迅速衰减，使得地下空间设施的破坏程度大大低于地面建筑。同时，对于人身安全有保障，如对输电线路，采用地下输电，完全将电力设施与人隔绝开来，大大提高了供电的安全性，同时也可以降低对于人身安全的影响。（2）环境破坏少地面施工时的噪声、振动容易影响周边居民的生活，地下空间由于它的封闭性，具有良好的隔音性能，使得工程施工期间对周边环境的影响大大降低。同时，地面各种线路及装置对地面景观本身就是一个破坏，将其转移到地下可以恢复城市的景观风貌。（3）节约城市土地资源利用地下空间最明显的效益就是节约城市土地，一个大型变电站的占地面积往往达到数万平米，这在寸土寸金的城市中很难实现。通过开发地下空间，节约上部土地用以绿化建设或其他开发可以收到良好的经济效益和环境效益。共用沟共同沟是在地下建造的集电力、通信、燃气、上水等各种市政管线于一体，同时设置专门的检修口、吊装口和监测控制系统的市政管线隧道。目前，共同沟已在诸多发达国家或地区普遍采用。早在19世纪，法国、英国、德国就开始建造共同沟。到20世纪，美国、西班牙、俄罗斯、日本、匈牙利等国也开始兴建共同沟。在我国已有北京、上海、广州、深圳、杭州、宁波、佳木斯等城市建设共同沟，而且越来越多的城市已经认识到建设共同沟的必要性。但总体来说，我国的共同沟建设仍处于起步阶段，在推广建设过程中还存在很多问题，这些问题直接影响到我国城市共同沟的建设和推广。发展情况1958年，北京市在天安门广场大改造时，曾建设了我国现代城市建设中第一条共同沟，但是在之后的很长时间内，共同沟的建设一直没有得到有力的推进。1990年，天津市为解决新客站地区行人、管道与穿越多股铁道而兴建长50m，宽10m，高5m隧道，同时划出宽约2.5m的空间，用于收容上下水道、电力、电缆等管线，形成共同沟。1994年，上海浦东新区在规划建设张杨路时，在道路的两侧规划建造2条供给管共同沟，宽5.9m，高2.6m，长11.5km，收容煤气、通信、上水、电力等管线，这是我国改革开放后，按城市现代化的要求与新建道路同步规划建设的第一条规模最大的共同沟。近年来，伴随着经济的发展，我国许多城市都在积极创造条件规划建设共同沟，特别是在规划和建设中的新区，如深圳中心区、上海安亭新镇、上海松江大学城、广州大学城、昆明呈贡新区、宁波东部新城等新城区，几乎全部规划建设了共同沟，部分城市示例见表3-1表3-1我国部分城市已建共同沟统计所在位置总长（km）建成年份尺寸(m)收容管线种类投资总额（亿元）上海张杨路l1.519945.9×2.63.7×2.6给水，煤气，电缆、电信、电话2.0广州大学城17.420037×2.8电力、电信、高质水、杂用水、供热3.7上海安亭5.7520042.4×2.4电力、信息、自来水、燃气1.4杭州城站广场1.119995.3×2.16.3×2.1信息、电力、给水、污水、热力0.149北京中关村1.9200513.6×2燃气、热力、电力、电信、自来水-注：非全口径统计。特点分析根据对部分城市调研情况，对我国共同沟建设特点进行分析，反映了我国近期共同沟建设的主要趋势。包括：（1）共同沟率先在特大城市（北京、上海、广州等）进行试点并得到一定的发展。主要是这些城市发展水平较高，城市规划部门对于城市发展进行了较为深入的思考。（2）试点的共同沟主要集中在城市新区。我国规划和建设中的新城区（如深圳中心区、上海安亭新镇、上海松江大学城、广州大学城、昆明呈贡新区等）几乎全部规划建设了共同沟。由此可以看出，对于共同沟的认识比较统一，只是受实施条件的限制，所以在一些具备条件的新开发地区应用较多。（3）共同沟建设与城市经济发展水平有一定的关系，但经济因素不是主要的制约因素。这一点在各城市工程实施中体现的很明显，受各公用设施主体不同，以及规划管理与协调问题很突出，这些将在问题中进一步分析。存在问题我国共同沟的建设虽然取得了一定的成绩，但在建设过程中也暴露出了一些问题。当前制约共同沟大规模发展的障碍不在建设技术上，而是管理问题、配套法规以及投融资体制问题。主要包括以下几个方面：（1）我国目前还没有直接对共同沟的建设管理进行专项立法。目前共同沟的建设管理主要是依据市政管线及城市建设方面的相关法规，如《城市规划法》、《人民防空法》、《中华人民共和国安全生产法》等，以及一些地方性法规，如上海市的《上海市城市道路与地下管线施工管理暂行办法》、《关于市政工程建设中必须同步实施城市道路架空线入地的通知》、《关于加强管线综合性工程掘路施工计划管理的通知》、广州市的《广州市城市道路挖掘管理办法》等。（2）我国目前还没有建立统一的共同沟管理标准与管理制度，没有专门的管理部门对共同沟进行规范、有序、合理的管理与运作。（3）目前我国对共同沟的投融资、管线单位的费用分摊等问题还没有进行相关立法和专门规定，这在很大程度上制约了共同沟建设的大规模发展。工程实例本节以上海市安亭新镇共同沟为例，介绍共同沟纳入的管线种类、系统方案、共同沟标准断面、沟内防火分区、附属设施设计、结构防水设计以及新技术应用等方面内容。安亭新镇共同沟的建设，是在上海郊区新城镇建设中的首次尝试，目的在于提升新世纪新城镇市政基础设施建设的整体水平和科技含量，为在更高起点上探索新城镇市政配套建设的新形式积累了有益的经验。（1）工程系统方案安亭新镇一期2.5km范围内，有5条市政道路，形成环+环内“井”字形道路，分别是环镇路、东西向纬一路、新镇路、南北向经一路、经二路，以及纬一路环外向西延伸的新镇入城段道路。其中，环镇路和新镇路道路红线为40m，是安亭新镇的主要道路，其它市政道路红线为28m。安亭新镇共同沟工程系统方案经多方案比选，并经过有关部门的审批，最终确定在环镇路、新镇路以及新镇入城段道路上实施共同沟，形成“日”字形共同沟系统，共同沟全长约5780m，见图3-1。该工程分二阶段实施，第一阶段实施新镇入城段以及新镇路共同沟，第二阶段实施环镇路共同沟。图3-1共同沟布置图（2）工程设计①管线种类共同沟纳入的管线种类包括供水管线、电力电缆、通信电缆、广播电视电缆等，燃气管道敷设在共同沟顶端的专用管槽内，雨污水管线不纳入共同沟。②工程总体设计新镇入城段、新镇路共同沟布置在道路的北侧人行道下，环镇路共同沟布置在道路外侧人行道下，均采用单侧布置。共同沟标准断面净尺寸采用2.40m×2.40m，如图3-2所示，在“丁”字路口、“十”字路口以及预留管线接入地块接口等特殊地段，共同沟断面将局部放大，以满足上述特殊地段各类管线交叉的空间需要。图3-2共同沟标准断面布置共同沟覆土深度根据规划部门的要求并结合安亭新镇的实际情况确定为：新镇入城段为1.0m，新镇路及环镇路共同沟覆土深度不小于1.65m。共同沟按不超过200m设置一个防火分区，每个防火分区内设置共同沟进料口、通风系统、排水系统、消防系统和应急出口。共同沟进料口，设置在防火分区的中间位置。共同沟的通风方式采用自然通风与机械通风相结合的方式，设置2个机械通风口和一个自然通风口，自然通风口结合进料口一起设置。在通风口处设置不锈钢丝网，以防小动物从通风口进入共同沟，对共同沟内的电缆等设施造成破坏。共同沟内设有排水沟，在每一防火分区的低处设置集水坑，坑内安装潜水排水泵，排水管出沟体后就近接入道路雨水管。共同沟应急出口结合共同沟进料口一起设置。共同沟消防系统，采用干式水喷雾系统，同时在应急出口附近设置卤代烷灭火器，两边各放4瓶。当共同沟与雨污水管道发生交叉，管道无法正常穿越时，由雨污水管道采用倒虹管的方式进行避让。在新镇入城段道路南侧、环镇路西侧设置共同沟控制中心，控制中心内设有工作人员进出共同沟的出入口。在共同沟的端部设置端部交汇井，用于各类管线进出共同沟。在共同沟的沿途预留足够的进入各地块的各类管线接口，管线接口横向穿越道路时，考虑采用预留涵管的方式进行穿越。在共同沟内设置必要的标识，标识分引导标识、管理标识、企业标识及注意标识等，标识由管理部门负责设置。在环镇路西侧、控制中心南侧建有安亭新镇35kV变电站，其进线与出线也通过断面尺寸为2.40m×2.40m，长约90m专用电力隧道与安亭新镇共同沟连通，消防系统和通风系统统一纳入安亭新镇共同沟系统。③附属设施设计消防设计根据工程特点，采用干式水喷雾灭火系统，同时在应急出口附近设置卤代烷灭火器，两边各放4瓶。干式水喷雾接合器结合通风口一起设置。共同沟按不超过200m设置一个防火分区，每个防火分区两边设置防火门。每个防火分区内设置2套雨淋阀，设计喷雾强度为13L/min•m2，持续喷雾时间为0.4h。在控制中心内设置消防泵房，内设消防水泵3台，2用1备，水泵流量为40L/s，扬程为130m，水泵功率为90kW。排水设计在共同沟内设有排水沟，其布置在共同沟的北侧或西侧，排水沟断面尺寸采用200mm×100mm，共同沟横向坡度为2%，沿线顺集水井方向坡度采用2‰。集水井设置于每一防火分区的低处，每座集水井内设置2台潜水排水泵，排水管在共同沟的北侧或西侧引出沟体后就近排入道路雨水管。电气系统设计电气系统设计主要为共同沟及控制中心配电。变配电系统采用箱式变方案。除控制中心设置附属式户内变电所外，共同沟另设置两个10/0.4kV，160kVA箱式变电所，由控制中心提供10kV电源两路，环网供电。电缆在共同沟内采用电缆桥架分层敷设，出电缆桥架穿镀锌钢管敷设。共同沟信息检测与控制共同沟中心控制室设置中央计算机监控系统、模拟显示屏、电话交换设备、消防报警设备、控制操作台等。监控系统由中央计算机监控系统、火灾报警系统、安保系统、附属设备(排水和通风)监控系统、通信系统构成。在中心控制室内设置2台监控计算机、管理计算机、服务器、通信计算机、智能化模拟屏等设备组成Client/Server结构的中央计算机系统，采用星形结构的100Mbit/s以太网(TCP/IP协议)。100Mbit/s光纤快速以太环网(MODBUSTCP/IP协议)接收由现场控制单元采集的数据，彩色显示器上能生动、形象地反映共同沟内状况、各设备状态、仪表检测数据和照明系统的实时数据和报警。监控计算机同时还向现场控制单元发布控制命令，并通过现场控制单元控制各种现场设备。服务器负责管理协调网络工作，完成各子系统历史数据的储存。管理计算机完成历史数据的显示和查询，生成、打印各类运行管理报表。通信计算机连接火灾报警屏，采集火警信号。智能化模拟显示屏可以直观地显示沟内各种设备的运转情况，及时了解灾情和非法入侵的发生及其位置。共同沟内可能引起火灾的主要因素是电力电缆的故障。在共同沟内等距(约12m)布置防潮式烟感式火灾探测器。在每个防火分区紧急出口处设置一套手动火灾报警按钮。在中心控制室设一套火灾报警屏，通过总线回路巡检、接收、显示每个报警点的工作情况。当火灾发生时，启动整个共同沟内声光讯响器，联动启动水喷雾设备．通过控计算机下达命令停止风机运行。为防止投料口有非法入侵，在共同沟每个投料口进口不易被人发现和接近的地方设置一套双光束红外线自动对射探测器，无源触点报警信号送附属设备监控系统现场控制单元。在共同沟新镇环路段现场分别设置5个现场控制单元。每个现场控制单元通过总线方式(1Mbit/s站间距离最大1kin)连接数个远程I/0。远程I/0安装在每个防火分区内的电气集中控制箱内，对布置在每个防火分区内的排水泵、照明、风机、风道阀门、红外入侵报警装置、环境温度/湿度/氧检测仪表等仪表和设备进行数据采集，监测集水井内液位上限报警信号，通过相应的现场控制单元向监控计算机传送，现场控制单元同时并接受中心控制室的命令，通过远程I/O向执行机构发送控制信号，控制风机的开停及相应防火分区内照明设备总开关的分合。中心控制室设一套100门程控交换机、2台电话、1台传真机，办公室、接待室分别设置一门电话，计算机配一路专线，用于内外信息交换。为便于共同沟内工作人员与外部通信，在共同沟新镇环路段现场分别设置5个分线盒，在所有出入口设置电话出线盒一个、每个防火分区内设置电话出线盒2个并以名牌及颜色识别，全线不设电话机，使用时自外携人。在每个防火分区的中间安装氧气检测仪表一台、温度检测仪表一台、湿度检测仪表一台。检测信号就近送附属设备监控系统现场控制单元，并通过以太网送到中心控制室监控计算机。在中心控制室模拟屏上，以数字形式显示每个防火分区的氧气百分比含量和温度／湿度。通风系统设计共同沟采用自然通风与机械通风相结合的通风方式。通风系统在每一区间两端各布置排风口一个，在中间布置进风口一个，均设置在人行道的绿化带内。进风口和排风口均设不锈钢防水百叶风口。进风口与投料口共用。自然通风时，共同沟内外利用温差及风压作用形成空气循环，改善沟内空气质量。机械通风时，室外新鲜空气由进风口进入共同沟，沿共同沟流向排风口，并由排风机排至室外。由于共同沟较长，在沟中布置诱导风机以增强通风循环，改善沟内空气质量。④结构设计共同沟采用钢筋混凝土结构，主体结构强度等级为C25防水混凝土，抗渗等级为S6。在进行共同沟结构防水设计时，严格按照《地下工程防水技术规范》(GB50108—2001)标准设计，防水设防等级为二级。在防水设防等级为二级的情况下，共同沟主体不允许漏水，结构表面可有少量湿渍，总湿渍面积不应大于总防水面积的6/1000；任意100m2防水面上的湿渍不超过4处，单个湿渍的最大面积不应大于0.2m按承载能力极限状态及正常使用极限状态进行双控方案设计，裂缝宽度不得大于0.2mm，并不得贯通，以保证结构在正常使用状态下的防水性能。共同沟采用整体现浇结构形式，以减少接缝数量。每节箱涵长度不大于25m，在节与节之间设置变形缝，内设橡胶止水带，并用低发泡塑料板和双组份聚硫密封膏嵌缝处理，此外在缝间设置剪力键，以减少相对沉降，保证沉降差不大于30mm，确保变形缝的水密性。在变形缝、施工缝、通风口、投料口、预留口等部位，是渗漏设防的重点部位。变形缝的防水采用复合防水构造措施，中埋式橡胶止水带与外贴防水层复合使用。施工缝中埋设遇水膨胀止水条。通风口、投料口设置防地面水倒灌措施。⑤新技术应用在安亭新镇共同沟设计中，在共同沟防水设计，特别是各类电缆进出共同沟的防水设计方面，借鉴德国在这方面成功的经验与技术，并成功开发了电缆防水穿墙套管，经实际应用效果良好。电缆过桥发展现状改革开放后，随着社会经济发展，全国各大城市的供电网发展迅猛，电缆化率不断提高，要求突破电力电缆过桥的限制呼声越来越高。事实上，电缆过桥在我国早巳有许多实例。以上海市为例，从l912年起至l990年，已有l75座桥梁上敷设110kV及以下各种电缆458条，其中四分之三是建国后敷设的，至今都在安全运行。国内外的经验证明，在市政桥梁下敷设高压电缆在技术上是成熟的，如委内瑞拉1979年建成的波拉马开桥上敷设有230kV导线截面为830mm2充油电缆，长度为8300m；日本1986年建成的Yotsugibachi公路桥桥梁桁架结构上敷设有电压等级为275kV导线截面为3×1400mm2充油电缆，长度为1045m；1984年建成的大鸣门吊桥桥梁桁架结构中敷设的187kV导线截面为2000mm2交联电缆，全长1600m；1988年建成的濑户大桥中敷设的500kV的导线截面为2500mm2充油电缆，全长8000m。国内在1992年长沙湘江大桥混凝土箱梁内敷设有800m长110kV截面为400mm2交联电缆；2003年在广东新会崖门大桥上敷设了1400m的110kV导线截面为400mm2交联电缆。上海电网洋山东海大桥是世界上桥梁敷设距离最长的110kV交联电缆线路之一。洋山深水港区位于杭州湾东侧，通过芦潮港至小洋山岛的跨海大桥(东海大桥)与上海南汇区大陆连接，大桥全长30km。采用了两回110kV电缆线路通过东海大桥电缆通道向洋山港区的供电方案，洋山大桥高压电缆工程中有近27km的电缆敷设在远距离跨海大桥上，是上海电网中线路最长的110kV电缆线路，电缆敷设长度与电缆接头数量均为上海电网建设单项电缆工程之最。日本电力电缆过桥设计导则介绍为了适应建立电缆过桥技术标准的需求，1994年8月制定的国家标准《城市电力规划规范》条文中已明确规定允许高压电力电缆过桥。在2005年国家发改委颁布的《城市电力电缆线路设计技术规定》也已明确“城市电力电缆跨河流宜优先考虑利用城市交通桥梁或交通隧道敷设”。但是，在各城市实际执行中，各专业部门执行标准不统一，而且建筑、交通等部门颁布的标准与以上标准在一些关键问题上表述不统一，导致工程实施中争议较大。大桥敷设电缆的设计、施工要比陆地敷设复杂得多，必须正确处理大桥本身的伸缩、车辆运动形成的振动对电缆的影响及电缆金属护套换位接地等技术问题。由于我国允许电缆过桥的规范出台较迟，故相应的设计和施工导则也一直未能制定。日本因国土面积狭小，各种公共设施都采用了集约化发展思路，在此方面居于世界领先水平，积累了丰富的经验。本节介绍日本东京电力公司的《日本国电力电缆过桥梁的设计和施工导则》，对我国相应导则研究提供参考。主要包括：（1）电力电路管线数量的确定通过桥梁的排管数量的确定需要充分考虑当地的环境，如今后电力负荷需求的增长趋势．以免重复施工和开挖地面沟渠。用于电力通讯和继保、自动化等监控线路的通道也应同时考虑。也就是说需要提供一个辅助的通道。（2）电力电缆排管的材质选择一般来说，电力电缆排管采用有铜丝网的玻璃钢管(FRP)。贯穿桥台墙壁的电力电缆线路通道则采用镀锌铜管(GP)。当桥梁的有效跨度相当长时，整个电力电缆排管均应采用镀锌钢管。在这种情况下，除了在桥台的公路侧外，在排管上不采用球形接头，而是采用丝扣接头。（3）电力电缆管线排管在桥梁上的敷设电力电缆排管通道一般敷设在桥梁主梁的两侧或如图3-3所示，敷设在桥梁的桥面以下。（1）利用主梁的标准敷设（2）利用桥l向扳撤没；（3）利用侧部区域敷设图3-3电力电缆通道敷设于桥面板下的位置示意图（4）电力电缆排管在桥梁上的固定方法按照以下条款来确定电力电缆通道在桥梁上固定的方法：确定用于固定的构件的位置和构造时，应考虑到固定构件的可维护性和防止其变形。电力电缆排管及其用于固定的构件决不能敷设于桥梁最低层。设计固定装置的位置时．在桥台墙上不得阻碍桥的胀缩同时，在穿越时也不应对桥梁的侧梁施加任何负载。桥梁的辅助构件不应用作电力电缆排管的直接支座。应当计算由于温度变化所引起的电力电缆排管的胀缩，根据计算结果来设置合乎要求的胀缩节。电力电缆排管在桥梁上的固定方法，应当根据桥梁上结构形式分别设计，以下提供的图3-4～图3-9可供参考。其中，钢结构桥梁，如图3-4、图3-5所示。图3-4在新建桥梁上敷设图3-5在旧桥梁上敷设钢筋混凝土桥梁，电力电缆通道在钢筋混凝土桥梁上的固定方法参考图3-6～图3-9。图3-6在T形梁的钢筋混凝土桥梁上敷设（1）悬吊式支架；（2）跨越式支架：PC梁-预应力钢筋混凝土梁图3-7组合式的T形桥梁图3-8组合式的箱形梁桥图3-9预制式T形梁的桥梁（5）电力电缆专用桥电力电缆专用桥上排管是专门为电力电缆跨越河流等而设置的其设计与施工应按照以下规定。如果是采用隧道形式的电力电缆排管。在设计时，应考虑配电的容量和维护的可行性等。电缆排管的固定安排应与两端岸上的土地平整处理相适应。电缆专用桥应与周围环境相协调。在设计电力电缆专用桥时特别应当考虑桥梁和排管的安全措施，防范外力的破坏。（6）电力电缆过桥排管的设计过桥排管的支架间距其标准间距应为1.5m左右。但是，应当在考虑电缆排管自身重量和电力电缆重量的基础上，根据桥墩的位置专门进行计算。穿越桥台墙：电力电缆过桥的排管，穿越桥台女儿墙的标准排管布置如图3-10所示图3-10穿越桥台墙的排管孔的标准尺寸考虑到地质的不均匀沉降。电缆排管在公路侧和穿越桥台女儿墙时，原则上应采用镀锌钢管(GP)。在公路侧的电缆排管应采用弹性接头。同时，考虑到地质的不均匀沉降，在电缆排管的接头处设置工井。如图3-11所示。图3-11电力电缆排管穿越桥台侧墙（7）在桥梁上的排管部件的设计①材料钢构件的材料，一般钢构件应采轧制钢，若需焊接也采用轧制钢。接头的材料，在摩擦型接头上采用F8T高强度的六角形螺帽的螺栓或采用相当的材料。焊条，应采用低磷钢的电焊条来进行表面层电弧焊。②部件的连接当采用螺栓来连接接头时，在一个接头上应使用2个或2个以上的螺栓，若采用焊接接头，则需确保每个接头具有3t及以上的强度。③荷载及其他荷载，电力电缆及其排管(导管)在桥梁上的重可以以集中负载P来对待，如式(3.1)所示。P=W×Q(3-1)式中 P—集中负载；W—电力电缆及其排管的重量／m(桥梁长度)；Q—电缆排管支架的间距。另外，考虑到要对电力电缆进行安装、油漆和维护，因而加上人员和脚手架的重量。因此，集中负载计算出结果后还应增加150kg。电缆排管支撑梁所承担的负载应视作均匀的。冲击系数，冲击系数应取0.4。挠度，电缆排管及其支撑粱的挠度（δ）按式(3.2)计算。δmax≤L/500(3-2)式中 L——电缆排管或排管支撑粱的跨距。（8）电力电缆过桥的方法过桥方法电力电缆排管安装在桥上的方法。要根据桥粱是新的还是旧的来确定，其结构如下。对于电力电缆过新桥时，其排管(导管)应在桥的梁已安装好而桥面板未安装前就施工并完成。对于电力电缆通过旧桥：当电力电缆排管(导管)在桥梁下部牵引和安装时，应当使用悬空脚手架或直接固定的脚手架。当在水上安装电缆排管(导管)时，应采用装配式脚手架。在短跨距的桥梁上．在桥梁的任何一端，当将电力电缆排管(导管)连接时，应用拉入(或推入)的方法。如果将电力电缆排管(导管)安装在跨线桥(旱桥)上，则可以采用电力牵引机械来施工。牵引电缆、电缆接头的安放为了将电力电缆牵引入排管(导管)或从中拉出以及制作电缆接头，电缆排管(导管)必须要在适当的地方切断，为了工作的需要，这个断口长度应在3～5m范围内。当将电力电缆牵引入排管(导管)后，断开处应采用有缝管包覆，如图3-12所示。图3-12截面图在桥梁的桥台上，为了牵引入或拉出电力电缆，需要预埋可靠的挂钩环。如图3-13和图3-14所示。注：挂钩环应设置在电力电缆导管的延长线上，以便在牵引电力电缆时，可以使拉力与电缆处于一条直线上。图3-13方式一侧视图图3-14方式二侧视图在桥梁面板上应设置入孔(直径的内径为750mm)如图3-l5所示。以便可以使电力电缆易于送入或牵引出，同时也能易于操作牵引用的钢丝绳。图3-15两方式桥梁桥面板上的入孔布置电力电缆的接头是电缆的薄弱环节，容易发生故障。因此，在桥梁上设置电缆接头要特别注意。电缆接头应旋转在座架上，如图3-16所示。电缆接头支架应固定牢固，同时，应有防震措施。图3-16电力电缆接头在桥梁上的安置电力电缆穿越桥台侧墙情况如图3-l7所示。图3-17电力电缆排管穿越桥台墙侧视图工程实例洋山深水港110kV变电站的电源线路是敷设于东海大桥的箱梁内的两回110kV导线截面为630mm2交联电缆，是目前世界上最长的敷设于桥梁的高压电缆。为解决远距离桥梁敷设可能对电缆运行带来的危害，工程技术人员经过理论计算与试验研究，采取相应措施较好地解决了长距离桥梁电缆敷设所带来的伸缩及桥梁震动等技术难题。所采取的措施有全程蛇形敷设和设置大小offset(电缆伸缩弧)、折角吸收装量、加装防震垫等。这次工程应用经验为今后国内其他类似工程提供了宝贵的经验。本节介绍了在东海大桥电缆工程设计时，应对桥梁伸缩、振动，以及如何处理电缆金属护套的接地等技术难题所采取的主要措施。（1）高压电缆敷设工程概况全长约27km的东海大桥既是洋山港区连接上海陆地的唯一交通要道，其箱梁内部还是水、电、通信等管线的公共通道。上海洋山深水港位于上海南汇嘴东南海域的大、小洋山岛屿之间，距市中心约86km，距南汇嘴约30km。为解决港区的电源供应，需在港区内建设110kV降压站1座，电源来自新建于南汇的220kV变电站，通过2回路110kV交联电缆进行供电。单回路110kV电缆长度约38km，其中27km需要在跨海桥梁上敷设，该工程为国内首次施工，线路长度及桥梁敷设形式在世界上也是屈指可数的。电缆敷设路径为：从220kV变电站的110kV开关室出线后，通过新建电力排管敷设至东海大桥竖井后经过一段管线桥进入大桥混凝土箱梁，穿过东海大桥钢结构箱梁后至大乌龟岛，通过大乌龟岛上新建排管敷设至另一段管线桥并进入颗珠山大桥敷设至小洋山岛竖井，至此桥梁敷设工程结束，敷设长度约27km，最后从小洋山岛竖井通过新建电力排管及隧道进入上海洋山深水港区110kV降压站。同路径还敷设了继保通信用非金属24芯光缆1根。电缆规格，工程选用了110kV截面为630mm2交联聚乙烯绝缘电力电缆；其中在大桥箱梁内敷设的电缆采用铝护套；在排管内敷设的电缆采用防腐性能较好的铅护套。电缆附件，110kV交联电缆中间接头与电缆终端总数2回路共计324相。特殊装置，为吸收电缆及大桥的热伸缩，在电缆线路上采用了电缆伸缩弧(大小offset装置)77套。工程中采用了已在上海电网中广泛应用的110kV全预制式中间接头，为适应大桥敷设采取如下措施：对电缆接头的壳体予以刚性固定并内衬防震垫，对接头两端的电缆也做了同样的处理。电缆金属护套的接地采用了交叉互联接地方式，共分17个全换位段。两端终端直接接地，接地电阻小于0.5Ω；运行时电缆护层最大感应电压小于100V。（2）跨海大桥电缆敷设技术①电缆布置方式桥上敷设部分总长约27km，其中近89％的电缆是在混凝土箱梁内敷设。箱梁内电缆采用水平方式布置：在颗珠山斜拉桥，电缆敷设在预先安装的电缆平台上，以三角形方式布置。②电缆热伸缩对策蛇形敷设：为吸收负载变化造成的电缆热伸缩，同时吸收桥梁由于温度变化引起的桥梁伸缩，电缆采用了全程水平蛇形敷设方式。为了消除大桥伸缩对电缆的影响，采用电缆在桥梁开始部分进行大的蛇形敷设方式，根据蛇形弯曲半径的变化设置吸收伸缩的大跨度电缆伸缩装置，示意见图3-18。图3-18电缆伸缩装置的工作原理图大小offset装置：由于温度变化及负载变化，在混凝土箱梁之间会产生热胀冷缩。根据大桥提供的资料，伸缩量可达±480mm；伸缩现象会对敷设在桥梁上的电缆产生损害，由于伸缩量较大，仅采用电缆蛇形敷设方式无法完全吸收上述伸缩量。因此工程中采用了专用伸缩机构即大小offset装置来吸收混凝土箱梁和钢结构斜拉桥产生的热伸缩。折角吸收装置：在桥梁的端部，重型车辆行驶通过时，会在桥梁的水平、垂直方向产生很小的弯曲折角，为保证电缆不出现被动变形，工程中在大型offset处设置了水平方向和垂直方向均能自由旋转的折角吸收装置。电缆在其内仍应采取蛇形敷设方式。③电缆防震措施根据大桥提供的资料，与电缆有关的大桥震动主要是集装箱卡车等重型车辆行驶引起的，这种震动与车辆种类、通过数量有关，一般频率不超过30Hz，为此工程中采用了以下防震措施：选择耐震性能优良的铝护套电缆；缩小电缆支架间距，防止由于桥梁震动引起的电缆和桥之间的谐振：电缆支架下方采用橡胶垫，以减小桥梁震动而引起的电缆金属护套的疲劳：在电缆夹具内采用橡胶垫，进一步增强防震效果。图3-19。图3-19防震措施示意图轨道交通隧道综合利用当前城市地下空间中市政管线比例逐步提高，并且随着城市发展的需要，部分管线需要更换、加设；同时，配合城市架空线入地工程的推进，大量架空线需要进入地下，地下空间拥挤的情况日益严重；此外，考虑到市政管线的日常维护需求，传统的直埋铺设方式也越来越不能适应需求。在这种前提下，开展是否能够利用城市轨道交通地下空间（尤其是区间隧道）布设市政管线的研究非常具有现实意义。以上海市已经开展研究的初步成果为基础，对各种市政管线利用轨道交通隧道空间的可行性进行分析。技术方案研究（1）机车及轨道概况上海轨道交通的车辆主要有大型车(即A型车)和小型车。本次研究主要采用大型车的限界。上海城市轨道交通新建区间隧道主要包括单圆隧道、双圆隧道、矩形隧道等几种形式。①区间双圆隧道上海轨道交通线双圆隧道采用4600mm的线间距，两线之间设置中间隔柱，柱与柱之间有空隙，使两隧道之间可以互通。但根据环控专业的要求，一般双圆隧道中隔柱之间是封闭的。因双圆隧道中隔柱两侧能设置的设备较少，双圆隧道净空空间较为紧张，强电和弱电电缆均位于行车方向的右侧，中隔柱两侧及隔柱之间设置给水管、报警器箱和区间电话箱、FAS（火灾报警系统）/BAS（车站设备监控系统）管道、漏泄同轴电缆及少部分通信电缆。区间双圆隧道直线地段：根据有关设计规范，在满足设备与设备限界之间安全余量不小于20mm的前提下，双圆隧道在中隔柱两侧上部各有约240mm×1400mm的空间可供利用。按照弱电安装的层间距标准(160mm)，每侧可设置9层电缆支架，支架宽度240mm。在两侧强电和弱电支架之间有约530mm高的净距。该空间内只有一根无线漏缆，可以充分利用的断面面积约为0.672m2。按照强电安装的间距标准，即层间距为200～300mm，每侧可设置3层电缆支架。区间双圆隧道直线地段总共可利用的断面面积约为1.36m区间双圆隧道曲线地段：在曲线地段，一般曲线内侧空间较为紧张，而曲线外侧空间则相对宽松。由于施工控制难度较大，一般双圆隧道曲线半径都比较大。本次按最小曲线半径R=450m进行研究。曲线地段在中隔柱两侧上部约有190mm×1400mm的断面可供利用，可布置9层弱电支架；在曲线外侧边墙上可利用断面为530mm×705mm，可设置3层支架，支架宽度为705mm；在曲线内侧边墙上可利用断面为530mm×640mm，可设置3层支架，支架宽度为640mm。双圆隧道曲线地段总共可利用的断面面积约为1.05m2②区间单圆隧道单圆隧道内的净空空间相对较为宽松，因其两侧均可布置设备，一般右侧为弱电电缆，左侧为强电电缆。单圆隧道内在设置辅助通道时可考虑设备布置不调整及设备布置调整两种不同的设置方式。设备布置不调整，该方式考虑在行车方向左侧设置辅助通道。辅助通道的设置标准为：有效宽度在直线段不小于600mm，曲线地段不小于500mm。由于辅助通道占用的有效空间断面达到600(500)mm×2000mm以上，因此剩余的空间是非常有限的，可利用的空间断面面积非常小。其中：直线地段总共可利用的断面面积约为0.4m2。根据区间单圆隧道设备布置，在设置辅助通道时，行车方向左侧布置辅助通道和强电电缆及排水管，已没有更多可利用空间；行车方向右侧的通信信号电缆支架上部为680mm×1055mm的梯形断面空间可供利用，按弱电安装的间距标准(160mm曲线地段按最小区间曲线半径R=350m，轨道超高h=120mm考虑。总共可利用的断面面积约为0.13m2。与直线地段一样，在设置辅助通道时，行车方向左侧没有可利用空间；行车方向右侧电力电缆支架上部有400mm×405mm的三角形断面空间可利用(见附图3)，按160mm或200mm调整设备布置(弱电下调)，该方式为将弱电支架位置以及区间电话箱、报警器箱、FAS和BAS管等向下调整约270mm，以提高可利用空间。其中：直线地段总共可利用的断面面积约为0.62m2。根据区间单圆隧道设备布置，在设置辅助通道时，行车方向左侧布置辅助通道和强电电缆及排水管，已没有可利用空间；行车方向右侧通信信号电缆支架上部有755mm×1360mm的三角形断面空间可供利用，按弱电的间距标准(160mm曲线地段按最小区间曲线半径R=350m，轨道超高h=120mm考虑，总共可利用的断面面积约0.27m2。与直线地段一样，在设置辅助通道时，行车方向左侧没有可利用空间；行车方向右侧电力电缆支架上部有490mm×710mm的三角形断面空间可利用，按160mm③区间矩形隧道不设置中隔墙的双线区间矩形隧道，其所有电缆和设备及管线均布设在行车方向右侧，因此基本上没有多余空间可以利用。设中隔墙的双洞双线区间矩形隧道可按直线地段和曲线地段分别研究。对于区间矩形隧道直线地段，直线地段总共可利用的断面面积约2.08m2。根据双洞双线区间矩形隧道设备布置，在中隔墙两侧设置电力电缆支架，行车方向两侧均可利用一部分空间。在中隔墙上部每侧均有315mm×1180mm的可利用断面空间，根据200mm的强电电缆支架层间距标准各可布置6层电缆支架。在中隔墙下部每