淺談綜合管廊電氣設計

▲中國中元國際工程公司 邢岷峰

1 概述

綜合管廊又稱共同溝，是建于城市地下用于敷設市政公用管線的市政公用設施。即在地下建造一個公用的隧道空間，把多種公用管線集中鋪設在一起，設有專門的檢修口、投料口和監測系統，實施統一規劃、統一設計、統一建設和管理。管廊內主要容納的管線為電力、通訊、自來水及熱力等，有時根據需要也將排水管線收納在內。它可以充分利用城市地下空間資源，杜絕因敷設和維修各種管線對城市道路、綠地的重復開挖，消除了由此造成的資源浪費，美化了城市環境，降低路面翻修費用和工程管線維修費用。

2 國內外綜合管廊概況

在發達國家，地下綜合管廊已經存在了一個多世紀，在系統日趨完善的同時其規模也有越來越大的趨勢。早在1833年，巴黎為了解決地下管線的敷設問題和提高環境質量，開始興建地下管線綜合管廊。至目前為止，巴黎已經建成總長度約100 km、系統較為完善的綜合管廊網絡。此后，英國的倫敦、德國的漢堡等歐洲城市也相繼建設地下綜合管廊。20世紀日本、美國、俄羅斯及西班牙等國也開始建設地下綜合管廊。

地下綜合管廊在國內已有北京、上海、沈陽等城市采用，如上海1992年規劃建設了國內第一條規模最大、距離最長的“綜合管廊”——浦東新區張楊路共同溝。該共同溝全長11.125km，收容了供水、電力、信息與煤氣等四種城市管線。北京2006年在中關村（西區）建成了內地第二條現代化的“綜合管廊”。

3 綜合管廊設計實例分析

3.1 項目概況

某科技創新基地位于成都雙流經濟技術開發區內，該基地總占地50hm，總建筑面積60萬m2，共分15個地塊，功能主要以科研辦公為主，還有部分實驗室及市政用地。每個地塊內的建筑均需要與給水、污水、廢水、雨水、電力、熱水、冷氣、通信等基礎設施配套。綜合管廊為明挖直埋矩形鋼筋混凝土結構，全長2km，埋深6m左右，管廊凈高2.6m，人行通道凈寬按照1m考慮，主要位于廠區綠化帶下，部分在人行道及道路交叉部位下。

綜合管廊內管線的設置遵循以下原則：

1） 相互無干擾的工程管線可設置在管廊的同一個艙；相互有干擾的工程管線分別設在管廊的不同艙室；

2） 熱力管線不得同電力電纜同艙敷設；

3） 電信電纜管線與高壓輸電電纜管線必須分開設置。

基于上述原則，管廊設三個艙室：電艙、冷水艙（含弱電電纜）、熱水艙。電艙主要考慮敷設電力電纜，支架分8層，約間隔0.8m設置一組，單側設置；冷水艙（含弱電電纜）主要敷設制冷供回水管道，支架間距約為5m，在地面設置混凝土支墩，并在單側上部考慮設置弱電電纜支架，分2層，間距1m左右；熱水艙主要敷設高、低區給水管道，室內消火栓管道，室內噴淋管道，一次采暖熱水供回水管道、一次生活熱水供回水管道，雙側設置鋼支架，間距5m左右。

綜合管廊設置火災報警系統、通風系統（消防排煙風機）、數據監控采集系統、排水系統、電力系統及照明系統（應急疏散照明）等綜合管廊專用綜合設施。每200m左右設置一個防火分區，用防火墻分開，該項目管廊共分10個防火分區，每個防火分區均設置投料口（兼做人員逃生口）和通風口。綜合管廊為每個地塊均預留接口，供各類工程管線的接入。

3.2 供配電系統設計

1） 供電系統

綜合管廊附屬設備中消防設備、數據監控采集設備、應急照明按二級負荷供電，其余用電設備按三級負荷供電。

綜合管廊以防火分區作為配電單元，并設置電能計量裝置。低壓配電系統采用交流220/380V三相五線TN-S系統，一般設備供電電纜采用阻燃電纜，火災時需繼續工作的消防設備供電采用礦物絕緣電纜。

由于綜合管廊長度超過1 600m，設計采用10kV電纜供電。在充分考慮220/380V電源供電半徑的前提下，于主要人員出入口處（共2處）設置箱式變電站。內置10kV負荷開關柜及50kVA干式電力變壓器，為管廊內照明、通風及消防負荷供電。

另設置2套EPS應急電源，以滿足消防、排風及應急、疏散照明的需要。EPS系統電池數量及容量按下列公式計算：

式中 n,Cc—電池數量及容量

Ur—直流系統額定電壓

Uf—電池浮充電壓

Ket—可靠系數

Cs—需要供電時間下的放電容量

Kcc—容量系數

本項目設置的EPS容量按負擔箱變供電范圍內所有的數據監控采集設備，及某兩個防火分區內的應急照明和消防排風設備用電考慮。由于蓄電池的放電特性制約，當EPS裝置為消防排風設備供電時，其電池容量一般設計為設備容量的7～10倍，本工程設計70kW的EPS裝置容量。

綜合管廊內還設置了交流220/380V帶剩余電流動作保護裝置的檢修插座，插座沿線間距不大于60m，防護等級為IP44。

2） 照明系統

綜合管廊內設正常照明和應急照明，在管廊內一般照明的平均照度按50lx進行設計，主要考慮管廊內照明不僅僅是為了檢修人員通行，而更多的作用是觀察管線運行情況和一些維護操作。并且管廊照明一般只在設備維護檢修時開啟，照度的適當增加不會造成能源浪費。另外在出入口和設備操作處需增強照明，局部照度按100lx設計。管廊內應急疏散照明照度不低于0.5lx，應急電源持續供電時間不小于30min。

管廊出入口和各防火分區防火門上方設安全出口標志燈。由于管廊內大部分管線均沿管廊側壁設支架敷設，燈光疏散指示標志設置在距地坪高度1.0m以下的側壁上有困難，很容易被設備或管線遮擋，所以設計采用吸頂安裝方式或地面設置熒光反射標識，間距不大于20m。

燈具采用防觸電保護等級I類設備，防護等級不低于IP54，并具有防外力沖撞的防護措施。

一般照明采用T8三基色直管熒光燈為照明光源，出口指示和疏散標志采用LED光源。

3） 電纜選擇及敷設

一般設備供電電纜采用阻燃電纜，火災時需繼續工作的消防設備采用礦物絕緣電纜。由于綜合管廊的長度較長，選擇電纜截面時嚴格按照規范要求計算電壓降，如不能滿足要求時應增大電纜截面，以保證設備正常運行。本項目照明支路的最遠供電距離將近300m，設計照明配電選用了ZRBV-0.45/0.75kV（3x6）mm2阻燃導線；消防排風設備（7.5kW）最遠供電距離將近230m，配電電纜選用了YTTW-1kV（4x10）mm2礦物絕緣電纜。

規劃園區內各地塊均采用10kV電纜供電，電艙內電纜支架設置見圖1。

照明、檢修電源及排水泵等設備配電電纜敷設在支架最上層的電纜橋架內；消防設備、數據監控采集設備配電電纜（礦物絕緣電纜）單獨一層敷設在支架上；其余各層支架均為10kV電纜敷設使用。

4 總結

綜合管廊用電設備具有供電距離長、容量小且分散等特點，因此需要合理的規劃設計供電電源點，使得供電距離盡量合理，減少電壓降及電纜損耗；對于消防、監控等二級負荷供電等級要求較高，應合理確定第二電源供電方案，在滿足規范要求的前提下盡量節約投資。

[1]黃國慶. 綜合管溝電氣設計[J]. 山西建筑. 2007～33（3）:172-173.

[2]張紅輝. 上海市嘉定區安亭新鎮共同溝工程設計[J]. 給水排水. 2003～29（12）:7-10.

[3]楊瑩. 廣州亞運城綜合管溝電氣工程設計[J]. 廣東輸電與變電技術.2009～11（4）:68-70.

[4]中華人民共和國國家發展和改革委員會. 城市電力電纜線路設計技術規定DL/T5221-2005[S]. 北京: 中國電力出版社,2005.

[5]J中華人民共和國住房和城鄉建設部. 民用建筑電氣設計規范JGJ16-2008[S]. 北京: 中國建筑工業出版社, 2008.

[6]中華人民共和國機械工業部. GB50052-2009供配電系統設計規范[S]. 北京: 中國計劃出版社, 2009.