電力電纜隧道結構常見病害分類及防治對策探析

金龍飛，馬成久，孫瑀濃，潘俊生，李忠凡

(國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006)

隨著城市化水平的不斷提升，電力電纜隧道的修建不斷加快，但是由于使用時間延長、影響因素變化、防治手段不合理，導致隧道內部結構的病害問題越來越多，并且這些問題的破壞力也持續增加，進而影響到電力電纜隧道的正常運營。

1 電力電纜隧道結構常見病害分類

1.1 隧道凍害

在氣候寒冷區域的隧道內部經常會出現凍害問題，因為氣溫低下，所以隧道內部的積水容易凝結成冰，從而導致隧道內部設備被凍住，同時由于物體形態轉換，圍巖會出現凍脹問題，這不但會對隧道整體的穩定性和安全性造成影響，還會阻礙電纜設備功能的正常發揮[1]。

冬季氣候寒冷地區的溫度經常保持在0 ℃以下，并且氣溫下降的速度也較快，凍融現象經常交替出現，這些問題是導致隧道出現凍害問題的主要原因。一旦隧道內部出現凍害問題，會對內部結構造成破壞，進而引發后續的安全事故。

1.2 地震災害

在發生頻率較高的自然災害中，地震災害的破壞性最大，可直接摧毀整個建筑體的內部結構。然而，因為隧道的地震災害發生在地下，并且地下并不存在用于居住、生產的建筑物，所以人們缺乏對于隧道地震災害的足夠關注。

在十幾年前的四川地震發生后，盡管新聞媒體并未報道有關地震災害對電力電纜隧道影響的事件，但是很多道路因為地震而受到很大程度的損壞，甚至發生滑坡事故、隧道口堵塞、墻體裂縫掉落等問題。更重要的是，如果隧道內部的結構受到破壞，在后期工程人員需要花費大量的精力和成本來完成修復工作，并且修復難度較高[2]。對于城市地區，電力隧道就相當于生命線，所以隧道地震災害會影響整個城市的正常運行和后續發展。

1.3 滲漏水

很多城市地區處于沿海沿江地帶，所以地表以下的水位比較高，電力電纜隧道一般修建在地下，所以隧道內部經常會出現滲漏水事故。

滲漏水是電力電纜隧道內部發生頻率較高的水害問題，根據水流量和滲漏部位可劃分為頂部側部滴水、滲水、射水、漏水等類型。根據水源的補給狀況可劃分為地表水補給和地下水補給2種滲漏情況。地表水補給和地下水補給之間也存在不同，前者的補給量會受地表徑流的影響，而地表徑流又受季節因素的影響；后者的水流較為穩定，所以基本不會出現較大變化[3]。

一旦隧道出現滲漏水問題，就會影響到電子設備的正常使用、檢修工作的順利進行、內部結構的穩定性，更嚴重還可能會影響到電力電纜隧道的正常運營。電力電纜隧道結構滲漏水如圖1所示。

圖1 電力電纜隧道結構滲漏水情況

1.4 隧道火災

隧道火災也是電力電纜隧道中發生頻率較高的病害問題，電纜運行過程中表現出來的老化與故障通常包括電纜本體的老化、過負荷、電纜接頭故障等[4]。一般情況下，電力設備超負荷運行、電纜頭溫度過高破壞絕緣層結構等因素都會引發火災。同時，火災出現的原因還有可能是接地故障，而國內尚未出現過因為電纜燒斷而導致的火災事故[5]。隧道火災具有高度破壞力，不僅會導致電纜損壞和電力設備停止運行，還會危及巡檢人員的人身安全。

1.5 結構裂縫和結構損壞

在電力電纜隧道的日常運營過程中，內部結構需要承擔來自四周土層的壓力，而水文地質和所在地區的地質都會對土層壓力的大小產生影響。其次，結構受壓大小還會受到施工技術和施工效果的影響。隧道結構不僅會承受來自于土層的壓力，還會承受來自于水層的壓力，當隧道修建在氣候惡劣的區域時，凍脹壓力也是內部結構需要承受的一大壓力。隧道內部結構裂縫還會引發后續一系列問題，例如滲漏水，可腐蝕內部電力設備。

1.6 襯砌腐蝕

因為電力電纜隧道被修建在地層中，而地層結構并不穩定，會出現各種各樣的變化。尤其是當周邊環境中存在腐蝕物質時，聚集在地下的積水會隨著結構裂縫和漏洞滲漏出來，進而侵蝕結構，引發襯砌腐蝕問題。

同時，水泥品質和混凝土材質也可能是導致隧道出現襯砌腐蝕問題的主要原因，帶有侵蝕性物質的環境水會滲漏到結構內部。如果隧道內部出現襯砌腐蝕問題，就會導致土質疏松、土層強度減弱，而襯砌的承載力也會隨之受到影響，進而阻礙電力電纜設備的正常使用。

2 電力電纜隧道結構病害問題防治對策

對于電力電纜隧道，任何病害問題都會影響到電纜線路和電力設備的安全運行，在影響程度較大時甚至會導致整個電力電纜隧道系統癱瘓。再加上電纜供電和病害治理工作之間存在一定矛盾，病害的治理工作迫在眉睫，一旦耽誤治理進度，就會提高病害的危害程度，但是在進行病害治理工作時，電力電纜隧道又無法正常運行[6]。針對這一情況，工程人員應當在充分了解隧道病害的前提下，將預防病害作為重點工作，并且在工程規劃設計時期就必須將病害的防治工作作為重點。同時，工程人員還需要明確病害問題的引發原因和具體位置，以此來應用合理的手段治理病害問題，并且技術人員必須第一時間向上級匯報具體情況，以保證病害治理工作的時效性。

2.1 重視病害防治技術的研發工作

對于不同類型的隧道內部結構病害問題，這些病害由各種各樣的因素引發，雖然對治理工作的理論進行系統研究的難度較高，但想要保證病害治理的效果，隧道病害治理的前提是理論的研發工作。如在處理隧道火災時，如果工程人員缺乏基礎的理論指導，就不能對引發火災的原因進行深入剖析，在設計病害防治方案時會缺乏合理性，所以相關領域的人員需要加大對于治理技術和治理理論的研發力度。

工程領域的快速發展和科技水平的持續提升使得各種各樣的新型技術和新式材料被應用到了隧道病害的防護和治理工作中，所以工程人員的選擇范圍較大。例如，在防治隧道內部結構的滲漏水病害時，工程人員可以選擇更多的新式防水材料。不過，因為電力電纜隧道本身和其他類型的隧道之間存在各種差異，所以工程人員必須選用更具有針對性的防治手段。

2.2 關注病害的監測工作

電力電纜隧道需要一個日積月累的過程才能產生病害問題，而且隨著時間的推移，病害的影響力會不斷加大，所以巡檢人員必須堅持對隧道內部進行定期檢修，并且提升自身對于病害問題的鑒別能力和信息收集能力，構建病害監測體系，以保證病害治理的時效性，使病害防治的工作量得以減少，從而節省治理工作的成本開銷。電力電纜隧道結構病害問題防治工作如圖2所示。

圖2 電力電纜隧道結構病害問題防治工作情況

2.3 堅持隧道病害的防治原則

電力電纜隧道的工作人員在進行病害防治工作時需要堅持原則，加大對于病害問題的研究力度，增強隧道內部檢修工作的強度[7]。其次，相關企業還需要組織工作人員完成思想道德的宣傳工作，強化工作團隊對于病害防治的職責意識。同時，工作人員需要構建隧道病害問題的防治機制，利用有效措施來治理病害問題，遵循防治工作的基本原則，以此來最大程度地減少病害問題造成的經濟損失。另外，相關領域的人員還需要重視對于國內隧道病害防治技術的研究，尤其是隧道工程的規劃和施工時期需要引進新式材料和新型技術，進而保證隧道內部結構病害防治工作的科學性。

2.4 優化隧道工程設計和施工效果

隧道結構的防護水平和承載力無法符合周邊環境和地質的實際情況是導致隧道出現病害問題的主要原因，而現階段很多工程團隊在設計階段和施工階段無法選擇合適的技術手段也是影響病害的重要因素。為此，工程人員應當對隧道工程的設計和施工效果進行優化。

工程團隊應當按照國家出臺的政策文件和工程領域的技術標準來設計隧道病害工作的具體流程，以保證病害防治的合理性和科學性。同時，電力電纜隧道的設計團隊應當按照規范要求來選用合適的技術方法，以此來加大對于隧道內部結構病害問題的防治力度。

2.5 提升隧道監測工作的效率

電力電纜隧道修建區域的水文地質和土層地質的實際情況是引發隧道火災、地震災害、襯砌腐蝕、滲漏水等病害問題的關聯因素，所以為了提高隧道病害治理工作的科學性，工程團隊必須提升隧道監測工作的效率，利用高效率的監測工作來收集與隧道工程相關的準確信息，以此來降低病害問題的發生概率。

在監察隧道地質條件時，技術人員必須遵循相應的技術標準，并完成對于所有檢測數據的審核工作，使隧道設計工作能夠以更加科學全面的數據作為參考依據。

3 結束語

電力電纜隧道結構常見病害可以劃分為隧道凍害、地震災害、滲漏水、隧道火災、襯砌腐蝕、結構裂縫和結構損壞等災害，為了更好地防治這些災害問題，技術人員應當重視病害防治技術的研發工作，關注病害的監測工作，堅持隧道病害的防治原則，優化隧道工程的設計和施工效果，提升隧道監測工作的效率，來強化病害的防治效果。