輸電電纜隧道結(jié)構(gòu)技術(shù)監(jiān)督體系

【摘 要】按電纜隧道設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維的技術(shù)規(guī)范，參照電力技術(shù)監(jiān)督的流程，結(jié)合隧道結(jié)構(gòu)檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，介紹了電纜隧道結(jié)構(gòu)的常見(jiàn)病害缺陷，構(gòu)建了輸電電纜隧道結(jié)構(gòu)技術(shù)監(jiān)督體系，明確了輸電電纜隧道結(jié)構(gòu)技術(shù)監(jiān)督的對(duì)象、時(shí)機(jī)、檢查形式，詳細(xì)闡述了資料檢查、現(xiàn)場(chǎng)檢查的內(nèi)容和要點(diǎn)，為電纜隧道技術(shù)監(jiān)督提供了指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】電纜隧道； 技術(shù)監(jiān)督； 結(jié)構(gòu)檢測(cè)； 結(jié)構(gòu)病害

【中圖分類號(hào)】U456【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

0 引言

隨著城市發(fā)展，電力供應(yīng)負(fù)荷逐漸上升。由于土地利用和建筑布局的限制，架空線路發(fā)展受到影響，輸電電纜的建設(shè)則逐步加快。作為敷設(shè)電纜的典型通道，電纜隧道能夠在沿線兩側(cè)布置電纜支架以容納大量電纜線路，常作為電纜通道骨架使用，對(duì)輸電線路安全運(yùn)行意義重大。

電纜隧道隱蔽工程多，質(zhì)量管理難度大，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷無(wú)法直觀檢查［1］。各供電公司缺乏土建專業(yè)技術(shù)人才和質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備，電纜隧道質(zhì)量管控缺乏技術(shù)支撐，為電纜隧道帶病投運(yùn)埋下隱患。電纜隧道一旦建成，即便在竣工驗(yàn)收或運(yùn)營(yíng)階段發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷，修復(fù)難度和成本極高，因此必須加強(qiáng)電纜隧道質(zhì)量的靠前管控，把握電纜通道設(shè)計(jì)期、施工期的監(jiān)督管理。

電力技術(shù)監(jiān)督是電力生產(chǎn)技術(shù)管理的重要組成部分，國(guó)網(wǎng)公司開(kāi)展的技術(shù)監(jiān)督范圍包括電網(wǎng)設(shè)備電氣性能、金屬、土建和配網(wǎng)專項(xiàng)技術(shù) ［2-3］。土建技術(shù)監(jiān)督圍繞土建工程存在高風(fēng)險(xiǎn)缺陷和高頻次缺陷，為把控土建工程質(zhì)量建立了科學(xué)工具，但目前未包含電纜隧道部分。

為強(qiáng)化輸電電纜隧道結(jié)構(gòu)質(zhì)量管控，以隧道結(jié)構(gòu)檢測(cè)為入手點(diǎn)，總結(jié)電纜隧道結(jié)構(gòu)常見(jiàn)缺陷，結(jié)合國(guó)網(wǎng)公司土建工程全流程技術(shù)監(jiān)督的方案和實(shí)施方法，依托國(guó)家和行業(yè)內(nèi)電纜通道設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)和運(yùn)維規(guī)范，構(gòu)建了電纜隧道結(jié)構(gòu)技術(shù)監(jiān)督體系，為電纜隧道長(zhǎng)久平穩(wěn)運(yùn)行提供指導(dǎo)。

1 輸電電纜隧道病害缺陷

電纜隧道單次投資修建、無(wú)需重復(fù)建設(shè)。但由于電纜隧道結(jié)構(gòu)建設(shè)質(zhì)量不一，部分隧道存在結(jié)構(gòu)性缺陷，隧道滲漏水問(wèn)題較為普遍。電纜線路面臨著淹水、外力損傷、擠壓變形等多重安全隱患［4］，可能出現(xiàn)通道斷面失效和變電站全停事故，對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

電纜隧道病害缺陷既與勘察設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量問(wèn)題有關(guān)，也與隧道水文地質(zhì)條件密切相關(guān)［5］。不同于以鉆爆法為主要施工方法的公路、鐵路隧道，電纜隧道多修建于軟弱圍巖中，采用明挖法、淺埋暗挖法和頂管法等多種施工工藝。相較之下，電纜隧道斷面狹小，施工工藝復(fù)雜，地質(zhì)條件更為多變。因此電纜隧道病害類型與在巖層中修建的公路、鐵路隧道并不相同。

電纜隧道常見(jiàn)病害包含滲漏水、襯砌破裂、凍害、襯砌腐蝕、地震和火災(zāi)等六類［5］。實(shí)際上，隧道病害成因各異，影響因素復(fù)雜，呈現(xiàn)出循序漸進(jìn)的演化過(guò)程，貫穿設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的全生命周期，在施工期盡早發(fā)現(xiàn)和治理能夠大量節(jié)約治理成本［6］。綜上，電纜隧道病害防治應(yīng)堅(jiān)持“預(yù)防為主，重視監(jiān)測(cè)、及時(shí)治理”的原則，按照全生命周期的管控理念，將電纜隧道技術(shù)監(jiān)督貫穿到設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)階段中去。

2 輸電電纜隧道結(jié)構(gòu)檢測(cè)

結(jié)構(gòu)檢測(cè)是加強(qiáng)電纜隧道缺陷排查與治理能力的重要措施。通過(guò)滲漏水隧道結(jié)果檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)的隧道缺陷包括襯砌后空洞、結(jié)構(gòu)裂縫、混凝土強(qiáng)度不足、鋼筋間距偏大等，嚴(yán)重影響了電纜隧道的正常運(yùn)營(yíng)，見(jiàn)圖1。

隨著竣工投運(yùn)隧道數(shù)量和里程逐漸增多，電纜隧道質(zhì)量管控需求猛增。各地市供電公司加速培養(yǎng)自身電纜隧道土建專業(yè)人才，購(gòu)置混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)專業(yè)技術(shù)設(shè)備，開(kāi)展電纜通道結(jié)構(gòu)檢測(cè)培訓(xùn)，并在電纜隧道驗(yàn)收過(guò)程中應(yīng)用數(shù)字回彈儀和鋼筋檢測(cè)儀檢驗(yàn)新建隧道混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量，檢測(cè)項(xiàng)目包括混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、混凝土鋼筋間距、保護(hù)層厚度，為把牢電纜通道驗(yàn)收質(zhì)量關(guān)增添新工具，避免了缺陷隧道“帶病”入網(wǎng)。

3 輸電電纜隧道結(jié)構(gòu)技術(shù)監(jiān)督體系

通過(guò)總結(jié)電纜隧道結(jié)構(gòu)檢測(cè)的經(jīng)驗(yàn)方法，參考技術(shù)監(jiān)督流程，編制電纜隧道結(jié)構(gòu)全過(guò)程監(jiān)督技術(shù)方案，為電纜隧道設(shè)計(jì)階段、施工階段、驗(yàn)收階段和運(yùn)維階段把控隧道質(zhì)量提供了執(zhí)行手冊(cè)，明確了監(jiān)督項(xiàng)目、監(jiān)督方式和監(jiān)督方法。

3.1 技術(shù)監(jiān)督項(xiàng)目

監(jiān)督對(duì)象為110 kV及以上電纜工程電纜隧道混凝土結(jié)構(gòu)。檢測(cè)時(shí)機(jī)涵蓋施工圖審圖階段、施工階段、驗(yàn)收階段、運(yùn)維階段。技術(shù)監(jiān)督項(xiàng)目如表1所示。

3.2 資料檢查

資料檢查是技術(shù)監(jiān)督的重要組成部分。為實(shí)現(xiàn)電纜隧道質(zhì)量管控關(guān)口前移，應(yīng)當(dāng)充分重視電纜隧道施工圖審查。施工圖既是工程施工的依據(jù)，也是竣工驗(yàn)收的重要參考，因此必須確保電纜隧道施工圖設(shè)計(jì)內(nèi)容符合設(shè)計(jì)、驗(yàn)收和運(yùn)維規(guī)范。

電纜隧道一般采用二級(jí)防水設(shè)計(jì)，要求采用抗?jié)B混凝土，隧道內(nèi)部不出現(xiàn)滲漏水缺陷［7］。資料檢查中要查看混凝土配合比抗?jié)B能力檢測(cè)報(bào)告、混凝土立方體抗壓檢測(cè)報(bào)告是否合格。施工使用的鋼筋、水泥等原材料應(yīng)具有性能證明文件［8］。

防水施工是保障電纜隧道無(wú)滲漏水的關(guān)鍵步驟。施工縫和變形縫處混凝土采用非連續(xù)澆筑，是隧道滲漏水防治的重難點(diǎn)部位［5］。就防水層施工而言，其一般流程包括“清理噴射混凝土基面、驗(yàn)收基層、堵漏及抹找平層防水、鋪設(shè)塑料泡沫襯墊、LDPE防水卷材、排氣壓實(shí)、粘貼蓋條、檢驗(yàn)復(fù)合卷材施工質(zhì)量、底板防水層施工、驗(yàn)收”。在資料檢查時(shí)，應(yīng)對(duì)照設(shè)計(jì)資料中施工過(guò)程和控制要點(diǎn)，檢查施工縫、變形縫等關(guān)鍵位置的施工過(guò)程影像資料。在審查施工單位結(jié)構(gòu)檢測(cè)報(bào)告時(shí)，注意檢查檢測(cè)單位資質(zhì)和報(bào)告真實(shí)性，如有必要，自主組織隧道結(jié)構(gòu)檢測(cè)。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)檢查

3.3.1 檢測(cè)時(shí)機(jī)

現(xiàn)場(chǎng)檢查應(yīng)注重檢測(cè)時(shí)機(jī)。電纜隧道施工作業(yè)中多工序循環(huán)展開(kāi)，以暗挖隧道為例，一個(gè)施工作業(yè)循環(huán)包括超前支護(hù)、開(kāi)挖土方、初襯施工、噴射混凝土、鋼架支撐、噴射混凝土、初襯背后注漿、防水層施工、二襯鋼筋綁扎、二襯模板支護(hù)和二襯澆筑混凝土等工序。因此，單次現(xiàn)場(chǎng)檢查難以涵蓋所有關(guān)鍵工序，應(yīng)適度增加施工階段技術(shù)監(jiān)督頻次。

以抗?jié)B混凝土為例，土建施工階段分兩次監(jiān)督。第一次為抗?jié)B混凝土底板澆筑完成后，施工縫處理合格且下道工序開(kāi)工前，第二次為抗?jié)B混凝土結(jié)構(gòu)全部澆筑完成達(dá)到正常齡期后。每次監(jiān)督均抽檢涉及抗?jié)B混凝土部位結(jié)構(gòu)尺寸、施工縫留設(shè)位置、裂縫寬度、鋼筋保護(hù)層厚度，檢查主體結(jié)構(gòu)防水施工過(guò)程是否滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3.2 外觀檢查

外觀檢查是電纜隧道現(xiàn)場(chǎng)檢查的首要環(huán)節(jié)，也是直觀了解隧道病害缺陷的有效方式。根據(jù)GB 50204-2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》［9］，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量不應(yīng)包含以下缺陷：露筋、蜂窩、空洞、夾渣、疏松等。根據(jù)防水等級(jí)二級(jí)的要求，隧道結(jié)構(gòu)表面不允許漏水，且任意100 m2防水面積上的濕漬不超過(guò)2處。

除已澆筑的混凝土表面外觀檢查外，還需對(duì)施工縫、鋼筋尺寸、鋼筋間距、鋼筋除銹情況、接地裝置等進(jìn)行檢查。施工縫留置位置應(yīng)符合規(guī)范，施工縫表面應(yīng)清理干凈，采用鋼筋除銹等保護(hù)措施。鋼筋尺寸和間距應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。接地裝置應(yīng)焊接牢固，防腐防銹處理與接地電阻符合要求。

3.3.3 結(jié)構(gòu)檢查

為保障電纜結(jié)構(gòu)安全，在對(duì)電纜隧道外觀檢查后還需要進(jìn)行隧道結(jié)構(gòu)檢查，具體包括使用回彈儀測(cè)試混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使用鋼筋檢測(cè)儀測(cè)試混凝土保護(hù)層厚度及鋼筋間距，使用裂縫檢測(cè)儀檢查混凝土裂縫等項(xiàng)目［10］。根據(jù)檢測(cè)需要，在隧道裂縫集中及變形段，可使用地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)襯砌周圍空洞及襯砌厚度，采用斷面掃描儀檢測(cè)結(jié)構(gòu)變形。

由于各電纜隧道長(zhǎng)度不同，電纜隧道結(jié)構(gòu)檢測(cè)或技術(shù)監(jiān)督的對(duì)象不宜是整個(gè)隧道。建議按照電纜縱向進(jìn)行區(qū)段劃分，以100 m或200 m的長(zhǎng)度分段進(jìn)行檢測(cè)監(jiān)督，便于電纜隧道結(jié)構(gòu)技術(shù)監(jiān)督的比較和實(shí)施。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)當(dāng)前電纜隧道結(jié)構(gòu)驗(yàn)收質(zhì)量管控不足、技術(shù)監(jiān)督指導(dǎo)處于空白的問(wèn)題，通過(guò)結(jié)構(gòu)檢測(cè)逐步積累了隧道結(jié)構(gòu)缺陷檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，按照相關(guān)技術(shù)監(jiān)督的方法流程，建立了電纜隧道結(jié)構(gòu)全生命周期的技術(shù)監(jiān)督內(nèi)容體系，為驗(yàn)收人員和監(jiān)督人員明確了隧道結(jié)構(gòu)土建監(jiān)督的時(shí)間節(jié)點(diǎn)、技術(shù)要點(diǎn)和監(jiān)督清單。本研究拓展了電力技術(shù)監(jiān)督的內(nèi)容邊界，為電纜線路安全運(yùn)行提供了技術(shù)保證。后續(xù)，將結(jié)合自身電纜隧道技術(shù)監(jiān)督開(kāi)展情況，不斷優(yōu)化電纜隧道技術(shù)監(jiān)督內(nèi)容和方式，強(qiáng)化過(guò)程管控和關(guān)口前移，實(shí)現(xiàn)電纜隧道本質(zhì)安全。

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［作者簡(jiǎn)介］徐建峰（1992—），男，博士，工程師，研究方向?yàn)殡娎|線路通道運(yùn)檢技術(shù)與管理。