城市电缆隧道排水设计方案的探讨

作者:安全管理网 来源:安全管理网 点击:  评论: 更新日期:2016年09月14日
摘要:当城市电缆采用地下隧道敷设方式时,隧道内的排水对电缆运行安全及维护检修人员的安全产生着较大的影响。由于地质条件不同及地下环境条件不同,隧道的路径及坡度设置也不同,所以不同隧道形式的排水方案也各有不同,本文通过对几种隧道坡度形式的分析比较,提出了不同情况下的排水方案设计思路,以供参考。
关键词:电缆隧道;集水坑;排水;
1引言
为美化城市环境、提升城市功能,在越来越多的工程项目向地下发展的背景下,城市中涌现了大量的地下电缆隧道工程。然而由于隧道通常设置在地面以下,很容易积聚隧道结构渗漏水或局部敞口雨水等,如果这些积水不及时排除,很容易造成隧道内电缆被淹没,轻则无法检修维护而缩短隧道及电缆寿命,重则影响用电及人员生命财产安全。所以,必须对隧道排水引起足够的重视。
2隧道内水的来源
    因电缆隧道内部全部是电缆敷设,为确保安全,一般不设置生活给水设施,隧道消防一般也不选用水消防,所以隧道内的排水水不需考虑生活排水及消防排水。隧道内的水的来源主要包括以下两种。
2.1结构渗漏水
电缆隧道施工一般分为明挖、暗挖、盾构、顶管等施工方法。为保证隧道内电缆的正常运行环境,隧道一般采用全防水设计。《地下工程防水技术规范GB 50108-2008》中3.2.2条中第4条规定:电气化隧道中的防水等级按照二级考虑。规范中表3.2.1对二级防水的要求为不允许漏水,结构表面可有少量湿渍;其中,隧道工程要求平均渗水量不大于0.05L/(m2·d),任意100m2防水面积上的渗水量不大于0.15L/(m2·d)。因此,隧道内正常情况是允许少量渗水的。
2.2局部敞口雨水
    隧道起点、终点及中间部分一般设置有施工竖井,隧道主体竣工后可作为电缆井、检修井或通风井使用。根据各地规划及业主的要求,竖井井口的形式可设置为有盖,也可设置为敞口。当设置为敞口时,雨水便可通过井口下落至竖井横通道或隧道内,此时需考虑雨水的单独排除。当隧道最低点与敞口风井处于同一位置时,也可共用集排水设施。
3隧道的坡度与集水坑的设置的关系
沿着隧道坡度方向寻找最低点设置集水坑是电缆隧道排水的通常做法。电缆隧道连接两端竖井的部分因为受到周围地质或周围环境(风险源)的影响,再综合隧道长度等因素,从起点至终点可能设置有一处最低点,也可以有两处或多处。这就形成了单向坡、V字坡、人字坡等隧道纵断形式。当隧道长度较长,也可以设置多个V字坡形成类似波浪形隧道,每段单独考虑排水。除此之外,根据电缆敷设要求,也存在无坡度的电缆隧道。
《电力电缆隧道设计规程DL/T 5484-2013》10.0.4中规定:电缆隧道内应采取有组织的排水,隧道内纵向排水坡度不宜小于5‰,并坡向集水井。
3.1单向坡电缆隧道的集水坑设置
    这种坡度形式的隧道只有一个最低点,且最低点在两端底部高程低的竖井之下。此种隧道一般不会太长,因为当单向坡沿着坡度方向一直向下的时候,隧道埋深也跟着加大。隧道埋深越深,施工难度就越大。对于该类隧道仅需要在隧道最低点设置一处集水坑与排水泵,直接通过竖井将水排出。
3.2 V字坡电缆隧道的集水坑设置
   采用V字坡的形式的电缆隧道一般有以下三种情况:①电缆隧道较长,两端竖井较浅,采用单向坡会导致一端埋深过大;②隧道中间经过建筑桩基、河道、暗渠等风险源,需要从下部穿过时;③地形本身就是V字型,隧道无法取直。对于该类隧道,也是在最低点设置一处集水坑与排水泵,排水管就近接出,如果最低点位置处没有竖井,可接至两侧最近的竖井排出隧道外。
3.3 人字坡电缆隧道的集水坑设置
与V字坡电缆隧道的情况类似,人字坡隧道一般也有以下三种情况:①电缆隧道较长,两端竖井较深,采用单向坡会导致一端埋深过大,而采用V字坡会导致中间埋深过大;②隧道中间经过建筑桩基、暗渠等风险源,需要从上部穿过时;③地形本身就是人字型,隧道采用该形式施工方便,投资少。对于该类隧道,以人字坡最高点为界,两侧往最低点分别设置一处集水坑与排水泵,排水管就近接出。通常两处最低点也是两端竖井的位置。
3.4 波浪形电缆隧道的集水坑设置
当隧道长度很长,或者遇到与V字坡、人字坡等多种情况交错的地形条件时,隧道断面便成了波浪形布置。这种情况下,隧道内会出现多个最低点。如图1,某电缆隧道纵断面图。
 

 
对于该类隧道,仍然需要在每个最低点设置集水坑,但是排水不同于V字形或人字形。一般该类隧道较长,中间会多设置一些竖井。尽量将最低点与竖井结合设置,然后将非竖井位置的附近集水坑排水均排至最低点集水坑再汇集排出。采用间接排水的方式,将水排至隧道外是比较合理的做法。同样,靠近两端竖井的集水坑,可以将水排至末端集水坑汇集后再排出隧道外。
3.5 无坡度电缆隧道的集水坑设置
当电缆隧道长度较长、电缆敷设要求水平布置(如GIL电缆),且隧道采用暗挖方式施工时,电缆隧道可以采用无坡度方式设置。虽然隧道采用全防水设计,但当特殊情况产生漏水导致积水的时候,隧道仍然不能有效排水,而且隧道不设置坡度与前面所提规范要求的5‰坡度相悖。所以,隧道无坡度是相对的,如图2,暗挖隧道完全可以利用仰拱回填设置坡度来解决排水问题。
 

 
由于隧道仰拱回填高度限制,排水沟做成最小5‰的最小坡度也仅可做成分段式布置,如此设置后,便形成了类似波浪形的水沟断面,此时排水做法便可参考上一节波浪形隧道排水的设置方式得以解决。
4 结语
电缆隧道因其使用功能的特殊性,随着其应用越来越多,形式越来越复杂,隧道的排水不可避免的成为了影响隧道建设、电缆运行安全的重要因素。因此,设计者根据电缆隧道不同的断面形式,结合工程特点,在保证安全可靠的前提下,选择最经济合理可行的排水方案是很有必要的。
 
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