吕为1 龚武良2 王梦颖2
（1.深圳供电局有限公司 广东深圳 518054；2.深圳供电规划设计院有限公司）
摘要：电缆沟、井是电网建设中变电站、开关站的重要建筑工程。本文介绍了传统电缆沟槽、井现阶段制作与预制方法的优缺点，提出在电网工程建设中采用新型预制电缆沟、井不但提高电缆沟槽内在质量，在外观上也有很大改善。通过对比可以发现新型电缆沟能够提高施工效率，保证安全，而且更加环保。文中介绍了新型电缆沟、井材料与结构，总结了预制新型电缆沟、井的优越性。最后提到将继续推广新型预制电缆井在广东地区电力建设中的应用。
关键词：电缆沟槽、井；预制拼装；无机粉末复合纤维；UCFC；
电缆沟、井施工是电网工程建设中重要的一个环节，我国一直采用的人工砖砌或现场混凝土浇筑方式，该种方式已经不能满足电网建设的快速化，美观化、装配化、环保节能化等几大特点。本文通过分析传统电缆沟、井在国内外的情况，提出新材料预制电缆沟、井满足未来电网基建发展趋势。
1 传统电缆井、沟产品在国内外的应用及发展情况
目前国内电网工程电缆沟槽、井主要采用砖砌筑或采用普通混凝土浇筑为主，由于其主要为现场施工，需要开挖量大、劳动效率低、质量控制难度大、工期长、受天气影响施工明显等原因，造成传统的施工方式已经不能满足现代化电网建设需求，而整体预制沟槽情况一直处于探索阶段，具体如下：
国内情况：我国在2003就开始进行探索研发电力预制井、沟，特别是是江苏、浙江、河南等地进行了大量实践，由于地质条件比较差，流沙淤泥地质较多，开挖施工难度较大，因此难以推广。近几年国内大型发达城市由于检修、改造等原因，为减少交通及其他影响，加快施工进度也开始试探开始使用，经过十多年的探索和研发先后推出了各种形式的预制井沟，例如大型的整体混凝土浇筑电缆沟槽、井，各种有机树脂制成的电缆沟槽等[1]。但是真正投入使用量并不多，主要原因是混凝土浇筑预制电缆沟槽、井自重过大，对基础的处理及承载压力要求比较高，使用过程中会出现基础沉降错位等情况。另外施工需要大型吊装设备，拼装移动较难实施，而使用有机树脂制成的电缆沟槽、井容易在回填过程中和后期使用过程中容易受压变形[7]。因此国内很多城市一直在探索如何开发出有效适用于工程的轻质高强预制电缆沟槽、井[2]。而对于国外发达国家很多地区采用了预制地下综合管廊形式代替传统的地面开挖砖砌或现场浇筑的形式，也有采用顶进圆形电力管道直径从1500mm到4000mm，代替传统开挖的电缆沟槽、井，但实际在我们国家应用较少，主要是工程造价成本很高。因此急需一种新型轻质高强电缆槽取代传统的电缆槽。
2 无机粉末复合纤维材料介绍及预制电缆井、沟产品结构、检验、特性介绍
2.1 无机粉末复合纤维材料（UCFC)介绍
无机粉末材料是由法国等西方国家在90年代初开发出的一种超高强度、高韧性、高耐久性、体积稳定的新型无机材料[3]，在西方主要应用在军工掩体和靶体、核废料储存上，后续发展到桥梁工程上，2006年开始该材料正式我国正式开始研究使用，UCFC是一种新的无机粉末复合纤维材料，以有机纤维和多种金属纤维复合组成无机材料框架体，以无机胶凝材料类颗粒为凝结主体、以细集料、火山灰超细粉末、纳米级无机粉末为连续等不同大小颗粒级配为连续填充体[4]，经过水化、高温热合等工艺反应形成UCFC新型无机材料，其具有高抗压强度、高抗折强度、高耐久性、高耐疲劳性、低脆性等特点，该材料已取得绿色环保认证。
图6 承载力检验示意图
a) 千斤顶:最大压力30吨，控制加载速度1 kN－ 3 kN /s。
b) 垫块：Φ100×20mm 1件
c) 压力传感器配套显示仪，显示精度0.1 kN 1套
d) 垫块：500mm×500mm×40mm钢制垫块 1件
检验方式采用，整体组合后受压检验，检验方法直观，方便，产品质量容易控制，具体指标如下：
检验荷载：行人类工作荷载为16kN，破坏荷载为32kN； 行车类工作荷载为112kN，破坏荷载为224kN
检验标准：工作荷载时侧壁与底板裂纹不得超过0.2mm,破坏荷载时产品裂纹不超过1.5mm且有继续承载能力。
2.4 预制产品的优越性
UCFC预制电缆沟井、沟依据现浇沟槽、井规格的内部尺寸和周围受力环境要求，采用大流态、自密实性UCFC无机粉末复合纤维材料浇筑而成的预制产品，产品经过红外线养护后，其性能指标完全可代替现场浇筑的混凝土井、沟槽，满足快速施工要求。
预制产品的优势主要表现如下：
a) 产品壁厚是原现浇电缆沟槽、井壁厚1/4~1/5、单节长度为80cm，重量是传统混凝土产品的1/5左右，重量轻，运输和施工很容易移动、安装。
b) 产品内表面光滑，平整，不需要再进行人为抹灰修饰、美化。
c) 产品可以和盖板，电缆沟支架一体化，安装快捷，一般不需要依赖大型吊装设备可实行现场安装，大大降低了施工费用。
d) 产品个体之间连接采用了接口相互咬合形式，可做到接口衔接密封，有效防止安装错位，内表面的高低不平等现象。
e) 产品的外围尺寸相对大幅度减小，可大幅度降低施工沟槽的开挖量和土方运量。
f) 由于沟槽、井采用预制，不需要现场搅拌砂石混凝土等，不需要增加进行模板支护等工作，大大加快了施工进度，减少了劳动力需求与管理[1]。
g) 采用预制沟槽可边施工边开挖，减少土方的二次转运与堆放，减少施工过多清理环节，增加了清洁化施工的可行性。
h) 可减少由于电力施工造成交通拥堵及施工造成的不良环境影响，降低了天气对施工进度影响。
3 UCFC预制电缆井、沟产品与普通混凝土浇筑电缆沟的对比
3.1技术性比较
a) 材料强度对比：UCFC材料抗压强度150 MPa，抗折强度16 MPa，普通混凝土浇筑电缆沟强度30 MPa，抗折强度3 MPa[10]；
b) 对施工基础要求：UCFC预制沟槽、井重量轻，是普通混凝土浇筑井、沟槽材料的1/4~1/5左右，对基础大幅度承载力要求降低只要达到80kPa以上即可；
c) UCFC产品内表面光洁度高，对比现混凝土内表面粗糙度系数可提高30%左右，装饰及美观性强。
d) UCFC预制产品为单位集中化预制，进行标准化生产，内在与外在质量管控容易，出厂前可进行标准化检测，现浇或者砖砌电缆槽、井施工质量相对随机性较大，具有不连贯性，质量管理难度较大[5]，不易检测。
e) UCFC预制产品现场预制时可与电缆支架一起装配好，可克服现场施工支架定位不准等问题环节。
f) UCFC预制产品的耐各种酸碱盐地质，适用于沿海高碱盐土质，避免类似混凝土沟槽极易发生腐蚀现象。
g) 设计使用寿命，UCFC预制产品设计使用寿命为60年以上，普通混凝土设计使用寿命为30年。
3.2 经济性比较（按综合造价比较）
相对综合造价，新材料预制产品综合造价基本与传统混凝土电缆沟、井差别不大，随着劳动人工费用的上涨等因素影响，新材料预制产品的经济性能将逐步得到体现[8]。
3.3 UCFC预制电缆沟、井施工要求
a) UCFC预制电缆沟、井，施工前需要对线路进行确认，避免开挖后出现障碍物或保证其他地下管线安全。
b) 依据图纸定好标高并开挖，施工基础地面要求承载力大于80kPa，基础面应平整且应有0.7%~1%流水坡度。
c) 开挖两侧宽度比电缆沟、井至少大于30CM,确保安装操作空间，并定位安装中线和边线。
d) 拼装过程应按照坡度自下而上进行拼装，并用水准仪测量标高。
e) 转角位置可根据角度测算，采用转角电缆沟，但应确保电缆在该位置平缓转角避免损伤。
f) 电缆沟、井安装后及时铺设电缆并盖好盖板回填，确保回填夯实在90%以上
4 广东地区应用预制电缆井、沟产品的优势和劣势
广东为沿海地区，地质结构复杂，淤泥流沙地址情况较多，城市建设化程度高，对于改造或新建电缆沟、井，地质条件及周围环境对施工进度及安全影响都很大，传统的砖砌或混凝土浇筑方式已经不适合电网建设与发展的速度[9]。改造电缆沟、引起的交通、车辆堵塞现象，电缆在施工过程中的反复偷盗现象，反复运输开挖、回填土方对道路和堆放环境的影响，施工中劳动力成本的昂贵与稀缺现象，砌筑过程需要大量管理人工现象，砌筑质量相对难以控管现象，电缆槽、井内壁质量较为粗糙，多孔现象，雨季及高温对施工进度等影响现象，都可以通过新型材料预制方式解决。因此广东适合推广和探索预制电缆井、沟，当然劣势也有就是前期电缆预制沟、井。各个城市许多都还在探索阶段，施工技术与理论还不成熟，需要不断地探索实践、总结才能把新型预制电缆井的应用工作推广得更好。
5 总结
通过以上对于新型预制电缆沟、井采用的材料、结构及技术的介绍，可以明确预制电缆沟、井相对于传统电缆通道在技术和经济上的优势。通过采用新型的预制电缆井可加快施工建设速度、减少施工过程干扰，提高电缆沟槽、井施工质量，为建设绿色，环保、高效的电网工程做出贡献。因此进一步加快新型预制电缆沟、井的在广东地区电网建设中的推广和应用是下一步工作的主题。
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作者简介：
吕为，男，汉族，辽宁锦州人，硕士研究生，高级工程师，主要从事电力建设管理工作。
深圳供电局有限公司，广东省深圳市福田区中心一路，518048，联系电话13808835099
论文作者:吕为1,龚武良2,王梦颖2
论文发表刊物:《电力设备》2016年第12期
论文发表时间:2016/8/29
标签：电缆沟论文; 沟槽论文; 电缆论文; 混凝土论文; 产品论文; 材料论文; 无机论文; 《电力设备》2016年第12期论文;