摘要:當(dāng)城市電纜采用地下隧道敷設(shè)方式時,隧道內(nèi)的排水對電纜運(yùn)行安全及維護(hù)檢修人員的安全產(chǎn)生著較大的影響。由于地質(zhì)條件不同及地下環(huán)境條件不同,隧道的路徑及坡度設(shè)置也不同,所以不同隧道形式的排水方案也各有不同,本文通過對幾種隧道坡度形式的分析比較,提出了不同情況下的排水方案設(shè)計(jì)思路,以供參考。
關(guān)鍵詞:電纜隧道;集水坑;排水;
1引言
為美化城市環(huán)境、提升城市功能,在越來越多的工程項(xiàng)目向地下發(fā)展的背景下,城市中涌現(xiàn)了大量的地下電纜隧道工程。然而由于隧道通常設(shè)置在地面以下,很容易積聚隧道結(jié)構(gòu)滲漏水或局部敞口雨水等,如果這些積水不及時排除,很容易造成隧道內(nèi)電纜被淹沒,輕則無法檢修維護(hù)而縮短隧道及電纜壽命,重則影響用電及人員生命財(cái)產(chǎn)安全。所以,必須對隧道排水引起足夠的重視。
2隧道內(nèi)水的來源
因電纜隧道內(nèi)部全部是電纜敷設(shè),為確保安全,一般不設(shè)置生活給水設(shè)施,隧道消防一般也不選用水消防,所以隧道內(nèi)的排水水不需考慮生活排水及消防排水。隧道內(nèi)的水的來源主要包括以下兩種。
2.1結(jié)構(gòu)滲漏水
電纜隧道施工一般分為明挖、暗挖、盾構(gòu)、頂管等施工方法。為保證隧道內(nèi)電纜的正常運(yùn)行環(huán)境,隧道一般采用全防水設(shè)計(jì)?!兜叵鹿こ谭浪夹g(shù)規(guī)范GB 50108-2008》中3.2.2條中第4條規(guī)定:電氣化隧道中的防水等級按照二級考慮。規(guī)范中表3.2.1對二級防水的要求為不允許漏水,結(jié)構(gòu)表面可有少量濕漬;其中,隧道工程要求平均滲水量不大于0.05L/(m2·d),任意100m2防水面積上的滲水量不大于0.15L/(m2·d)。因此,隧道內(nèi)正常情況是允許少量滲水的。
2.2局部敞口雨水
隧道起點(diǎn)、終點(diǎn)及中間部分一般設(shè)置有施工豎井,隧道主體竣工后可作為電纜井、檢修井或通風(fēng)井使用。根據(jù)各地規(guī)劃及業(yè)主的要求,豎井井口的形式可設(shè)置為有蓋,也可設(shè)置為敞口。當(dāng)設(shè)置為敞口時,雨水便可通過井口下落至豎井橫通道或隧道內(nèi),此時需考慮雨水的單獨(dú)排除。當(dāng)隧道最低點(diǎn)與敞口風(fēng)井處于同一位置時,也可共用集排水設(shè)施。
3隧道的坡度與集水坑的設(shè)置的關(guān)系
沿著隧道坡度方向?qū)ふ易畹忘c(diǎn)設(shè)置集水坑是電纜隧道排水的通常做法。電纜隧道連接兩端豎井的部分因?yàn)槭艿街車刭|(zhì)或周圍環(huán)境(風(fēng)險源)的影響,再綜合隧道長度等因素,從起點(diǎn)至終點(diǎn)可能設(shè)置有一處最低點(diǎn),也可以有兩處或多處。這就形成了單向坡、V字坡、人字坡等隧道縱斷形式。當(dāng)隧道長度較長,也可以設(shè)置多個V字坡形成類似波浪形隧道,每段單獨(dú)考慮排水。除此之外,根據(jù)電纜敷設(shè)要求,也存在無坡度的電纜隧道。
《電力電纜隧道設(shè)計(jì)規(guī)程DL/T 5484-2013》10.0.4中規(guī)定:電纜隧道內(nèi)應(yīng)采取有組織的排水,隧道內(nèi)縱向排水坡度不宜小于5‰,并坡向集水井。
3.1單向坡電纜隧道的集水坑設(shè)置
這種坡度形式的隧道只有一個最低點(diǎn),且最低點(diǎn)在兩端底部高程低的豎井之下。此種隧道一般不會太長,因?yàn)楫?dāng)單向坡沿著坡度方向一直向下的時候,隧道埋深也跟著加大。隧道埋深越深,施工難度就越大。對于該類隧道僅需要在隧道最低點(diǎn)設(shè)置一處集水坑與排水泵,直接通過豎井將水排出。
3.2 V字坡電纜隧道的集水坑設(shè)置
采用V字坡的形式的電纜隧道一般有以下三種情況:①電纜隧道較長,兩端豎井較淺,采用單向坡會導(dǎo)致一端埋深過大;②隧道中間經(jīng)過建筑樁基、河道、暗渠等風(fēng)險源,需要從下部穿過時;③地形本身就是V字型,隧道無法取直。對于該類隧道,也是在最低點(diǎn)設(shè)置一處集水坑與排水泵,排水管就近接出,如果最低點(diǎn)位置處沒有豎井,可接至兩側(cè)最近的豎井排出隧道外。
3.3 人字坡電纜隧道的集水坑設(shè)置
與V字坡電纜隧道的情況類似,人字坡隧道一般也有以下三種情況:①電纜隧道較長,兩端豎井較深,采用單向坡會導(dǎo)致一端埋深過大,而采用V字坡會導(dǎo)致中間埋深過大;②隧道中間經(jīng)過建筑樁基、暗渠等風(fēng)險源,需要從上部穿過時;③地形本身就是人字型,隧道采用該形式施工方便,投資少。對于該類隧道,以人字坡最高點(diǎn)為界,兩側(cè)往最低點(diǎn)分別設(shè)置一處集水坑與排水泵,排水管就近接出。通常兩處最低點(diǎn)也是兩端豎井的位置。
3.4 波浪形電纜隧道的集水坑設(shè)置
當(dāng)隧道長度很長,或者遇到與V字坡、人字坡等多種情況交錯的地形條件時,隧道斷面便成了波浪形布置。這種情況下,隧道內(nèi)會出現(xiàn)多個最低點(diǎn)。如圖1,某電纜隧道縱斷面圖。
對于該類隧道,仍然需要在每個最低點(diǎn)設(shè)置集水坑,但是排水不同于V字形或人字形。一般該類隧道較長,中間會多設(shè)置一些豎井。盡量將最低點(diǎn)與豎井結(jié)合設(shè)置,然后將非豎井位置的附近集水坑排水均排至最低點(diǎn)集水坑再匯集排出。采用間接排水的方式,將水排至隧道外是比較合理的做法。同樣,靠近兩端豎井的集水坑,可以將水排至末端集水坑匯集后再排出隧道外。
3.5 無坡度電纜隧道的集水坑設(shè)置
當(dāng)電纜隧道長度較長、電纜敷設(shè)要求水平布置(如GIL電纜),且隧道采用暗挖方式施工時,電纜隧道可以采用無坡度方式設(shè)置。雖然隧道采用全防水設(shè)計(jì),但當(dāng)特殊情況產(chǎn)生漏水導(dǎo)致積水的時候,隧道仍然不能有效排水,而且隧道不設(shè)置坡度與前面所提規(guī)范要求的5‰坡度相悖。所以,隧道無坡度是相對的,如圖2,暗挖隧道完全可以利用仰拱回填設(shè)置坡度來解決排水問題。
由于隧道仰拱回填高度限制,排水溝做成最小5‰的最小坡度也僅可做成分段式布置,如此設(shè)置后,便形成了類似波浪形的水溝斷面,此時排水做法便可參考上一節(jié)波浪形隧道排水的設(shè)置方式得以解決。
4 結(jié)語
電纜隧道因其使用功能的特殊性,隨著其應(yīng)用越來越多,形式越來越復(fù)雜,隧道的排水不可避免的成為了影響隧道建設(shè)、電纜運(yùn)行安全的重要因素。因此,設(shè)計(jì)者根據(jù)電纜隧道不同的斷面形式,結(jié)合工程特點(diǎn),在保證安全可靠的前提下,選擇最經(jīng)濟(jì)合理可行的排水方案是很有必要的。