張全海

（甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000）

關(guān)于輸水隧洞施工供電的研究與探討

張全海

（甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000）

輸水隧洞的施工供電，與其他項(xiàng)目供電施工設(shè)計(jì)要求有著一定的區(qū)別。本文首先探討了輸水隧洞施工供電的基本要求，并針對(duì)具體的應(yīng)用案例，對(duì)輸水隧洞施工供電的設(shè)計(jì)和實(shí)施展開(kāi)研究，為輸水隧洞的施工供電設(shè)計(jì)提供資料參考。

輸水隧洞；施工供電；研究；探討

電能是人們生產(chǎn)和生活中最常用到的二次能源，輸水隧洞施工中，同樣離不開(kāi)電能的供應(yīng)。但由于輸水隧洞橫截面積小，洞內(nèi)施工空間有限，如果對(duì)輸水隧洞的供電不進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)，其供電線路和設(shè)備很容易影響施工，或在施工中受到損傷，影響供電穩(wěn)定性和可靠性，并帶來(lái)一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。輸水隧洞施工供電要做好供電方式選擇、變壓器選擇和供電線路布置和導(dǎo)線選擇等工作，其供電能力和變壓器容量應(yīng)該略大于絲攻總用電量。為了確保輸水隧洞的施工安全和工期，如何在輸水隧洞施工中做好供電設(shè)計(jì)和供電工作，已然成為輸水隧洞施工中重點(diǎn)研究和實(shí)踐的課題。

一、輸水隧洞供電的基本要求

不同的輸水隧洞施工工程在施工中對(duì)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求不同，為了保證輸水隧洞供電穩(wěn)定性、可靠性和安全性，必須具體項(xiàng)目具體分析設(shè)計(jì)，在保證供電穩(wěn)定性、可靠性的同時(shí)，確保施工安全。但隨著我國(guó)輸水隧洞施工項(xiàng)目越來(lái)越多，輸水隧洞施工供電也有一些基本要求。在隧洞供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先要保證供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合這些基本要求，并針對(duì)隧洞的施工環(huán)境和施工特點(diǎn)，進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。筆者對(duì)輸水隧洞供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)分析，輸水隧洞供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求如下。

（一）做好供電方式的選擇

輸水隧洞的供電方式包括自發(fā)電供電和地方電網(wǎng)供電兩種模式，這兩種供電模式中，最經(jīng)濟(jì)、供電可靠性最高的是電網(wǎng)供電。但輸水隧洞一般距離城市較遠(yuǎn)，在施工中受現(xiàn)有電網(wǎng)覆蓋現(xiàn)狀的影響，有些電網(wǎng)覆蓋不到或者電網(wǎng)不通的地方，就必須采用自發(fā)電供電。輸水隧洞施工中自發(fā)電供電一般采用柴油發(fā)電機(jī)，但受交通和施工環(huán)境的影響，柴油發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)的應(yīng)用成本較高。除此之外，柴油發(fā)電機(jī)組供電穩(wěn)定性還受到柴油發(fā)電機(jī)工況和油品質(zhì)量影響，因而在施工中很難保證持續(xù)、穩(wěn)定的供電。因此，輸水隧洞在施工中如果能夠應(yīng)用電網(wǎng)供電，應(yīng)該盡量選擇電網(wǎng)供電方式，而將發(fā)電機(jī)供電作為備用電源，以便于在電網(wǎng)供電出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)替代使用。

（二）變壓器的選擇

變壓器是用電系統(tǒng)中的重要設(shè)備，無(wú)論是自發(fā)電還是電網(wǎng)供電，都需要通過(guò)變壓器的變壓和穩(wěn)壓，才能將平穩(wěn)的電能輸送到用電機(jī)械和設(shè)備上。輸水隧洞施工中對(duì)照明和供電設(shè)備的用電量要求較大，為了保證充足的供電，在選擇變壓器時(shí)要根據(jù)施工用電量來(lái)選擇變壓器容量，并保證變壓器總?cè)萘柯源笥谑┕た傆秒娏俊榱私档妥儔浩鞯膿p耗和能耗，在使用中要求變壓器的符合達(dá)到額定容量的60%左右。并且變壓器置放的位置要便于運(yùn)輸和管理，同時(shí)還要求變壓器使用環(huán)境符合要求，并且變壓器建設(shè)位置絕對(duì)安全可靠。

（三）供電線路布置及導(dǎo)線選擇

輸水隧洞供電線路一般采用三相五線400-230V，對(duì)于較長(zhǎng)的隧洞可以采用5～10kv。輸水隧洞施工中一些大型機(jī)械設(shè)備要求的電壓標(biāo)準(zhǔn)為380V，已經(jīng)完成挖掘施工的隧洞段只要滿足照明供電即可，采用220V。輸水隧洞洞內(nèi)環(huán)境和施工環(huán)境比較復(fù)雜，在導(dǎo)線選擇時(shí)要選擇帶有保護(hù)措施的電線，能夠抵御潮濕和碰撞環(huán)境。在導(dǎo)線布置施工中，要根據(jù)隧洞的施工合理布置導(dǎo)線，并盡量避開(kāi)交通通道和設(shè)備，以保證供電線路的安全。

二、輸水隧洞供電的案例研究與分析

（一）工程概況

某施工總長(zhǎng)度達(dá)到13.235Km的輸水隧洞，設(shè)計(jì)用小截面隧洞存水輸出，隧洞施工現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)地質(zhì)勘察，大多數(shù)為直徑1.7m的花崗巖。該隧洞所在的地理環(huán)境比較獨(dú)特，如果采用豎井開(kāi)鑿，不僅會(huì)造成資源浪費(fèi)，還會(huì)極大的增加施工成本。通過(guò)具體勘察和施工設(shè)計(jì)，最終選擇鉆爆的方式進(jìn)行隧洞開(kāi)鑿，并采用進(jìn)口和出口同時(shí)施工，外加五個(gè)豎井施工的方式，從12個(gè)位置開(kāi)展施工，豎井的貫穿深度達(dá)到80m。在施工中主要應(yīng)用到通風(fēng)機(jī)和風(fēng)鉆空壓機(jī)，并設(shè)計(jì)輔助照明系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和升降設(shè)施。

（二）供電方式選擇

本項(xiàng)目前期設(shè)計(jì)采用自發(fā)電供電，但由于該隧洞施工地區(qū)路況比較復(fù)雜，柴油機(jī)組和油品的運(yùn)輸成本較大，使這一發(fā)電措施成本過(guò)高。加之施工環(huán)境狹窄、氧氣供應(yīng)不足，也無(wú)法在保證施工安全的前提下，保證柴油機(jī)的正常工作。因此，本項(xiàng)目采用了電網(wǎng)供電方式，通過(guò)電網(wǎng)拓展架設(shè)，來(lái)滿足隧洞施工的供電要求。

（三）供電系統(tǒng)建設(shè)

洞外供電主要是利用110kV變電所架設(shè)的一條長(zhǎng)25km 的66kV施工送電線路到2#豎井出所設(shè)置的箱式變壓站。然后再?gòu)倪@個(gè)電源變壓站將66kV的電壓通過(guò)變壓架設(shè)起20km電壓為10kV的輸送電源的線路到各大輸水隧洞的施工井口或洞口。洞內(nèi)供電則分別把10kV的電纜線路直接接入到斜井、四個(gè)豎井以及輸水隧洞的出口和入口等各個(gè)施工洞口中，不僅如此，還要在鋪設(shè)電纜線的各大施工洞口附近專門挖掘出一個(gè)管理輸電線路的變壓電路洞室，在里面要配置相應(yīng)的可以在礦井內(nèi)使用的變壓器，除此之外，為了防止意外的發(fā)生，還要再配備一個(gè)防爆配電箱。讓10kV的電壓通過(guò)變壓器變壓為400V。

（四）用電負(fù)荷設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目施工中不同施工環(huán)節(jié)和區(qū)域?qū)╇娏亢凸╇婋妷阂蟛煌虼嗽谑┕ぶ胁捎梅旨?jí)供電的模式。一級(jí)供電主要滿足隧洞施工開(kāi)鑿階段的洞內(nèi)排風(fēng)、照明、醫(yī)療、排水等輔助性活動(dòng)所消耗的點(diǎn)亮，經(jīng)過(guò)計(jì)算總負(fù)荷量為235kW。三級(jí)負(fù)荷是指整個(gè)輸水隧洞開(kāi)鑿施工所消耗的總電量，其總負(fù)荷量為256kW。為了保證供電的穩(wěn)定性和可靠性，全工程以電網(wǎng)供電為主，柴油機(jī)自發(fā)電供電為輔助，保證了施工對(duì)電能的需求，保證了項(xiàng)目的如期完工。

綜上所述，輸水隧洞施工對(duì)電能的依賴很大，為了保證工程的順利實(shí)施和開(kāi)展，必須做好供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工。由于輸水隧洞大多數(shù)位于山區(qū)，因此其供電設(shè)計(jì)必須符合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境特征，并能夠滿足施工的具體要求。根據(jù)上述案例分析看，輸水隧洞的供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要做好供電方式選擇，并同時(shí)做好洞內(nèi)和洞外供電設(shè)計(jì)，以保證電能供應(yīng)的可靠性、穩(wěn)定性和安全性，在降低施工成本的同時(shí)，保證工程如期完工。

［1］李奎濤.關(guān)于輸水隧洞施工供電的研究與探討［J］.黑龍江水利科技，2015，（3）：159-161.

［2］徐軼慷，肖鈺，吳留偉，等.千島湖配水工程超長(zhǎng)輸水隧洞快速施工關(guān)鍵技術(shù)探討［J］.工程技術(shù)：引文版，2016，（42）：00216-00218.

（編輯：劉國(guó)華）

TV544

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1673-9019（2016）21-0046-01

2016-08-09

張全海（1973-），男，河南人，助理工程師，主要從事水利水電工作。