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

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，如果對輸水隧洞的供電不進(jìn)行重點設(shè)計，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，并帶來一定的安全風(fēng)險。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)計和供電工作，已然成為輸水隧洞施工中重點研究和實踐的課題。

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供電系統(tǒng)的設(shè)計要求不同，為了保證輸水隧洞供電穩(wěn)定性、可靠性和安全性，必須具體項目具體分析設(shè)計，在保證供電穩(wěn)定性、可靠性的同時，確保施工安全。但隨著我國輸水隧洞施工項目越來越多，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)計中，首先要保證供電系統(tǒng)的設(shè)計符合這些基本要求，并針對隧洞的施工環(huán)境和施工特點，進(jìn)行綜合設(shè)計。筆者對輸水隧洞供電系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行總結(jié)分析，輸水隧洞供電系統(tǒng)設(shè)計的基本要求如下。

（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)問題時替代使用。

（二）變壓器的選擇

變壓器是用電系統(tǒng)中的重要設(shè)備，無論是自發(fā)電還是電網(wǎng)供電，都需要通過變壓器的變壓和穩(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，在選擇變壓器時要根據(jù)施工用電量來選擇變壓器容量，并保證變壓器總?cè)萘柯源笥谑┕た傆秒娏?。為了降低變壓器的損耗和能耗，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，對于較長的隧洞可以采用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

某施工總長度達(dá)到13.235Km的輸水隧洞，設(shè)計用小截面隧洞存水輸出，隧洞施工現(xiàn)場經(jīng)過地質(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)境比較獨特，如果采用豎井開鑿，不僅會造成資源浪費(fèi)，還會極大的增加施工成本。通過具體勘察和施工設(shè)計，最終選擇鉆爆的方式進(jìn)行隧洞開鑿，并采用進(jìn)口和出口同時施工，外加五個豎井施工的方式，從12個位置開展施工，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

本項目前期設(shè)計采用自發(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)電措施成本過高。加之施工環(huán)境狹窄、氧氣供應(yīng)不足，也無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，本項目采用了電網(wǎng)供電方式，通過電網(wǎng)拓展架設(shè)，來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。然后再從這個電源變壓站將66kV的電壓通過變壓架設(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、四個豎井以及輸水隧洞的出口和入口等各個施工洞口中，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，還要再配備一個防爆配電箱。讓10kV的電壓通過變壓器變壓為400V。

（四）用電負(fù)荷設(shè)計

本項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┕ぶ胁捎梅旨壒╇姷哪Ｊ?。一級供電主要滿足隧洞施工開鑿階段的洞內(nèi)排風(fēng)、照明、醫(yī)療、排水等輔助性活動所消耗的點亮，經(jīng)過計算總負(fù)荷量為235kW。三級負(fù)荷是指整個輸水隧洞開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，保證了施工對電能的需求，保證了項目的如期完工。

綜上所述，輸水隧洞施工對電能的依賴很大，為了保證工程的順利實施和開展，必須做好供電系統(tǒng)的設(shè)計和施工。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，需要做好供電方式選擇，并同時做好洞內(nèi)和洞外供電設(shè)計，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，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：劉國華）

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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。