張宏兵

(國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)福建省管網(wǎng)有限公司，福建 福州 350000)

0 引言

天然氣管網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)中，隧道穿越工程施工難度大、安全風(fēng)險(xiǎn)高是管網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目安全管理的重點(diǎn)。管網(wǎng)隧道建設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備的大量使用和臨時(shí)用電自身“臨時(shí)性”的特點(diǎn)，以及基層電氣安全管理水平的制約，使得管網(wǎng)隧道建設(shè)項(xiàng)目施工期間臨時(shí)用電問(wèn)題頻頻出現(xiàn)，諸多不安全因素時(shí)常發(fā)生，嚴(yán)重制約施工進(jìn)度。隧道施工作業(yè)點(diǎn)基本處于山區(qū)或者偏僻地區(qū)，施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備動(dòng)力、生產(chǎn)生活用電主要依靠臨時(shí)電力供應(yīng)。施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)用電設(shè)備種類多、電容量大、工作環(huán)境不固定以及長(zhǎng)期處于野外高溫、潮濕露天和狹窄受限空間作業(yè)等特點(diǎn)，加之日常電氣管理中存在排查疏漏、監(jiān)管不嚴(yán)等情況，很容易造成臨電使用安全隱患，嚴(yán)重時(shí)容易引發(fā)人員觸電傷亡等事故。因此，本文在分析隧道施工用電現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，總結(jié)隧道施工臨電管理常見的問(wèn)題，并針對(duì)性地提出隧道施工臨電管理的應(yīng)對(duì)措施，以期提高隧道施工臨電管理的水平。

1 隧道施工用電現(xiàn)狀

1.1 隧道施工用電負(fù)荷類型

一般隧道施工現(xiàn)場(chǎng)用電負(fù)荷主要包括12類，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際臨時(shí)用電系統(tǒng)工程的功能重要性和安全等級(jí)進(jìn)行劃分，具體負(fù)荷設(shè)備及分類統(tǒng)計(jì)情況如表1所示。

表1 隧道施工用電負(fù)荷類型情況統(tǒng)計(jì)表

1.2 隧道施工供配電方式

參照建設(shè)工程供用電安全規(guī)范、鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程等有關(guān)規(guī)定，隧道施工用電必須按照設(shè)計(jì)要求設(shè)置雙電源或自備電源，自備發(fā)電機(jī)組與外電線路必須電源聯(lián)鎖，但嚴(yán)禁并列運(yùn)行。一般采用以下幾種形式：

（1）外電線路供電。外電線路供電分為：一是采用380/220V市電供電專線，直接將380/220V市電引入施工現(xiàn)場(chǎng)的配電室或總配電箱；二是就近采用施工現(xiàn)場(chǎng)的發(fā)電站或電源變壓器供電。

（2）自備發(fā)電機(jī)組。施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)外接電源時(shí)，采用柴油發(fā)電機(jī)組作為自備電源。

（3）單向或雙向供電。按照掘進(jìn)方式及隧道長(zhǎng)度，采取單口掘進(jìn)的隧道工程采用單向供電；采取兩端掘進(jìn)的隧道工程采用雙向供電。長(zhǎng)距離隧道供配電應(yīng)考慮增加增容增壓裝置，以確保低壓線路末端的電壓降不大于10%。

2 隧道施工臨電管理常見問(wèn)題

一般來(lái)講，天然氣管網(wǎng)隧道施工臨電管理常常出現(xiàn)臨電TN-S與TN-C系統(tǒng)混用、配電箱日常管理缺陷、輸電線路布設(shè)不合理和接地保護(hù)失效等問(wèn)題。

2.1 臨電TN-S與TN-C系統(tǒng)混用

施工現(xiàn)場(chǎng)從隧道口變壓器→一級(jí)配電→二級(jí)配電箱→開關(guān)箱→電氣設(shè)備的各段，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)四線或五線制并存、混亂使用、PE線不連續(xù)的情況；有的電路未采用五芯線電纜，直接將四芯線電纜進(jìn)行布設(shè)；還有的分配電箱內(nèi)部下級(jí)供電僅從開關(guān)處引出延伸，出現(xiàn)PE 線中斷的情況。

2.2 配電箱日常管理缺陷

隧道施工現(xiàn)場(chǎng)配電系統(tǒng)、集中荷載電源供給、設(shè)備用電控制均要通過(guò)配電箱接入完成，但施工現(xiàn)場(chǎng)常常出現(xiàn)配電箱外殼損毀嚴(yán)重、進(jìn)出線混亂無(wú)保護(hù)、一閘多用、漏電保護(hù)器失效、斷路器防護(hù)罩缺失等問(wèn)題[1]。在隧道內(nèi)使用配電箱時(shí)，會(huì)長(zhǎng)期受爆破沖擊的影響，無(wú)有效的保護(hù)和固定措施會(huì)影響配電箱的使用壽命。另一方面，配電箱的電路、設(shè)備的控制開關(guān)安裝時(shí)未合理布置，線路未進(jìn)行捆綁固定，會(huì)存在較大安全隱患。

2.3 輸電線路布設(shè)不合理

隧道內(nèi)部掘進(jìn)施工期間，供電線路未采取架空處理、缺少絕緣保護(hù)措施，沿地面敷設(shè)現(xiàn)象普遍，甚至與水、氣、通訊管路一起混亂搭設(shè)；主要的供電線路絕緣層被隨意破壞與進(jìn)行照明、測(cè)量設(shè)備的電氣搭接等。究其原因，主要是由于水、電、氣、通訊管路、線路規(guī)劃不合理，施工組織設(shè)計(jì)考慮不周全；另一方面是由于隧道內(nèi)配電箱較遠(yuǎn)，為圖取電方便、繞過(guò)配電箱，直接進(jìn)行開孔搭電。

2.4 接地保護(hù)失效

施工現(xiàn)場(chǎng)存在用電設(shè)備外殼接地、臨電系統(tǒng)重復(fù)接地，接地線、接地體不合格或者虛接，PE線與N線在接線端子處接錯(cuò)等情況?？偨Y(jié)起來(lái)，可概況為以下幾方面：一是隧道現(xiàn)場(chǎng)中性點(diǎn)接地、系統(tǒng)重復(fù)接地、設(shè)備外殼接地?cái)?shù)量較大，日常管理、檢查工作不到位；二是選用螺紋鋼或不規(guī)范要求的接地線、接地體進(jìn)行安裝且存在虛接；三是隧道內(nèi)外場(chǎng)地不良地質(zhì)導(dǎo)致接地電阻無(wú)法達(dá)到要求；四是PE線與N線誤接，或PE線未進(jìn)行電氣連接。

3 隧道施工臨電管理應(yīng)對(duì)措施

3.1 隧道施工供配電管理

3.1.1 加強(qiáng)施工組織設(shè)計(jì)

進(jìn)場(chǎng)前，要求施工單位根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)總平面圖繪制用電總平面圖，確定電源進(jìn)線、線路走向、總配電箱、分配電箱及開關(guān)箱等具體位置。組織編制專項(xiàng)的臨時(shí)用電組織設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)變壓器容量、用電設(shè)備用電負(fù)荷和冗余系數(shù)、輸電線路的截面和材料、電器開關(guān)裝置額定參數(shù)等進(jìn)行充分考量和準(zhǔn)確計(jì)算。

3.1.2 合理布設(shè)用電單元

對(duì)于大功率固定用電設(shè)備（如空壓機(jī)組等），由于啟動(dòng)過(guò)程負(fù)荷波動(dòng)及啟動(dòng)電流大，現(xiàn)場(chǎng)布置時(shí)在條件允許的情況下，應(yīng)盡可能安裝在配電室附近，這樣做既縮短了供電距離，也降低線路損耗，也對(duì)其他負(fù)荷起到安全保護(hù)作用。

現(xiàn)場(chǎng)通常會(huì)將固定的大型電氣設(shè)備布置在洞外，按照功能和用電單元?jiǎng)澐郑瑢⑴潆娬荆ㄊ遥?、一二?jí)配電箱、供風(fēng)、供水機(jī)房、鋼筋結(jié)構(gòu)預(yù)制區(qū)、水泥混凝土攪拌區(qū)、設(shè)備維修區(qū)、材料倉(cāng)庫(kù)、通風(fēng)設(shè)備等布置在隧道口，以滿足規(guī)范要求的將變電站（變壓器）靠近負(fù)荷集中地點(diǎn)和電源來(lái)線一側(cè)進(jìn)行設(shè)置的要求[2]。

3.2 隧道施工現(xiàn)場(chǎng)布線管理

隧道施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格執(zhí)行動(dòng)力和照明分別設(shè)置，避免單一線路由于故障而殃及到所有系統(tǒng)。隧道內(nèi)成洞地段固定的電線路應(yīng)采用絕緣良好的膠皮線架設(shè)。施工地段臨時(shí)電線應(yīng)采用橡套電纜，并應(yīng)掛設(shè)在臨時(shí)支架上。豎井、斜井地段應(yīng)采用鎧裝電纜，瓦斯地段的輸電線路應(yīng)使用密封電纜。

隧道內(nèi)主要的供水、通風(fēng)管路設(shè)施應(yīng)與供電線路合理設(shè)置，保持安全間距。常規(guī)的動(dòng)力、照明及通訊線路（集成電話或電鈴）宜設(shè)置在同一側(cè)。隧道內(nèi)動(dòng)力線路盡量采用三相五線制豎排敷設(shè)或采用整根電纜電線延伸的方式，避免使用不同規(guī)格的線路進(jìn)行搭接、拼接。

3.3 配電箱管理

隧道施工現(xiàn)場(chǎng)配電系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置配電柜或總配電箱、分配電箱、開關(guān)箱，實(shí)行三級(jí)配電、一機(jī)一閘一漏保的制度[3]。隧道爆破作業(yè)的掌子面，由于設(shè)置的配電箱、開關(guān)箱及電氣設(shè)備距離爆破面較近，爆破作業(yè)中受到?jīng)_擊力、震動(dòng)容易導(dǎo)致箱體損壞嚴(yán)重。要特別注意在進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)，應(yīng)將用電設(shè)備、配電箱、開關(guān)箱連同供電線路及時(shí)撤離到避車洞或至安全面。

3.4 接地保護(hù)管理

隧道工程和其他建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電系統(tǒng)對(duì)于接地保護(hù)的要求基本上是一致的，就是要必須保證接地保護(hù)方式、接地體設(shè)置、接地裝置的電阻值滿足規(guī)范要求，通過(guò)有效的接地保護(hù)措施確保出現(xiàn)漏電、短路等電氣故障發(fā)生時(shí)，可以有效避免人體觸電、實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)的自我保護(hù)。

3.5 隧道施工現(xiàn)場(chǎng)照明管理

隧道施工活動(dòng)屬于受限空間作業(yè)，施工作業(yè)人員、通行施工車輛長(zhǎng)期處于狹窄、潮濕、陰暗、粉塵環(huán)境中，良好的照明既是開展施工活動(dòng)的需要也是人員進(jìn)出安全的保障。對(duì)照明系統(tǒng)的要求除了進(jìn)入隧道內(nèi)人員配備頭燈（礦燈）外，施工照明、應(yīng)急照明應(yīng)作為保障型設(shè)施配備到位。

隧道內(nèi)施工照明應(yīng)采用36V電壓等級(jí)的照明設(shè)備，洞內(nèi)主要交通道路、抽水機(jī)站等重要場(chǎng)所，應(yīng)有安全照明。照明變壓器必須使用雙繞組型安全隔離變壓器，嚴(yán)禁使用自耦變壓器。36V低壓變壓器應(yīng)設(shè)在安全、干燥處，機(jī)殼接地。現(xiàn)場(chǎng)照明應(yīng)采用LED等高光效、長(zhǎng)壽命的照明光源，禁止使用碘鎢燈，安裝間距控制在15～30m并連續(xù)設(shè)置。隧道內(nèi)施工照明應(yīng)采用防水、防塵燈具。照明器的選擇應(yīng)根據(jù)作業(yè)環(huán)境條件和隧道內(nèi)光照度要求確定，隧道施工照明要求如表2所示。

表2 隧道施工照明要求

由于天然氣長(zhǎng)輸管道隧道穿越工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)較高，建議在設(shè)計(jì)的避車洞或安全點(diǎn)處設(shè)置安全應(yīng)急照明和應(yīng)急逃生標(biāo)志，應(yīng)急照明應(yīng)有備用電源并保證光照度符合要求，在潮濕環(huán)境也應(yīng)做好防潮措施。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，隧道施工臨時(shí)用電管理對(duì)于隧道施工的安全和順利進(jìn)行至關(guān)重要，與供氣、供水、通風(fēng)系統(tǒng)一起組成了隧道施工的保障系統(tǒng)。電氣作業(yè)活動(dòng)安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)僅次于爆破掘進(jìn)、受限空間作業(yè)。所以施工前，首先應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙、現(xiàn)場(chǎng)施工條件、就近資源對(duì)臨電工程進(jìn)行系統(tǒng)的合理規(guī)劃，按照?qǐng)龅毓δ?、重要性、用電?fù)荷進(jìn)行布設(shè)、驗(yàn)收，合格后方可投用，盡可能在用電管理源頭上提早進(jìn)行預(yù)防；其次應(yīng)加強(qiáng)作業(yè)活動(dòng)期間用電安全檢查和培訓(xùn)方面的管理，嚴(yán)格按照臨電使用規(guī)定開展電氣操作和監(jiān)控工作“，勤排查、速整改”，減少電氣隱患引發(fā)的事故。