二青山隧道高压进洞施工专项方案

1、新建太兴铁路静兴段 TXJX-2 标（DK132+295DK148+146）二青山隧道高压进洞施工专项方案编制：复核：审核：中铁二十二局集团有限公司太兴铁路静兴段工程项目部2011 年 7 月 25 日1 / 10二青山隧道高压进洞施工专项方案一、工程概况二青山隧道穿越吕梁山山脉北段，属中山区，进口位于岚县境内，出口位于兴县境内。隧道进口里程 DK132295，出口里程 DK148146，隧道全长15.851km，属单线特长隧道，也是本项目控制工期的工程。隧道中部最大埋深 6

2、00m 左右，出口端埋深较浅，约2560m。隧道区进口段（岚县端）为山间黄土盆地，洞身段及出口段为褶皱断裂中山区，“V”、 “U”字形沟谷发育。隧道穿越地层除进、出口浅埋段为第四系黄土层外，其余均为太古界、元古界的变质岩地层。隧道进口 17.47m 直线段后接半径 R=1200m 的曲线，曲线长度为 1119.47m，中部为直线，至 DK146825.91 接一半径 R2000m 的曲线，曲线长 899.44m，洞身线路纵坡为单面坡，自进口至出口依次为4/1205m、5/13

3、250m 和 3/1396m 的下坡。隧道进口位于庄上村附近，从 209 国道有乡村公路（沥青路面，宽度 3.5m，长度 1.5km）通往庄上村，然后沿土路（2.5m 宽，300m 长）可至隧道进口下方（施工期间，土路段需改建为便道）。隧道出口位于乡村公路（沥青路面，45m 宽）旁，乡村公路可接省道。二青山隧道设置 4 座斜井， 1#斜井 830 米，综合坡度为 7.8%的下坡；2#斜井 1725 米，综合坡度为&#

4、160;11.2%的下坡；3#斜井 1830 米，综合坡度为 11%的下坡；4#斜井 1230 米，综合坡度为 6%的下坡，其中除 3#斜井采用 760×588cm 双车道内净空断面外其余 3 座斜井全部采用 510×580cm 的单车道内净空断面，斜井全部采用无轨运输。斜井总长度 5620m，相当于正洞长度的35.4。2 / 10根据施工组织设计要求，二青山隧道工程除进、出口独头掘进 2000m 

5、;外其他四个斜井掘进长度加上承担正洞任务量独头掘进都大于 2000m，3#斜井往出口方向独头掘进更长，达到 3800m，因隧道断面小 独头掘进距离长，故洞内通风 供电是二青山隧道施工应解决的重要问题。二、施工用电情况二青山隧道 6 个工区前期洞外进口安装的 1 台 630 kVA 变压器；1#斜井安装的 1 台 630 kVA 变压器；2#斜井安装的 1 台 800 kVA 变压器；&#

6、160;3#斜井安装的 630、315 变压器各 1 台； 4#斜井安装的 1 台 630 kVA 变压器；出口；安装的 1 台 630 kVA 变压器，洞内低压侧动力电线断面采用 180mm2 铝芯电线。目前 2#斜井掘进 870m、3#斜井掘进 1100 米，目前 2#斜井、3#斜井洞内涌水量大，2#斜井在 K0+680 处泵站安装了 2

7、60;台 55KW 离心抽水泵，其它小型泥浆泵 12.5KW 共计 6 台，加上照明用电现洞内用电总量 200KW；3#斜井在K0+760 处泵站安装了 1 台 55KW 离心抽水泵，掌子面附近安装 1 台 35KW 离心泵往 K0+760 处泵站中转，其它小型泥浆泵 12.5KW 共计 5 台，洞内输送泵功率 90KW，加上照明用电现洞内用电总量 250K

8、W；加上洞外空压机 通风机及洞外碎石场等不停运转 供电线路铺设太长，洞外变压器所供电压产生压降，供电损耗太大，若仍用现有的 800 kVA （2#斜井）、630+315KVA（3#斜井）变压器输送供电，已不能满足斜井洞内抽水泵实际用电需求，按照相关供电规范及施工经验， 0.4 kV 三相线路供电半径不宜超过 0.8 km，现阶段 2#斜井掘井进尺 870m、3#斜井掘进 1100m，末端电压已达不到用电设备额定电压，导致洞内大型用电设备离心泵、输送泵由于电压低不能正

9、常工作 为解决施工用电问题，需高压电进洞，在洞内架设 10 kV 电缆，洞室内安装变压器，以缩短低压供电距离，满足供电需求，其他各工区目前还不存在洞内电压不3 / 10足现象，但随着隧道掘井，各工区也将陆续采用高压进洞方式提供洞内施工用电，结洞内计划施工用电需要，高压进洞时统一考虑后续施工需要，避免二次调配返工，满足隧道施工需要，六个工区洞内主要施工用电见表 1。表 1：各工区施工用电配置表洞外主要施工用电（KW）斜井主要施工用电（KW）      

10、60;       正洞主要施工用电（KW）拌合站钢筋加工空压机通风机营区用电合计   使用率施工用电排水合计使用率   排水施工用电    合计使用率进口120  50  440  220  20  8505950     01101302401681#斜井2#斜井3#斜井30

11、609020  550  440  20  1060550  440  20  107030  660  440  20  124074274986830  300  33040  720  76040  720  7602315325321101101101

12、702202202803303301962312314#斜井出口303020  550  440  20  106020  440  220  20  73074251135  300  335  234.5  1100     022013033013023191说明：洞内施工用电主要为输送泵、喷锚机、洞内

13、支立拱架用电，正常用电按设备功率的 0.7 倍系数考虑。参照表 1 的统计数据，进口工区洞外施工用电 595KW，洞内施工用电168KW；1#斜井工区洞外施工用电 742KW，斜井施工用电 231KW，正洞施工用电 196KW；2#斜井工区洞外施工用电 749KW，斜井施工用电 532KW，正洞施工用电 231KW；3#斜井工区洞外施工用电 868KW，斜井施工用电 532KW，正洞施工用电 231KW；4#斜井工区洞外施工用电 742KW，斜井

14、施工用电234KW，正洞施工用电 231KW；出口工区洞外施工用电 511KW，洞内施工用电 91KW。三、高压进洞方案3.1 洞内变压器选型变压器的容量选择：按变压器效率最高时的负荷率 b 来选择容量 当隧洞的计算负荷确定后，配电变压器的容量为：S=P / ×cosjsb2式中： S配电变压器的容量（kVA）；4 / 10P 建筑物的有功计算负荷（kW）；jscos  补偿后的平均功率因数，不小于 0.9；2 变压

15、器的负荷率，变压器容量的最终确定就在于选定变压器的负荷b率 b，变压器的负荷率按节能负荷率参考取值，取 0.75 根据斜井及正洞洞内施工用电负荷（表 1），经计算，六个工区的洞内外变压器容量及型号见表2表 2：个工区变压器容量计算表进口1#斜井2#斜井3#斜井4#斜井出口洞洞斜    洞斜    洞斜    洞斜    洞洞    洞洞外洞外洞外洞

16、外外内井    内井    内井    内井    内    外    内计算容714202     890     277   235     899  &#

17、160;  638   277     1041     638   277     890     280   277   613   109量变压器800315   630+315 &#

18、160; 315   315   630+315   630   315   630+315   630   315   630+315   315   315   630   315容量3.2 输电线路选型由于洞内施工

19、作业环境差，洞内围岩破碎 有滴渗水现象加上洞内车辆行走，结合洞内实际情况根据洞内负荷考虑降低电能损失，电缆型号选择为ZR-YJV22-10kV-3 35 mm2（铜芯交联聚乙烯绝缘细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆），电缆长度进口 1500m；1#斜井 2000m；2#斜井 2700m；3#斜井 3300m；4#斜井 2800m；出口 1500m。3.3 高压线引入根据对隧道周边电网情况调查，在隧道进口段岚县境内的距进洞口 8kM王狮乡有 35kV 变电站可以提供

20、60;35kV 的电源；隧道出口端位于临县跟兴县交界处，在兴县境内利用西会乡农网改造线路可以提供 35kV 的电源。进口端施工电源由王狮乡 35kV 变电站的引一路专线，负担进口端和 1#、2#斜井施工设备负荷；出口端施工电源利用兴县农网改造引一路专线，负担出口端和 3#、4#斜井施工设备负荷；35kV 线路采用架空线。5 / 10进口处设一座 35/10kv 变配电所，10kV 出线侧设 4 路出线，两路给本处变压器供电，两路采用树干式给

21、60;1#、2#斜井终端变电所供电。在出口设一座 35/10kv 变配电所，10kV 出线侧设 4 路出线，两路给本处变压器供电，两路采用树干式给 3#、4#斜井终端变电所供电。根据二青山隧道进口、1#斜井、2#斜井、3#斜井、4#斜井、出口实际及用电设备的分布情况，二青山隧道进、出口在洞口段 1.0km 的范围内直接采用洞外的低电压进洞供电，1.0km 以后段落采用高压进洞方案技术；2#斜井、3#斜井在洞口段 600m 的范围内直接采用隧道外的低电压进洞供电，600m 以后

22、段落采用高压进洞方案技术；1#斜井、4#斜井在斜井施工过程中直接采用隧道外的低电压进洞供电，斜井进入正洞后采用高压进洞方案技术；确保施工顺利进行。3.4 高压线路进洞及铺设二青山隧道斜井井身断面小，高压电缆线沿斜井右侧拱腰位置布设；进入隧道主洞后，电缆线沿隧洞右侧位置铺设，避免与线路右侧照明线路及高压风管相互干扰，电缆悬挂高度控制在 3.5 m 左右。洞内施工大小车辆通行，难免会与洞壁擦碰，为了电缆安全采用高点钢索（钢绞线）悬吊电缆 移动敷设方式 为便于电缆线铺设，在隧洞主洞左侧边墙位置每隔1520m 设固定点一个（采用22

23、 钢筋、35cm 长，手钻打孔，插入 20cm，外露 15cm，锚固剂粘结牢固）作为安装钢索悬吊点，吊点安装好后在每一吊点上焊接一根 15cm长40×4 角钢（角钢另一端上钻16 的孔），角钢下吊挂一个悬垂线夹用于钢绞线安装，钢索敷设后穿入悬垂线夹并用手扳葫芦分段紧起固定高压电缆线与钢索通过电缆挂钩连接，沿边墙平行布置 由于电缆相对较重，挂钩之间间距按 80100cm 控制电缆安装固定好后应在短时间内按照电缆头制作工6 / 10艺要求认真细致地将电缆中间头制作完成并

24、加以固定，电缆中间头固定时不得受拉力太大，否则会使中间头绝缘破坏导致电缆头报废。电缆线进入洞室后与洞室内布设的按表 2 计算的变压器容量配置的箱式变压器相连，洞室内安装变压器、配电柜及低压电容补偿柜（GGJ1-01-150kVar），洞内低压线路采用三相四线制。根据现场用电设备的用电情况进行用电分区，避免用电设备过于集中，洞内动力线与照明线将分别架设，整齐排线，固定在隧洞的一侧，洞内 10 kV 高压电缆与 0.4 kV 低压线安装在同一侧，高压在上 低压在下分层布设，高压电缆悬挂高度不小于 3

25、.5 m，以确保隧洞内正常施工用电及洞内用电安全下图所示通风管隧道中线高压线路照明线路高压风管内轨顶面              高压水管排水管高压线路照明线路高压风管高压水管仰拱填充面人行道排水管路面正洞风管、高压线路、照明线路及风水管布置图斜井风管、高压线路、照明线路及风水管布置图3.5 洞内变压器洞室布置根据各工区承担正洞施工任务量及洞内施工用电实际情况，变压器洞室布设位置参见下表7 / 10变压器布置表

26、60;3变压器容量（KVA）变压器位置              主要用途             备注1#斜井2#斜井3#斜井4#斜井进口井身进口方向出口方向井身进口方向出口方向井身进口方向出口方向井身进口方向315315315630315630315315315DK133+375 大避车洞斜井喇叭口DK135+89

27、5 大避车洞K1+200DK138+835 大避车洞K1+200DK142+195 大避车洞斜井喇叭口DK144+085 大避车洞输送泵供电、施工排水负责斜井排水、进口方向输送泵供电输送泵供电、施工排水负责斜井排水、进口方向输送泵供电输送泵供电、施工排水负责斜井排水、进口方向输送泵供电输送泵供电、施工排水负责斜井排水、出口方向输送泵供电输送泵供电2#斜井、3#斜井、4#斜井斜井长，高压风管风压、风量进入正洞损失大，建议斜井进入正洞后在喇叭口设置空压机房洞室，将洞外空压机移至洞内喇叭口空压机房，相应的将洞外630KVA 变压器调至洞内喇叭口处负责

28、空压机房供电。出口方向出口315DK147+025 大避车洞输送泵供电变压器洞室规格为长 6.5m，宽 4.0m，高 4.5m；洞内做好喷锚支护（挂网6.5×20×20 钢筋网片、施作 L=2.5 m 22 系统锚杆喷射 C20 混凝土，洞室顶部不得有渗漏水现象）；箱式变压器台座根据变压器结构尺寸制作，底板位置做好细部处理并做好接地接。地极采用 BLJ-MK-1 接地模块，变压器安装后设置防护木门，并设安全警示标志以加强其安全性。3.6 

29、;接地系统接地装置的合适与否，接地电阻值是否合乎标准要求，直接影响到电力系统设备的正常运行，影响到洞内的安全。8 / 10接地系统采用接地模块式加强型接地方式。由于是隧洞内施工，洞内基面多为砂石相对比较干燥，介质导电率差无法满足设计要求（用电设计要求为4），如不采取措施接地电阻过高用电时起不到保护作用，会对人体造成一定的伤害。为了降低接地电阻，应在降压洞室内事先将下基地面全部向下挖 60 cm，将接地模块直接布置在地面上，用镀锌扁铁（50×5）将模块之间首尾相互连接，并用扁铁做交叉焊接形成等电位。底板挖开后用细土回填夯实处理，在连接好模块后将模块及扁铁周围撒下一些盐，用洞外导