长大深埋隧洞施工供用电施工技术

PAGEPAGE5长大深埋隧洞施施工供（用用）电施工工技术研究究[内容提要]本本本文介绍了了通通过斜井井施工工的长大大隧道道施工过过程中中高压进进洞系系统布置置、变变压器、无无功功补偿与与设备备选型，及及施施工中常常见施施工用电电技术术保障及及安全全措施等等。[关键词]供供供电高压进洞变压器照明安全措施施1.工程名称及及工工程概况我单位（中铁十十十三局集集团有有限公司司）承承建的辽辽宁省省大伙房房水库库输水工工程DD&B22合同同标段，属属长长大深输输水隧隧洞，主主要包包括4#、6#斜井支洞洞及及相应的的主洞洞段（以以下简简称：44#施工区、66#施工区），包包括总长1,273.24m的两个斜井井支洞及相应应总长8,3000.63m的主洞。1.14###施工区支洞总长88555.433m，其其中：斜斜坡段段长4555..27mm（坡坡度25o），平坡坡段段长4300..16mm；相相应的主主洞长长4,18800.011m（上上游段长长2,,2999.553m，下下游游段长1,,8880..488m。如图图一一所示）；；图14#施工区支支、主主洞内平平面示示意图1.26###施工区支洞长387...81mm，其其中：斜斜坡段段长3611..81mm（坡坡度14o），平坡坡段段长26..000m，相相应应的主洞洞段44,1220..62mm（上上游段长长2,,6822.221m，下下游游段长1,,4438..411m。如图图二二所示）。图26##施工区支支、主主洞内平平面示示意图1.3人工工工钻爆法法施工工D&B2合同标标标段为人人工钻钻爆法开开挖掘掘进施工工，主主洞采用用汽车车出渣至至支洞洞内渣仓仓，支支洞采用用有轨轨提升箕箕斗出出渣。2.长大深隧隧隧洞施工工供（用用）电4#施工区和66##施工区在在支支洞开挖挖掘进进时，供供（用用）电分分别各各安装一一台S9－1250010//0..4变压器（4-1#、6-1#），4-1#向4#支洞内供供电885m，供电负负荷荷见表一一；6-1#向6#洞内供电12777m，供电负负荷荷见表二二。表14#施工工工区4-1#电力变压压器器供电负负荷名称空压通风拌和加工生活用电洞内照明排水绞车喷锚变压器Tm功率（kW）335110356050151101107.5Ｓ7-63010/0.4常用系数Kd0.650.90.60.40.5510.60.70.6注：4-1#变变压压器（S9－1250010//0..4），二○○四年十一一月月底调整整为ＳＳ7-6300100/00.4变压压器器。表26#施工工工区6-1#电力变压压器器供电负负荷名称空压通风拌和加工生活用电洞内照明排水矿用绞车喷锚变压器Tm功率（kW）52811035.48050241105107.5×2Ｓ9-1250010/0.4常用系数Kd0.650.90.60.450.5510.550.650.64#洞施工区完完成成支洞885..443m的开挖，进进进入主洞洞施工工；6#洞施工区区完完成支洞387..881m的开挖，又又又进入主主洞开开挖近1000米。受低低压压（AC40000V）供电半半径径（500m）限制，一一一期供电电满足足不了4#和6#施工区进进入入主洞施施工需需要，因因此务务必进行行二期期供电即即高压压（AC100kkV）进洞，在在在洞内适适当位位置构建10/00..4kV电力变电电所所（站），满满足洞内施工工用电需要，二二期供电系统统原理图见图图三、供电系系统布置示意意图见图四图3二期期期供电系统统原原理图图4二期期期供电系统统布布置示意意图PAGEPAGE182.1电力变压压压器容量量确定定等主要设设备备选型2般般隧洞用性地.4力变2.1.2力力器.4容量以方定（1）供电线路路所所属电动机机机的单机机最大大容量占占总用用电量的的及以以下时，电电力力变压器器最大大容量Tm为：Tm=（kW）（2－1）（2）供电线路路所所属电动机机机的单机机最大大容量占占总用用电量的的及以以上时，电电力力变压器器最大大容量Tm为：Tm=（kW）（2－2）式中：Tm————电力变压压器器的最大大容量量；Pm——所属电电动动机的总容容容量（kww）；KΣ——所属电电动机的的同时时用电系系数，一一般取值值0..35～0.75；U——所属电动动动机中单机机最最大容量量与总总容量的的比值值；cosφ——电电动机功功率因因数，一一般取取值0.770～0.85；η——电动机效效率，一一般取取值0.7755～0.922。2.2洞内电电电力变电电所（站站）的设设置2.2.1洞内内内设置10/00..4kV电力变电电所所（站），应应设置在干燥燥不用的避车车洞道内或开开挖扩大洞室室，并满足构构建10/0..4kV变电所（站站）的一般要要求等；电力力变压器的高高压（10kV）与周围及及上下洞壁的的距离，不得得小于70cm，同时时按规定必须须有安全防护护设施和警示示标志。2.2.2洞内内内10/00..4kV电力变电电所所（站）之之间间的距离离：一一般在100000m左右右，每每一10/00..4kV电力变电电所所（站）分分向向相反两两方向向供电，每每一一方向供供电距距离大约约为5500mm。内内0.电所的高应用高配置相压级空路严使落断低压/4量采有离自动器井套压柜2.34###施工区2.3.14-22#电力变压压器器4-2#电力变变变压器为4#施工区洞洞外外竖井下下料口口提供负负荷，主主要用于于砼拌拌和站、压压风风机、卷卷扬机机、通风风机、水水泵、电电焊和和照明等等负荷荷（见表表三），经经经过计算算可选用S7-1600kkVA//100/0..4kkV型电力变变压压器。表3444#施工区4-2#电力变压压器器供电负负荷名称拌和通风卷扬机加工照明排水导振器变压器Tm功率（kW）356222246222.2Ｓ7-16010/0.4常用系数Kd0.650.90.60.410.60.652.3.24-33#电力变压压器器4-3#变压器器器设置在在扩大大洞室内内，主主要用于于主洞洞施工通通风机机、空压压机、水水泵、钻钻机、照照明等用用电负负荷（见见表四四），经经过计计算可选选用S9－12500kVVA/10/00..4kV型电力变变压压器。表44#施工区4-3#变压器供供电电负荷名称空压机通风砼送泵加工照明排水变压器Tm功率（kW）5281941003515330Ｓ9-1250010/0.4常用系数Kd0.650.90.60.410.752.3.34-44#电力变压压器器4-4#变压器器器设置在在扩大大洞室内内，主主要用于于主洞洞上游侧侧砼送送泵、电电焊机机、照明明、水水泵等用用电负负荷（见见表五五），经经过计计算可选选用S7－200kVVAA/10/00..4kV型电力变变压压器。表544#施工区4-4#电力变压压器器供电负负荷名称称称砼送泵电焊机照明水泵喷锚变压器Tm功率率率（kW）754015607.5Ｓ7-20010/0.4常用系数Kd0.650.410.750.62.3.42.55M提升机2.5M提升机机机的动力力为JRQ115510--8型500kkWW/100kVV/Y高压三相相异异步电动动机，经DZ-JJX-0662高压配电电控制柜－－漏电保护护－过压保保护－过流流保护真空空断路器－－避雷器－－隔离开关关，“T”接到4#支洞前78#杆处10kV供电回路路。2.46#施施施工区2.4.16-22#变压器6-2#变压器器器设置在6#洞上游侧侧即K11++2240、K10++5502处的扩大大洞洞室内，主主要要用于主主洞砼砼送泵、水水泵泵、照明明等用用电负荷荷。因因此选用用一台台S7－200kkVVA/100//0.44kV变压器。供供供电负荷荷见表表六。表66#施工区6-2#变压器供供电电负荷名称称称砼送泵电焊机照明排水喷锚变压器Tm功率率率（kW）754015607.5Ｓ7-20010/0.4常用系数Kd0.650.410.750.62.4.266-33#变压器6-3#变压器器器设置在6#施工区主主洞洞下游侧侧即K12++9996处的扩大大洞洞室内，主主要要用于主主洞施施工空压压机、水水泵、照照明等等用电负负荷。因因此选用用一台台S7-22000/100//0.44kV型电力变变压压器。供供电负负荷见表表七。表76#施工区6-3#变压器供供电电负荷名称空压机电焊机照明排水喷锚变压器Tm功率（kW）754015607.5Ｓ7-20010/0.4常用系数Kd0.650.410.750.62.510kVVV电力高压压开开关在10kV高压压压线末端（洞洞外）设置高高压开关，高高压开关选择择带隔离开关关的真空断路路器（型号：：DW－10/1000），分别控控制洞外“T”接和洞内相相应的4-3#、6-2#、6-3#三台变压器器。3.计划用电电电时间4#施工区的44--1#电力变压压器器、4-2#电力变压压器器和6#施工区6-1#电力变压压器器已投入入运行行，其他他变压压器和10kV的高压用用电电设备，基基于于本标段段的工工程进度度、用用电负荷荷及压压降等数数据和和施工用用电安安全技术术规范范，进行行申报报、审批批、安安装、验验收、验验收合格格后投投入运行行，计计划用电电时间间见表八八。4.D&BBB2标段计划划用用电最大大负荷荷与最小小负荷荷Pmax≤299900kWWPmin≥900kkWW4.14###施工区计计划划用电最最大负负荷与最最小负负荷Pmax≤166600kWWPmin≥500kkWW4.26###施工区计计划划用电最最大负负荷与最最小负负荷Pmax≤133300kWWPmin≥400kkWW表8各变变变压器（含含提提升机高高压用用电）计计划用用电时间间用电设备编号变压器等用电设设设备型号号计划用电时间4-1#变压器器器S7-630kkVVA/1000kV2003年0888月30日前4-2#变压器器器S7-160kkVVA/1000kV2004年1222月20日前4-3#变压器器器S9-12500kkVA/1110kVV2004年1222月31日前6-1#变压器器器S9-12500kkVA/1110KVV2003年0888月20日前6-2#变压器器器S7-200kkVVA/1000kV2005年0333月31日前6-3#变压器器器S7-200kkVVA/1000kV2005年0333月31日前2.5M提升机机机JRQ151000-8//100kV//Y2004年1222月20日前5.隧道（洞）供供电线路架设设5.1一般要求求求：（1）供电干线线或或动力、照照照明线路路安装装在隧道道（洞洞）的同同一侧侧时，必必须分分层架设设。其其原则是是：①高压在上上，低低压在下下；②干线在上上，支支线在下下；③动力线在在上上，照明明线在在下。洞内供电线路宜宜宜架设在在风、水水管路相相对的的一侧。供供电电线路架架设高高度距人人行地地面：40000V以下，不不小于2mm；10kVV不小小于3.55mm。（2）基于隧道道（洞洞）施工工特点，供供电电线路架架设分分两次进进行。在在进洞初初期，用用橡套电电缆装装设临时时供电电线路，随随着着开挖掌掌子面面的推进进，在在成洞地地段采采用胶皮皮绝缘缘线架设设固定定线路，换换下下电缆供供继续续前进工工作面面使用。（3）洞内100kkV电缆供供电线路路，其其终端分分线出出口必须须密闭闭绝缘和和绝缘缘性能良良好的的接线盒盒。电电缆两端端垂直直高差在在155m或以上上时时，应参参照有有关技术术规范范，采用用不滴滴流电力力电缆缆。如果果使用用充油的的电缆缆则应在在中间间接头处处分段段堵油，避避免免油压叠叠加。（4）洞内敷设设的的高压电缆缆缆，在洞洞外与与架空高高压线线连接时时，必必须安装装相同同电压等等级的的避雷器器一组组及真空空隔离离开关设设备。架设进洞的低压压压线路，在在洞洞口的电电杆上上，必须须安装装相同电电压等等级的避避雷器器一组及及隔离离开关设设备。（5）严禁将通通电电的多余电电电缆盘绕绕堆放放，以避避免电电缆过热热发生生燃烧和和增加加线路电电压降降。5.2成洞地段段段230//4400V供电线路路的的架设，一一般般可采用用与用用电负荷荷相适适应的、满满足足绝缘等等级的的塑铝（铜铜）电电力导线线明线线架设成成固定定供电电电路。5.3洞内1000kV供电的高高压压电缆线线路，必必须采用用与用用电负荷荷相适适应的、绝绝缘缘良好的的国标标铠装电电缆。高高压电缆缆和其其它的供供电线线路沿洞洞壁一一侧敷设设，其其敷设规规则如如图五所所示。5.4成洞地段段段采用100kkV高压电电缆缆供电以以及洞洞内设置置（110/0..44kV）变电电所所时，必必须符符合JGJ446－20055《施施工现场场临时时用电安安全技技术规范范》中中第6.1..1、6.1..2、6.1..3、6.1..4、6.1..5、6.1..6、6.1..7、6.1..8、6.1..9条的规定定外外，并制制定相相应具有有可操操作性的的安全全保障措措施图5成洞段段段供（用）电电线路布置示示意图（单位位：m）5.5洞内开挖挖挖掘进地地段的的供（用用）电电线路应应按移移动式线线路布布置。电电力导导线应采采用橡橡套铜电电缆，需需要支撑撑地段段，可临临时钻钻孔参照照图2－1的方法设设置置。5.6临时用电电电架设分分支线线路，其其分支支处至所所接机机电设备备处间间的连接接线应应使用橡橡套电电缆，每每一分分支接线线处与与所接机机电设设备之间间应安安装开关关箱，开开关箱内内应设设置隔离离开关关和RCD自动断路路器器，照明明线路路仅在总总的分分支接头头处设设置自动动断路路开关。5.7供（用）电电230//4400V的橡套电电缆缆以及塑塑铝（铜铜）绝缘缘电力力导线，其其分分支接头头处应应按规则则搭接接，并用用绝缘缘胶布包包缠。技术保障电力变压器高压压压（10kV）侧安装装符符合规范范的配配套设备备－带带隔离开开关真真空断路路器，避避雷器等等；低低压（400//2230V）侧安装装相相应配套套的主主控（授授）柜柜、分控控（授授）柜组组和电电容补偿偿柜。主控柜包括各种种种仪表、隔隔离离开关、带带RCD万能全自自动动断路器器等；；分控柜包括支路路路开关、相相应应的过流流、漏漏电保护护装置置等；电容补偿柜选用用用与用电电负荷荷相适应应的配配套补偿偿装置置，严格格控制制并使功功率因因数cosφ≥0.9，减少无无功功；电容容补偿偿全自动动分组组合—离，不超超前前，不滞滞后，保保障供（用用）电电质量。D&B2标段供供供电需电电气专专业人员员（包包括电气气工程程师）共共77名；D&BB22标段供电电主主要设备备、材材料见表表八。7.洞内内内照明7.1普通光源源源施工照照明7.1.1作业业业地段照照明必必须使用用安全全变压器器，其其容量不不宜过过大，输输入电电压2200VV，输出电电压压最好有有366、32、24、12V四个个等等级，一一边按按照工作作面的的安全因因素要要求选用用电压压，并应应装有有按电源源电压压下降而而能调调整的插插头。照明端电压偏移移移，一般般仍不不应高于于额定定电压的的1005%，否否则则电压过过高会会烧坏灯灯泡。7.1.2不同同同地段的的照明明布置有有与之之相适应应的安安全技术术规范范。必须须严格格遵守，确确保保施工照照明需需要和施施工安安全。7.1.3在主主主要交通通道、竖竖井、斜斜井、涌涌水较大大的储储水池、抽抽水水站、高高压变变电所（站站）等等重要地地点，务务必有警警示照照明装置置，预预防事故故，以以保安全全。表8D&B22标段供电电主主要设备备、材材料表设备及材料名称称称型号单位数量备注4-1#变压器器器S7-630kkVVA/1000kV台14#支洞外4-2#变压器器器S7-160kkVVA/1000kV台14#洞外竖井下下料料口4-3#变压器器器S9-12500kkVA/1110kVV台14#支、主洞交交叉叉口6-1#变压器器器S9-12500kkVA/1110kVV台16#支洞外6-2#变压器器器S7-200kkVVA/1000kV台16#主洞上游6-3#变压器器器S7-200kkVVA/1000kV台16#主洞下游2.5M提升机机机JRQ151000-8//100kV//Y台14#支洞外高压电缆YJY222555×3m15010kV地埋~~~2.55M提升机～～高高压控制制柜高压电缆YJLV223335×33m10010kV地埋过过过道至杆杆4#洞外竖井~4-2#变压器高压电缆YJY223555×3m90010kV地埋444#支洞口至至4--3#变压器低压电缆BLV240×××3＋180××11m6006#支、主洞交交叉叉口上游侧侧侧低压配配电柜柜低压电缆BLV120×××3＋95×11m6006#支、主洞交交叉叉口上游侧侧侧低压配配电柜柜柴油发电机300kW台4备用电源8.安全作作作业和接接地8.1安全作业业业8.1.1电气气气工作人人员应应严格遵遵守电电工安全全操作作规程。8.1.2线路路路及接头头不许许有裸露露，要要经常检检查，发发现裸露露应及及时包扎扎。8.1.3各种种种过电流流保护护装置不不应任任意加大大其容容量，严严禁用用任何金金属丝丝代替熔熔断丝丝。8.1.4电气气气工作人人员操操作时必必须戴戴绝缘手手套和和穿绝缘缘胶靴靴。8.1.5在需需需要触及及导电电部分时时，必必须先用用验电电器检测测，确确认无电电后，方方能开始始工作作；作业业前将将有关的的开关关切断封封锁，并并悬挂警警示标标牌：“检修线路路，严严禁合闸闸！”8.1.6一切切切电气设设备的的金属外外壳或或构架必必须进进行妥善善的接接地。8.2接地8.2.1接地地地是防止止电气气事故的的重要要措施之之一。在在隧道（洞洞）施施工用电电中，需需要接地地的机机电设备备包括括：与电电动机机连接的的金属属构架、变变压压器外壳壳、配配电箱外外壳、启启动器外外壳、高高压电缆缆的金金属外皮皮、低低压橡套套电缆缆的接地地芯线线（即联联接变变压器中中性点点的中性性线）、风风风水管路路、轨轨道以及及洞内内临时装装设的的金属支支架等等。8.2.2内内是高缆皮压套的地以及明架中线成个接网在络别接需接器构具多地置地统图所图6接地地地系统示意意图图8.2.3不用用用高压供供电的的隧洞，应应在在230//4400V进线端设设置置中心接接地装装置。干干线的的接地装装置其其电阻值值应小小于4Ώ；支线的的接接地装置置其电电阻值应应小于于10Ώ。应按要要求求以后每每隔五五个月应应测量量一次，如如达达不到要要求，要要及时处处理。8.2.4隧洞洞洞内的风风水管管路及轨轨道的的接地，可可在在管路和和轨道道的首尾尾端，以以及中间间的适适当处设设置二二、三个个接地地点，也也可以以单独设设置或或与供电电线路路中的接接地（PE/TTNN-S）装置合合并并一起，其其目目的防止止电气气设备漏漏电，或或带电线线路碰碰撞到金金属管管线（道道）造造成触电电事故故。9.供（用）电电系统统安全措措施9.1施工用电电电的线路路及设设备按批批准的的施工方方案装装设，符符合当当地供电电部门门的规定定，各各种线路路及设设备符合合电力力工程的的技术术要求。9.2电力变压压压器设接接地装装置，露露天电电力变压器器设设绝缘操操作盒盒，接地地电阻阻小于4欧姆，电力力变压器设设护栏，设设门门加锁，专专人人负责。近近旁旁务必悬挂“高压危险险”的警示标牌。低压压电电气设备备加装装触电、漏漏电电保护器器等。9.3电气专业业业技术人员员具具备以下下条件件：=1\*GB3①体检合格=2\*GB3②熟悉电力施工工工技术安全全规规则并持持有上上岗证。=3\*GB3③进行过触电紧紧紧急救护培培训训。9.4所有电气气气设备和和电气气线路的的绝缘缘状况保保证良良好，各各项绝绝缘指标标达到到规定值值。凡凡有裸露露带电电部位的的电气气设备和和易发发生电击击危险险的施工机械，务必必设置符符合要求求的安安全遮挡挡和警警示标牌。9.5施工现场场场架（敷）设设的的低压（230//4400V）电力线路路，应使用绝缘良良好好的塑铝铝（铜铜）或橡套软电缆。临临临时铺设设的供供（用）电电线线缆，严禁缠缠绕绕在钢筋筋、模模板、脚脚手架架、树木木等物物体上，务务必必安设绝缘缘支支撑物。9.6在有车辆辆辆碾压通过地段铺铺设设电缆，应应穿钢管挖挖地沟埋设。9.7各类电源源源开关箱和机电设备的的金金属外壳壳，设设接地保保护。各各种电气气设备备装配专专用开开关、插插头和和插座。露露天天及作业业棚内内使用的的电源源开关、插插座座应安装配电电箱箱箱内并采取相应的的防雨放水措施。9.8电工作业业业，应远离高压压电电线路，当当需需要靠近近高压压线路操操作时时，务必采取相应的的安全防防护措施施，人人体与带带电体体之间要保持足够够的安全距离离。9.9检修电气气气设备时停停电电作业，电电源源开关箱或开开关关手柄上悬挂“有人操作作，严严禁合闸闸”并加锁锁锁好好。9.10机械设设设备的电电气装置，施施工工现场的的接线线、照明明由电电气专业业人员员或电工负负责责，安装装后进进行检查查和试试运，确确认无无漏电、无无电击危险险、工作正常常时时