第１１期 北 方 交 通 ・６９・ 石林隧道施工用电方案设计 申百囤，孙建岐 （中铁一局五公司，宝鸡７２１００６） 摘要：通过石林隧道施工现场勘察、用电设备总容量计算，经比选，确定了施工用电方案。就安全用电技术 措施、组织措施作了简要介绍。 关键词：石林隧道；施工用电；设计 中图分类号：Ｕ４５３．７ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—６０５２（２０１１）１１—００６９—０４ １工程概况 ３５ｋＶ／１０ｋＶ变压器，架设一条２．５ｋｍ １０ｋＶ高压线 石林隧道设计为单洞双线隧道，“人”字坡，最 到石林隧道进口工地，实行专变专线供电，保证供电 大埋深约２５０ｍ，最小埋深约７ｍ，全长１８．２０８ｋｍ，为 的可靠性。 云桂线最长隧道、全国最长单洞双线隧道、全国最长 ②在散坡变电站增容一台３５ｋＶ／１０ｋＶ变压器， 岩溶隧道、世界最长钻爆法施工的岩溶隧道，由中铁 架设一条８ｋｍ单回路１０ｋＶ高压线到石林隧道１＃、 一局五公司独家承建。为加快施工进度，解决施工 ２＃斜井工地，经双电源环网柜分配到各用电点的变 及运营期间排水问题，方便弃碴，优化施工通风，结 压器；另一条９ｋｍ单回路１０ｋＶ高压线到出口工地， 合地形、地质条件，隧道设置“一贯通平导＋两斜 经双电源环网柜分配到各用电点的变压器，亦实行 井”辅助坑道模式。贯通平导位于左线线路中线右 专变专线供电，保证供电的可靠性。 侧３５ｍ，全长１８１２２ｍ。１号、２号斜井均位于隧道左 ４确定用电设备的总容量 线线路中线左侧，１号斜井交于ＤＫ６５８＋０００，全长 ４．１ 进口、出口工区用电设备总容量 ９３８ｍ；２号斜井交于ＤＫ６６２＋０００，全长９９８ｍ。斜井 表１进口（出口）工区主要用电设备一览表 均采用无轨双车道运输，断面尺寸５．６ｍ（宽）× 称 号单位数量 ６．０ｍ（高）。 根据隧道辅助坑道设置和工期要求，分为四个 工区组织施工，分别为：进口工区、１＃斜井工区、２｝｝斜 井工区、出口工区。 ２编制依据 （１）施工现场临时用电安全技术规范（ＪＧＪ４６— ２００５）。 （２）实施性施工组织设计、施工调查、机械设备 配置计划。 （３）当地电网情况。 ３确定供电方案 ４．２ ｌ＃、２＃斜井工区用电设备总容量 表２ １＃（２＃）斜井主要用电设备一览表 （１）经现场勘察，进口工区附近的当地西三变 电站主变装机容量为６３００ｋＶＡ，主要供附近煤矿，负 荷已满；二号斜井附近的当地散坡变电站主变容量 为３１５０ｋＶＡ，主要供附近矿山，亦无富余负荷。 （２）经与当地供电公司商谈，确定供电方案为： ①由施工单位出资在西三变电站增容一台 ・７０・ 北 方 交 通 ２０１１ ５选择和确定电力变压器 ５．１ 石林隧道进１：７、出口 根据施工现场实际用电特点，施工机具往往不 能同时使用，也不可能同时满载运行，所以考虑按需 要系数ＫＣ来进行换算，ＫＣ值根据施工经验选取， 按照机械的性能选取机械效率 功率因数ｅｏｓ￣ｐ，各 变压器的容量分别为： （１）办公区及抽水 Ｓ１动＝ＫＣ×∑Ｐ／（１１ Ｘ ｃ０ｓ‘Ｐ） ＝０．７ Ｘ１７７／（０．８×０．８５） ＝１８２．２（ｋＶＡ） （２）拌和站、碎石场、加工及生活区 Ｓ２动＝ＫＣ Ｘ∑Ｐ／（１１×ｃｏｓ‘Ｐ） ＝０．７５ Ｘ６７５／（０．７５×０．８５） ＝７９４．１ｆｋＶＡ） （３）洞外风机 Ｓ３动＝ＫＣ Ｘ∑Ｐ／（－ｑ Ｘ ｃ０ｓ‘ｐ） ＝０．９ Ｘ５９０／（０．７５ Ｘ０．８５） ＝８３２．９（ｋＶＡ） （４）洞内或平导施工设备及照明 Ｓ４动＝ＫＣ×【ＺＰ／（＇ｑ×ｃ０ ‘Ｐ）＋∑Ｐ照明】 ＝０．７×【１３８／（０．７×０．８５）＋５０】 ＝１９７．４（ｋＶＡ） （５）空压机 ｓ５动＝ＫＣ Ｘ∑Ｐ／（ Ｘ ｃｏｓ‘Ｐ） ＝１ Ｘ１０５６／（０．７５ Ｘ０．８５） ＝１６５６．５（ｋＶＡ） 故：石林隧道进口、出口工区办公区及抽水选取 １台ｓ９—２００ｋＶＡ／１０／０．４ｋＶ变压器；拌和站、碎石 场、加工及生活区选取１台ＹＢ２７—１０／０．４ｋＶ一 ８００ｋＶＡ箱式变电站；洞外风机选取１台ＹＢ２７—１０／ ０．４ｋＶ一８００ｋＶＡ箱式变电站；正洞内或平导施工设 备及照明各选取１台Ｓ９—２００ｋＶＡ／１０／０．４ｋＶ变压 器；空压机选取２台ＹＢ２７—１０／０．４ｋＶ一８００ｋＶＡ箱 式变电站能满足施工需要。变压器总容量为 ４０００ｋＶＡ。 ５．２ ｌ＃、２＃斜井 经计算，各变压器的容量分别为： （１）洞外风机 Ｓ１＝ＫＣ Ｘ∑Ｐ／（＂１１ Ｘ ｃｏｓ‘ｐ） ＝０．９ Ｘ８３０／（０．７５ Ｘ０．８５１ ＝８４６．７（ｋＶＡ） （２）洞内排水站、射流风机 Ｓ２动＝ＫＣ Ｘ∑Ｐ／（１１×ｃｏｓ＠） ＝０．７５ Ｘ２７５／（０．７５ Ｘ０．８５） ＝３２３．５（ｋＶＡ） （３）洞内或平导施工设备及照明 Ｓ３动＝ＫＣ×∑Ｐ／（－ｑ×ｃｏｓ＠） ＝０．７×１５０／（０．７ Ｘ０．８５） ＝１７６．５ｆｋＶＡ） （４）空压机及拌和站洞外其它负荷 Ｓ４动＝ＫＣ Ｘ∑Ｐ／（ ×ｃ０ｓ‘ｐ） ＝１ Ｘ １７３５／（０．７５ Ｘ０．８５） ＝２７２１．６（ｋＶＡ） 故：石林隧道１＃、２＃斜井工区洞外风机选取１ 台ＹＢ２７—１０／０．４ｋＶ一８００ｋＶＡ箱式变电站；洞内排 水站、射流风机选取一台Ｓ 一５００ｋＶＡ／１０／０．４ｋＶ 变压器；正洞内或平导施工设备及照明各选取一台 Ｓ９—２００ｋＶＡ／１０／０．４ｋＶ变压器；空压机、拌和站、碎 石场选取２台ＹＢ２７—１０／０．４ｋＶ—ｌＯ００ｋＶＡ箱式变 电站能满足施工需要。 ５．３ 变电站变压器容量确定 （１）由于进口工区变压器总装机容量初步规划 为４０００ｋＶＡ，考虑负荷同时率以及变电站增容的投 资等因素，故西三变电站主变选３１５０ｋＶＡ。 （２）虽然出口工区和一、二号斜井工区的变压 器总装机容量初步规划达１００００ｋＶＡ，考虑斜井施 工的特殊性以及中期投用通风竖井、三个工区的负 荷同时率以及主变经济负荷率和变电站投资等各方 面的因素，散坡变电站主变选６３００ｋＶＡ。 ６确定各工区施工用电方案 ６．１ 进口（出口）工区用电方案 根据进口、出口工区施工安排，在施工高峰期共 需要投入主要用电设备２０台套，装机总功率为 ２７５２ｋＷ。进口工区由西三变电站的Ｓ 一３１５０ｋＶＡ／ ３５ｋＶ／１０ｋＶ专用变压器和２．５ｋｍ９５ｍｍ 专线供电， 出口工区和１样斜井、２样斜井工区在散坡变电站共用 一台Ｓ１ 一６３００ｋＶＡ／３５／１０ｋＶ专用变压器，通过 ９ｋｍ９５ｍｍ 专线供电。进口工区专变专线分三个 １０ｋＶ支路供电，一支路：办公区及抽水配电变压器 ｓ９—２００ｋＶＡ／１０／０．４ｋＶ；二支路：拌和站碎石场、加 工及生活区配电变压器ＹＢ２７—１０／０．４ｋＶ— 第１１期 申百囤等：石林隧道施工用电方案设计 ・７１・ ８００ｋＶＡ；三支路：隧道进口两进五出１０ｋＶ户外环网 开关柜。向户外环网开关柜供电采用双电源不问断 １０／０．４ｋＶ一８００ｋＶＡ箱式变电站降压后，供洞外４ 台空压机用电； ５＃馈路：从环网柜用ＹＪＬＶ２２—３×５０交联聚乙 烯绝缘电力电缆接至洞外ＹＢ２７—１０／０．４ｋＶ一 ８００ｋＶＡ箱式变电站降压后，供洞外其余４台空压机 用电。 ６．２ １＃（２＃）斜井施工用电方案 供电，主电源为１０ｋＶ专线，备用电源为自备内燃发 电机发电经升压变压器升压成１０ｋＶ后经双电源环 网柜互锁连接入网。环网柜分五个出线馈路向洞内 外用电设备供电。 根据１＃、２＃斜井工区施工安排，在施工高峰期 图１ 进口（出ｉ２１）工区１０ｋＶ供电系统主接线不意图 五路馈线分别供给： １ 馈路：从环网柜用ＹＪＬＶ２２—３×５０交联聚乙 烯绝缘电力电缆接至洞外ＹＢ２７—１０／０．４ｋＶ一 ８００ｋＶＡ箱式变电站降压后，供给洞外通风机用电； ２＃馈路：从环网柜用ＹＪＬＶ２２—３×５０ｒａｍ ８．７／ １５ｋＶ交联聚乙烯绝缘电缆沿洞璧挂设接至正洞内 Ｓ 一２００ｋＶＡ／１０／０．４ｋＶ变压器降压后，供正洞内混 凝土泵、模板台车及齐头用电设备； ３＃馈路：从环网柜用ＹＪＬＶ２２—３×５０ｒａｍ ８．７／ １５ｋＶ交联聚乙烯绝缘电力电缆沿平导洞璧挂设，经 二台Ｓ 一２００ｋＶＡ／１０／０．４ｋＶ变压器降压后，供平 导施工用电设备、通过平导施工正洞混凝土泵、模板 台车及齐头用电设备； ４｝｝馈路：从环网柜用ＹＪＬＶ２２—３×５０ｒａｍ ８．７／ １ｋＫＶ交联聚乙烯绝缘电力电缆接至洞外ＹＢ２７— 各需要投入主要用电设备２６台套，装机总功率各为 ３０８０ｋＷ。在散坡变电站设专变ｓ 一６３００ｋＶＡ／３５／ １０ｋＶ，架设１０ｋＶ专线分别至１＃、２＃斜井两进五出 １０ｋＶ户外环网开关柜。向户外环网开关柜供电采 用双电源不问断供电，一是１０ｋＶ进线，二是自备内 燃发电机发电经升压变压器升压成ｌＯｋＶ后经双电 源互锁控制断路器连接入网。环网柜分五个出线馈 路向洞内外用电设备供电。 图２ １＃（２＃）斜井工区１０ｋＶ供电系统主接线不意图 五路馈线分别供给： １＃馈路：从环网柜用ＹＪＬＶ２２—３×５０ｒａｍ ８．７／ １５ｋＶ交联聚乙烯绝缘电力电缆接至洞外ＹＢ２７— １０／０．４ｋＶ一８００ｋＶＡ箱式变电站降压后，供给洞外 通风机用电。 ２＃馈路：从环网柜用ＹＪＬＶ２２—３×５０ｒａｍ ８．７／ １５ｋＶ交联聚乙烯绝缘电缆沿洞璧挂设经高压电缆 分线箱分配到： ・７２・ 北 方 交 通 ２０１１ （１）斜井内二级抽水站的一台变压器ｓ 一 ５００ｋＶＡ／１０／０．４ｋＶ，经降压后，供洞内排水设备、射 流风机用电设备。 （２）正洞进口方向的Ｓ 一２００／１０／０．４ｋＶ变压 小于６．５ｍ，应保证施工机械及运输车辆安全通过， 进入到施工现场的架空线必须使用绝缘线。 ８．３防雷接地要求 施工现场必须采用“三相五线制”供电，由中性 点直接接地的专用变压器供电现场，采用ＴＮ—ｓ保 护接零系统，专用保护接零线的首、末端及线路中间 必须做重复接地，接地电阻不大于４Ｑ。专用保护接 零线不允许装设开关，不允许断线。混凝土拌和站 的粉罐、油库、火工品库等必须装设避雷针，防雷接 地电阻不大于１０ｎ。 ８．４配电箱安装的技术要求 器，经降压后，供混凝土泵、模板台车及齐头用电设 备。 （３）正洞出口方向的Ｓｌ】一２００／１０／０．４ｋＶ变压 器，经降压后，供混凝土泵、模板台车及齐头用电设 备。 ３＃馈路：从环网柜用ＹＪＬＶ２２—３×５０ｒａｍ ８．７／ １５ｋＶ交联聚乙烯绝缘电力电缆沿平导洞璧挂设，经 二台Ｓ 一２００／１０／０．４ｋＶ变压器降压后，供平导施 工用电设备、通过平导施工正洞混凝土泵、模板台车 及齐头用电设备。 ４＃馈路：从环网柜用ＹＪＬＶ２２—３×５０交联聚乙 一必须严格执行三级配电，两级保护。执行一机、 闸、一箱、一漏电保护开关的规定。施工现场的配 电箱安装高度不小于１．３ｍ，移动式开关箱的高度不 小于０．６ｍ，控制、保护固定安装设备的配电箱、开关 箱距离设备的水平距离不大于３ｍ。 ８．５线路保护 烯绝缘电力电缆接至洞外ＹＢ２７—１０／０．４ｋＶ— ＩＯ００ｋＶＡ箱式变电站降压后，供洞外６台空压机用 电。 动力线路要安装短路保护，照明线路必须安装 过载保护。 ９安全用电组织措施 ５＃馈路：从环网柜用ＹＪＬＶ２２—３×５０交联聚乙 烯绝缘电力电缆接至洞外ＹＢ２７—１０／０．４ｋＶ— ＩＯ００ｋＶＡ箱式变电站降压后，供洞外其余４台空压 机、拌和站及洞外其他用电。 ７用电应急保证措施 为了保证在停电的情况下二衬施工正常和斜井 单管路正常排水，各工区备用一台４００～５００ｋＷ发 电机。 建立临时用电施工组织设计和安全用电技术措 施的编制、审批制度，并建立相应的技术档案。 建立技术交底制度、安全检测制度、电气维修制 度、工程拆除制度、安全检查和评估制度、安全用电 责任制、安全教育和培训制度等。 １０结束语 ８安全用电技术措施 ８．１ 必须安装漏电保护器 石林隧道施工用电方案经现场实践检验，证明 是科学、合理、经济、可行的，为石林隧道在云桂线第 一在每个电箱内（现场单个配电箱及总配电箱）， 均必须安装漏电保护器，漏电保护器的容量大小，应 与本回路控制开关可通过电流量相适应，各级漏电 家开工奠定了坚实的基础。 参考文献 ［１］ＪＧＪ４６—２００５，施工现场临时用电安全技术规范［Ｓ］． ［２］朱永全，宋玉香．隧道工程［Ｍ］．中国铁道出版社，２０１０：３００— ３０５． 保护器的漏电动作电流值要匹配。 ８．２对架空线路的要求 ［３］铁道部第二工程局．隧道（下册）［Ｍ］．中国铁道出版社，１９９９： ４６７—４８１． 架空供电线路必须用绝缘子，用专用电杆架设， 电杆的拉线必须装设拉线绝缘子，拉线绝缘子距离 ［４］中铁一局云桂项目部一分部．石林隧道实施性施工组织设计 『Ｇ］．２０１０． 地面不小于２．５ｍ。室外架空电力线路有效高度不 Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｍｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ Ｓｈｉｌｉｎ Ｔｕｎｎｅｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｉｔｅ ｓｕｒｖｅｙ ｏｆ Ｓｈｉｌｉｎ Ｔｕｎｎｅｌ ａｎｄ ｔｏｔａｌ ｃａｐａｃｉｔｙ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｉｒｃ ｅｑｕｉｐ－ ｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｉｓ ｍａｄｅ ａｆｔｅｒ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ａｎｄ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅａｓ— ｕｒｅｓ ａｎｄ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓａｆｅ ｕｓｉｎｇ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｓｈｉｌｉｎ ｔｕｎｎｅｌ；Ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；Ｄｅｓｉｇｎ
