關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任公司，甘肅 蘭州 730000）

關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計要求有著一定的區別。本文首先探討了輸水隧洞施工供電的基本要求，并針對具體的應用案例，對輸水隧洞施工供電的設計和實施展開研究，為輸水隧洞的施工供電設計提供資料參考。

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。但由于輸水隧洞橫截面積小，洞內施工空間有限，如果對輸水隧洞的供電不進行重點設計，其供電線路和設備很容易影響施工，或在施工中受到損傷，影響供電穩定性和可靠性，并帶來一定的安全風險。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線選擇等工作，其供電能力和變壓器容量應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的設計要求不同，為了保證輸水隧洞供電穩定性、可靠性和安全性，必須具體項目具體分析設計，在保證供電穩定性、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。在隧洞供電系統設計中，首先要保證供電系統的設計符合這些基本要求，并針對隧洞的施工環境和施工特點，進行綜合設計。筆者對輸水隧洞供電系統設計進行總結分析，輸水隧洞供電系統設計的基本要求如下。

（一）做好供電方式的選擇

輸水隧洞的供電方式包括自發電供電和地方電網供電兩種模式，這兩種供電模式中，最經濟、供電可靠性最高的是電網供電。但輸水隧洞一般距離城市較遠，在施工中受現有電網覆蓋現狀的影響，有些電網覆蓋不到或者電網不通的地方，就必須采用自發電供電。輸水隧洞施工中自發電供電一般采用柴油發電機，但受交通和施工環境的影響，柴油發電機供電系統的應用成本較高。除此之外，柴油發電機組供電穩定性還受到柴油發電機工況和油品質量影響，因而在施工中很難保證持續、穩定的供電。因此，輸水隧洞在施工中如果能夠應用電網供電，應該盡量選擇電網供電方式，而將發電機供電作為備用電源，以便于在電網供電出現問題時替代使用。

（二）變壓器的選擇

變壓器是用電系統中的重要設備，無論是自發電還是電網供電，都需要通過變壓器的變壓和穩壓，才能將平穩的電能輸送到用電機械和設備上。輸水隧洞施工中對照明和供電設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施工用電量來選擇變壓器容量，并保證變壓器總容量略大于施工總用電量。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到額定容量的60%左右。并且變壓器置放的位置要便于運輸和管理，同時還要求變壓器使用環境符合要求，并且變壓器建設位置絕對安全可靠。

（三）供電線路布置及導線選擇

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械設備要求的電壓標準為380V，已經完成挖掘施工的隧洞段只要滿足照明供電即可，采用220V。輸水隧洞洞內環境和施工環境比較復雜，在導線選擇時要選擇帶有保護措施的電線，能夠抵御潮濕和碰撞環境。在導線布置施工中，要根據隧洞的施工合理布置導線，并盡量避開交通通道和設備，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

某施工總長度達到13.235Km的輸水隧洞，設計用小截面隧洞存水輸出，隧洞施工現場經過地質勘察，大多數為直徑1.7m的花崗巖。該隧洞所在的地理環境比較獨特，如果采用豎井開鑿，不僅會造成資源浪費，還會極大的增加施工成本。通過具體勘察和施工設計，最終選擇鉆爆的方式進行隧洞開鑿，并采用進口和出口同時施工，外加五個豎井施工的方式，從12個位置開展施工，豎井的貫穿深度達到80m。在施工中主要應用到通風機和風鉆空壓機，并設計輔助照明系統、排水系統和升降設施。

（二）供電方式選擇

本項目前期設計采用自發電供電，但由于該隧洞施工地區路況比較復雜，柴油機組和油品的運輸成本較大，使這一發電措施成本過高。加之施工環境狹窄、氧氣供應不足，也無法在保證施工安全的前提下，保證柴油機的正常工作。因此，本項目采用了電網供電方式，通過電網拓展架設，來滿足隧洞施工的供電要求。

（三）供電系統建設

洞外供電主要是利用110kV變電所架設的一條長25km 的66kV施工送電線路到2#豎井出所設置的箱式變壓站。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，在里面要配置相應的可以在礦井內使用的變壓器，除此之外，為了防止意外的發生，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）用電負荷設計

本項目施工中不同施工環節和區域對供電量和供電電壓要求不同，因此在施工中采用分級供電的模式。一級供電主要滿足隧洞施工開鑿階段的洞內排風、照明、醫療、排水等輔助性活動所消耗的點亮，經過計算總負荷量為235kW。三級負荷是指整個輸水隧洞開鑿施工所消耗的總電量，其總負荷量為256kW。為了保證供電的穩定性和可靠性，全工程以電網供電為主，柴油機自發電供電為輔助，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，必須做好供電系統的設計和施工。由于輸水隧洞大多數位于山區，因此其供電設計必須符合當地的環境特征，并能夠滿足施工的具體要求。根據上述案例分析看，輸水隧洞的供電系統設計，需要做好供電方式選擇，并同時做好洞內和洞外供電設計，以保證電能供應的可靠性、穩定性和安全性，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鍵技術探討［J］.工程技術：引文版，2016，（42）：00216-00218.

（編輯：劉國華）

TV544

A

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。