小斷面隧洞施工技術(shù)淺談

1、小斷面引水小斷面引水隧洞施工技術(shù)淺談隧洞施工技術(shù)淺談中鐵十二局集團(tuán)第一工程中鐵十二局集團(tuán)第一工程二一七年三月二一七年三月主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1. 1.工程概況及特點(diǎn)工程概況及特點(diǎn) 2. 2.反坡小斷面引水隧洞施工抽排水技術(shù)反坡小斷面引水隧洞施工抽排水技術(shù) 3. 3.長(zhǎng)距離獨(dú)頭掘進(jìn)小斷面隧洞施工供配電技術(shù)長(zhǎng)距離獨(dú)頭掘進(jìn)小斷面隧洞施工供配電技術(shù) 4. 4.反坡小斷面隧洞長(zhǎng)距離獨(dú)頭掘進(jìn)施工通風(fēng)技術(shù)反坡小斷面隧洞長(zhǎng)距離獨(dú)頭掘進(jìn)施工通風(fēng)技術(shù)第一章工程的概況及特點(diǎn)第一章工程的概況及特點(diǎn) 1.1 1.1 隧道概況隧道概況 山西省小浪底引黃工程的任務(wù)是解決運(yùn)城市的鹽湖區(qū)、夏縣、聞喜縣、絳縣、垣曲縣五縣農(nóng)業(yè)灌溉、

2、工業(yè)及城鎮(zhèn)生活、生態(tài)用水問(wèn)題。年引水量為2.47億m3,其中農(nóng)業(yè)灌溉1.16億m3,工業(yè)和城鎮(zhèn)生活供水1.16億m3，生態(tài)用水0.15億m3,設(shè)計(jì)流量20 m3/S，灌溉面積63.58萬(wàn)畝。 引水干線起始于垣曲縣境內(nèi)板澗河河口右岸的小浪底水庫(kù)庫(kù)區(qū)，終止于聞喜縣境內(nèi)的呂莊水庫(kù)，線路總的走向?yàn)闁|南西北向，總長(zhǎng)度59.6km。 本標(biāo)段隧洞總長(zhǎng)11.908km，為新開(kāi)挖隧洞，設(shè)計(jì)縱坡1/3000，其中2#隧洞樁號(hào)為8+11311+210段設(shè)計(jì)流量20.0m3/s、13+95720+250段設(shè)計(jì)流量16.25 m3/s，長(zhǎng)9.39km，垣曲支線樁號(hào)Y0+0002+518段設(shè)計(jì)流量3.94 m3/s，長(zhǎng)2

3、.518km。隧洞洞身橫斷面為城門(mén)洞形，按圍巖類(lèi)別及流量進(jìn)行斷面設(shè)計(jì)，樁號(hào)8+11311+210段洞身段斷面尺寸寬*高為4m*5.4m，13+95720+250段洞身段斷面尺寸寬*高為3.8m*5m，垣曲支線樁號(hào)Y0+0002+518洞身段斷面尺寸2.5m*4.035m。 根據(jù)開(kāi)挖后的實(shí)際情況，對(duì)隧洞類(lèi)圍巖在頂拱、側(cè)墻噴8cm素混凝土；對(duì)類(lèi)圍巖洞段，頂拱布設(shè)系統(tǒng)錨桿，錨桿直徑25mm，間排距1m，長(zhǎng)2.0m，梅花型布置，頂拱、側(cè)墻噴10cm厚C20混凝土；對(duì)類(lèi)圍巖洞段，根據(jù)地質(zhì)情況隨機(jī)布置鋼拱架結(jié)合超前小導(dǎo)管或超前錨桿，一次支護(hù)錨桿布置同類(lèi)圍巖洞段，頂拱、側(cè)墻掛網(wǎng)噴12cm厚C20混凝土，掛1

4、5*15cm鋼筋網(wǎng)片8mm。 隧洞襯砌采用C25鋼筋混凝土，襯砌厚度根據(jù)圍巖類(lèi)別計(jì)算確定，2#隧洞類(lèi)、類(lèi)和類(lèi)圍巖襯砌厚度分別為30cm、35cm和40cm厚鋼筋混凝土襯砌；垣曲支線隧洞類(lèi)、類(lèi)圍巖襯砌厚度分別為30cm、35cm厚鋼筋混凝土襯砌。 3#施工支洞位于主洞樁號(hào)9+785處，與主洞斜交，交角6，支洞口底高程558m，與主洞相交處洞底高程493.7m，為斜井，斜井長(zhǎng)度433m，坡度8.5，與主洞銜接處設(shè)25m的平洞段，支洞總長(zhǎng)458m。 4#施工支洞位于主洞樁號(hào)15+896處，與主洞正交，支洞口底高程584m，與主洞相交處洞底高程491.9m，為斜井，斜井長(zhǎng)度619.8m，坡度8.8，與

5、主洞銜接處設(shè)25m的平洞段，支洞總長(zhǎng)644.8m。 5#施工支洞位于主洞樁號(hào)17+716處，與主洞斜交，交角19，支洞口底高程582.2m，與主洞相交處洞底高程491m，為斜井，斜井長(zhǎng)度617.8m，坡度8.8，與主洞銜接處設(shè)25m的平洞段，支洞總長(zhǎng)642.8m。1.2 1.2 隧洞地質(zhì)情況隧洞地質(zhì)情況 小浪底引水工程主要位于運(yùn)城市東部的垣曲縣和聞喜縣境內(nèi)。主體小浪底引水工程主要位于運(yùn)城市東部的垣曲縣和聞喜縣境內(nèi)。主體工程源于垣曲縣境內(nèi)中條山南麓的黃河左岸，經(jīng)中條山至聞喜縣境內(nèi)的工程源于垣曲縣境內(nèi)中條山南麓的黃河左岸，經(jīng)中條山至聞喜縣境內(nèi)的呂莊水庫(kù)。區(qū)內(nèi)東部為近東西向延伸的中條山脈，山頂高程一

6、般在呂莊水庫(kù)。區(qū)內(nèi)東部為近東西向延伸的中條山脈，山頂高程一般在1000100013001300之間，最頂峰為同善以北的舜王坪，高程之間，最頂峰為同善以北的舜王坪，高程2322m2322m，屬構(gòu)造剝蝕中，屬構(gòu)造剝蝕中山區(qū)，山頂一般多呈渾圓狀。山間溝壑縱橫，河谷發(fā)育快，河谷形態(tài)多山區(qū)，山頂一般多呈渾圓狀。山間溝壑縱橫，河谷發(fā)育快，河谷形態(tài)多為為“V V型谷。中條山南北兩側(cè)發(fā)育山前洪積傾斜平原和洪積扇裙，北型谷。中條山南北兩側(cè)發(fā)育山前洪積傾斜平原和洪積扇裙，北側(cè)有洪積扇疊加，南側(cè)的黃土塬被側(cè)有洪積扇疊加，南側(cè)的黃土塬被“V V型沖溝切割的支離破碎，塬高型沖溝切割的支離破碎，塬高溝深，高差可達(dá)溝深，高

7、差可達(dá)390m390m。區(qū)內(nèi)中部的垣曲支線及灌區(qū)位于垣曲山間盆地的。區(qū)內(nèi)中部的垣曲支線及灌區(qū)位于垣曲山間盆地的黃土丘陵區(qū)及盆地與山脈之間為起伏不平的黃土臺(tái)源區(qū)。區(qū)內(nèi)西部的聞黃土丘陵區(qū)及盆地與山脈之間為起伏不平的黃土臺(tái)源區(qū)。區(qū)內(nèi)西部的聞喜、絳縣、夏縣及鹽湖區(qū)的灌區(qū)位于運(yùn)城地盆東緣的黃土臺(tái)塬區(qū)、黃土喜、絳縣、夏縣及鹽湖區(qū)的灌區(qū)位于運(yùn)城地盆東緣的黃土臺(tái)塬區(qū)、黃土丘陵區(qū)、山前傾斜平原區(qū)。丘陵區(qū)、山前傾斜平原區(qū)。第二章反坡小斷面引水隧洞施工抽排水技術(shù)第二章反坡小斷面引水隧洞施工抽排水技術(shù)2.1 2.1 方案設(shè)計(jì)說(shuō)明方案設(shè)計(jì)說(shuō)明引水隧洞的特點(diǎn)一般是斷面小、洞線長(zhǎng)、工序多、干引水隧洞的特點(diǎn)一般是斷面小、洞線

8、長(zhǎng)、工序多、干擾大、施工條件差、工期較長(zhǎng)。由于洞線長(zhǎng)，不可防止要擾大、施工條件差、工期較長(zhǎng)。由于洞線長(zhǎng)，不可防止要設(shè)置支洞進(jìn)行分段施工，支洞一般坡度較大，高差較大。設(shè)置支洞進(jìn)行分段施工，支洞一般坡度較大，高差較大。在涌水量較大的大反坡引水隧洞施工中，排水方案的合理在涌水量較大的大反坡引水隧洞施工中，排水方案的合理性顯得尤其重要，也是隧洞施工成敗的關(guān)鍵控制性因素。性顯得尤其重要，也是隧洞施工成敗的關(guān)鍵控制性因素。如果處理不當(dāng)，輕那么影響施工效率，重那么導(dǎo)致平安質(zhì)如果處理不當(dāng)，輕那么影響施工效率，重那么導(dǎo)致平安質(zhì)量事故。在制定排水方案時(shí)，主要考慮的因素有：涌水量量事故。在制定排水方案時(shí)，主要考慮的

9、因素有：涌水量的大小、水的成份、泵站的位置、水泵的選型、管道的材的大小、水的成份、泵站的位置、水泵的選型、管道的材料及大小、電力供給等。料及大小、電力供給等。2.2 2.2 工程概況工程概況2.2.1 2.2.1 設(shè)計(jì)技術(shù)條件設(shè)計(jì)技術(shù)條件 小浪底引黃工程引水小浪底引黃工程引水2#2#隧洞隧洞13+95713+95720+25020+250里程范圍內(nèi)設(shè)有里程范圍內(nèi)設(shè)有4#4#、5#5#兩個(gè)支洞，兩個(gè)支洞，其中其中5#5#支洞與主洞交叉點(diǎn)里程支洞與主洞交叉點(diǎn)里程17+697.817+697.8，底板高程為，底板高程為491.4m491.4m，支洞口底板高程，支洞口底板高程582.6m582.6m，

10、坡度，坡度i=15.5%i=15.5%，傾角，傾角a=8.8a=8.8，長(zhǎng)度，長(zhǎng)度L=621mL=621m，高差，高差H=90.2mH=90.2m，與主洞夾角為，與主洞夾角為5050。主洞縱坡。主洞縱坡1/30001/3000，毛洞寬，毛洞寬4.56m4.56m級(jí)及級(jí)及4.84m4.84m級(jí)，開(kāi)挖長(zhǎng)度級(jí)，開(kāi)挖長(zhǎng)度2552m2552m。2.2.2 2.2.2 施工水文地質(zhì)情況施工水文地質(zhì)情況 支洞主要為滲滴水，局部有線狀水，暫不考慮其涌水量。支洞主要為滲滴水，局部有線狀水，暫不考慮其涌水量。 該段隧洞底高程位于地下水位以下該段隧洞底高程位于地下水位以下8080130m130m，推測(cè)施工可能存在滲

11、水或少量涌，推測(cè)施工可能存在滲水或少量涌水現(xiàn)象，局部裂隙發(fā)育和巖組接觸帶段可能存在涌水問(wèn)題。估算正洞正常涌水量水現(xiàn)象，局部裂隙發(fā)育和巖組接觸帶段可能存在涌水問(wèn)題。估算正洞正常涌水量3000 m3/d3000 m3/d，最大涌水量約為，最大涌水量約為6200m3/d6200m3/d。2.32.3方案設(shè)計(jì)及施工運(yùn)行方案設(shè)計(jì)及施工運(yùn)行2.3.1 2.3.1 泵站設(shè)計(jì)泵站設(shè)計(jì) 考慮到隧洞的具體條件、抽排水管理、水泵的費(fèi)用、抽排水費(fèi)用考慮到隧洞的具體條件、抽排水管理、水泵的費(fèi)用、抽排水費(fèi)用及電力供給等因素，本隧洞擬采用一級(jí)泵站排水。在斜井與正洞交叉及電力供給等因素，本隧洞擬采用一級(jí)泵站排水。在斜井與正洞

12、交叉口下游側(cè)設(shè)泵站，直接抽排至洞外。由于正洞內(nèi)縱坡較緩，每隔口下游側(cè)設(shè)泵站，直接抽排至洞外。由于正洞內(nèi)縱坡較緩，每隔300m300m設(shè)置一處集水井，由大排量、低揚(yáng)程污水泵分級(jí)排至泵站水倉(cāng)。水倉(cāng)設(shè)置一處集水井，由大排量、低揚(yáng)程污水泵分級(jí)排至泵站水倉(cāng)。水倉(cāng)容量設(shè)置為容量設(shè)置為20min20min儲(chǔ)量?jī)?chǔ)量, ,即即45m345m3。2.3.2 2.3.2 確定管路系統(tǒng)、計(jì)算管徑確定管路系統(tǒng)、計(jì)算管徑 1 1管路趟數(shù)確定管路趟數(shù)確定 ? ?煤礦平安規(guī)程煤礦平安規(guī)程? ?第二百七十八條規(guī)定：第二百七十八條規(guī)定： “ “排水管路應(yīng)當(dāng)有工作和備用水管。工作排水管路的能力，應(yīng)當(dāng)能配合工作水泵在排水管路應(yīng)當(dāng)有工

13、作和備用水管。工作排水管路的能力，應(yīng)當(dāng)能配合工作水泵在20h20h內(nèi)排出內(nèi)排出礦井礦井24h24h的正常涌水量。工作和備用排水管路的總能力，應(yīng)當(dāng)能配合工作和備用水泵在的正常涌水量。工作和備用排水管路的總能力，應(yīng)當(dāng)能配合工作和備用水泵在20h20h內(nèi)排出內(nèi)排出礦井礦井24h24h的最大涌水量。的最大涌水量。 由由? ?煤礦平安規(guī)程煤礦平安規(guī)程? ?可知：正常涌水時(shí)期一臺(tái)泵工作，最大涌水時(shí)期兩臺(tái)泵工作，另外一臺(tái)水可知：正常涌水時(shí)期一臺(tái)泵工作，最大涌水時(shí)期兩臺(tái)泵工作，另外一臺(tái)水泵作為備用檢修水泵。根據(jù)各涌水期投入工作的水泵臺(tái)數(shù)，選用兩趟排水管路，正常涌水期時(shí)可泵作為備用檢修水泵。根據(jù)各涌水期投入工作

14、的水泵臺(tái)數(shù)，選用兩趟排水管路，正常涌水期時(shí)可任意使用一趟排水管工作，另一趟備用，最大涌水期時(shí)，兩管同時(shí)排水，單泵單管工作。任意使用一趟排水管工作，另一趟備用，最大涌水期時(shí)，兩管同時(shí)排水，單泵單管工作。 2 2管路材料和管徑的選擇管路材料和管徑的選擇 根據(jù)排水高度選用焊接鋼管，壁厚根據(jù)排水高度選用焊接鋼管，壁厚5mm5mm。 初選管徑初選管徑 選擇排水管徑是針對(duì)一定的流量尋找運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用和初期投資費(fèi)用兩者之和最低的管徑。由于管選擇排水管徑是針對(duì)一定的流量尋找運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用和初期投資費(fèi)用兩者之和最低的管徑。由于管路的初期投資費(fèi)用與管徑成正比，而運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)所需的電耗與管徑成反比。路的初期投資費(fèi)用與管徑成正比，而運(yùn)

15、轉(zhuǎn)費(fèi)所需的電耗與管徑成反比。 離心泵的流速一般在1.53 m/s，考慮到經(jīng)濟(jì)性，流速取1.5 m/s； 排水管直徑d按下式計(jì)算： 式中： d管道內(nèi)直徑，mm； Vf流體體積流量，m3/h； u流體平均流速，m/s； W流體質(zhì)量流量，kg/h； 流體密度，kg/m3。 一般涌水時(shí)量時(shí)：經(jīng)計(jì)算得d=175mm，最大涌水量時(shí)：經(jīng)計(jì)算得d=247mm，由此可選管內(nèi)徑為200mm。 吸水管內(nèi)徑的選擇,為了提高吸水性能，防止氣蝕發(fā)生，吸水管直徑一般比排水管直徑大一級(jí)，因此吸水管內(nèi)徑為250mm。5.05.0u8.18u8.18WVdf2.3.32.3.3水泵的選擇水泵的選擇 1 1水泵選型依據(jù)水泵選型依據(jù)

16、 ? ?水工建筑物地下開(kāi)挖工程施工標(biāo)準(zhǔn)水工建筑物地下開(kāi)挖工程施工標(biāo)準(zhǔn)?SL378-2007?SL378-2007第第12.2.712.2.7第第4 4條規(guī)定：排水條規(guī)定：排水泵的容量應(yīng)比最大涌水量大泵的容量應(yīng)比最大涌水量大30%-50%30%-50%。使用一臺(tái)水泵排水時(shí)，應(yīng)有與排水泵相同。使用一臺(tái)水泵排水時(shí)，應(yīng)有與排水泵相同容量的備用水泵；使用兩臺(tái)水泵排水時(shí)，應(yīng)有容量的備用水泵；使用兩臺(tái)水泵排水時(shí)，應(yīng)有50%50%的備用量。重要部位應(yīng)設(shè)備用的備用量。重要部位應(yīng)設(shè)備用電源。電源。 2 2水泵選型根本參數(shù)水泵選型根本參數(shù) 正常涌水量：正常涌水量： QZ=129m3/h QZ=129m3/h； 最大

17、涌水量：最大涌水量： Qmax=258m3/h Qmax=258m3/h； 排水高度：泵站高差排水高度：泵站高差+ +支洞高差支洞高差+ +洞外集水池高度洞外集水池高度=91m=91m 排水長(zhǎng)度：排水長(zhǎng)度： 支洞長(zhǎng)度支洞長(zhǎng)度+ +主洞長(zhǎng)度主洞長(zhǎng)度+ +洞外長(zhǎng)度洞外長(zhǎng)度=621+200+20=841m=621+200+20=841m 3初選水泵 由于隧洞內(nèi)一般隨著掘進(jìn)長(zhǎng)度的加深出水量逐步增大，根據(jù)正常涌水量及最大涌水量擬采用兩臺(tái)泵排水的方案，即正常涌水時(shí)期一臺(tái)泵工作，最大涌水時(shí)期兩臺(tái)泵工作。初選水泵時(shí)主要考慮水泵的排量及揚(yáng)程兩個(gè)因素。 水泵的排量 根據(jù)排水泵的容量應(yīng)比最大涌水量大30%-50%。

18、本次取30%可得單臺(tái)水泵排量 Qmax=1.3*258/2=168m3/h水泵總揚(yáng)程 主要由地形揚(yáng)程、沿程阻力揚(yáng)程、局部阻力揚(yáng)程、水泵管道阻力揚(yáng)程、設(shè)備揚(yáng)程等組成。估算公式如下： 水泵總揚(yáng)程=地形揚(yáng)程+ (1+K)每米阻力管長(zhǎng)/1000+水泵管道揚(yáng)程+設(shè)備揚(yáng)程式中： 地形揚(yáng)程根據(jù)實(shí)際地形計(jì)算得出，取91m， K管道的局部阻力占沿程阻力比值，一般取0.2，如管道比較短而復(fù)雜的情況，可能比 0.2 略高，如管道比較長(zhǎng)，比較簡(jiǎn)單時(shí)，可改用0.1； 水泵管道揚(yáng)程水泵管道產(chǎn)生的阻力損失，取3m； 設(shè)備揚(yáng)程即末端壓力，取0； 每米阻力可查?給排水工程設(shè)計(jì)手冊(cè)?水力計(jì)算表，根據(jù)流速及管徑即可查得。 查表得每

19、米阻力為22.3 水泵總揚(yáng)程=91+1.1*22.3*841/1000+3=115(m) 根據(jù)排水量Q和排水揚(yáng)程，查?水泵選型手冊(cè)?得MD155-304型號(hào)水泵額定流量Qe=119191 m3/h，額定揚(yáng)程He=110130m，額定效率為77%，電機(jī)額定功率90KW。 2.3.4 2.3.4校驗(yàn)計(jì)算校驗(yàn)計(jì)算 1 1計(jì)算管路特性計(jì)算管路特性 管道長(zhǎng)度管道長(zhǎng)度 根據(jù)以上計(jì)算可得：排水管長(zhǎng)度根據(jù)以上計(jì)算可得：排水管長(zhǎng)度841m841m，吸水管長(zhǎng)度可估算為，吸水管長(zhǎng)度可估算為4m4m。 計(jì)算沿程阻力系數(shù)，對(duì)于吸、排水管路分別為：計(jì)算沿程阻力系數(shù)，對(duì)于吸、排水管路分別為： X=0.021/DX0.3=0

20、.021/0.250.3=0.032 X=0.021/DX0.3=0.021/0.250.3=0.032 P=0.021/DP0.3=0.021/0.20.3=0.034 P=0.021/DP0.3=0.021/0.20.3=0.034 沿程阻力沿程阻力Hf=HX+HP=X v2/(dXHf=HX+HP=X v2/(dX* *2g)2g)* *KXKX* *lX + P v2/(dPlX + P v2/(dP* *2g) 2g) * *KPKP* *lP =0.052+13.735=13.79lP =0.052+13.735=13.79 修正系數(shù)修正系數(shù)KXKX取取0.81, KP0.81,

21、KP取取0.760.76 計(jì)算局部阻力損失 a吸水管局部阻力系數(shù)由阻力損失系數(shù)查手冊(cè)列出下表2.3.4-1： 吸水管局部阻力損失：H=v2/2g=0.87+0.19+3*0.115=0.47m b排水管局部阻力序號(hào)序號(hào)名稱(chēng)名稱(chēng)數(shù)量數(shù)量阻力損失系數(shù)阻力損失系數(shù)(x)(x)1 19090焊接彎頭焊接彎頭1 10.870.872 2漸縮管漸縮管1 10.190.193 3濾水網(wǎng)濾水網(wǎng)1 13 3 阻力損失系數(shù)查手冊(cè)列出下表表2.3.4-2： 排水管阻力系數(shù)表 表2.3.4-2 排水管局部阻力損失：H=v2/2g=0.1+1.44+3.52+4+3*0.115=1.39m 管道局部阻力損失為：Hj=0

22、.47+1.39=1.86m。 管道總揚(yáng)程損失=91+14.3+1.86+3=110m水泵揚(yáng)程120m。平均揚(yáng)程 序號(hào)排水管：名稱(chēng)數(shù)量阻力損失系數(shù)(p)1手動(dòng)閘閥10.11290焊接彎頭20.722345焊接彎頭80.4484止回閥1415直流三通21.52 2)水泵排水時(shí)間計(jì)算 正常涌水時(shí)，采用單泵單管排水，排水時(shí)間 T=24*(129/155)=19.97h20h 最大涌水時(shí)，采用兩泵兩管工作，排水時(shí)間 T=24*(258/155*2)=19.97h20h2.3.5 2.3.5 水泵數(shù)量水泵數(shù)量 排水管道選擇兩路，因此水泵選擇兩臺(tái)，分別安裝在兩路管道上，排水管道選擇兩路，因此水泵選擇兩臺(tái)，

23、分別安裝在兩路管道上，備用一臺(tái)水泵，共計(jì)三臺(tái)水泵。備用一臺(tái)水泵，共計(jì)三臺(tái)水泵。 由以上計(jì)算可知，所選水泵型號(hào)滿(mǎn)足洞內(nèi)排水要求。由以上計(jì)算可知，所選水泵型號(hào)滿(mǎn)足洞內(nèi)排水要求。2.3.62.3.6電力供給電力供給 配電設(shè)備的能力應(yīng)當(dāng)與工作、備用和檢修水泵的能力相匹配，能夠配電設(shè)備的能力應(yīng)當(dāng)與工作、備用和檢修水泵的能力相匹配，能夠保證全部水泵同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。本工程采用獨(dú)立線路為水泵供電，為了防止斷保證全部水泵同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。本工程采用獨(dú)立線路為水泵供電，為了防止斷電造成淹井事故，備用一臺(tái)電造成淹井事故，備用一臺(tái)300KW300KW發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)。2.3.72.3.7平安保證措施平安保證措施 對(duì)于排水系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，

24、機(jī)械隊(duì)安排專(zhuān)人值班，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)進(jìn)行對(duì)于排水系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)械隊(duì)安排專(zhuān)人值班，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)進(jìn)行協(xié)調(diào)解決，確保設(shè)備及人員的平安。協(xié)調(diào)解決，確保設(shè)備及人員的平安。 在集水坑處掛設(shè)彩燈及警示牌，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行擋護(hù)，防止車(chē)輛及人員在集水坑處掛設(shè)彩燈及警示牌，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行擋護(hù)，防止車(chē)輛及人員觸碰。觸碰。 如掌子面發(fā)生大涌水，水量超過(guò)了排水系統(tǒng)的工作能力。調(diào)度應(yīng)立即如掌子面發(fā)生大涌水，水量超過(guò)了排水系統(tǒng)的工作能力。調(diào)度應(yīng)立即組織人員撤離掌子面。組織人員撤離掌子面。 注意設(shè)備的使用、保養(yǎng)、維修，注意用電平安，經(jīng)常進(jìn)行檢查，杜絕注意設(shè)備的使用、保養(yǎng)、維修，注意用電平安，經(jīng)常進(jìn)行檢查，杜絕漏電，并派專(zhuān)人操作

25、和維修，非機(jī)電修理人員不得隨意拆卸設(shè)備。漏電，并派專(zhuān)人操作和維修，非機(jī)電修理人員不得隨意拆卸設(shè)備。 準(zhǔn)備好搶險(xiǎn)物資、材料，做好搶險(xiǎn)準(zhǔn)備工作，確保發(fā)生異?；螂U(xiǎn)情時(shí)準(zhǔn)備好搶險(xiǎn)物資、材料，做好搶險(xiǎn)準(zhǔn)備工作，確保發(fā)生異?；螂U(xiǎn)情時(shí)能夠及時(shí)處理物資、設(shè)備能夠提供到位，保證處理的及時(shí)性，防止事態(tài)的進(jìn)能夠及時(shí)處理物資、設(shè)備能夠提供到位，保證處理的及時(shí)性，防止事態(tài)的進(jìn)一步擴(kuò)大。一步擴(kuò)大。 所有用電設(shè)備必須采用所有用電設(shè)備必須采用“一機(jī)、一箱、一閘、一漏保的接線方式，一機(jī)、一箱、一閘、一漏保的接線方式，并做好接地保護(hù)，嚴(yán)禁用同一個(gè)開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)箱直接控制二臺(tái)及二臺(tái)以上用電并做好接地保護(hù)，嚴(yán)禁用同一個(gè)開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)箱直接控

26、制二臺(tái)及二臺(tái)以上用電設(shè)備含插座。設(shè)備含插座。 各種電氣設(shè)備用的閘刀、插頭、插座、空氣開(kāi)關(guān)不得有裸露、漏電現(xiàn)各種電氣設(shè)備用的閘刀、插頭、插座、空氣開(kāi)關(guān)不得有裸露、漏電現(xiàn)象。象。 設(shè)備的負(fù)荷線、保護(hù)零線和開(kāi)關(guān)箱應(yīng)定期檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即報(bào)告專(zhuān)設(shè)備的負(fù)荷線、保護(hù)零線和開(kāi)關(guān)箱應(yīng)定期檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即報(bào)告專(zhuān)職電工維修。職電工維修。2.42.4小結(jié)小結(jié) 反坡高揚(yáng)程隧洞抽排水是一項(xiàng)耗時(shí)長(zhǎng)、費(fèi)用高的工程，抽排水設(shè)計(jì)反坡高揚(yáng)程隧洞抽排水是一項(xiàng)耗時(shí)長(zhǎng)、費(fèi)用高的工程，抽排水設(shè)計(jì)的合理與否直接影響著隧洞的施工效率、平安質(zhì)量，進(jìn)而影響工程的經(jīng)的合理與否直接影響著隧洞的施工效率、平安質(zhì)量，進(jìn)而影響工程的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。抽排

27、水設(shè)計(jì)是一項(xiàng)比較復(fù)雜的系統(tǒng)工程，影響因素很多濟(jì)及社會(huì)效益。抽排水設(shè)計(jì)是一項(xiàng)比較復(fù)雜的系統(tǒng)工程，影響因素很多。本文只是對(duì)大反坡小斷面隧洞抽排水技術(shù)進(jìn)行了初步探討，還有待于。本文只是對(duì)大反坡小斷面隧洞抽排水技術(shù)進(jìn)行了初步探討，還有待于進(jìn)一步的研究及總結(jié)。雖然本抽排水設(shè)計(jì)較好地解決了隧洞內(nèi)涌水問(wèn)題進(jìn)一步的研究及總結(jié)。雖然本抽排水設(shè)計(jì)較好地解決了隧洞內(nèi)涌水問(wèn)題，但是在應(yīng)用過(guò)程中也不可防止產(chǎn)生一些細(xì)節(jié)問(wèn)題?，F(xiàn)將大反坡小斷面，但是在應(yīng)用過(guò)程中也不可防止產(chǎn)生一些細(xì)節(jié)問(wèn)題。現(xiàn)將大反坡小斷面隧洞抽排水技術(shù)總結(jié)如下：隧洞抽排水技術(shù)總結(jié)如下： 排水方案的設(shè)計(jì)要充分考慮到隧道施工的特點(diǎn)，如：涌水特點(diǎn)、坡度大小、洞斷面

28、大小、工期長(zhǎng)短等。只有考慮全面才能既平安又經(jīng)濟(jì)的解決隧道涌水問(wèn)題。 排水管道要隨隧道的進(jìn)尺及時(shí)布設(shè)，切忌“無(wú)水不布、有水再布的僥幸思想，一旦出現(xiàn)大涌水，后患無(wú)窮。 制定排水方案時(shí)，要盡可能適應(yīng)多種形式排水以節(jié)約排水費(fèi)用。 為了節(jié)約排水管理人員費(fèi)用，可在增加水泵自動(dòng)開(kāi)啟裝置，本工程中因?yàn)樵撗b置的應(yīng)用大大節(jié)約了水泵的管理費(fèi)用。 實(shí)際施工過(guò)程中，由于隧道內(nèi)涌水多為污水，水倉(cāng)易發(fā)生淤積現(xiàn)象，解決方法一是及時(shí)去除倉(cāng)內(nèi)淤泥，二是備用水倉(cāng)。 做好應(yīng)急準(zhǔn)備，當(dāng)隧道施工中發(fā)生突然涌水，設(shè)計(jì)排水量達(dá)不到排水要求時(shí)，可使用高壓風(fēng)管臨時(shí)改裝成排水管路。 第三章長(zhǎng)距離獨(dú)頭掘進(jìn)小斷面隧洞施工供配電技術(shù)第三章長(zhǎng)距離獨(dú)頭掘進(jìn)

29、小斷面隧洞施工供配電技術(shù)3.1說(shuō)明說(shuō)明 隨著國(guó)家根底設(shè)施建設(shè)戰(zhàn)略的實(shí)施，國(guó)內(nèi)水電站建設(shè)、隨著國(guó)家根底設(shè)施建設(shè)戰(zhàn)略的實(shí)施，國(guó)內(nèi)水電站建設(shè)、引水工程、各種管道工程迅猛開(kāi)展，不可防止要建設(shè)大量小引水工程、各種管道工程迅猛開(kāi)展，不可防止要建設(shè)大量小斷面隧洞，如引水洞、輸油、輸氣管道、城市污水、電力管斷面隧洞，如引水洞、輸油、輸氣管道、城市污水、電力管道等道等,以上隧洞的特點(diǎn)一般是斷面小、洞線長(zhǎng)、施工干擾大以上隧洞的特點(diǎn)一般是斷面小、洞線長(zhǎng)、施工干擾大、條件差、工期較長(zhǎng)、獨(dú)頭掘進(jìn)距離大。隧洞內(nèi)用電設(shè)備因、條件差、工期較長(zhǎng)、獨(dú)頭掘進(jìn)距離大。隧洞內(nèi)用電設(shè)備因供電線路距離增加，電壓損失也加大，造成用電設(shè)備無(wú)法

30、正供電線路距離增加，電壓損失也加大，造成用電設(shè)備無(wú)法正常使用，甚至無(wú)法啟動(dòng)，影響施工生產(chǎn)正常進(jìn)行。常使用，甚至無(wú)法啟動(dòng)，影響施工生產(chǎn)正常進(jìn)行。3.2 3.2 工程概況工程概況 小浪底引黃工程垣曲支線隧洞獨(dú)頭掘進(jìn)距離小浪底引黃工程垣曲支線隧洞獨(dú)頭掘進(jìn)距離2518m2518m。總體施工方案?？傮w施工方案為掘進(jìn)完成后再施工二次襯砌。斷面尺寸：為掘進(jìn)完成后再施工二次襯砌。斷面尺寸：2.5m(2.5m(寬寬) )4.0m4.0m高，開(kāi)高，開(kāi)挖采用光面爆破法，裝碴采用挖采用光面爆破法，裝碴采用45KW45KW扒碴機(jī)，出碴采用自卸汽車(chē)。照明采扒碴機(jī)，出碴采用自卸汽車(chē)。照明采用用40WLED40WLED燈，洞

31、內(nèi)使用兩臺(tái)燈，洞內(nèi)使用兩臺(tái)7.5KW7.5KW水泵抽水。二次襯砌采用先施工鋪底水泵抽水。二次襯砌采用先施工鋪底再施工拱墻的施工工藝，臺(tái)車(chē)采用再施工拱墻的施工工藝，臺(tái)車(chē)采用10m10m長(zhǎng)整體走行式液壓臺(tái)車(chē)，混凝土長(zhǎng)整體走行式液壓臺(tái)車(chē)，混凝土澆筑采用澆筑采用HBT40C-1408AHBT40C-1408A三一重工輸送泵，額定功率三一重工輸送泵，額定功率55KW55KW。 3.3 3.3 施工供電方案選擇施工供電方案選擇 序號(hào)序號(hào)施工工序施工工序名稱(chēng)名稱(chēng)設(shè)備名稱(chēng)設(shè)備名稱(chēng)功功 率（率（KWKW） 設(shè)備數(shù)量（臺(tái)）設(shè)備數(shù)量（臺(tái)） 功率合計(jì)（功率合計(jì)（KWKW）備注備注1 1開(kāi)挖開(kāi)挖 及支護(hù)及支護(hù)扒碴機(jī)扒碴

32、機(jī)45451 14545 2 2噴砼機(jī)噴砼機(jī)7.57.51 17.57.5 3 3電焊機(jī)電焊機(jī)15151 11515 4 4水泵水泵7.57.52 21515 5 5照明照明5 5 5 5 6 6合合 計(jì)計(jì)87.587.57 7二次二次 襯砌襯砌襯砌臺(tái)車(chē)襯砌臺(tái)車(chē)15151 11515 8 8砼輸送泵砼輸送泵55551 15555 9 9電焊機(jī)電焊機(jī)15151 11515 1010水泵水泵7.57.52 21515 1111照明照明5 5 5 5 1212合合 計(jì)計(jì) 1051053.3.2電壓損失估算 根據(jù)施工方案可得，開(kāi)挖與初支分開(kāi)施工，因此，洞內(nèi)同時(shí)用電功率最大為65KW。二次襯砌時(shí)，洞內(nèi)同

33、時(shí)用電功率最大為75KW，因此，計(jì)算最大用電負(fù)荷選取75KW。 根據(jù)?建筑施工計(jì)算手冊(cè)?，估算負(fù)荷在末端的線路電壓損失的公式如下： = L(CS) 1其中：電壓降%，一般照明允許2.5%5%；電動(dòng)機(jī)電壓降不超過(guò)5%；對(duì)工地臨時(shí)網(wǎng)路取7%。 各段線路負(fù)荷計(jì)算功率kw，L各段線路長(zhǎng)度mS導(dǎo)線截面mm2， C材料內(nèi)部系數(shù)，三相四線：銅芯導(dǎo)線，C=77，鋁芯導(dǎo)線，C=46.3。 由于有局部185mm2的鋁芯舊電纜可利用，因此，動(dòng)力線路采用的是185mm2的鋁芯電纜，由公式1計(jì)算可得：= 752600(46.3185)=22.8%，遠(yuǎn)大于7%，后期施工中供電方案要解決電壓損失過(guò)大的問(wèn)題。3.3.33.3

34、.3降低電壓損失方案降低電壓損失方案 1 1增大線徑法增大線徑法 采用增大線徑，使線路末端的混凝土生產(chǎn)設(shè)備輸入電壓在設(shè)備最低工作采用增大線徑，使線路末端的混凝土生產(chǎn)設(shè)備輸入電壓在設(shè)備最低工作電壓以上，保證生產(chǎn)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。電壓損失計(jì)算取值如下：電壓以上，保證生產(chǎn)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。電壓損失計(jì)算取值如下： P=75kw P=75kw，L=2600mL=2600m，允許，允許=7%=7%，C=46.3C=46.3。 由公式由公式1 1換算得：換算得：S= PS= PL L C C=(75=(752600) 2600) (46.3(46.37)=602mm27)=602mm2 選用選用1 1根根3 330

35、0mm2300mm2鋁芯電纜，鋁芯電纜，1 1根根3 3300+1300+1150mm2150mm2鋁芯電纜。照明線鋁芯電纜。照明線單獨(dú)走線，計(jì)算電壓降可得單獨(dú)走線，計(jì)算電壓降可得 = P = PL L(C(CS)=(70S)=(702600) 2600) (46.3(46.3600)=6.6% 600)=6.6% 符合要求。符合要求。 2改變導(dǎo)線材質(zhì)法 采用銅芯電纜P=75kw，L=2600m，允許=7%，C=77。由公式1換算得： S= PL C=(752600) (777)=362mm2 選用2根185mm2銅芯電纜。 = PL(CS)=(752600) (77370)=6.8% 符合要

36、求。 3高壓進(jìn)洞法 采用高壓電纜進(jìn)洞方案，洞內(nèi)安裝變壓器，容量160KVA，380V動(dòng)力供電線路采用240mm2鋁芯導(dǎo)線，掘進(jìn)施工時(shí)，布線最大長(zhǎng)度L計(jì)算如下： L=(CS)P=7(46.3240)/65=1197m； 二次襯砌施工時(shí)，布線最大長(zhǎng)度L計(jì)算如下： L=(CS)P=7(46.3240)/75=1037m； 由以上計(jì)算可知，掘進(jìn)施工時(shí)，在施工里程0+1000處布置一次變壓器，在施工里程0+2000處布置一次變壓器。二次襯砌施工時(shí)同樣移動(dòng)一次變壓器。 選用高壓電纜1600m，240mm2鋁芯電纜1000m，50mm2照明鋁芯電纜1600m，160KVA變壓器一臺(tái)。 4采用大功率補(bǔ)償式電力

37、穩(wěn)壓器法 1.SBW三相全自動(dòng)補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器工作原理和特點(diǎn)簡(jiǎn)介 SBW穩(wěn)壓器是引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合電網(wǎng)電壓波動(dòng)大的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的。不管是電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變化引起的電壓波動(dòng)穩(wěn)壓器均能保證供電電壓的穩(wěn)定，廣泛適用于工業(yè)、交通、郵電、軍事、科研等領(lǐng)域的大型機(jī)電設(shè)備。 SBW穩(wěn)壓器是由變壓器T1、補(bǔ)償變壓器T2、伺服電機(jī)MS、采樣比較控制電路及機(jī)械傳動(dòng)局部等為主體，組成輸出電壓自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)。主要特點(diǎn)： 特高的能源效率：電能轉(zhuǎn)換效率在98%以上，是理想的節(jié)能型交流穩(wěn)壓器。 超大容量的輸出功率：額定輸出功率從10KVA2000KVA。 特寬的輸入電壓范圍：20% 廣泛適用各種性質(zhì)的負(fù)載：能適應(yīng)功率因數(shù)

38、從+0.1+1的各種負(fù)載，因此對(duì)阻性、感性、容性等各種負(fù)載都正常使用。 微小的附加波形失真：輸出的正弦波形幾乎與輸入的電網(wǎng)波形完全一樣，波形畸度：0.1%。 電壓調(diào)節(jié)平穩(wěn)：采用補(bǔ)償方式機(jī)電結(jié)合，電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)，連續(xù)平穩(wěn)，不會(huì)產(chǎn)生突變，能承受瞬間起動(dòng)負(fù)載，可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，穩(wěn)壓精度5%以?xún)?nèi)。 SBW三相全自動(dòng)補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器使用條件 環(huán)境溫度 -10+40 相對(duì)濕度 90% 海拔高度 1000m 無(wú)嚴(yán)重影響穩(wěn)壓器絕緣的氣體，蒸汽、化學(xué)沉積、灰塵、污垢及其它爆炸和腐蝕性介質(zhì), 安裝場(chǎng)所無(wú)嚴(yán)重振動(dòng)或顛簸。 穩(wěn)壓器位置估算 由穩(wěn)壓器特點(diǎn)可知，輸入端，穩(wěn)壓器與電網(wǎng)變壓器間的布線長(zhǎng)度 取7%，S=185 m

39、m2，C=46.3。由公式1計(jì)算得： Lmax=(CS)P=800m； 輸出端，穩(wěn)壓器與負(fù)載間的布線長(zhǎng)度 取20%，S=185 mm2，C=46.3。由公式1計(jì)算得： Lmax=(CS)P=2284m； 根據(jù)以上計(jì)算可得，穩(wěn)壓器布置在距離掘進(jìn)終點(diǎn)800m處，L1=800m，L2=1800m。 線路末端電壓損失估算 第一步：計(jì)算電網(wǎng)變壓器至穩(wěn)壓器的壓降 電壓損失公式1中取值如下：P=75kw考慮線路和設(shè)備功率損失，L2=1800m， S=185 mm2，C=46.3。由公式1計(jì)算得： =PL CS=75180046.3185=15.8% 20%，穩(wěn)壓器仍可正常工作。 第二步：計(jì)算穩(wěn)壓器至負(fù)載的電

40、壓損失 電壓損失公式1中取值如下：P=75kw，L=800m， S=185 mm2，C=46.3。由公式1計(jì)算得： =PL CS=7580046.3185=7% 7%，負(fù)載如輸送泵可正常啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)。3.3.4 3.3.4 方案比照分析方案比照分析 注：材料及設(shè)備單價(jià)取自網(wǎng)上報(bào)價(jià)注：材料及設(shè)備單價(jià)取自網(wǎng)上報(bào)價(jià)方案序號(hào)方案序號(hào) 方案內(nèi)容方案內(nèi)容材料型號(hào)材料型號(hào)材料用量材料用量單價(jià)（元）單價(jià)（元） 合價(jià)（元）合價(jià)（元）備備 注注方案一方案一增大線徑法增大線徑法3 3300mm2300mm2鋁芯電纜鋁芯電纜2600m2600m81.881.8212680212680 3 3300+1300+1150m

41、m150mm2 2鋁芯電纜鋁芯電纜2600m2600m92.292.2239720239720 合合 計(jì)計(jì) 452400452400 方案二方案二改變導(dǎo)線材質(zhì)改變導(dǎo)線材質(zhì)3 3185mm185mm2 2銅芯電纜銅芯電纜5200m5200m40040020800002080000 方案三方案三高壓進(jìn)洞高壓進(jìn)洞160KVA160KVA變壓器變壓器1 1臺(tái)臺(tái)19500195001950019500 配電柜配電柜1 1套套25000250002500025000 50mm250mm2高壓鋁芯電纜高壓鋁芯電纜1600m1600m50508000080000 3 3240+1240+1120mm2120m

42、m2鋁芯電纜鋁芯電纜1000m1000m80808000080000 3 350+150+125mm225mm2鋁芯電纜鋁芯電纜1600m1600m21213360033600照明及水泵用照明及水泵用增容費(fèi)增容費(fèi) 2500025000 安拆費(fèi)安拆費(fèi) 2000020000 合合 計(jì)計(jì) 283100283100 方案四方案四電力穩(wěn)壓器法電力穩(wěn)壓器法250KVA250KVA穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器1 1臺(tái)臺(tái)28000280002800028000 3 3185+1185+195mm295mm2鋁芯電纜鋁芯電纜2600m2600m6363163800163800 合合 計(jì)計(jì) 1918001918002方案優(yōu)缺點(diǎn)比

43、照 方案一 優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單易行，平安風(fēng)險(xiǎn)低，能耗低。 缺點(diǎn)：材料用量大，方案造價(jià)相對(duì)高。 方案二 優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單易行，平安風(fēng)險(xiǎn)低，能耗低。 缺點(diǎn)：材料用量大，方案造價(jià)高昂。 方案三 優(yōu)點(diǎn)：電壓穩(wěn)定，受客觀條件影響小，電損小。 缺點(diǎn)：操作復(fù)雜，手序繁多，需要專(zhuān)業(yè)人員安裝，平安風(fēng)險(xiǎn)高。材料用量大，造價(jià)相對(duì)高。 方案四 優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，平安風(fēng)險(xiǎn)低，施工造價(jià)相對(duì)低。 缺點(diǎn)：電壓穩(wěn)定性較差，受客觀條件影響較大，能耗較大3.3.53.3.5方案選用方案選用 經(jīng)過(guò)以上計(jì)算分析，四個(gè)方案中，方案一和方案二費(fèi)用較高，予以排除。經(jīng)過(guò)以上計(jì)算分析，四個(gè)方案中，方案一和方案二費(fèi)用較高，予以排除。應(yīng)中選用方案三或方案四

44、，在方案選用時(shí)，方案三操作復(fù)雜，手序繁多，需要專(zhuān)應(yīng)中選用方案三或方案四，在方案選用時(shí)，方案三操作復(fù)雜，手序繁多，需要專(zhuān)業(yè)人員安裝，平安風(fēng)險(xiǎn)高，材料用量大，造價(jià)相對(duì)高。方案四雖然能耗較大，但業(yè)人員安裝，平安風(fēng)險(xiǎn)高，材料用量大，造價(jià)相對(duì)高。方案四雖然能耗較大，但因?yàn)樗矶词┕ぶ芷谙鄬?duì)較短，一般因?yàn)樗矶词┕ぶ芷谙鄬?duì)較短，一般2 23 3年，電損可以忽略不計(jì)，因此，方案四為年，電損可以忽略不計(jì)，因此，方案四為垣曲支線施工最正確供電方案，費(fèi)用相比高壓進(jìn)洞法而言節(jié)約垣曲支線施工最正確供電方案，費(fèi)用相比高壓進(jìn)洞法而言節(jié)約1010萬(wàn)元以上。萬(wàn)元以上。3.3.6 3.3.6 原理原理 將將SBWSBW三相全自動(dòng)補(bǔ)

45、償式電力穩(wěn)壓器安裝在低壓供電線路中的適宜位置，解三相全自動(dòng)補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器安裝在低壓供電線路中的適宜位置，解決由于輸電距離過(guò)長(zhǎng)，用電設(shè)備啟動(dòng)時(shí)導(dǎo)致的電壓降過(guò)大，電壓不穩(wěn)的問(wèn)題。穩(wěn)決由于輸電距離過(guò)長(zhǎng)，用電設(shè)備啟動(dòng)時(shí)導(dǎo)致的電壓降過(guò)大，電壓不穩(wěn)的問(wèn)題。穩(wěn)壓器的安裝位置根據(jù)負(fù)載端用電設(shè)備功率來(lái)計(jì)算，穩(wěn)壓器輸入端電壓降不超過(guò)壓器的安裝位置根據(jù)負(fù)載端用電設(shè)備功率來(lái)計(jì)算，穩(wěn)壓器輸入端電壓降不超過(guò)380V380V20%20%。 SBW SBW系列穩(wěn)壓器由三相補(bǔ)償變壓器系列穩(wěn)壓器由三相補(bǔ)償變壓器TBTB、三相調(diào)壓變壓器、三相調(diào)壓變壓器TUVTUV電壓檢測(cè)單元、電電壓檢測(cè)單元、電動(dòng)機(jī)控制與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，電控操作電路，

46、保護(hù)電路等組成。調(diào)壓變壓器動(dòng)機(jī)控制與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，電控操作電路，保護(hù)電路等組成。調(diào)壓變壓器TUVTUV的一次的一次繞組接成繞組接成Y Y形連接在穩(wěn)壓器的輸出端，二次繞組連接補(bǔ)償變壓器形連接在穩(wěn)壓器的輸出端，二次繞組連接補(bǔ)償變壓器TBTB的一次繞組，的一次繞組，而補(bǔ)償變壓器工作原理，假設(shè)不計(jì)補(bǔ)償變壓器阻抗壓降，而補(bǔ)償變壓器工作原理，假設(shè)不計(jì)補(bǔ)償變壓器阻抗壓降， Uao=Uai+Uac Uao=Uai+Uac 式中：式中：Uai-Uai-穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器A A相輸入電壓；相輸入電壓；Uao-Uao-穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器A A相輸出電壓；相輸出電壓； Uac- Uac-穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器A A相相補(bǔ)償電壓。補(bǔ)償電壓。 其

47、原理是:當(dāng)A相輸出電壓Uai增加Uai時(shí)，補(bǔ)償電壓Uac也相應(yīng)改變Uac且Uac=-Uai時(shí)，使A相輸出電壓Uao保持不變，同理B相、C相也是如此。 其穩(wěn)壓過(guò)程是：根據(jù)輸出電壓的變化，由電壓檢測(cè)單元采樣，檢測(cè)并輸出信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)SM轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)減速機(jī)構(gòu)并有鏈條帶動(dòng)調(diào)壓變壓器TUV上的電刷組滑動(dòng)或滾動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)調(diào)壓器的第二次電壓，以改變補(bǔ)償電壓的極性和大小，實(shí)現(xiàn)輸出電壓自動(dòng)穩(wěn)定在穩(wěn)壓精度允許的范圍內(nèi)，從而到達(dá)自動(dòng)穩(wěn)壓的目的。 SBW三相全自動(dòng)補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器工作原理及施工布置如圖3.3.6-1、3.3.6-2所示。圖3.3.6-1 SBW三相全自動(dòng)補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器工作原理圖3.3.6-2 隧洞施工供電線

48、路布置示意圖用 電 設(shè) 備低 壓 動(dòng) 力 電 纜低 壓 動(dòng) 力 電 纜洞 外 變 壓 器高 壓 電 纜作業(yè)面SBW穩(wěn) 壓 器洞 口圖3.3.6-3 穩(wěn)壓器內(nèi)部圖3.3.7 3.3.7 操作步驟及要點(diǎn)操作步驟及要點(diǎn)1 1操作流程見(jiàn)圖操作流程見(jiàn)圖3.3.7-13.3.7-1圖圖3.3.7-1 SBW3.3.7-1 SBW三相全自動(dòng)補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器施工供電工藝流程圖三相全自動(dòng)補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器施工供電工藝流程圖人、材、機(jī)組織方案設(shè)計(jì)施工準(zhǔn)備設(shè)備檢驗(yàn)設(shè)備安裝設(shè)備調(diào)試驗(yàn)收使用基座施工預(yù)留硐室開(kāi)挖2 2操作要點(diǎn)操作要點(diǎn) 方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)根據(jù)隧道施工機(jī)械設(shè)備的功率及同時(shí)用電設(shè)備數(shù)量，計(jì)算出最大用電功根據(jù)隧道施

49、工機(jī)械設(shè)備的功率及同時(shí)用電設(shè)備數(shù)量，計(jì)算出最大用電功率，選擇適宜的穩(wěn)壓器型號(hào)，再根據(jù)供電距離計(jì)算出電纜線型號(hào)及穩(wěn)壓率，選擇適宜的穩(wěn)壓器型號(hào)，再根據(jù)供電距離計(jì)算出電纜線型號(hào)及穩(wěn)壓器安裝范圍。器安裝范圍。 施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備根據(jù)方案設(shè)計(jì)在隧洞適當(dāng)位置開(kāi)挖穩(wěn)壓器硐室，并做好硐室支護(hù)，做好根據(jù)方案設(shè)計(jì)在隧洞適當(dāng)位置開(kāi)挖穩(wěn)壓器硐室，并做好硐室支護(hù)，做好防水設(shè)施，再平整場(chǎng)地，做好穩(wěn)壓器安放平臺(tái)，以免隧底的水浸泡穩(wěn)壓防水設(shè)施，再平整場(chǎng)地，做好穩(wěn)壓器安放平臺(tái)，以免隧底的水浸泡穩(wěn)壓器，之后進(jìn)行人、材、機(jī)組織：配備專(zhuān)業(yè)電工器，之后進(jìn)行人、材、機(jī)組織：配備專(zhuān)業(yè)電工2 2名，雜工數(shù)名，機(jī)械設(shè)備名，雜工數(shù)名，機(jī)械設(shè)備完好

50、，各種電纜及支架準(zhǔn)備齊全。完好，各種電纜及支架準(zhǔn)備齊全。 設(shè)備檢驗(yàn) 設(shè)備到貨后，需進(jìn)行開(kāi)箱前的檢查，主要檢查內(nèi)容如下： a.箱體在運(yùn)輸過(guò)程中有無(wú)損壞。 b.穩(wěn)壓器上的名牌應(yīng)是需方所要購(gòu)的穩(wěn)壓器品種規(guī)格。 c.面板上的表頭、指示燈、按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、補(bǔ)償變壓器、按觸調(diào)壓器及其它無(wú)器件是否完好無(wú)損。 d.緊固件是否松動(dòng)移位各部份連接線是否松動(dòng)或接觸不良。 e.調(diào)壓系統(tǒng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝置是否平安可靠，如有碳刷錯(cuò)位或者有殘缺斷裂，應(yīng)及時(shí)糾正列換。 設(shè)備安裝 變壓器及電纜線的安裝不再表達(dá)，只介紹SBW三相全自動(dòng)補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器的安裝接線工作。只有開(kāi)箱檢查合格的產(chǎn)品，才允許安裝接線。 a.穩(wěn)壓器開(kāi)箱檢查合格后

51、，應(yīng)立即就位，就位過(guò)程中，要保證穩(wěn)壓器箱體及柜內(nèi)電氣設(shè)備不受損壞，就位后，要保證穩(wěn)壓器底盤(pán)受力均勻，箱體不會(huì)搖動(dòng)。 b.檢查絕緣電阻。 c.連接進(jìn)線。 d.連接輸出線。 e.連接接地線。設(shè)備調(diào)試 變壓器設(shè)備的調(diào)試參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)試工作，在此不再表達(dá)。調(diào)試人員的第一步工作也就是最重要的一項(xiàng)工作是檢查接地，這項(xiàng)工作是確保穩(wěn)壓器可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，必須認(rèn)真做好。具體工作內(nèi)容如下： a.檢查主回路接線是否牢固可靠，尤其對(duì)QA電控開(kāi)關(guān)，QN刀形轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)與KM接觸器觸點(diǎn)是否松脫現(xiàn)象，如有松動(dòng)，必須擰緊； b.檢查面板上的各電器元器件，如電流表，電壓表指示燈，按鈕，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)連線是否有虛接現(xiàn)象，如有松動(dòng)，

52、必須擰緊； c.檢查控制電路板是否虛焊，如有請(qǐng)重新焊接； d.檢查電控開(kāi)關(guān)的控制電路及電機(jī)的C45電源開(kāi)關(guān)是否合上，如沒(méi)有請(qǐng)先給電控電路的控制開(kāi)關(guān)合上。當(dāng)穩(wěn)壓器安裝、接線完成以后，就可以進(jìn)行通電調(diào)試了。通電前的操作：通電前的操作： a. a.面板上的手動(dòng)、自動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)置放在面板上的手動(dòng)、自動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)置放在“手動(dòng)擋位置，接好線路。手動(dòng)擋位置，接好線路。 b. b.送上電源，按下停止按鈕，合上空氣開(kāi)關(guān)，這時(shí)候面板上的三相電送上電源，按下停止按鈕，合上空氣開(kāi)關(guān)，這時(shí)候面板上的三相電源指示燈亮，輸入電壓表有讀數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)面板上的線電壓換相開(kāi)關(guān)，分別測(cè)源指示燈亮，輸入電壓表有讀數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)面板上的線電壓換相開(kāi)關(guān)

53、，分別測(cè)出三相輸入線電壓的大小，并做好記錄，如果發(fā)現(xiàn)輸入電壓缺相，必須檢出三相輸入線電壓的大小，并做好記錄，如果發(fā)現(xiàn)輸入電壓缺相，必須檢查原因直到排除為止。查原因直到排除為止。 c. c.置選擇開(kāi)關(guān)于置選擇開(kāi)關(guān)于“電網(wǎng)位置，再松開(kāi)停止按鈕，輸入電壓表電網(wǎng)位置，再松開(kāi)停止按鈕，輸入電壓表VOVO有讀有讀數(shù)，面板上的市電指示燈黃色亮，轉(zhuǎn)動(dòng)面板上的線電壓換相開(kāi)關(guān)，輸數(shù)，面板上的市電指示燈黃色亮，轉(zhuǎn)動(dòng)面板上的線電壓換相開(kāi)關(guān)，輸入電壓表入電壓表V1V1和輸出電壓表和輸出電壓表VOVO應(yīng)該有相同的讀數(shù)應(yīng)該有相同的讀數(shù) d.手動(dòng)穩(wěn)壓試驗(yàn)： 按下停止按鈕，把選擇開(kāi)關(guān)設(shè)置在“手動(dòng)位置再松開(kāi)停止按鈕，接觸器吸合，

54、面板上黃色市電指示燈熄滅，綠色穩(wěn)壓指示燈亮，然后根據(jù)輸入電壓表V1的讀數(shù)，按升壓按鈕或降壓按鈕，使輸出電壓調(diào)整到380V或是某一個(gè)指定的電壓值。 e.限位開(kāi)關(guān)撞擊試驗(yàn)，上述操作過(guò)程完成以后，即可做限位撞擊試驗(yàn)，具體試驗(yàn)方法如下： 按降壓按鈕使輸出電壓下降，欠壓警鈴響了以后繼續(xù)下降并記下欠壓報(bào)警電壓值直至撞開(kāi)下限限位開(kāi)關(guān)DWK裝在調(diào)壓變壓器左、右下側(cè)面伺服電動(dòng)機(jī)不能動(dòng)為止。 按升壓按鈕使輸出電壓上升，過(guò)壓警鈴響了的時(shí)候記下過(guò)壓報(bào)警電壓值，并繼續(xù)升壓到撞開(kāi)上限限位開(kāi)關(guān)UWK為止UWK裝在調(diào)壓變壓器左、右下側(cè)伺服電動(dòng)機(jī)不能動(dòng)為止。該試驗(yàn)完成后，必須立即將輸出電壓降至380V。 在撞擊試驗(yàn)中，如果發(fā)現(xiàn)

55、某個(gè)限位開(kāi)關(guān)失靈或過(guò)早過(guò)晚動(dòng)作，必須校正撞板的位置，直至適宜為止。自動(dòng)穩(wěn)壓試驗(yàn) a 將選擇開(kāi)關(guān)置放在“手動(dòng)擋位置，然后按SUA升壓按鈕，使輸出電壓到395V左右，然后把選擇開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)撥到“自動(dòng)位置穩(wěn)壓器輸出電壓應(yīng)隨之恢復(fù)到380V左右。 b 將選擇開(kāi)關(guān)重新置放在“手動(dòng)位置擋，按降壓按鈕，使輸出電壓為365V左右，然后把選擇開(kāi)關(guān)撥到“自動(dòng)位置，輸出電壓應(yīng)隨之上升到380V左右。 3)驗(yàn)收使用 調(diào)試完成，各項(xiàng)指標(biāo)合格后，即可投入正常使用，負(fù)載運(yùn)行時(shí)注意以下幾點(diǎn)： 1.負(fù)載必須逐步參加，要嚴(yán)格防止過(guò)載現(xiàn)象的出現(xiàn)。 2.穩(wěn)壓器的負(fù)載應(yīng)不超過(guò)80%的額定值為好，這時(shí)候穩(wěn)壓器的效率最高，可靠性也最好，如果穩(wěn)壓

56、器的負(fù)載率很高，必須加強(qiáng)冷卻措施。 3.穩(wěn)壓器帶載運(yùn)行的過(guò)程中，如果出現(xiàn)斷電，那么恢復(fù)供電的時(shí)候，要求負(fù)載逐步參加，嚴(yán)防數(shù)臺(tái)大容量鼠籠式交流電動(dòng)機(jī)同時(shí)使用，過(guò)大的沖擊電流回?fù)p壞穩(wěn)壓器。 4)SBW4)SBW三相全自動(dòng)補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器使用條件三相全自動(dòng)補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器使用條件 1.環(huán)境溫度 -10+40 2. 相對(duì)濕度 90% 3.海拔高度 1000m 4.無(wú)嚴(yán)重影響穩(wěn)壓器絕緣的氣體，蒸汽、化學(xué)沉積、灰塵、污垢及其它爆炸和腐蝕性介質(zhì), 安裝場(chǎng)所無(wú)嚴(yán)重振動(dòng)或顛簸。3.4 3.4 本章小結(jié)本章小結(jié) 小浪底引黃工程垣曲支線單口掘進(jìn)小浪底引黃工程垣曲支線單口掘進(jìn)2518m2518m、3#3#支洞上游單口

57、掘進(jìn)支洞上游單口掘進(jìn)2100m2100m，二次襯砌施工動(dòng)力線均采用，二次襯砌施工動(dòng)力線均采用185 mm2185 mm2鋁芯電纜，實(shí)踐證明采用鋁芯電纜，實(shí)踐證明采用SBWSBW補(bǔ)償式補(bǔ)償式全自動(dòng)電力穩(wěn)壓器解決動(dòng)力線路電壓損失是可行的。解決長(zhǎng)距離供電電壓全自動(dòng)電力穩(wěn)壓器解決動(dòng)力線路電壓損失是可行的。解決長(zhǎng)距離供電電壓損失大的問(wèn)題的方法很多，需要因地制宜，確定平安、經(jīng)濟(jì)、合理的方案損失大的問(wèn)題的方法很多，需要因地制宜，確定平安、經(jīng)濟(jì)、合理的方案。 在小斷面水工隧洞施工動(dòng)力供電線路設(shè)計(jì)中，在本文所列條件下動(dòng)在小斷面水工隧洞施工動(dòng)力供電線路設(shè)計(jì)中，在本文所列條件下動(dòng)力電纜采用力電纜采用240mm224

58、0mm2，當(dāng)隧道獨(dú)頭掘進(jìn)小于，當(dāng)隧道獨(dú)頭掘進(jìn)小于1.4km1.4km布線長(zhǎng)布線長(zhǎng)1.4km1.4km時(shí)，應(yīng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用適當(dāng)增大導(dǎo)線線徑的方法解決負(fù)載電壓損失過(guò)大的問(wèn)題。當(dāng)隧洞獨(dú)當(dāng)采用適當(dāng)增大導(dǎo)線線徑的方法解決負(fù)載電壓損失過(guò)大的問(wèn)題。當(dāng)隧洞獨(dú)頭掘進(jìn)大于頭掘進(jìn)大于1.4km1.4km而小于而小于2.6km2.6km布線長(zhǎng)布線長(zhǎng)2.6km2.6km時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用增設(shè)大功率自時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用增設(shè)大功率自動(dòng)補(bǔ)償式穩(wěn)壓器方案解決；當(dāng)獨(dú)頭掘進(jìn)超過(guò)動(dòng)補(bǔ)償式穩(wěn)壓器方案解決；當(dāng)獨(dú)頭掘進(jìn)超過(guò)2.6km2.6km時(shí)，可考慮采用時(shí)，可考慮采用“高壓進(jìn)高壓進(jìn)洞方式解決負(fù)載電壓損失過(guò)大的問(wèn)題。洞方式解決負(fù)載電壓損失過(guò)大的問(wèn)題。第

59、四章反坡小斷面隧洞長(zhǎng)距離獨(dú)頭掘進(jìn)施工通風(fēng)技術(shù)第四章反坡小斷面隧洞長(zhǎng)距離獨(dú)頭掘進(jìn)施工通風(fēng)技術(shù)4.14.1概況概況 小浪底引黃工程引水小浪底引黃工程引水2#2#隧洞隧洞13+95713+95720+25020+250里程范圍內(nèi)設(shè)里程范圍內(nèi)設(shè)有有4#4#、5#5#兩個(gè)支洞，其中兩個(gè)支洞，其中4#4#支洞與主洞交叉點(diǎn)里程支洞與主洞交叉點(diǎn)里程15+942.315+942.3，底板高程為底板高程為491.99m491.99m，支洞口底板高程，支洞口底板高程581.1m581.1m，坡度，坡度i=15.5%i=15.5%，傾角傾角a=8.8a=8.8，長(zhǎng)度，長(zhǎng)度L=598.8mL=598.8m，高差，高差H

60、=89.12mH=89.12m，與主洞夾角為，與主洞夾角為9090。上游開(kāi)挖長(zhǎng)度。上游開(kāi)挖長(zhǎng)度1957m1957m，下游開(kāi)挖長(zhǎng)度，下游開(kāi)挖長(zhǎng)度1089m1089m。5#5#支洞與主支洞與主洞交叉點(diǎn)里程洞交叉點(diǎn)里程17+697.817+697.8，底板高程為，底板高程為491.4m491.4m，支洞口底板高程，支洞口底板高程582.6m582.6m，坡度，坡度i=15.5%i=15.5%，傾角，傾角a=8.8a=8.8，長(zhǎng)度，長(zhǎng)度L=621mL=621m，高差，高差H=90.2mH=90.2m，與主洞夾角為，與主洞夾角為5050。上游開(kāi)挖長(zhǎng)度。上游開(kāi)挖長(zhǎng)度689m689m，下游開(kāi)挖，下游開(kāi)挖長(zhǎng)度