石太客運專線南梁、太行山隧道施工用電永臨結(jié)合設(shè)計

石太客運專線南梁、太行山隧道施工用電永臨結(jié)合設(shè)計

通常，工業(yè)能源供應(yīng)系統(tǒng)有三種解決方案。方案1主要用于自助能源，并輔助當(dāng)?shù)啬茉?。該系統(tǒng)成本高，污染小。通常適用于獨立安裝點和安裝點的供電。第二個問題主要是利用當(dāng)?shù)啬茉春妥约旱哪茉?。該系統(tǒng)適用于當(dāng)?shù)啬茉促Y源豐富的地區(qū)。方案3是一種永久組合的電源類型。當(dāng)當(dāng)?shù)啬茉促Y源分布不均，電力供應(yīng)緊張，當(dāng)主要技術(shù)難以生產(chǎn)時，它對保證供電，節(jié)省投資起著一定的作用。此文結(jié)合石太客運專線南梁、太行山隧道施工用電永臨結(jié)合設(shè)計情況，對施工用電永臨結(jié)合設(shè)計方法及技術(shù)經(jīng)濟比較作簡述。石太客運專線太行山隧道為單線雙洞隧道，左線隧道27839m，右線隧道27848m，設(shè)置9處施工斜井，按進出口、9個斜井共11個工區(qū)組織施工，工期39個月；南梁隧道全長11526m，從進口至出口依次為雙線隧道長5315m，喇叭口隧道長480m，余下段為2個單線隧道，設(shè)置4處施工斜井，按進口、4個斜井共5個工區(qū)組織施工，工期33個月。南梁隧道出口與太行山隧道進口相距174m，為48+80+48m大跨連續(xù)梁的孤山大橋。自南梁隧道進口DK57+545至太行山隧道出口DK97+094止，工程范圍近40km，工程量巨大，共設(shè)置16個隧道施工工區(qū)，該段工程是石太客運專線的控制工程。這2座隧道施工用電量較大，為提高控制工程施工供電的可靠性和有效控制造價，在施工組織設(shè)計過程中進行了施工用電永臨結(jié)合設(shè)計。1地下主配電所為保證南梁、太行山隧道運營及防災(zāi)通風(fēng)供電的安全性和可靠性，需考慮2路電源互為備用進行供電。第1路電源由北冶35kV變電站進線前口“T”接一路35kV線路，引至太行山隧道進口處，設(shè)1座容量為3150kVA的35/10kV箱式變電站，并沿隧道內(nèi)電纜溝分別向太行山隧道出口和南梁隧道進口方向各敷設(shè)1條10kV電力電纜線路，太行山隧道內(nèi)設(shè)置9座、南梁隧道內(nèi)設(shè)置5座10/0.4kV箱式變電站，各箱式變電站饋出低壓電力電纜線路向附近的用電點供電；第2路電源利用位于太行山隧道4號斜井、5號斜井附近的35/10kV交口變電站的10kV電源線路，在4號斜井內(nèi)設(shè)置10kV箱式配電所，并沿隧道內(nèi)電纜溝分別向太行山隧道出口和南梁隧道進口方向各敷設(shè)1條10kV電力電纜線路，太行山隧道內(nèi)設(shè)置9座、南梁隧道內(nèi)設(shè)置5座10/0.4kV箱式變電站，各箱式變電站饋出低壓電力電纜線路向附近的用電點供電。由此可見，南梁、太行山隧道運營及防災(zāi)通風(fēng)供電的外部電源完全可以與施工用電的供電電源共用，這就為南梁、太行山隧道施工用電永臨結(jié)合提供了設(shè)計基礎(chǔ)。2供隧道施工用電變電站南梁、太行山隧道地處河北省和山西省交界的大山區(qū)中，沿線電力資源匱乏，地方10kV電力線路分布稀少，且為供電支線，導(dǎo)線截面一般為25mm2或35mm2。因此，就近“T”接電力線路難以滿足如此長大隧道施工用電要求。通過擴大范圍調(diào)查，河北省境內(nèi)可供隧道施工用電的變電站有崗南變電站和清泉變電站，崗南110/35kV變電站可提供6000kW的供電能力，該站經(jīng)北冶35/10kV變電站至南梁隧道，線路長約50km；清泉110/35kV變電站可提供10000kW的供電能力，該站經(jīng)小作35/10kV變電站至南梁隧道，線路長約25km。山西省境內(nèi)可供隧道施工用電的變電站有溫池變電站、秀水變電站，溫池220/110/35kV變電站，主變?yōu)?×150000kVA；秀水110/35kV變電站，主變?yōu)?×31500kVA,110kV電源1路引自溫池220/110/35kV變電站，另1路引自葦泊110/35kV變電站，該站供電能力緊張。通過對地方電力資源的調(diào)查，設(shè)計人員完全搞清楚了地方電力設(shè)施的供電能力，這就為隧道施工用電永臨結(jié)合提供了第一手資料。3施工用電負(fù)荷通過計算，太行山隧道的正式運營和防災(zāi)通風(fēng)設(shè)備位于隧道進出口處，每處需要用電負(fù)荷750kW、4號斜井和5號斜井需要通風(fēng)用電負(fù)荷600kW；南梁隧道正式運營和防災(zāi)通風(fēng)設(shè)備位于孤山4號斜井，需要用電負(fù)荷320kW、3號斜井需要通風(fēng)用電負(fù)荷280kW，進口需要通風(fēng)用電負(fù)荷350kW。在通常情況下，施工期間用電負(fù)荷要遠(yuǎn)大于正式運營期間用電負(fù)荷，因此準(zhǔn)確確定施工用電負(fù)荷十分重要。(1）按配備設(shè)備計算用電負(fù)荷太行山隧道（單線雙洞隧道，單線隧道有效面積60.4m2）一個工作面配備機械情況：(6)生活用電負(fù)荷100kW;(7)其他小型機械設(shè)備用電負(fù)荷80kW。以上設(shè)備合計用電負(fù)荷為1095kW，考慮同時施工系數(shù)0.8，負(fù)荷876kW，取900kW。由此一個施工口需要900×2=1800kW用電負(fù)荷（1個口負(fù)擔(dān)2個工作面施工）。同樣，南梁隧道進口、1號斜井一個口根據(jù)配備機械情況確定用電負(fù)荷為1200kW;2、3、4號斜井一個施工口需要用電負(fù)荷1800kW。(2）根據(jù)概算統(tǒng)計用電量及各工區(qū)工期計算用電負(fù)荷（見表1)(3）相似項目施工用電負(fù)荷調(diào)查蘭新鐵路蘭州西至武威南段增二線工程中烏鞘嶺隧道長20050m，亦為2座單線隧道，為滿足工期要求，設(shè)置13座施工斜井。根據(jù)調(diào)查，各個施工工區(qū)實際施工用電負(fù)荷見表2。根據(jù)以上分析，估算南梁、太行山隧道各工區(qū)施工用電負(fù)荷見表3。4為各工點提供33kv電源根據(jù)估算的施工用電負(fù)荷進行施工用電永臨結(jié)合設(shè)計，確定供電路徑、供電線路線徑、供電長度等。南梁和太行山隧道施工用電永臨結(jié)合設(shè)計情況如下：(1）自秀水110/35kV變電站引電力線至鐵路線位，沿鐵路線位經(jīng)太行山隧道出口、9號斜井至8號斜井新建1路35kV電力線路（導(dǎo)線截面為120mm2），為各工點提供35kV電源。(2）自溫池220/110/35kV變電站經(jīng)太行山隧道7至1號斜井至進口處新建1路35kV電力線路（導(dǎo)線截面為240mm2），為各工點提供35kV電源。(3）在清泉110/35kV至小作35/10kV變電站的電源線路上“T”接1路35kV電力線路，經(jīng)桃王莊110/35kV變電站（在建），至南梁隧道進口、1～3號斜井過孤山斜井至太行山隧道進口（導(dǎo)線截面為240mm2），為各工點提供35kV電源。在隧道施工完工后，上述修建的電力線路及設(shè)施可作為正式運營和防災(zāi)通風(fēng)用電的外部供電線路。5臨時施工用電線路施工用電永臨結(jié)合設(shè)計無論從技術(shù)上還是經(jīng)濟上較永臨不結(jié)合設(shè)計具有一定的優(yōu)勢。(1）技術(shù)方面太行山、南梁隧道施工用電如果不考慮永臨結(jié)合供電方案，則需要在施工前將施工供電線路修建起來，具體臨時供電方案為：(1)自秀水110kV變電站引電力線沿鐵路線位經(jīng)太行山隧道出口、9號斜井至8號斜井新建1路35kV電力線路（導(dǎo)線截面為120mm2），為各工點提供35kV電源。(2)自溫池220kV變電站經(jīng)太行山隧道7號至1號斜井至進口處新建1路35kV電力線路（導(dǎo)線截面為240mm2），為各工點提供35kV電源。(3)在清泉110/35kV至小作35/10kV變電站的電力線路上“T”接一路35kV電力線路，經(jīng)桃王莊110/35kV變電站（在建），至南梁隧道進口、1～3號斜井過孤山斜井至太行山隧道進口（導(dǎo)線截面為240mm2），為各工點提供35kV電源。正式運營的防災(zāi)和通風(fēng)電源供電方案為：第1路電源由地方北冶35kV變電站進線前口“T”接一路35kV線路，引至太行山隧道進口處；第2路電源利用位于太行山隧道4號斜井、5號斜井附近的35/10kV交口變電站的10kV電源線路。太行山和南梁隧道施工用電如果采用施工用電永臨結(jié)合供電方案，隧道正式運營的防災(zāi)和通風(fēng)外部電源供電線路就可以利用臨時施工用電的供電線路，由于臨時施工用電線路將來要成為正式工程供電線路，因此施工用電永臨結(jié)合供電線路在供應(yīng)施工用電方面穩(wěn)定性和可靠性更強。(2）經(jīng)濟方面經(jīng)分析計算，石太客運專線南梁和太行山隧道施工用電永臨結(jié)合設(shè)計較永臨不結(jié)合設(shè)計節(jié)省投資735.7萬元。6施工用電永臨結(jié)合設(shè)計的基本資料(1）對有條件開展施工用電永臨結(jié)合的鐵路工程內(nèi)容應(yīng)有充分認(rèn)識，盡早為開展施工用電永臨結(jié)合設(shè)計做準(zhǔn)備，提前部署。(2）應(yīng)充分調(diào)查工程外部電源情況，掌握能否進行施工用電永臨結(jié)合設(shè)計的第一手資料。(3）合理確定施工用電負(fù)荷，是進行施工用電永臨結(jié)合設(shè)計的基礎(chǔ)，