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1、新建太興鐵路靜興段TXJX-2標（DK132+295DK148+146）二青山隧道高壓進洞施工專項方案編制：復核：審核：中鐵二十二局集團有限公司太興鐵路靜興段工程項目部2011年7月25日二青山隧道高壓進洞施工專項方案一、工程概況二青山隧道穿越呂梁山山脈北段，屬中山區，進口位于嵐縣境內，出口位于興縣境內。隧道進口里程DK132295，出口里程DK148146，隧道全長15.851km，屬單線特長隧道，也是本項目控制工期的工程。隧道中部最大埋深600m左右，出口端埋深較淺，約2560m。隧道區進口段（嵐縣端）為山間黃土盆地，洞身段及出口段為褶皺斷裂中山區，“V”、 “U”字形溝谷發育。隧道穿越地2、層除進、出口淺埋段為第四系黃土層外，其余均為太古界、元古界的變質巖地層。隧道進口17.47m直線段后接半徑R=1200m的曲線，曲線長度為1119.47m，中部為直線，至DK146825.91接一半徑R2000m的曲線，曲線長899.44m，洞身線路縱坡為單面坡，自進口至出口依次為4/1205m、5/13250m和3/1396m的下坡。隧道進口位于莊上村附近，從209國道有鄉村公路（瀝青路面，寬度3.5m，長度1.5km）通往莊上村，然后沿土路（2.5m寬，300m長）可至隧道進口下方（施工期間，土路段需改建為便道）。隧道出口位于鄉村公路（瀝青路面，45m寬）旁，鄉村公路可接省道。二青山隧道設3、置4座斜井， 1#斜井830米，綜合坡度為7.8%的下坡；2#斜井1725米，綜合坡度為11.2%的下坡；3#斜井1830米，綜合坡度為11%的下坡；4#斜井1230米，綜合坡度為6%的下坡，其中除3#斜井采用760588cm雙車道內凈空斷面外其余3座斜井全部采用510580cm的單車道內凈空斷面，斜井全部采用無軌運輸。斜井總長度5620m，相當于正洞長度的35.4。根據施工組織設計要求，二青山隧道工程除進、出口獨頭掘進2000m外其他四個斜井掘進長度加上承擔正洞任務量獨頭掘進都大于2000m，3#斜井往出口方向獨頭掘進更長，達到3800m，因隧道斷面小 獨頭掘進距離長，故洞內通風 供電是二青4、山隧道施工應解決的重要問題。二、施工用電情況二青山隧道6個工區前期洞外進口安裝的1臺 630 kVA 變壓器；1#斜井安裝的1臺630 kVA 變壓器；2#斜井安裝的1臺800 kVA 變壓器； 3#斜井安裝的630、315變壓器各1臺； 4#斜井安裝的1臺630 kVA 變壓器；出口；安裝的1臺630 kVA 變壓器，洞內低壓側動力電線斷面采用180mm2鋁芯電線。目前2#斜井掘進870m、3#斜井掘進1100米，目前2#斜井、3#斜井洞內涌水量大，2#斜井在K0+680處泵站安裝了2臺55KW離心抽水泵，其它小型泥漿泵12.5KW共計6臺，加上照明用電現洞內用電總量200KW；3#斜井在K5、0+760處泵站安裝了1臺55KW離心抽水泵，掌子面附近安裝1臺35KW離心泵往K0+760處泵站中轉，其它小型泥漿泵12.5KW共計5臺，洞內輸送泵功率90KW，加上照明用電現洞內用電總量250KW；加上洞外空壓機 通風機及洞外碎石場等不停運轉 供電線路鋪設太長，洞外變壓器所供電壓產生壓降，供電損耗太大，若仍用現有的800 kVA （2#斜井）、630+315KVA（3#斜井）變壓器輸送供電，已不能滿足斜井洞內抽水泵實際用電需求，按照相關供電規范及施工經驗， 0.4 kV 三相線路供電半徑不宜超過0.8 km，現階段2#斜井掘井進尺870m、3#斜井掘進1100m，末端電壓已達不到用電設備額6、定電壓，導致洞內大型用電設備離心泵、輸送泵由于電壓低不能正常工作 為解決施工用電問題，需高壓電進洞，在洞內架設 10 kV 電纜，洞室內安裝變壓器，以縮短低壓供電距離，滿足供電需求，其他各工區目前還不存在洞內電壓不足現象，但隨著隧道掘井，各工區也將陸續采用高壓進洞方式提供洞內施工用電，結洞內計劃施工用電需要，高壓進洞時統一考慮后續施工需要，避免二次調配返工，滿足隧道施工需要，六個工區洞內主要施工用電見表1。表1：各工區施工用電配置表洞外主要施工用電（KW）斜井主要施工用電（KW）正洞主要施工用電（KW）拌合站鋼筋加工空壓機通風機營區用電合計使用率施工用電排水合計使用率排水施工用電合計使用率進口7、1205044022020850595001101302401681#斜井3020550440201060742303003302311101702801962#斜井60550440201070749407207605321102203302313#斜井9030660440201240868407207605321102203302314#斜井302055044020106074235300335234.5110220330231出口3020440220207305110013013091說明：洞內施工用電主要為輸送泵、噴錨機、洞內支立拱架用電，正常用電按設備功率的0.7倍系數考慮。參照表1的8、統計數據，進口工區洞外施工用電595KW，洞內施工用電168KW；1#斜井工區洞外施工用電742KW，斜井施工用電231KW，正洞施工用電196KW；2#斜井工區洞外施工用電749KW，斜井施工用電532KW，正洞施工用電231KW；3#斜井工區洞外施工用電868KW，斜井施工用電532KW，正洞施工用電231KW；4#斜井工區洞外施工用電742KW，斜井施工用電234KW，正洞施工用電231KW；出口工區洞外施工用電511KW，洞內施工用電91KW。三、高壓進洞方案3.1 洞內變壓器選型變壓器的容量選擇：按變壓器效率最高時的負荷率 b來選擇容量 當隧洞的計算負荷確定后，配電變壓器的容量為：S9、=Pjs/bcos2式中： S配電變壓器的容量（kVA）；Pjs 建筑物的有功計算負荷（kW）；cos 2 補償后的平均功率因數，不小于 0.9；b 變壓器的負荷率，變壓器容量的最終確定就在于選定變壓器的負荷率 b，變壓器的負荷率按節能負荷率參考取值，取 0.75根據斜井及正洞洞內施工用電負荷（表 1），經計算，六個工區的洞內外變壓器容量及型號見表2表2：個工區變壓器容量計算表進口1#斜井2#斜井3#斜井4#斜井出口洞外洞內洞外斜井洞內洞外斜井洞內洞外斜井洞內洞外斜井洞內洞外洞內計算容量7142028902772358996382771041638277890280277613109變壓器容量10、800315630+315315315630+315630315630+315630315630+3153153156303153.2 輸電線路選型由于洞內施工作業環境差，洞內圍巖破碎 有滴滲水現象加上洞內車輛行走，結合洞內實際情況根據洞內負荷考慮降低電能損失，電纜型號選擇為 ZR-YJV22-10kV-3 35 mm2（銅芯交聯聚乙烯絕緣細鋼絲鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜），電纜長度進口1500m；1#斜井2000m；2#斜井2700m；3#斜井3300m；4#斜井2800m；出口1500m。3.3 高壓線引入根據對隧道周邊電網情況調查，在隧道進口段嵐縣境內的距進洞口8kM王獅鄉有35kV變電站11、可以提供35kV的電源；隧道出口端位于臨縣跟興縣交界處，在興縣境內利用西會鄉農網改造線路可以提供35kV的電源。進口端施工電源由王獅鄉35kV變電站的引一路專線，負擔進口端和1#、2#斜井施工設備負荷；出口端施工電源利用興縣農網改造引一路專線，負擔出口端和3#、4#斜井施工設備負荷；35kV線路采用架空線。進口處設一座35/10kv變配電所，10kV出線側設4路出線，兩路給本處變壓器供電，兩路采用樹干式給1#、2#斜井終端變電所供電。 在出口設一座35/10kv變配電所，10kV出線側設4路出線，兩路給本處變壓器供電，兩路采用樹干式給3#、4#斜井終端變電所供電。根據二青山隧道進口、1#斜井、12、2#斜井、3#斜井、4#斜井、出口實際及用電設備的分布情況，二青山隧道進、出口在洞口段1.0km的范圍內直接采用洞外的低電壓進洞供電，1.0km以后段落采用高壓進洞方案技術；2#斜井、3#斜井在洞口段600m的范圍內直接采用隧道外的低電壓進洞供電，600m以后段落采用高壓進洞方案技術；1#斜井、4#斜井在斜井施工過程中直接采用隧道外的低電壓進洞供電，斜井進入正洞后采用高壓進洞方案技術；確保施工順利進行。3.4 高壓線路進洞及鋪設二青山隧道斜井井身斷面小，高壓電纜線沿斜井右側拱腰位置布設；進入隧道主洞后，電纜線沿隧洞右側位置鋪設，避免與線路右側照明線路及高壓風管相互干擾，電纜懸掛高度控制在 3.13、5 m 左右。洞內施工大小車輛通行，難免會與洞壁擦碰，為了電纜安全采用高點鋼索（鋼絞線）懸吊電纜 移動敷設方式 為便于電纜線鋪設，在隧洞主洞左側邊墻位置每隔1520m設固定點一個（采用22鋼筋、35cm長，手鉆打孔，插入20cm，外露15cm，錨固劑粘結牢固）作為安裝鋼索懸吊點，吊點安裝好后在每一吊點上焊接一根15cm 長404 角鋼（角鋼另一端上鉆16的孔），角鋼下吊掛一個懸垂線夾用于鋼絞線安裝，鋼索敷設后穿入懸垂線夾并用手扳葫蘆分段緊起固定高壓電纜線與鋼索通過電纜掛鉤連接，沿邊墻平行布置 由于電纜相對較重，掛鉤之間間距按80100cm控制電纜安裝固定好后應在短時間內按照電纜頭制作工藝要求認14、真細致地將電纜中間頭制作完成并加以固定，電纜中間頭固定時不得受拉力太大，否則會使中間頭絕緣破壞導致電纜頭報廢。電纜線進入洞室后與洞室內布設的按表2計算的變壓器容量配置的箱式變壓器相連，洞室內安裝變壓器、配電柜及低壓電容補償柜（GGJ1-01-150 kVar），洞內低壓線路采用三相四線制。根據現場用電設備的用電情況進行用電分區，避免用電設備過于集中，洞內動力線與照明線將分別架設，整齊排線，固定在隧洞的一側，洞內 10 kV高壓電纜與 0.4 kV低壓線安裝在同一側，高壓在上 低壓在下分層布設，高壓電纜懸掛高度不小于3.5 m，以確保隧洞內正常施工用電及洞內用電安全下圖所示 3.5 洞內變壓器洞15、室布置根據各工區承擔正洞施工任務量及洞內施工用電實際情況，變壓器洞室布設位置參見下表變壓器布置表3變壓器容量（KVA）變壓器位置主要用途備注進口315DK133+375大避車洞輸送泵供電、施工排水2#斜井、3#斜井、4#斜井斜井長，高壓風管風壓、風量進入正洞損失大，建議斜井進入正洞后在喇叭口設置空壓機房洞室，將洞外空壓機移至洞內喇叭口空壓機房，相應的將洞外630KVA變壓器調至洞內喇叭口處負責空壓機房供電。1#斜井井身315斜井喇叭口負責斜井排水、進口方向輸送泵供電進口方向出口方向315DK135+895大避車洞輸送泵供電、施工排水2#斜井井身630K1+200負責斜井排水、進口方向輸送泵供電16、進口方向出口方向315DK138+835大避車洞輸送泵供電、施工排水3#斜井井身630K1+200負責斜井排水、進口方向輸送泵供電進口方向出口方向315DK142+195大避車洞輸送泵供電、施工排水4#斜井井身315斜井喇叭口負責斜井排水、出口方向輸送泵供電進口方向315DK144+085大避車洞輸送泵供電出口方向出口315DK147+025大避車洞輸送泵供電變壓器洞室規格為長6.5m，寬4.0m，高4.5m；洞內做好噴錨支護（掛網6.52020鋼筋網片、施作L=2.5 m 22系統錨桿噴射C20混凝土，洞室頂部不得有滲漏水現象）；箱式變壓器臺座根據變壓器結構尺寸制作，底板位置做好細部處理并做17、好接地接。地極采用 BLJ-MK-1接地模塊，變壓器安裝后設置防護木門，并設安全警示標志以加強其安全性。3.6 接地系統接地裝置的合適與否，接地電阻值是否合乎標準要求，直接影響到電力系統設備的正常運行，影響到洞內的安全。接地系統采用接地模塊式加強型接地方式。由于是隧洞內施工，洞內基面多為砂石相對比較干燥，介質導電率差無法滿足設計要求（用電設計要求為4），如不采取措施接地電阻過高用電時起不到保護作用，會對人體造成一定的傷害。為了降低接地電阻，應在降壓洞室內事先將下基地面全部向下挖 60 cm，將接地模塊直接布置在地面上，用鍍鋅扁鐵（505）將模塊之間首尾相互連接，并用扁鐵做交叉焊接形成等電位。底18、板挖開后用細土回填夯實處理，在連接好模塊后將模塊及扁鐵周圍撒下一些鹽，用洞外導電率較好的土壤進行邊回填邊撒鹽邊澆水的方式，分層回填分層撒鹽澆水夯實處理，從而改善了土壤的導電率使之達到設計要求。3.7繼電保護裝置及控制隧洞供電系統的各級繼電保護裝置應相互配合協調，使其保護可靠、靈敏；各級繼電保護時限整定恰當。按照用電規范要求，高標準配備線纜，堅持“一機一閘一箱一漏”，線路架空或埋地，要嚴格控制，以確保施工安全。3.8試驗檢測變壓器裝入洞室接好高、低壓線路，接好地線，準備工作完畢后，與地方供電部門聯系按照國家電氣設備安裝運行規范要求，對所有電氣設備進行相關電氣性能的測試（電氣裝置安裝電氣交接試驗）19、；對電纜、真空開關、變壓器、配電柜等設備嚴格按照電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準 GB50150-2006進行試驗。所有設備試驗合格后應依據電氣裝置安裝工程施工及驗收規范對安裝工程逐一、逐步的驗收，驗收合格后再聯系供電部門對設備送電試行。3.9停電預防措施為了防止高壓電突然停電，而影響洞內排水和施工。1#斜井、2#斜井、3#斜井、4#斜井必須在洞外發電機房再增加1太400kw發電機，一旦高壓停電立即采用兩臺320kw發電機并聯運行。通過洞外的變壓器向洞內供電。供電方式：由發電機直接送到洞外變壓器的低壓側，而后升壓到高壓側，通過原有進洞高壓電纜送到洞內變壓器的高壓測，再由低壓測降壓后到低壓開關柜使用。只有這樣才能保證高壓停電后，洞內正常供電。3.10安全防護要求高壓進洞所用敷設于隧洞內的電力電纜、控制電纜和照明導線均應選擇阻燃電纜或阻燃導線，當跨越道路和隧洞頂部的電纜，一般應穿管敷設；所有電器的金屬外殼都應保護接地，使用高壓電源應有專門的防護措施，電源裸露部分應有絕緣裝置（例如電線接頭處應裹上絕緣膠布）；10KV高壓線路距離建筑最小的水平安全距離為1.2m，垂直距離為2.5m，為了保障洞內施工人員的生命安全，在降壓洞室明顯位置懸掛“止步、高壓危險”標示牌。 中鐵二十二局集團太興鐵路靜興段工程項目部 2011年7月26日