石太客運專線南梁、太行山隧道施工用電永臨結合設計

石太客運專線南梁、太行山隧道施工用電永臨結合設計

通常，工業(yè)能源供應系統(tǒng)有三種解決方案。方案1主要用于自助能源，并輔助當?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?shù)啬茉春妥约旱哪茉础Ｔ撓到y(tǒng)適用于當?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。當當?shù)啬茉促Y源分布不均，電力供應緊張，當主要技術難以生產(chǎn)時，它對保證供電，節(jié)省投資起著一定的作用。此文結合石太客運專線南梁、太行山隧道施工用電永臨結合設計情況，對施工用電永臨結合設計方法及技術經(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，在施工組織設計過程中進行了施工用電永臨結合設計。1地下主配電所為保證南梁、太行山隧道運營及防災通風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1條10kV電力電纜線路，太行山隧道內(nèi)設置9座、南梁隧道內(nèi)設置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1條10kV電力電纜線路，太行山隧道內(nèi)設置9座、南梁隧道內(nèi)設置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通風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合提供了設計基礎。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，設計人員完全搞清楚了地方電力設施的供電能力，這就為隧道施工用電永臨結合提供了第一手資料。3施工用電負荷通過計算，太行山隧道的正式運營和防災通風設備位于隧道進出口處，每處需要用電負荷750kW、4號斜井和5號斜井需要通風用電負荷600kW；南梁隧道正式運營和防災通風設備位于孤山4號斜井，需要用電負荷320kW、3號斜井需要通風用電負荷280kW，進口需要通風用電負荷350kW。在通常情況下，施工期間用電負荷要遠大于正式運營期間用電負荷，因此準確確定施工用電負荷十分重要。(1）按配備設備計算用電負荷太行山隧道（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)生活用電負荷100kW;(7)其他小型機械設備用電負荷80kW。以上設備合計用電負荷為1095kW，考慮同時施工系數(shù)0.8，負荷876kW，取900kW。由此一個施工口需要900×2=1800kW用電負荷（1個口負擔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荷為1200kW;2、3、4號斜井一個施工口需要用電負荷1800kW。(2）根據(jù)概算統(tǒng)計用電量及各工區(qū)工期計算用電負荷（見表1)(3）相似項目施工用電負荷調(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)估算的施工用電負荷進行施工用電永臨結合設計，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合設計情況如下：(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施可作為正式運營和防災通風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合設計無論從技術上還是經(jīng)濟上較永臨不結合設計具有一定的優(yōu)勢。(1）技術方面太行山、南梁隧道施工用電如果不考慮永臨結合供電方案，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（導線截面為240mm2），為各工點提供35kV電源。正式運營的防災和通風電源供電方案為：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合供電方案，隧道正式運營的防災和通風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合供電線路在供應施工用電方面穩(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合設計較永臨不結合設計節(jié)省投資735.7萬元。6施工用電永臨結合設計的基本資料(1）對有條件開展施工用電永臨結合的鐵路工程內(nèi)容應有充分認識，盡早為開展施工用電永臨結合設計做準備，提前部署。(2）應充分調(diào)查工程外部電源情況，掌握能否進行施工用電永臨結合設計的第一手資料。(3）合理確定施工用電負荷，是進行施工用電永臨結合設計的基礎，