石太客运专线南梁、太行山隧道施工用电永临结合设计

石太客运专线南梁、太行山隧道施工用电永临结合设计

通常，工业能源供应系统有三种解决方案。方案1主要用于自助能源，并辅助当地能源。该系统成本高，污染小。通常适用于独立安装点和安装点的供电。第二个问题主要是利用当地能源和自己的能源。该系统适用于当地能源资源丰富的地区。方案3是一种永久组合的电源类型。当当地能源资源分布不均，电力供应紧张，当主要技术难以生产时，它对保证供电，节省投资起着一定的作用。此文结合石太客运专线南梁、太行山隧道施工用电永临结合设计情况，对施工用电永临结合设计方法及技术经济比较作简述。石太客运专线太行山隧道为单线双洞隧道，左线隧道27839m，右线隧道27848m，设置9处施工斜井，按进出口、9个斜井共11个工区组织施工，工期39个月；南梁隧道全长11526m，从进口至出口依次为双线隧道长5315m，喇叭口隧道长480m，余下段为2个单线隧道，设置4处施工斜井，按进口、4个斜井共5个工区组织施工，工期33个月。南梁隧道出口与太行山隧道进口相距174m，为48+80+48m大跨连续梁的孤山大桥。自南梁隧道进口DK57+545至太行山隧道出口DK97+094止，工程范围近40km，工程量巨大，共设置16个隧道施工工区，该段工程是石太客运专线的控制工程。这2座隧道施工用电量较大，为提高控制工程施工供电的可靠性和有效控制造价，在施工组织设计过程中进行了施工用电永临结合设计。1地下主配电所为保证南梁、太行山隧道运营及防灾通风供电的安全性和可靠性，需考虑2路电源互为备用进行供电。第1路电源由北冶35kV变电站进线前口“T”接一路35kV线路，引至太行山隧道进口处，设1座容量为3150kVA的35/10kV箱式变电站，并沿隧道内电缆沟分别向太行山隧道出口和南梁隧道进口方向各敷设1条10kV电力电缆线路，太行山隧道内设置9座、南梁隧道内设置5座10/0.4kV箱式变电站，各箱式变电站馈出低压电力电缆线路向附近的用电点供电；第2路电源利用位于太行山隧道4号斜井、5号斜井附近的35/10kV交口变电站的10kV电源线路，在4号斜井内设置10kV箱式配电所，并沿隧道内电缆沟分别向太行山隧道出口和南梁隧道进口方向各敷设1条10kV电力电缆线路，太行山隧道内设置9座、南梁隧道内设置5座10/0.4kV箱式变电站，各箱式变电站馈出低压电力电缆线路向附近的用电点供电。由此可见，南梁、太行山隧道运营及防灾通风供电的外部电源完全可以与施工用电的供电电源共用，这就为南梁、太行山隧道施工用电永临结合提供了设计基础。2供隧道施工用电变电站南梁、太行山隧道地处河北省和山西省交界的大山区中，沿线电力资源匮乏，地方10kV电力线路分布稀少，且为供电支线，导线截面一般为25mm2或35mm2。因此，就近“T”接电力线路难以满足如此长大隧道施工用电要求。通过扩大范围调查，河北省境内可供隧道施工用电的变电站有岗南变电站和清泉变电站，岗南110/35kV变电站可提供6000kW的供电能力，该站经北冶35/10kV变电站至南梁隧道，线路长约50km；清泉110/35kV变电站可提供10000kW的供电能力，该站经小作35/10kV变电站至南梁隧道，线路长约25km。山西省境内可供隧道施工用电的变电站有温池变电站、秀水变电站，温池220/110/35kV变电站，主变为1×150000kVA；秀水110/35kV变电站，主变为2×31500kVA,110kV电源1路引自温池220/110/35kV变电站，另1路引自苇泊110/35kV变电站，该站供电能力紧张。通过对地方电力资源的调查，设计人员完全搞清楚了地方电力设施的供电能力，这就为隧道施工用电永临结合提供了第一手资料。3施工用电负荷通过计算，太行山隧道的正式运营和防灾通风设备位于隧道进出口处，每处需要用电负荷750kW、4号斜井和5号斜井需要通风用电负荷600kW；南梁隧道正式运营和防灾通风设备位于孤山4号斜井，需要用电负荷320kW、3号斜井需要通风用电负荷280kW，进口需要通风用电负荷350kW。在通常情况下，施工期间用电负荷要远大于正式运营期间用电负荷，因此准确确定施工用电负荷十分重要。(1）按配备设备计算用电负荷太行山隧道（单线双洞隧道，单线隧道有效面积60.4m2）一个工作面配备机械情况：(6)生活用电负荷100kW;(7)其他小型机械设备用电负荷80kW。以上设备合计用电负荷为1095kW，考虑同时施工系数0.8，负荷876kW，取900kW。由此一个施工口需要900×2=1800kW用电负荷（1个口负担2个工作面施工）。同样，南梁隧道进口、1号斜井一个口根据配备机械情况确定用电负荷为1200kW;2、3、4号斜井一个施工口需要用电负荷1800kW。(2）根据概算统计用电量及各工区工期计算用电负荷（见表1)(3）相似项目施工用电负荷调查兰新铁路兰州西至武威南段增二线工程中乌鞘岭隧道长20050m，亦为2座单线隧道，为满足工期要求，设置13座施工斜井。根据调查，各个施工工区实际施工用电负荷见表2。根据以上分析，估算南梁、太行山隧道各工区施工用电负荷见表3。4为各工点提供33kv电源根据估算的施工用电负荷进行施工用电永临结合设计，确定供电路径、供电线路线径、供电长度等。南梁和太行山隧道施工用电永临结合设计情况如下：(1）自秀水110/35kV变电站引电力线至铁路线位，沿铁路线位经太行山隧道出口、9号斜井至8号斜井新建1路35kV电力线路（导线截面为120mm2），为各工点提供35kV电源。(2）自温池220/110/35kV变电站经太行山隧道7至1号斜井至进口处新建1路35kV电力线路（导线截面为240mm2），为各工点提供35kV电源。(3）在清泉110/35kV至小作35/10kV变电站的电源线路上“T”接1路35kV电力线路，经桃王庄110/35kV变电站（在建），至南梁隧道进口、1～3号斜井过孤山斜井至太行山隧道进口（导线截面为240mm2），为各工点提供35kV电源。在隧道施工完工后，上述修建的电力线路及设施可作为正式运营和防灾通风用电的外部供电线路。5临时施工用电线路施工用电永临结合设计无论从技术上还是经济上较永临不结合设计具有一定的优势。(1）技术方面太行山、南梁隧道施工用电如果不考虑永临结合供电方案，则需要在施工前将施工供电线路修建起来，具体临时供电方案为：(1)自秀水110kV变电站引电力线沿铁路线位经太行山隧道出口、9号斜井至8号斜井新建1路35kV电力线路（导线截面为120mm2），为各工点提供35kV电源。(2)自温池220kV变电站经太行山隧道7号至1号斜井至进口处新建1路35kV电力线路（导线截面为240mm2），为各工点提供35kV电源。(3)在清泉110/35kV至小作35/10kV变电站的电力线路上“T”接一路35kV电力线路，经桃王庄110/35kV变电站（在建），至南梁隧道进口、1～3号斜井过孤山斜井至太行山隧道进口（导线截面为240mm2），为各工点提供35kV电源。正式运营的防灾和通风电源供电方案为：第1路电源由地方北冶35kV变电站进线前口“T”接一路35kV线路，引至太行山隧道进口处；第2路电源利用位于太行山隧道4号斜井、5号斜井附近的35/10kV交口变电站的10kV电源线路。太行山和南梁隧道施工用电如果采用施工用电永临结合供电方案，隧道正式运营的防灾和通风外部电源供电线路就可以利用临时施工用电的供电线路，由于临时施工用电线路将来要成为正式工程供电线路，因此施工用电永临结合供电线路在供应施工用电方面稳定性和可靠性更强。(2）经济方面经分析计算，石太客运专线南梁和太行山隧道施工用电永临结合设计较永临不结合设计节省投资735.7万元。6施工用电永临结合设计的基本资料(1）对有条件开展施工用电永临结合的铁路工程内容应有充分认识，尽早为开展施工用电永临结合设计做准备，提前部署。(2）应充分调查工程外部电源情况，掌握能否进行施工用电永临结合设计的第一手资料。(3）合理确定施工用电负荷，是进行施工用电永临结合设计的基础，