盾构临电施工方案.docx
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盾构临电施工方案
杭州至临安城际铁路工程SGHL-3标段
【临安广场站～农林大学站】盾构区间
临时用电施工组织设计
批准：
审核：
校核：
编制：
浙江省大成建设集团有限公司
杭州至临安城际铁路工程SGHL-3标段
2017年12月
一、编制依据
1、既有施工图纸及周边电网情况；
2、《建设工程施工现场供电安全规范》（GB50194-2014）；
3、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；
4、《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-2011）；
5、《低压配电设计规范》（GB50054-2011）
6、现场临时用电设备负荷和配置资料。
二、工程简介
临安广场站～农林大学站区间位于杭临线临安段，区间线路出临安广场站后，线路沿万马路向北敷设，在锦江地块以620m转弯半径转向东，下穿南苕溪后，贴苕溪北侧沿苕溪北路下敷设至农林大学站。
图2-1工程范围平面示意图
本区间右DK5+130~右DK6+230段穿越地块民房、厂房和南苕溪，该段沿线分布建（构）筑物多为2~6层的砖混、砼结构，且与隧道结构距离较远，区间隧道结构顶距离南苕溪河底距离约19.8m，南苕溪河流宽约84m，本段区间沿线分布管线较少，管线主要集中于苕溪北路上，管线埋设较浅，最深的1路DN300的PVC污水管埋深约1.5m。
区间右DK8+310~终点段主要下穿现状山体，沿线分布（构）筑物少，局部有1~3层砖、混结构民房，且与隧道结构距离较远，该段区间沿线基本无管线分布。
区间设计起点~右DK5+130和右DK6+230~右DK8+310段沿现状道路下敷设，沿线建（构）筑物密集，建筑以混、砼结构为主，多为2~6层建筑物，区间侧穿苕溪廊桥、临水桥、临东桥，苕溪廊桥桩基与隧道结构的距离约7.9m，临水桥桩基与隧道结构的距离约3.8m，临东桥扩大基础与隧道结构距离约9.4m；本段区间沿线分布管线众多，大多管线埋深较浅，其中1路DN800的砼雨水管埋深约1.74m、1路DN400的PVC污水管埋深约2.29m、1路DN800的砼污水管埋深约2.8m、1路DN600的砼雨水管埋深约1.4m、1路DN800的PVC污水管埋深约2.8m、1路DN600的PVC雨水管埋深约2.2m、1路DN400的砼污水管埋深约2.66m。
区间左线设计里程范围为左DK4+980.800~DK8+757.900，全长3802.157m（含长链25.057m）。
其中左DK6+767.8~DK6+792.2为区间风井，明挖法施工，长24.4m；其余均为盾构法施工，长3777.757m（含长链25.057m）。
区间右线设计里程范围为右DK4+980.800~DK8+757.900，全长3777.115m（含长链0.015m）。
其中右DK6+749.895~DK6+774.295为区间风井，明挖法施工，长24.4m；其余均为盾构法施工，长3752.715m（含长链0.015m）。
区间分别在里程右DK5+567.303、右DK7+300、右DK8+300处设置联络通道，在右DK6+792.095处设置区间中间风井，在右DK6+152.610、右DK7+800处设置废水泵房兼联络通道；其中辅助泵房的集水井体积均按不小于15m3设计。
联络通道及泵房采用矿山法施工。
本区间拟采用两台盾构机从临安广场站始发，向着中间风井方向掘进，两台盾构机从农林大学站始发，向着中间风井方向掘进，最后在中间风井接收盾构机。
如图2-2所示。
图2-1工程概况示意图
三、临时用电设计方案
3.1现场用电布置
以临安广场站~中间风井盾构机区间用电设计为例，具体如下：
总体用电规划：
本标段临时用电可分为三部分，一是项目部办公、生活等用电；二是盾构工作场地内施工、照明；三是盾构机专项配电。
其中本区间盾构临时用电分为：
盾构工作场地内施工、照明和盾构机专项用电。
在盾构作业区由两台2500KVA的变压器并配上辅助设施。
盾构机出线柜具有过流、零序保护，分离脱扣等功能，将10KVA高压进洞供给盾构掘进机，洞内敷设10KVA电缆供盾构机使用，并设计专门的电缆挂设架，沿隧道进洞方向右侧安设，每台盾构机上设高压变电柜和变压器，变压器容量为2300KVA。
为保证供电可靠性，可视情况备用一台300KW的柴油发电机，供局部施工、照明、抽排水、通风等应急设备使用。
备用电源临时用电系统图见图3-1。
图3-1备用电源临时用电系统图
根据招标文件及施工合同的相关规定，由业主提供10KV变压器和安装三台400KVA的变压器授电点。
3.2盾构施工用电统计
盾构机掘进机功率统计见表3-1。
表3-1盾构机掘进机功率统计表
序号
名称
功率（KW）
1
刀盘驱动
1280
2
推进液压系统
110
3
拼装器液压系统
45
4
辅助液压系统
22
5
注浆泵液压系统
45
6
螺旋输送机液压单元
200
7
液压油过滤循环系统
11
8
主驱动齿轮油泵润滑
11.5
9
润滑油脂泵
0.4
10
冷却水泵（闭式）
15
11
A液泵
4
12
B液泵
1.5
13
A液注浆罐搅拌器
4.4
14
注浆罐搅拌器
7.5
15
高压清洗机
22
16
泡沫原液泵
0.4
17
泡沫混合液泵
9
18
膨润土泵
30
19
空压机1
55
20
空压机2
55
21
二次风机
37
22
照明
20
23
紧急照明
10
24
管片吊机
10
25
皮带机
30
26
其它
34
总计
装机总功率
2070
总容量计算
Pjs总=2070KW<2500KW（单台装机容量）。
符合规范要求。
（2）盾构机配套设备：
充电站、龙门吊、电焊机、现场小动力设备、现场办工生活设施、现场照明、机加工等用电设备情况见表3-2。
表3-2用电设备情况一览表
序号
设备名称
设备功率（KW）
设备数量
设备总功率（KW）
备注
1
龙门吊
236
2
472
盾构出土
2
通风机
110
2
220
隧道通风
3
充电房
35
6
210
电瓶充电
4
电焊机（机修间）
25
2
50
机加工使用
5
防洪泵
11
1
11
6
储浆站
11
1
11
盾构注浆
7
潜水泵
5.5
2
11
抽排水
8
场区及洞内照明
25
综合
9
办公
10
综合
10
外循环水泵
37
2
74
盾构机冷却用
11
总计
1094
变压器容量的取值
变压器容量的配置公式为：
P=（K1ΣP1/COSφ1+K2ΣP2/COSφ2+K3ΣP3/COSφ3+K4ΣP4/COSφ4）
其中，
ΣP1——电动机额定功率之和；
ΣP2——电焊机额定功率之和；
ΣP3——施工综合电气额定功率之和；
ΣP4——其他用电设备总量；
ΣP5——场区照明；
K1、2…——同时运行系数；
COSφ1、COSφ2、COSφ3、COSφ4——分别为电动机、电焊机、其他设备及照明负载的平均功率因数；
用电设备组的Kx、cosφ见表3-3：
表3-3用电设备组的Kx、cosφ取值表
序号
用电设备组名称
Kx
cosφ
1
门吊
0.6
0.65
2
机修间（电焊机）
0.45
0.45
3
其他动力设备
0.7
0.7
4
照明
1
1
5
其它用电设备
0.5
0.65
变压器容量计算：
P=（0.6*472/0.65+0.45*50/0.45+0.7*537/0.7+25+0.5*10/0.65）
=435.7+50+537+20+7.7
=1050.4KVA
故选用三台400KVA容量箱式变压器满足盾构施工需要。
3.3设计配电装置，选择电器
（1）配电系统为三级配电，二级到三级漏电保护系统，采用中性点直接接地的三相五线制（TN－S）配电系统；
（2）配电系统设计量箱、总配电箱、分配电箱和开关箱，由总箱分支路引出固定安装于分配电箱中，再由各分配箱引出若干分支到达各开关箱；
（3）现场配电箱采用专业厂家生产的铁体配电箱，具有较多的优点，便于移动、防雨、防砸。
（4）电器选择根据设备需要和长期使用的经济性、实用性、综合因素考虑选择；
（5）总配电箱的电器应具有电源隔离，正常接通与分断电路，以及短路、过载、漏电保护功能，且总开关电器的额定值、动作整定值应与分路开关电器的额定值、动作整定值相适应；
（6）分配电箱应装设漏电保护器和空气隔离开关。
3.4临电设计的要求
必须遵守确保安全的前提下，满足供电需要，技术可靠，经济合理的原则。
而且安装使用的所有施工用电设备或机具，以及线缆、配电箱、断路器、漏电保护器、插座、开关以及照明灯具等电气产品，都是来自于具有相当资质的专业生产厂家或销售商家，且符合国家标准要求、检验准予出厂的合格产品。
即产品应具备以下资质条件：
（1）产品出厂合格证，特种设备还应有型式检验合格证；
（2）使用操作说明书；
（3）产品标识名牌、用途、技术性能数据、安全标志、制造日期等。
3.5场区临电布置设计
本工程采用380/220V市电做为施工、生活用电，在车站盾构始发井北端50m处设置三个箱式变电站，配有400kw变压器、高低压进出线、总开关及漏电保护器等成套设备。
采用YC橡套铜芯电力电缆线直埋地下引至各个用电区一级配电箱内。
再由一级配电箱引入二、三级配电柜及各个用电设备。
具体详见附图一《施工场区临时用电布置图》。
3.6系统接地形式
（1）由于现场施工设备变压器的低压侧为380v中性点直接接地：
低压系统的接地形式采用TN-S三相五线制系统，如图3-1所示：
图3-1TN-S接零保护系统示意图
说明：
1—工作接地；2—PE线重复接地；3—电器设备金属外壳；L1、L2、L3—相线；N—工作零线；
PE--保护零线；DK—总电源隔离开关；RCD—总漏电保护器；T—变压器
（2）当架空线终端、总配电箱、区域配电箱与变压器的距离超过50米时，其保护零线（PE线）应重复接地，接地电阻应小于10Ω。
（3）在总电源开关箱及用电设备的开关箱内，开关的负荷侧设漏电保护器。
（4）N线与PE线之间严格分开，不做电气连接。
3.7负荷计算
选择导线截面有以下三种方式，由于盾构机及后配套设备负荷量较大，其主要矛盾在导线的容许电流方面，所以本设计按允许电流选择方式选择配电导线的截面。
按机械强度的选择：
导线必须保证不致因一般机械损伤折断；按允许电流选择。
导线必须能承受负载电流长时间通过所引起的温升。
三相五线制线路上的电流按下式计算
I线=（K×P）/（1.732×U线×cosφ）
二相制线路上的电流按下式计算
I=P/（Ucosφ）
式中I——电流值（A）
K——需要系数
P——总容量
U线——电压
cosφ——功率因数，网路取0.85
按允许电压降选择，导线上引起的电压降必须在一定限度内。
配电导线截面可用下式计算：
S=（∑P*L/C*ε）%
式中S－导线截面
ε-允许的相对电压降；照明允许电压降为2.5%~5%，电动机电压不超过+5%
C-系数视导线材料而定，线路电压配电方式而定，铜线线路额定电压380V/220V，配电五线，C=77
（1）高压变压器至盾构机导线截面
盾构机导线截面选择因用电距离约为1800m、10KV高压送电，所以按允许通过
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