天然氣管網隧道施工臨電管理問題及對策

張宏兵

(國家管網集團福建省管網有限公司，福建 福州 350000)

0 引言

天然氣管網項目建設中，隧道穿越工程施工難度大、安全風險高是管網建設項目安全管理的重點。管網隧道建設施工現場電氣設備的大量使用和臨時用電自身“臨時性”的特點，以及基層電氣安全管理水平的制約，使得管網隧道建設項目施工期間臨時用電問題頻頻出現，諸多不安全因素時常發生，嚴重制約施工進度。隧道施工作業點基本處于山區或者偏僻地區，施工現場機械設備動力、生產生活用電主要依靠臨時電力供應。施工作業現場用電設備種類多、電容量大、工作環境不固定以及長期處于野外高溫、潮濕露天和狹窄受限空間作業等特點，加之日常電氣管理中存在排查疏漏、監管不嚴等情況，很容易造成臨電使用安全隱患，嚴重時容易引發人員觸電傷亡等事故。因此，本文在分析隧道施工用電現狀的基礎上，總結隧道施工臨電管理常見的問題，并針對性地提出隧道施工臨電管理的應對措施，以期提高隧道施工臨電管理的水平。

1 隧道施工用電現狀

1.1 隧道施工用電負荷類型

一般隧道施工現場用電負荷主要包括12類，結合現場實際臨時用電系統工程的功能重要性和安全等級進行劃分，具體負荷設備及分類統計情況如表1所示。

表1 隧道施工用電負荷類型情況統計表

1.2 隧道施工供配電方式

參照建設工程供用電安全規范、鐵路隧道工程施工安全技術規程等有關規定，隧道施工用電必須按照設計要求設置雙電源或自備電源，自備發電機組與外電線路必須電源聯鎖，但嚴禁并列運行。一般采用以下幾種形式：

（1）外電線路供電。外電線路供電分為：一是采用380/220V市電供電專線，直接將380/220V市電引入施工現場的配電室或總配電箱；二是就近采用施工現場的發電站或電源變壓器供電。

（2）自備發電機組。施工現場無外接電源時，采用柴油發電機組作為自備電源。

（3）單向或雙向供電。按照掘進方式及隧道長度，采取單口掘進的隧道工程采用單向供電；采取兩端掘進的隧道工程采用雙向供電。長距離隧道供配電應考慮增加增容增壓裝置，以確保低壓線路末端的電壓降不大于10%。

2 隧道施工臨電管理常見問題

一般來講，天然氣管網隧道施工臨電管理常常出現臨電TN-S與TN-C系統混用、配電箱日常管理缺陷、輸電線路布設不合理和接地保護失效等問題。

2.1 臨電TN-S與TN-C系統混用

施工現場從隧道口變壓器→一級配電→二級配電箱→開關箱→電氣設備的各段，經常會出現四線或五線制并存、混亂使用、PE線不連續的情況；有的電路未采用五芯線電纜，直接將四芯線電纜進行布設；還有的分配電箱內部下級供電僅從開關處引出延伸，出現PE 線中斷的情況。

2.2 配電箱日常管理缺陷

隧道施工現場配電系統、集中荷載電源供給、設備用電控制均要通過配電箱接入完成，但施工現場常常出現配電箱外殼損毀嚴重、進出線混亂無保護、一閘多用、漏電保護器失效、斷路器防護罩缺失等問題[1]。在隧道內使用配電箱時，會長期受爆破沖擊的影響，無有效的保護和固定措施會影響配電箱的使用壽命。另一方面，配電箱的電路、設備的控制開關安裝時未合理布置，線路未進行捆綁固定，會存在較大安全隱患。

2.3 輸電線路布設不合理

隧道內部掘進施工期間，供電線路未采取架空處理、缺少絕緣保護措施，沿地面敷設現象普遍，甚至與水、氣、通訊管路一起混亂搭設；主要的供電線路絕緣層被隨意破壞與進行照明、測量設備的電氣搭接等。究其原因，主要是由于水、電、氣、通訊管路、線路規劃不合理，施工組織設計考慮不周全；另一方面是由于隧道內配電箱較遠，為圖取電方便、繞過配電箱，直接進行開孔搭電。

2.4 接地保護失效

施工現場存在用電設備外殼接地、臨電系統重復接地，接地線、接地體不合格或者虛接，PE線與N線在接線端子處接錯等情況。總結起來，可概況為以下幾方面：一是隧道現場中性點接地、系統重復接地、設備外殼接地數量較大，日常管理、檢查工作不到位；二是選用螺紋鋼或不規范要求的接地線、接地體進行安裝且存在虛接；三是隧道內外場地不良地質導致接地電阻無法達到要求；四是PE線與N線誤接，或PE線未進行電氣連接。

3 隧道施工臨電管理應對措施

3.1 隧道施工供配電管理

3.1.1 加強施工組織設計

進場前，要求施工單位根據施工組織設計總平面圖繪制用電總平面圖，確定電源進線、線路走向、總配電箱、分配電箱及開關箱等具體位置。組織編制專項的臨時用電組織設計時，對現場變壓器容量、用電設備用電負荷和冗余系數、輸電線路的截面和材料、電器開關裝置額定參數等進行充分考量和準確計算。

3.1.2 合理布設用電單元

對于大功率固定用電設備（如空壓機組等），由于啟動過程負荷波動及啟動電流大，現場布置時在條件允許的情況下，應盡可能安裝在配電室附近，這樣做既縮短了供電距離，也降低線路損耗，也對其他負荷起到安全保護作用。

現場通常會將固定的大型電氣設備布置在洞外，按照功能和用電單元劃分，將配電站（室）、一二級配電箱、供風、供水機房、鋼筋結構預制區、水泥混凝土攪拌區、設備維修區、材料倉庫、通風設備等布置在隧道口，以滿足規范要求的將變電站（變壓器）靠近負荷集中地點和電源來線一側進行設置的要求[2]。

3.2 隧道施工現場布線管理

隧道施工現場嚴格執行動力和照明分別設置，避免單一線路由于故障而殃及到所有系統。隧道內成洞地段固定的電線路應采用絕緣良好的膠皮線架設。施工地段臨時電線應采用橡套電纜，并應掛設在臨時支架上。豎井、斜井地段應采用鎧裝電纜，瓦斯地段的輸電線路應使用密封電纜。

隧道內主要的供水、通風管路設施應與供電線路合理設置，保持安全間距。常規的動力、照明及通訊線路（集成電話或電鈴）宜設置在同一側。隧道內動力線路盡量采用三相五線制豎排敷設或采用整根電纜電線延伸的方式，避免使用不同規格的線路進行搭接、拼接。

3.3 配電箱管理

隧道施工現場配電系統應設置配電柜或總配電箱、分配電箱、開關箱，實行三級配電、一機一閘一漏保的制度[3]。隧道爆破作業的掌子面，由于設置的配電箱、開關箱及電氣設備距離爆破面較近，爆破作業中受到沖擊力、震動容易導致箱體損壞嚴重。要特別注意在進行爆破作業時，應將用電設備、配電箱、開關箱連同供電線路及時撤離到避車洞或至安全面。

3.4 接地保護管理

隧道工程和其他建筑工程施工現場臨時用電系統對于接地保護的要求基本上是一致的，就是要必須保證接地保護方式、接地體設置、接地裝置的電阻值滿足規范要求，通過有效的接地保護措施確保出現漏電、短路等電氣故障發生時，可以有效避免人體觸電、實現電氣系統的自我保護。

3.5 隧道施工現場照明管理

隧道施工活動屬于受限空間作業，施工作業人員、通行施工車輛長期處于狹窄、潮濕、陰暗、粉塵環境中，良好的照明既是開展施工活動的需要也是人員進出安全的保障。對照明系統的要求除了進入隧道內人員配備頭燈（礦燈）外，施工照明、應急照明應作為保障型設施配備到位。

隧道內施工照明應采用36V電壓等級的照明設備，洞內主要交通道路、抽水機站等重要場所，應有安全照明。照明變壓器必須使用雙繞組型安全隔離變壓器，嚴禁使用自耦變壓器。36V低壓變壓器應設在安全、干燥處，機殼接地?，F場照明應采用LED等高光效、長壽命的照明光源，禁止使用碘鎢燈，安裝間距控制在15～30m并連續設置。隧道內施工照明應采用防水、防塵燈具。照明器的選擇應根據作業環境條件和隧道內光照度要求確定，隧道施工照明要求如表2所示。

表2 隧道施工照明要求

由于天然氣長輸管道隧道穿越工程施工安全風險較高，建議在設計的避車洞或安全點處設置安全應急照明和應急逃生標志，應急照明應有備用電源并保證光照度符合要求，在潮濕環境也應做好防潮措施。

4 結束語

總之，隧道施工臨時用電管理對于隧道施工的安全和順利進行至關重要，與供氣、供水、通風系統一起組成了隧道施工的保障系統。電氣作業活動安全風險等級僅次于爆破掘進、受限空間作業。所以施工前，首先應結合設計圖紙、現場施工條件、就近資源對臨電工程進行系統的合理規劃，按照場地功能、重要性、用電負荷進行布設、驗收，合格后方可投用，盡可能在用電管理源頭上提早進行預防；其次應加強作業活動期間用電安全檢查和培訓方面的管理，嚴格按照臨電使用規定開展電氣操作和監控工作“，勤排查、速整改”，減少電氣隱患引發的事故。