天然气管网隧道施工临电管理问题及对策

张宏兵

(国家管网集团福建省管网有限公司，福建 福州 350000)

0 引言

天然气管网项目建设中，隧道穿越工程施工难度大、安全风险高是管网建设项目安全管理的重点。管网隧道建设施工现场电气设备的大量使用和临时用电自身“临时性”的特点，以及基层电气安全管理水平的制约，使得管网隧道建设项目施工期间临时用电问题频频出现，诸多不安全因素时常发生，严重制约施工进度。隧道施工作业点基本处于山区或者偏僻地区，施工现场机械设备动力、生产生活用电主要依靠临时电力供应。施工作业现场用电设备种类多、电容量大、工作环境不固定以及长期处于野外高温、潮湿露天和狭窄受限空间作业等特点，加之日常电气管理中存在排查疏漏、监管不严等情况，很容易造成临电使用安全隐患，严重时容易引发人员触电伤亡等事故。因此，本文在分析隧道施工用电现状的基础上，总结隧道施工临电管理常见的问题，并针对性地提出隧道施工临电管理的应对措施，以期提高隧道施工临电管理的水平。

1 隧道施工用电现状

1.1 隧道施工用电负荷类型

一般隧道施工现场用电负荷主要包括12类，结合现场实际临时用电系统工程的功能重要性和安全等级进行划分，具体负荷设备及分类统计情况如表1所示。

表1 隧道施工用电负荷类型情况统计表

1.2 隧道施工供配电方式

参照建设工程供用电安全规范、铁路隧道工程施工安全技术规程等有关规定，隧道施工用电必须按照设计要求设置双电源或自备电源，自备发电机组与外电线路必须电源联锁，但严禁并列运行。一般采用以下几种形式：

（1）外电线路供电。外电线路供电分为：一是采用380/220V市电供电专线，直接将380/220V市电引入施工现场的配电室或总配电箱；二是就近采用施工现场的发电站或电源变压器供电。

（2）自备发电机组。施工现场无外接电源时，采用柴油发电机组作为自备电源。

（3）单向或双向供电。按照掘进方式及隧道长度，采取单口掘进的隧道工程采用单向供电；采取两端掘进的隧道工程采用双向供电。长距离隧道供配电应考虑增加增容增压装置，以确保低压线路末端的电压降不大于10%。

2 隧道施工临电管理常见问题

一般来讲，天然气管网隧道施工临电管理常常出现临电TN-S与TN-C系统混用、配电箱日常管理缺陷、输电线路布设不合理和接地保护失效等问题。

2.1 临电TN-S与TN-C系统混用

施工现场从隧道口变压器→一级配电→二级配电箱→开关箱→电气设备的各段，经常会出现四线或五线制并存、混乱使用、PE线不连续的情况；有的电路未采用五芯线电缆，直接将四芯线电缆进行布设；还有的分配电箱内部下级供电仅从开关处引出延伸，出现PE 线中断的情况。

2.2 配电箱日常管理缺陷

隧道施工现场配电系统、集中荷载电源供给、设备用电控制均要通过配电箱接入完成，但施工现场常常出现配电箱外壳损毁严重、进出线混乱无保护、一闸多用、漏电保护器失效、断路器防护罩缺失等问题[1]。在隧道内使用配电箱时，会长期受爆破冲击的影响，无有效的保护和固定措施会影响配电箱的使用寿命。另一方面，配电箱的电路、设备的控制开关安装时未合理布置，线路未进行捆绑固定，会存在较大安全隐患。

2.3 输电线路布设不合理

隧道内部掘进施工期间，供电线路未采取架空处理、缺少绝缘保护措施，沿地面敷设现象普遍，甚至与水、气、通讯管路一起混乱搭设；主要的供电线路绝缘层被随意破坏与进行照明、测量设备的电气搭接等。究其原因，主要是由于水、电、气、通讯管路、线路规划不合理，施工组织设计考虑不周全；另一方面是由于隧道内配电箱较远，为图取电方便、绕过配电箱，直接进行开孔搭电。

2.4 接地保护失效

施工现场存在用电设备外壳接地、临电系统重复接地，接地线、接地体不合格或者虚接，PE线与N线在接线端子处接错等情况。总结起来，可概况为以下几方面：一是隧道现场中性点接地、系统重复接地、设备外壳接地数量较大，日常管理、检查工作不到位；二是选用螺纹钢或不规范要求的接地线、接地体进行安装且存在虚接；三是隧道内外场地不良地质导致接地电阻无法达到要求；四是PE线与N线误接，或PE线未进行电气连接。

3 隧道施工临电管理应对措施

3.1 隧道施工供配电管理

3.1.1 加强施工组织设计

进场前，要求施工单位根据施工组织设计总平面图绘制用电总平面图，确定电源进线、线路走向、总配电箱、分配电箱及开关箱等具体位置。组织编制专项的临时用电组织设计时，对现场变压器容量、用电设备用电负荷和冗余系数、输电线路的截面和材料、电器开关装置额定参数等进行充分考量和准确计算。

3.1.2 合理布设用电单元

对于大功率固定用电设备（如空压机组等），由于启动过程负荷波动及启动电流大，现场布置时在条件允许的情况下，应尽可能安装在配电室附近，这样做既缩短了供电距离，也降低线路损耗，也对其他负荷起到安全保护作用。

现场通常会将固定的大型电气设备布置在洞外，按照功能和用电单元划分，将配电站（室）、一二级配电箱、供风、供水机房、钢筋结构预制区、水泥混凝土搅拌区、设备维修区、材料仓库、通风设备等布置在隧道口，以满足规范要求的将变电站（变压器）靠近负荷集中地点和电源来线一侧进行设置的要求[2]。

3.2 隧道施工现场布线管理

隧道施工现场严格执行动力和照明分别设置，避免单一线路由于故障而殃及到所有系统。隧道内成洞地段固定的电线路应采用绝缘良好的胶皮线架设。施工地段临时电线应采用橡套电缆，并应挂设在临时支架上。竖井、斜井地段应采用铠装电缆，瓦斯地段的输电线路应使用密封电缆。

隧道内主要的供水、通风管路设施应与供电线路合理设置，保持安全间距。常规的动力、照明及通讯线路（集成电话或电铃）宜设置在同一侧。隧道内动力线路尽量采用三相五线制竖排敷设或采用整根电缆电线延伸的方式，避免使用不同规格的线路进行搭接、拼接。

3.3 配电箱管理

隧道施工现场配电系统应设置配电柜或总配电箱、分配电箱、开关箱，实行三级配电、一机一闸一漏保的制度[3]。隧道爆破作业的掌子面，由于设置的配电箱、开关箱及电气设备距离爆破面较近，爆破作业中受到冲击力、震动容易导致箱体损坏严重。要特别注意在进行爆破作业时，应将用电设备、配电箱、开关箱连同供电线路及时撤离到避车洞或至安全面。

3.4 接地保护管理

隧道工程和其他建筑工程施工现场临时用电系统对于接地保护的要求基本上是一致的，就是要必须保证接地保护方式、接地体设置、接地装置的电阻值满足规范要求，通过有效的接地保护措施确保出现漏电、短路等电气故障发生时，可以有效避免人体触电、实现电气系统的自我保护。

3.5 隧道施工现场照明管理

隧道施工活动属于受限空间作业，施工作业人员、通行施工车辆长期处于狭窄、潮湿、阴暗、粉尘环境中，良好的照明既是开展施工活动的需要也是人员进出安全的保障。对照明系统的要求除了进入隧道内人员配备头灯（矿灯）外，施工照明、应急照明应作为保障型设施配备到位。

隧道内施工照明应采用36V电压等级的照明设备，洞内主要交通道路、抽水机站等重要场所，应有安全照明。照明变压器必须使用双绕组型安全隔离变压器，严禁使用自耦变压器。36V低压变压器应设在安全、干燥处，机壳接地。现场照明应采用LED等高光效、长寿命的照明光源，禁止使用碘钨灯，安装间距控制在15～30m并连续设置。隧道内施工照明应采用防水、防尘灯具。照明器的选择应根据作业环境条件和隧道内光照度要求确定，隧道施工照明要求如表2所示。

表2 隧道施工照明要求

由于天然气长输管道隧道穿越工程施工安全风险较高，建议在设计的避车洞或安全点处设置安全应急照明和应急逃生标志，应急照明应有备用电源并保证光照度符合要求，在潮湿环境也应做好防潮措施。

4 结束语

总之，隧道施工临时用电管理对于隧道施工的安全和顺利进行至关重要，与供气、供水、通风系统一起组成了隧道施工的保障系统。电气作业活动安全风险等级仅次于爆破掘进、受限空间作业。所以施工前，首先应结合设计图纸、现场施工条件、就近资源对临电工程进行系统的合理规划，按照场地功能、重要性、用电负荷进行布设、验收，合格后方可投用，尽可能在用电管理源头上提早进行预防；其次应加强作业活动期间用电安全检查和培训方面的管理，严格按照临电使用规定开展电气操作和监控工作“，勤排查、速整改”，减少电气隐患引发的事故。