變頻調(diào)速恒壓供水在白云山隧道的應(yīng)用

1、變頻調(diào)速恒壓供水在白云山隧道的應(yīng)用摘要：文章通過介紹白云山隧道的恒壓變頻供水系統(tǒng)，進步隧道施工的科技含量，降低施工消費本錢，節(jié)約能量消耗，解決高山峽谷施工用水的困難，以供類似工程的借鑒。關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速恒壓供水；白云山隧道；應(yīng)用1工程概況宜萬鐵路工程，東起湖北省宜昌市花艷站，西至重慶市萬州站，新建線路377公里。該線的建成，對促進中西部地區(qū)經(jīng)濟開展，特別是對湖北和重慶四川三省經(jīng)濟的開展以及對完善中南西南鐵路干線網(wǎng)，都具有重要意義。我工程部擔負施工的第六標段白云山隧道，全長6.827k，隧道進口里程dk40+550，出口里程dk47+377。隧道進口段dk40+550dk43+050坡度為5.9

2、，出口段dk43+050dk47+377坡度15.3，整個隧道的坡度為單面坡上坡。隧道區(qū)屬構(gòu)造剝蝕，溶蝕深切割中低地區(qū)，根本地形配置為臺原山地和深切峽谷。隧道最底處位于石板溪，標高280，最高處位于搭鏈子坑附近的山脊，標高980，相對高差700。dk40+555dk43+800為中地山臺原山地，以峰叢槽谷、溶丘洼地為主，地表巖溶洼地、漏斗、落水洞、峰叢發(fā)育，以程度巖溶管道發(fā)育為主，dk43+800dk47+369為深切峽谷區(qū)，地貌類型為中低山巖溶峰谷地，主要發(fā)育垂直巖溶。2供水方案確實定2.1水源調(diào)查經(jīng)過對隧道四周的勘測，發(fā)現(xiàn)方圓四周只有三處水源：車溪紙廠灣水源、車溪耗子洞水源、白云山響水洞水

3、源。車溪紙廠灣水源離洞口900，高差-120，最大水流量1503/h，最小水流量153/h，水質(zhì)分析水干凈無污染。車溪耗子洞水源離洞口2500，高差-200，最大水流量3003/h，最小水流量263/h，水質(zhì)分析水干凈無污染。白云山響水洞水源離洞口5000，高差360，最大水流量1003/h，最小水流量53/h，水質(zhì)分析水干凈無污染。2.2水源確定經(jīng)過分析論證，車溪紙廠灣水源為理想水源。盡管白云山響水洞水源只需鋪設(shè)5k的管道，但水源水量缺乏，不可以滿足供應(yīng)施工需求。從經(jīng)濟上考慮，紙廠灣水源比耗子洞水源要經(jīng)濟，本錢造價低。2.3供水方案確實定車溪紙廠灣水源與洞口相對高差120，考慮洞內(nèi)上坡按3k

4、、15計算45，考慮水力沿程損失，假設(shè)要用水泵直接抽水，需要132k多級水泵揚程300兩臺，還需要修建高位水池；假設(shè)要用恒壓變頻供水，需要200q32-240/18多級潛水泵兩臺。根據(jù)實際地形，結(jié)合節(jié)約能源消耗，降低本錢，大力地進步施工的科學技術(shù)程度，采用恒壓變頻供水系統(tǒng)。變頻調(diào)速設(shè)備節(jié)能原理。水泵工作特性說明水泵輸出水壓與水泵轉(zhuǎn)速的平方成正比，水泵輸出流量與水泵轉(zhuǎn)速成正比，即水泵軸功率輸出與水泵轉(zhuǎn)速的三次方成正比，當用水量下降時其軸功率輸出將大大下降。采用變頻調(diào)速供水其節(jié)能潛力非常宏大。變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)特點。采用具有現(xiàn)代國際先進程度的交流電動機變頻調(diào)速技術(shù)和進口電氣原件，設(shè)計合理、運行可

5、靠、噪音低、無污染、高效節(jié)能；根據(jù)實際施工用水需要可自動調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，改變供水量，控制浪費消耗；啟動方式可使電機為軟啟動，從而減小啟動電流對電器機械設(shè)備元件的沖擊，延長水泵使用壽命；根據(jù)施工需要設(shè)定恒壓后，可實現(xiàn)自動運行，無需安排專人值班作業(yè)；保護功能完善，具有故障自我診斷及顯示，如欠壓保護、過流保護、電機熱保護、缺水保護等；節(jié)約電能高效大20%40%，降低施工本錢消耗；隧道施工現(xiàn)場使用，不需修建高山水池，可實現(xiàn)高質(zhì)量平安供水；變頻設(shè)備可重復(fù)使用，利用價值高。2.4隧道供水系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)雙線隧道正洞和平導，單個隧道長度：3k，單面坡15上坡，隧道進口距水源高差120。洞口距水源管線間隔 900。

6、工作面按四個考慮，平導一個工作面4臺風槍，單線正洞兩個工作面16臺風槍，正洞四線雙連拱一個工作面12臺風槍。共按32臺風槍考慮。施工頂峰用水量估算：四個工作面掘進，所有風槍同時使用時的用水量約q=0.332=9.63/h，噴錨用水按33/h，拌合站用水按83/h兩個拌合站，每臺拌合站額定出料量203/h，生活用水按63/h考慮，空壓機每一臺需要43的循環(huán)水共計10臺空壓機，不用考慮此水量，施工現(xiàn)場所有用水設(shè)備同時開啟，總用水量為26.63/h?？紤]按303/h.臺進展設(shè)計。2.5水力計算和設(shè)備選型水源至洞口沿程水力損失計算。h2=alq2=0.00026749008.328.32=16.7洞口

7、至最不利配水點隧道盡頭水力計算。h3=alq2=0.000267430002.772.77=6.16水泵揚程計算。h=h1+h2+h3+h4+h5=120+16.7+6.16+300015+50=238其中：h1垂直高差；h2、h3沿程水力損失；h4洞內(nèi)上坡高差；h5流出水頭；a管道比阻值鋼管100；l供水管道長；q單洞施工用水頂峰水流量按153/h4.16l/；h提水泵最低揚程。水泵選型：根據(jù)以上計算選擇200qj32-240/18潛水泵2臺一備一用供水也可同時使用，同時使用時的供水量可到達603/h。控制柜選型：根據(jù)現(xiàn)場需求選擇hygs-1-45k全自動變頻調(diào)速恒壓供水控制二臺，分別控制二

8、臺供水主泵供水可一用一備，也可同時使用，同時使用時的供水量可到達603/h。2.6供水系統(tǒng)3變頻調(diào)速恒壓供水的應(yīng)用白云山隧道進口工程為四線雙連拱、三線、雙線、燕尾段及單線正洞和平導施工。目前，正洞按中導洞施工法，中導洞已掘進600，掌子面用自制臺車10臺風槍鉆孔，平均每天循環(huán)3個，每循環(huán)鉆孔3小時，噴混凝土600，中隔墻根底鋼筋混凝土已澆注40，每組10，混凝土213。平導掘進400，掌子面用5臺風槍鉆孔，鉆孔每循環(huán)需要4小時，每天34個循環(huán)。每天最大供水量共計59310330.3+0.1821+5440.3+0.220。趙家?guī)X隧道出口工程屬三工程部施工，其水源供應(yīng)與白云山隧道同為一條管路，其

9、工程類型為四線雙連拱、三線、雙線、燕尾段及單線正洞，現(xiàn)已施工中導洞350，掌子面用自制臺車10臺風槍鉆孔，平均每天循環(huán)2個，每循環(huán)鉆孔4小時，噴混凝土350，中隔墻鋼筋混凝土已澆注120，每天澆一組10，混凝土743。每天最大供水量共計39310240.3+0.1874+.28。生活營區(qū)用水，生活區(qū)分為一工程部和三工程部。一工程部生活區(qū)用水，生活區(qū)分為前線指揮所、正洞一隊和平導二隊，前線指揮所110人，正洞一隊150人，平導二隊35人，每人平均按150kg用水計算，合計總用水量0.15110+150+35=443。三工程部生活區(qū)用水，生活區(qū)分為前線指揮所和隧道施工隊，前線指揮所30人，隧道施工隊100人，每人平均按150kg用水量計算，合計總用水量，合計總用水量0.15100+30=203。空壓機站合計三座，平導空壓機站2臺，需水量83，正洞隊空壓機站6臺，需水量243，趙家?guī)X隧道空壓機站3臺，需用量123。每天合計最大總水量206359+39+44+20+8+24+12。4結(jié)語通過開工半年以來的工程理論，變頻調(diào)速恒壓供水的方案是可行、經(jīng)濟、穩(wěn)妥、有效、科學的，僅電費一項就節(jié)約18萬元，獲得了較好的經(jīng)濟效益。變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)在其他高山峽