段玉良，孫巧燕，何奇飛

(1.中交水運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100007； 2.中國公路工程咨詢集團(tuán)有限公司，北京 100089；3.中咨華科交通建設(shè)技術(shù)有限公司，北京 100195； 4.貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴陽 550003)

JTG D70-2—2014《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范 第二冊(cè) 交通工程與附屬設(shè)施》[1]規(guī)定：“隧道內(nèi)宜設(shè)置供維修和養(yǎng)護(hù)作業(yè)用的配電回路，回路末端應(yīng)設(shè)置漏電保護(hù)裝置?！庇捎谒淼鲤B(yǎng)護(hù)中，檢修插座使用率極低，且隨著在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷發(fā)展及設(shè)備模塊化快速更換，可進(jìn)一步減少對(duì)檢修插座的使用需求，因此部分從業(yè)人員提出：上述規(guī)范沒有明確要求必須設(shè)置專用的配電回路及檢修插座，從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，在3 000 m以下的隧道可不設(shè)檢修專用回路和插座箱。

2020年，在云南某高速公路項(xiàng)目建設(shè)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)及建管養(yǎng)人員就上述問題展開了細(xì)致的討論，焦點(diǎn)主要集中在2點(diǎn)：一是是否有必要設(shè)置專用配電回路；二是不同設(shè)計(jì)人員通常取50 m、100 m間距所安裝的檢修插座數(shù)量相差一倍，如何進(jìn)一步細(xì)化、優(yōu)化檢修插座間距這樣的細(xì)節(jié)。

目前高速公路管養(yǎng)單位、設(shè)計(jì)咨詢等從業(yè)者在隧道管養(yǎng)的技術(shù)革新升級(jí)、管理體制創(chuàng)新等方面研究的關(guān)注點(diǎn)多為系統(tǒng)和體制層面的整體性優(yōu)化，而對(duì)一線人員工作的便利、安全等局部細(xì)節(jié)優(yōu)化的關(guān)注相對(duì)較少。為此，本文從現(xiàn)場(chǎng)工作人員的日常維護(hù)和管理需要，從一線人員養(yǎng)護(hù)工作安全、方便、效率的需求出發(fā)，探討隧道檢修插座配電箱設(shè)置問題，對(duì)規(guī)范和常見做法的局部細(xì)節(jié)性再思考、再優(yōu)化，供業(yè)內(nèi)參考。

1 檢修插座設(shè)置的必要性

1.1 作業(yè)需求調(diào)研

經(jīng)與部分檢測(cè)、日常營運(yùn)、養(yǎng)護(hù)等一線作業(yè)人員溝通，多認(rèn)為實(shí)際檢修和養(yǎng)護(hù)的作業(yè)中，有設(shè)置檢修插座的必要。部分常見的作業(yè)需求如下：

1) 隧道日常養(yǎng)護(hù)使用需求，如日常清洗等；

2) 機(jī)電設(shè)施檢測(cè)維護(hù)使用需求，如LED燈具更換安裝時(shí)，易出現(xiàn)安裝件與原構(gòu)件不配套且存在少量燈具位置微調(diào)等情況，需重新鉆孔安裝；

3) 路面養(yǎng)護(hù)、檢修車道被撞后需進(jìn)行混凝土工程的大修和養(yǎng)護(hù)作業(yè)時(shí)，設(shè)置檢修配電回路可極大方便施工作業(yè)，提高施工效率及安全。雖然目前已有部分專用大型養(yǎng)護(hù)設(shè)施自帶電源，但這種裝備多較貴，現(xiàn)階段各管養(yǎng)單位難以廣泛配置和使用。

1.2 規(guī)范條款的理解

設(shè)計(jì)中產(chǎn)生上述討論的另一個(gè)重要原因是對(duì)規(guī)范條款的理解，認(rèn)為上述規(guī)范中對(duì)配電回路的規(guī)定是“宜設(shè)置”，且無其它相關(guān)規(guī)范就此作出更為嚴(yán)格的規(guī)定，因此，不設(shè)檢修回路及插座并無不妥。

但實(shí)際上，為便于在執(zhí)行時(shí)對(duì)規(guī)范條文區(qū)別對(duì)待，規(guī)范用詞說明中對(duì)“必須”“應(yīng)”“宜”“可”等幾個(gè)表示嚴(yán)格程度不同的用詞說明如下：表示允許稍有選擇，在條件許可時(shí)首先這樣做的用詞，正面詞采用“宜”，反面詞采用“不宜”。因此，檢修配電回路及插座箱應(yīng)以設(shè)置為宜。

因此，從檢修養(yǎng)護(hù)作業(yè)的實(shí)際需求考慮，目前常規(guī)技術(shù)條件下，仍有必要設(shè)置檢修配電回路和檢修配電箱。

2 檢修插座間距

JTG D70-2—2014《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范 第二冊(cè) 交通工程與附屬設(shè)施》[1]對(duì)隧道檢修配電回路作出了要求，但未明確檢修插座設(shè)置間距的具體建議值。經(jīng)核查，現(xiàn)行的隧道相關(guān)規(guī)范均未給出檢修插座間距的建議值。為此，筆者調(diào)研了部分建設(shè)項(xiàng)目的插座設(shè)置情況，并征詢了部分設(shè)計(jì)人員的一般做法，調(diào)研結(jié)果見表1、表2。

表1 部分項(xiàng)目隧道檢修插座設(shè)置

表2 部分設(shè)計(jì)人員對(duì)隧道檢修插座的一般做法

雖然受資料來源、不同設(shè)計(jì)階段修編等因素影響，表1中所述內(nèi)容可能與最終實(shí)施情況有所差異，表2僅為所調(diào)查的設(shè)計(jì)人員的個(gè)人做法、不完全代表該設(shè)計(jì)單位的通用和標(biāo)準(zhǔn)做法，但從表1和表2顯然可以看出，不同設(shè)計(jì)人員、不同地區(qū)、不同項(xiàng)目中，隧道檢修插座設(shè)置間距均存在著較大差異，有必要對(duì)隧道檢修插座設(shè)置間距進(jìn)一步研究和探討。

2.1 檢修插座設(shè)置間距的考慮因素

如上所述，目前隧道相關(guān)規(guī)范均無檢修插座設(shè)置間距的明確要求，考慮檢修作業(yè)中常用的電動(dòng)工具基本相同，城市綜合管廊檢修插座設(shè)置對(duì)隧道插座設(shè)置具有較好的參考價(jià)值。GB 50838—2015《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》[2]中規(guī)定：“綜合管廊內(nèi)應(yīng)設(shè)置220/380 V帶剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的檢修插座，插座沿線間距不宜大于60 m。”該款要求條文說明指出“設(shè)置檢修插座的目的主要考慮到綜合管廊及其設(shè)備安裝時(shí)的動(dòng)力要求。根據(jù)電焊機(jī)的使用情況，其一二次電纜長度一般不超過30 m，以此確定臨時(shí)接電用插座的設(shè)置間距?！?/p>

筆者認(rèn)為隧道配電回路及插座設(shè)置應(yīng)滿足以下2方面：一是方便現(xiàn)場(chǎng)工作實(shí)際需求;二是保護(hù)施工臨時(shí)用電安全。在現(xiàn)有施工臨時(shí)用電現(xiàn)場(chǎng)條件及安全要求下，盡可能地考慮經(jīng)濟(jì)性、施工便利性，及市場(chǎng)上能采購到的常用檢修養(yǎng)護(hù)電動(dòng)工具的接線長度，即電動(dòng)工具自身引線的長度和外接延長插座長度，以此來確定檢修配電箱的供電半徑及布設(shè)間距。

2.2 對(duì)電動(dòng)工具自帶電源引線長度

經(jīng)核查，國內(nèi)現(xiàn)行產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)電動(dòng)工具的質(zhì)量、安全等進(jìn)行要求，對(duì)自帶電源引線長度沒有明確的要求，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定情況如下：

GB 3883.1—2014《手持式、可移動(dòng)式電動(dòng)工具和園林工具的安全 第1部分 通用要求》[3]以及GB 3883的第2部分、第3部分及201、202、204、205、210、306、311等電鉆、開槽機(jī)、切割機(jī)、錘類工具等各類工具的專用要求中均無電源引線長度的直接規(guī)定和限制。

GBT 3787—2017《手持式電動(dòng)工具的管理、使用、檢查和維修安全技術(shù)規(guī)程》[4]同樣無相關(guān)直接限制。

有部分電工基礎(chǔ)考試中要求手持式或移動(dòng)式電動(dòng)工具自帶電源引線一般不應(yīng)超過3 m，但無明確規(guī)范性依據(jù)。

JGJ 46—2005《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》[5]及2020年發(fā)布的該規(guī)范修編征求意見稿[6]中均無明確規(guī)定，但對(duì)電焊機(jī)及電動(dòng)工具的保護(hù)作出如下規(guī)定：“交流弧焊機(jī)變壓器的一次側(cè)電源線長度不應(yīng)大于5 m，其電源進(jìn)線處必須設(shè)置防護(hù)罩。”“電焊機(jī)械的二次線應(yīng)采用防水橡皮護(hù)套銅芯軟電纜，電纜長度不應(yīng)大于30 m?！薄笆殖质诫妱?dòng)工具的負(fù)荷線應(yīng)采用耐氣候型的橡皮護(hù)套銅芯軟電纜，并不得有接頭?！?/p>

由于使用電動(dòng)工具時(shí)，其電源線不能拉直使用，因此，從產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和用電安全的相關(guān)規(guī)定考慮，通常手持電動(dòng)工具的接線應(yīng)不超過3 m，且接線不得有接頭；電焊機(jī)械至電源引入點(diǎn)作業(yè)范圍一般不超過30 m。

2.3 延長線插座長度

臨時(shí)用電中需要權(quán)衡施工的安全性、經(jīng)濟(jì)性、方便性。使用延長線插座必然會(huì)降低部分安全性，但隧道檢修養(yǎng)護(hù)中不可避免地需要使用延長線插座，其電氣安全防護(hù)可通過加強(qiáng)施工管理，合理選用帶漏電保護(hù)器或安全隔離變壓器等電氣防護(hù)的品牌產(chǎn)品、工具等得到保證。

1) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

GB 2099.7—2015《家用和類似用途插頭插座 第2-7部分 延長線插座的特殊要求》[7]適用于戶內(nèi)或戶外使用的、家用和類似用途的、可拆線或不可拆線的、帶或不帶接地觸頭的、額定電壓在50 V以上但不超過440 V、額定電流不超過16 A的延長線插座；適用于預(yù)期用于電纜卷盤上的延長線插座，因此，成為帶有可拆卸軟電纜的電纜卷盤；適用于預(yù)期安裝到延長線插座上的移動(dòng)式插座。不適用帶有卷盤裝置的延長線插座。

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定延長線插座軟纜的類型和長度、導(dǎo)體的標(biāo)稱橫截面積應(yīng)符合表3，移動(dòng)式插座應(yīng)按表3進(jìn)行連接軟纜。

2) 市場(chǎng)產(chǎn)品情況

隧道內(nèi)檢修插座供電半徑應(yīng)能保證一線人員可方便買到安全可靠的品牌產(chǎn)品，而無需自行搭接線。本次結(jié)合京東電商平臺(tái)進(jìn)行產(chǎn)品情況的調(diào)研。

(1) 常見電動(dòng)工具產(chǎn)品功率

根據(jù)GB 2099.7—2015《家用和類似用途插頭插座 第2-7部分 延長線插座的特殊要求》[7]要求，市場(chǎng)常見插座產(chǎn)品的最大額定電流多不超過16 A，假定用電設(shè)備功率因數(shù)為0.8時(shí)，16 A插座可供2.8 kW(220 V)、8.4 kW(380 V)的電動(dòng)工具使用。電商平臺(tái)常見電動(dòng)工具產(chǎn)品功率見表4。

表3 延長線插座的軟纜的類型和長度、導(dǎo)體的標(biāo)稱橫截面積[7]

表4 電商平臺(tái)常見電動(dòng)工具產(chǎn)品

從表4可以看出，符合GB 2099.7—2015《家用和類似用途插頭插座 第2-7部分 延長線插座的特殊要求》[7]要求的市場(chǎng)常見延長線插座，可滿足公路隧道日常檢修和養(yǎng)護(hù)作業(yè)中除大功率焊機(jī)外的多數(shù)電動(dòng)工具使用。

(2) 常見延長線插座

多數(shù)品牌延長線插座長度在30 m以內(nèi)，插座線芯多為1.5 mm2、2.5 mm2。如某知名品牌在售延長線插座最大線芯截面2.5 mm2、最大長度20 m；另有少數(shù)移動(dòng)卷線工程插座，最大截面為4.0 mm2、最大線長50 m，且多自帶過熱、過負(fù)荷、短路、漏電等電氣保護(hù)功能。

另外，也有少數(shù)品牌插座的接線長度較長，如少數(shù)頻偏插座長度達(dá)40 m或50 m、線芯截面1.0 mm2。某知名品牌移動(dòng)盤線工程插座最大截面2.5 mm2、最大長度50 m，但由于不符合GB 2099.7—2015要求，因此，不作為可供選擇購買的產(chǎn)品進(jìn)行分析。

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，市場(chǎng)上合格產(chǎn)品的延長線插座長度一般不超過30 m、移動(dòng)電纜盤長度一般不超過50 m。由于插座的線徑較小、對(duì)設(shè)備末端壓降影響較大(以電流矩法估算50 m距離、16 A設(shè)備的壓降，三相設(shè)備壓降約1%，單相設(shè)備可達(dá)3%～4%)，筆者認(rèn)為外接插座延長線長度不宜超過30 m。

另外，使用盤線時(shí)必須將盤線電纜全部放開，以防止環(huán)形盤繞線纜過熱、盤線內(nèi)不小心混入金屬工具形成渦流等引發(fā)安全事故。如隧道內(nèi)檢修插座布置100 mm時(shí)，盤線插座長度至少需長60 m左右；布置間距200 m時(shí)，盤線插座長度至少需長110 m左右，此時(shí)在距離插座較近位置作業(yè)時(shí)，仍需反復(fù)放開和收納多余的線纜，必然會(huì)存在施工不便、作業(yè)人員不按規(guī)定全部放開盤線電纜的可能，不利安全。

綜上，施工臨時(shí)用電中，手持式、移動(dòng)式電動(dòng)工具的電源引線一般不超過3 m，且不允許私自改裝接線；常見的延長線及移動(dòng)電纜盤插座長度一般不宜超過30 m，考慮到實(shí)際應(yīng)用時(shí)無法拉直且存在過路等需求，公路隧道內(nèi)檢修配電箱間距不宜超過50 m(供電半徑25 m)。

3 可否與其它負(fù)荷回路共用電纜

由于隧道內(nèi)檢修插座回路使用率低，使用者均為專業(yè)人員，且可對(duì)道路其它設(shè)施及道路通行等進(jìn)行短時(shí)間管控，因此，調(diào)研中部分管養(yǎng)人員提出，保留檢修配電箱但不設(shè)專用檢修配電回路，檢修插座與一般照明設(shè)施共用配電電纜，從規(guī)范要求及標(biāo)準(zhǔn)化施工和安全角度考慮，筆者認(rèn)為該種做法不可取。主要原因如下：

1) 從規(guī)范角度考慮，公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范要求設(shè)定的是配電回路，檢修插座單獨(dú)設(shè)置或放在照明配電箱，均需要電纜溝內(nèi)敷設(shè)檢修配電回路的動(dòng)力電纜。

2) 考慮負(fù)荷特性、設(shè)備類型及安全防護(hù)原因，民用建筑及施工用電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中多要求插座不得與照明共用配電回路。對(duì)于隧道的長距離檢修，雖然可以由專業(yè)人員操作并進(jìn)行交通管制保證安全，但動(dòng)力設(shè)備與照明設(shè)備在保護(hù)上存在差異，且共用電纜后動(dòng)力設(shè)備對(duì)燈具沖擊和干擾較大，會(huì)縮短燈具壽命。

3) 從產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和施工用電規(guī)范方面，隧道內(nèi)照明配電箱布置間距通常幾百m，供電半徑約為200 m，甚至更長。供電半徑過長，一線人員實(shí)際工作中較難買到專業(yè)工具，難以實(shí)現(xiàn)施工作業(yè)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。

4) 從安全用電方面，供電距離過長，就需要施工人員私自接線，存在以下安全風(fēng)險(xiǎn)：

(1) 配電箱間距太大，手持式或移動(dòng)式工具長距離供電，設(shè)備和插座處的漏電保護(hù)很難滿足電氣安全使用要求。

(2) 供電半徑距離過大，設(shè)備處壓降過大，易損毀檢修動(dòng)力設(shè)備。

(3) 受供電距離過長的影響，保證設(shè)備壓降就需要增加電纜截面及重量，人員拖動(dòng)電纜困難，降低工效。

(4) 長距離自接臨時(shí)線路，容易磨損且不易被發(fā)現(xiàn)，易發(fā)生觸電事故。施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)接線太長，也容易磕磕絆絆，需要專人看管電纜線路，增加了人員成本，既不經(jīng)濟(jì)又不安全。

為解決上述問題，管養(yǎng)人員進(jìn)一步提出：在照明配電箱處設(shè)檢修插座，同時(shí)自電纜溝的照明干線或橋架上敷設(shè)的照明支線引出分支線，在橋架下側(cè)較高位置處設(shè)置檢修插座，即可保證檢修插座的供電半徑在30 m左右。筆者認(rèn)為該種做法同樣不可取，除上述第(2)條的安全運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)外，這種做法下，照明設(shè)施開啟時(shí)，插座同時(shí)始終帶電，增加了管理難度和風(fēng)險(xiǎn)，并可能帶來一系列問題，如多則媒體報(bào)道的附近居民到隧道內(nèi)為電動(dòng)車充電的不良案例[8-9]。

4 結(jié)論與建議

本文主要是在現(xiàn)階段隧道機(jī)電系統(tǒng)設(shè)置理論體系和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已較為完善的情況下，從一線操作人員、一線技術(shù)人員的角度展開相關(guān)探討，對(duì)隧道檢修插座設(shè)置的常見做法進(jìn)行細(xì)節(jié)性的再思考，通過對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)、施工、產(chǎn)品規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)的核查，對(duì)檢修養(yǎng)護(hù)需求及市場(chǎng)產(chǎn)品調(diào)研和分析，并對(duì)部分從業(yè)人員提出節(jié)約投資的思路和做法進(jìn)行探討后，得到以下結(jié)論：在條件許可時(shí)，隧道內(nèi)盡量設(shè)置專用檢修配電回路及檢修配電箱；檢修配電箱的布設(shè)間距不宜超過50 m。

我國交通運(yùn)輸部發(fā)布的2019年交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)顯示，截至2019年底，全國公路隧道19 067處、1 896.66萬m，較上年增加1 329處、173.05萬m。我國已是世界上公路隧道最多且發(fā)展最快的國家。如果各隧道均以50 m間距設(shè)置檢修插座，則全國每年需增加數(shù)以萬計(jì)的檢修插座，且多數(shù)情況下長期閑置。

因此，從經(jīng)濟(jì)性和臨時(shí)用電安全方面考慮，亟需電氣廠家結(jié)合隧道養(yǎng)護(hù)特點(diǎn)，開發(fā)可以長供電距離且易移動(dòng)、易展開和收納，并配置漏電保護(hù)器等電氣安全保護(hù)措施的大電纜截面隧道專用移動(dòng)延長線插座定型產(chǎn)品，以在方便隧道管養(yǎng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)、保護(hù)施工臨時(shí)用電安全的同時(shí)，有效減少隧道洞內(nèi)固定檢修配電箱和插座的設(shè)置。