向家壩水電站地下引水發(fā)電系統(tǒng)工程施工重大危險(xiǎn)源控制

唐生懷

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司,四川成都 610081)

1 引 言

從安全生產(chǎn)的角度出發(fā),危險(xiǎn)源是指可能造成人員傷害、疾病、財(cái)產(chǎn)損失、作業(yè)環(huán)境破壞或其他損失的根源或狀態(tài),亦指攜有可失控能量的載體。為了對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行分級(jí)管理,防止重大事故的發(fā)生,有關(guān)方面提出了重大危險(xiǎn)源的概念。我國(guó)《重大危險(xiǎn)源標(biāo)準(zhǔn)》GB8218-2000和《安全生產(chǎn)法》第九十六條的解釋是:重大危險(xiǎn)源是指長(zhǎng)期地或臨時(shí)地生產(chǎn)、搬運(yùn)、使用或者儲(chǔ)存危險(xiǎn)物品,且危險(xiǎn)物品的數(shù)量等于或者超過臨界量的單元(包括場(chǎng)所和設(shè)施)。筆者在文中所指的“施工重大危險(xiǎn)源”是指施工生產(chǎn)場(chǎng)所、設(shè)備、設(shè)施及危險(xiǎn)物品的使用、存儲(chǔ)、搬運(yùn)、加工存在的潛在的可能發(fā)生較大人身傷害和機(jī)械設(shè)備事故的情況及因素。

水利水電工程,尤其是大型地下引水發(fā)電系統(tǒng)工程,因其固有的施工特性,施工現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)源眾多,若技術(shù)措施、組織措施不到位,危險(xiǎn)源或重大危險(xiǎn)源失控,易演變成事故,會(huì)造成人員傷害及財(cái)產(chǎn)損失。如何在安全、有序、受控的狀態(tài)下進(jìn)行施工作業(yè),危險(xiǎn)源控制是重點(diǎn)和難點(diǎn)。筆者在文中以向家壩水電站右岸地下引水發(fā)電系統(tǒng)工程施工重大危險(xiǎn)源控制為例,介紹了危險(xiǎn)源控制采取的措施,與同行們探討。

2 工程概況與特點(diǎn)

2.1 工程概況

向家壩水電站是金沙江梯級(jí)開發(fā)中的最后一

個(gè)梯級(jí),位于四川省與云南省交界處的金沙江下游河段,壩址左岸下距四川省宜賓縣的安邊鎮(zhèn) 4 km、宜賓市 33km,右岸下距云南省的水富縣城1.5km。工程開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主,同時(shí)改善航運(yùn)條件,兼顧防洪、灌溉并具有攔沙和對(duì)溪洛渡水電站進(jìn)行反調(diào)節(jié)等綜合作用。工程樞紐建筑物主要由混凝土重力擋水壩、左岸壩后廠房、右岸地下引水發(fā)電系統(tǒng)及左岸河中垂直升船機(jī)等組成。發(fā)電廠房分設(shè)于右岸地下和左岸壩后,各裝機(jī) 4臺(tái),單機(jī)容量均為 750MW。

2.2 工程特點(diǎn)

由中國(guó)水電七局向家壩施工局(以下簡(jiǎn)稱施工局)承建的右岸地下引水發(fā)電系統(tǒng)土建及金屬結(jié)構(gòu)安裝工程具有五個(gè)世界之最:地下廠房跨度最大(巖錨梁以上開挖寬度為 33.4m)、地下廠房開挖高度最高(主機(jī)間總高度為 88.2m)、引水洞開挖直徑最大(直徑為 16.3m)、引水洞壓力鋼管直徑最大(直徑為 14.4m)、最大變頂高尾水洞(尾水洞出口斷面為城門洞型:寬 ×高 =24.3m×38.15m)。

該工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件復(fù)雜,巖層產(chǎn)狀較平緩,層間軟弱夾層及節(jié)理裂隙比較發(fā)育,地下水比較復(fù)雜且滲透性不均一;同時(shí),部分軟弱夾層穿過洞頂部且含煤,煤層厚度不穩(wěn)定,一般為薄至極薄層狀,或呈透鏡狀煤脈分布,有民間開采歷史。工程具有以下特點(diǎn):點(diǎn)多面廣、戰(zhàn)線長(zhǎng),開挖高度高;體型復(fù)雜,洞室縱橫及空間交叉,爆破作業(yè)相互影響大;工期緊,施工人員多,施工設(shè)備多,施工強(qiáng)度高;通風(fēng)散煙困難;該工程屬庫(kù)內(nèi)式地下廠房,地下水豐富;洞與洞之間巖柱厚度較薄,施工過程圍巖穩(wěn)定問題突出;薄層狀巖層發(fā)育以及巖層產(chǎn)狀不利,易形成不穩(wěn)定塊體等。工程危險(xiǎn)源眾多,安全問題突出,施工安全風(fēng)險(xiǎn)大。

3 危險(xiǎn)源辨識(shí)與評(píng)價(jià)

危險(xiǎn)因素(源)的辨識(shí)與控制是安全生產(chǎn)工作的主要內(nèi)容,是預(yù)防重特大事故發(fā)生的重要手段和措施,是一項(xiàng)根據(jù)實(shí)際情況不斷進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理的活動(dòng)。在工程開工之初,依據(jù)《危險(xiǎn)源辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與控制程序》、《危險(xiǎn)源辨識(shí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與控制》等文件,結(jié)合施工局實(shí)際情況,在危險(xiǎn)因素(源)調(diào)查的基礎(chǔ)上,采用作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法,組織開展了危險(xiǎn)因素(源)辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)并建立了相應(yīng)的清單,共辨識(shí)出 2611條職業(yè)健康安全危害因素,從中評(píng)出 1027條三級(jí)以上(含三級(jí))重要職業(yè)健康安全風(fēng)險(xiǎn)因素。具體分布情況見表 1。

表 1 重要執(zhí)業(yè)健康安全風(fēng)險(xiǎn)分布情況一覽表

4 施工重大危險(xiǎn)源控制

4.1 施工重大危險(xiǎn)源排查

按照行業(yè)有關(guān)規(guī)定,水電工程施工重大危險(xiǎn)源范疇主要有:門機(jī)、塔機(jī)等大型起重設(shè)備;5t以上油庫(kù);乙炔瓶、氧氣瓶?jī)?chǔ)存間;高度 10m以上、載重 0.5t(載人 2人以上)臨時(shí)提升吊籠;高度10m以上,面積 10m2以上排架、平臺(tái)、棧橋;大型載人車輛;瓦斯及有害氣體;爆破施工;大型高邊坡和基坑施工;大型高處臨空施工;大型地下工程施工;豎井斜井和地質(zhì)復(fù)雜的隧洞施工;大型管道、閘門安裝;泥石流地段施工;汛期水上施工或水面以下施工;6kV以上高壓電氣線路;其它重要設(shè)施的施工。

根據(jù)上述辨識(shí)與評(píng)價(jià)結(jié)果,結(jié)合工程特點(diǎn)和施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行分析,根據(jù)施工重大危險(xiǎn)源范疇,通過科學(xué)客觀的分析,本標(biāo)工程截止目前所列出的施工重大危險(xiǎn)源主要有 20個(gè)(表 2)。

表 2 施工重大危險(xiǎn)源分級(jí)表

4.2 施工重大危險(xiǎn)源的評(píng)估與分級(jí)

對(duì)已確定的施工重大危險(xiǎn)源,施工局根據(jù)其發(fā)生事故后的性質(zhì)和可能造成的人身傷害和損失程度進(jìn)行了危險(xiǎn)程度評(píng)估,按表 2所列四種危險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行分級(jí)控制,具體項(xiàng)目見表 3。

4.3 施工重大危險(xiǎn)源的控制

對(duì)于現(xiàn)實(shí)存在的施工重大危險(xiǎn)源,施工局通過技術(shù)措施、組織措施進(jìn)行控制。技術(shù)措施主要是針對(duì)每一重大危險(xiǎn)源編制專項(xiàng)控制措施、應(yīng)急救援預(yù)案等進(jìn)行控制,通過儀器進(jìn)行監(jiān)測(cè);組織措施主要是采取教育培訓(xùn)、安全檢查、組織人員進(jìn)行監(jiān)控等。

4.3.1 施工重大危險(xiǎn)源的監(jiān)控內(nèi)容及方式

對(duì)于施工重大危險(xiǎn)源監(jiān)控管理按分級(jí)監(jiān)控的方式進(jìn)行。一級(jí)、二級(jí)施工重大危險(xiǎn)源由施工局直接進(jìn)行監(jiān)控管理,相關(guān)責(zé)任部門和單位按分管范圍對(duì)重大危險(xiǎn)源進(jìn)行具體的監(jiān)控工作,三級(jí)、四級(jí)重大危險(xiǎn)源由施工局所屬各單位進(jìn)行監(jiān)控管理。

(1)具體監(jiān)控內(nèi)容:危險(xiǎn)源處于正常監(jiān)控狀態(tài);是否發(fā)生過險(xiǎn)情預(yù)兆以及險(xiǎn)情預(yù)兆的性質(zhì)和程度,是否繼續(xù)發(fā)展及頻次;危險(xiǎn)源是否已解除,何時(shí)解除,是因何種原因而解除;危險(xiǎn)源釋放情況(即:危險(xiǎn)源演變成事故但未造成人員傷亡和設(shè)備損失),釋放時(shí)間性質(zhì)及程度;危險(xiǎn)源演變發(fā)生事故,事故性質(zhì)及事故所造成的損失程度等。

(2)施工局采取的具體監(jiān)控方式:通過人員監(jiān)視、檢查、設(shè)備觀測(cè)監(jiān)視、安全防護(hù)設(shè)施防護(hù);定期評(píng)估分析危險(xiǎn)源的狀態(tài)變化情況和演變情況,建立了比較完善的監(jiān)控臺(tái)賬;對(duì)于特殊環(huán)境、季節(jié)性、高危險(xiǎn)作業(yè)時(shí)段等,進(jìn)行盯崗盯班監(jiān)控;發(fā)生險(xiǎn)情預(yù)兆時(shí),及時(shí)發(fā)布下達(dá)預(yù)警報(bào)告,采取緊急應(yīng)對(duì)措施;劃定警戒區(qū)域,設(shè)置安全警示標(biāo)識(shí),安排人員值班警戒;發(fā)現(xiàn)緊急情況及時(shí)果斷地組織施工人員、設(shè)備設(shè)施有步驟、有計(jì)劃地撤離。

表 3 施工重大危險(xiǎn)源項(xiàng)目監(jiān)控狀態(tài)表

4.3.2 幾個(gè)施工重大危險(xiǎn)源的具體控制措施

(1)工程安全監(jiān)測(cè)控制。對(duì)于地下主廠房、主變室、進(jìn)水口邊坡等部位的監(jiān)控采取了觀測(cè)儀器進(jìn)行施工期安全監(jiān)測(cè)與永久監(jiān)測(cè)相結(jié)合的形式,已開展的施工期安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要有:圍巖收斂、地下水出水點(diǎn)觀測(cè)、開挖邊坡變形監(jiān)測(cè)、地基變形監(jiān)測(cè)、圍巖與結(jié)構(gòu)縫結(jié)合監(jiān)測(cè)、支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力與變形監(jiān)測(cè)等項(xiàng)目。施工期安全監(jiān)測(cè)儀器主要安裝情況見表 4。經(jīng)過對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析,地下洞室群及邊坡總體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

(2)地下洞室不良地質(zhì)段的處理。尾支尾擴(kuò)因施工方案及設(shè)計(jì)變更,該部位施工通道密集,上下通道之間巖層厚度較薄(如:4#施工支洞頂部與 1#尾擴(kuò) I層底板實(shí)測(cè)厚度只有 6m,不足 1倍洞徑);加之該部位出露二級(jí)夾層 JC2-4,夾層及影響帶巖體類別為 IV-V類,圍巖緩傾角薄層狀巖層發(fā)育,與長(zhǎng)大陡傾角節(jié)理裂隙組合,形成不穩(wěn)定塊體,工程安全隱患較大。對(duì)此,業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工局四方組織召開專題會(huì)進(jìn)行分析、討論,施工局編制了專項(xiàng)施工方案和施工專項(xiàng)安全措施指導(dǎo)該部位的加固處理。施工過程中,施工局采取了及時(shí)跟進(jìn)支護(hù)(錨索、錨桿、噴混凝土);及時(shí)組織設(shè)備、人員清除危石;對(duì)危險(xiǎn)部位及時(shí)設(shè)置安全警示牌、警戒線和人員進(jìn)行監(jiān)控;加密布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)加強(qiáng)監(jiān)測(cè);施工局及工區(qū)領(lǐng)導(dǎo)、安全人員對(duì)該部位進(jìn)行重點(diǎn)巡查、重點(diǎn)監(jiān)控等。

表 4 施工期安全監(jiān)測(cè)儀器安裝情況統(tǒng)計(jì)表

(3)進(jìn)水口開口線處的倒懸體及卸荷體處理。進(jìn)水口邊坡上游 450～384m高程,倒懸體長(zhǎng)度約 75m,其中分布在進(jìn)水口邊坡設(shè)計(jì)開挖范圍內(nèi)的倒懸體約 55m。根據(jù)地質(zhì)資料及上游側(cè)邊坡開挖出露的實(shí)際地質(zhì)情況,該部位結(jié)構(gòu)面節(jié)理裂隙發(fā)育,節(jié)理面間均充填有次生泥質(zhì),巖石完整性差,呈上大、下小、座落在一組軟弱破碎夾層上,加之受爆破振動(dòng)及日曬雨淋等氣候因素的影響,順河向節(jié)理發(fā)育加劇,卸荷倒懸體直接威脅到下部施工的安全及河道通航安全。為消除隱患,經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工局四方現(xiàn)場(chǎng)確定,施工局編制了專項(xiàng)處理方案并報(bào)監(jiān)理工程師審批后實(shí)施。通過開挖卸荷、錨索 +錨桿 +網(wǎng)噴混凝土 +錨筋樁、鋼筋混凝土護(hù)壁樁及護(hù)壁墻進(jìn)行處理,施工中加強(qiáng)了對(duì)該部位的監(jiān)控力度,雨天不允許上排架施工,從而確保了該部位的工程安全和施工安全。具體參數(shù)如下 :

①開挖方量約 3.9萬 m3;

②錨索 72束。具體參數(shù):L=30.0m,N=1500kN;

③錨桿 3952根。具體參數(shù):φ28,L=9.0m@2.0m×2.0m,梅花型布置;

④錨筋樁 21根。具體參數(shù):中下部布置三排錨筋樁,418m高程布置一排 6～8束 3φ32L=6.0m@1.5m;420m高程及 422m高程各布置一排 6～8束 3φ32L=9.0m@1.5m;

⑤網(wǎng)噴混凝土具體參數(shù):鋼筋網(wǎng) φ6.5@20 cm×20cm,計(jì) 33.35t;噴混凝土 C25,δ=12cm,計(jì)1360m3;

⑥護(hù)壁混凝土 280m3。

(4)火工材料的管理控制。施工局制定了專項(xiàng)管理措施,通過加強(qiáng)過程控制和監(jiān)管,防止了重特大爆破事故的發(fā)生和火工材料的流失:火工材料由施工局統(tǒng)一進(jìn)行領(lǐng)退,采用專用防爆運(yùn)輸車運(yùn)輸;對(duì)于起爆器材,施工局在洞內(nèi)設(shè)置了一個(gè)火工材料臨時(shí)存放點(diǎn),由設(shè)備物資部派人(經(jīng)爆破作業(yè)培訓(xùn)合格后)24h由專人看守,各開挖單位在爆破作業(yè)前到臨時(shí)存放點(diǎn)領(lǐng)取,對(duì)于未用完的及時(shí)退回并建立相關(guān)臺(tái)賬;洞室開挖爆破由施工局技術(shù)部進(jìn)行專項(xiàng)爆破設(shè)計(jì),涉爆單位按照設(shè)計(jì)藥量填寫領(lǐng)藥單,并經(jīng)生產(chǎn)部、質(zhì)量部、安全部現(xiàn)場(chǎng)管理人員簽字后,涉爆單位到物資部領(lǐng)取火工材料。

(5)對(duì) 10m及其以上施工排架的控制。施工區(qū)排架由取得了相應(yīng)資質(zhì)的人員按照監(jiān)理工程師審批的施工方案進(jìn)行搭設(shè);在排架搭設(shè)和使用過程中,安排專人對(duì)施工過程進(jìn)行監(jiān)控。排架搭設(shè)完成后,由西北監(jiān)理中心、施工局安全部和排架搭設(shè)單位聯(lián)合進(jìn)行驗(yàn)收,確認(rèn)合格后方可使用。

(6)電纜豎井開挖控制。施工前,由地方質(zhì)監(jiān)部門對(duì)龍門架及提升系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)收鑒定,并組織監(jiān)理、業(yè)主對(duì)龍門架提升系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)收;在電纜豎井施工過程中,施工局安全部安排了一名專職安全員負(fù)責(zé)監(jiān)管,每天對(duì)龍門架及提升系統(tǒng)通過安全檢查表的形式進(jìn)行聯(lián)合檢查,經(jīng)檢查合格并經(jīng)安全人員、片區(qū)管理員、協(xié)作隊(duì)伍當(dāng)班負(fù)責(zé)人、安全監(jiān)護(hù)員及卷?yè)P(yáng)機(jī)操作手聯(lián)合簽字后方可下井施工。

(7)對(duì)低瓦斯隧洞的控制。采取作業(yè)單位定時(shí)進(jìn)行瓦斯檢測(cè)(2h檢測(cè)一次)及一炮三檢、施工局安全部巡查檢測(cè)的方式進(jìn)行控制。從檢測(cè)情況看,在 2008年 8月四層排水廊道左交叉段發(fā)現(xiàn)瓦斯超過 0.3%,施工局及時(shí)采取了以下措施:一是立即撤出施工人員;二是將照明線路改為鎧裝電纜;三是設(shè)置局部風(fēng)機(jī)以加強(qiáng)通風(fēng);四是提前形成通風(fēng)豎井及排水豎井;五是在以上四項(xiàng)完成后才能繼續(xù)施工,在施工過程加強(qiáng)檢測(cè)頻次,確保施工安全。

5 取得的效果

通過對(duì)施工重大危險(xiǎn)源采取上述控制措施,在施工過程中取得了比較好的效果,安全生產(chǎn)形勢(shì)處于受控狀態(tài)。

6 結(jié) 語

對(duì)于重大危險(xiǎn)源,國(guó)家對(duì)工業(yè)重大危險(xiǎn)源有專門的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定,而對(duì)于水電水利工程施工重大危險(xiǎn)源還是空白,各級(jí)人員對(duì)重大危險(xiǎn)源在認(rèn)識(shí)上還有一些差距。施工重大危險(xiǎn)源的監(jiān)控是安全生產(chǎn)工作的重中之重,是預(yù)防重特大事故發(fā)生的有效手段,各監(jiān)控單位必須對(duì)施工重大危險(xiǎn)源進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控,以防止重特大事故的發(fā)生。針對(duì)本工程而言,還需從以下方面進(jìn)行完善和補(bǔ)充:

(1)通過各類教育培訓(xùn)活動(dòng),提高各級(jí)人員對(duì)于施工重大危險(xiǎn)源危險(xiǎn)性、危害性的認(rèn)識(shí);

(2)施工重大危險(xiǎn)源的過程監(jiān)控及日常監(jiān)控記錄需進(jìn)一步完善,應(yīng)針對(duì)特定的施工重大危險(xiǎn)源制定專門的監(jiān)控表格,比如:豎井開挖施工可從卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)驗(yàn)收、開工前安全檢查、下井前安全檢查、井口安全監(jiān)護(hù)檢查、井內(nèi)安全監(jiān)護(hù)檢查、開挖過程安全檢查、開挖單元安全檢查、開挖完工安全檢查等方面制定專門的檢查表,組織專人進(jìn)行檢查記錄,有效實(shí)施過程控制;

(3)開展應(yīng)急培訓(xùn)及演練(包括功能演練、桌面演練、全面演練),提高各級(jí)人員的應(yīng)急處置及救援能力。

[1] 鄭根保.水電工程施工安全技術(shù)[M].北京:中國(guó)三峽出版社,1997.

[2] 水利電力部水利水電建設(shè)總局.水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)第二卷:施工技術(shù)[M],北京.中國(guó)水利水電出版社,1997.

[3] 吳宗之,高進(jìn)東.重大危險(xiǎn)源辨識(shí)與控制[M].北京:.冶金工業(yè)出版社,2001.

[4] 全國(guó)注冊(cè)安全工程師執(zhí)業(yè)資格考試輔導(dǎo)教材編審委員會(huì).安全生產(chǎn)管理知識(shí)[M].北京:煤碳工業(yè)出版社,2005.