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大渡河干流某水电站施工期安全管理重难点分析及建议
摘要:根据大渡河干流某梯级电站施工区地质和气象条件分析,结合在深山峡谷地带修建大型水电站的施工经验,对本工程施工期安全管理重点和难点进行了详细分析,并提出建议为建设单位施工期安全监督管理工作提供参考。
关键词:施工期;安全管理;重难点
1工程概况
某水电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州马尔康市境内,系大渡河干流水电“3库28级”中的梯级水电站,电站装机容量746MW(含生态机组26MW)。采用混合式开发,由首部枢纽建筑物和引水发电系统等建筑物组成。首部枢纽左岸布置1条溢洪洞及1条泄洪放空洞,右岸布置1条导流隧洞以及电站进水口。引水发电系统布置在右岸,包括坝后地面生态机组厂房、引水隧洞、调压室、地下厂房、主变室、尾水调压室、尾水洞、出线洞、开关站、交通洞、通风洞等。
2气象及地质条件分析
2.1气象条件
电站流域属川西高原气候区,具有明显的大陆性高原季风气候特征。日照长、晴天多、干湿季分明、气温日变化大。流域上游的河源地区,海拔一般在3000m高程以上,属亚寒带及寒温带气候,长冬无夏,春季多大风,天气寒冷干燥,年平均气温在3.5℃以下,11月~翌年2月的月平均气温在0℃以下,极端最低气温可达-34℃。每年9月上旬开始降雪至翌年6月上旬,降雪期长达9个多月。
2.2地质条件
工程区位于青藏高原东南边缘,地貌区划属川西高原,地势西南高东北低,绝大部分地区属深切割高山峡谷区,山岭海拔一般为3500~5000m。地貌基本形态为具夷平面的大起伏高山,河谷两岸有不连续带状分布的Ⅰ~Ⅵ级阶地。
近场区位于龙门山地震带、鲜水河—滇东地震带和巴颜喀拉山地震带的交汇部位,工程场地地震危险性主要受外围地震带强震的波及影响。根据工程场地地震安全性评价,场地地震基本烈度为Ⅶ度。
坝址区域河段阶地、漫滩不发育,河谷呈较对称的“V”型深切峡谷。右岸引水隧洞沿线河谷蜿蜒曲折,总体较顺直,两岸山体雄厚、谷坡陡峻,自然坡度一般35º~55º,属典型的中高山峡谷地貌。地下厂房系统位于右岸山体内,主要建筑物围岩一般呈微风化~新鲜。工程位于高山峡谷区,施工布置场地条件较差。
3工程重难点
3.1河谷狭窄陡峻,施工布置难度大
库区和坝址区两岸山体雄厚、谷坡陡峻,河谷横断面呈对称的“V”型,为典型的高山峡谷地貌,河床阶地、漫滩不发育,近坝区基本没有可供利用的平缓山坡和滩地。引水隧洞沿线沿河两岸山体雄厚,临河坡高约600~1200m,谷坡陡峻,属典型的中高山峡谷地貌。
受到工程区域地形条件限制,施工道路、生活营地、辅助企业、渣场等布置难度大。为满足施工进度要求,考虑渣场、料场的位置,左右岸等均需设置施工道路,施工道路分布范围广、高差大,部分区域道路布置密集,施工道路使用过程中,协调难度大。
引水发电系统支洞道路及支洞施工尤其是3#-4#施工支洞是本工程的关键项目,交通道路较长,且沿线地形陡峭,交通道路修筑难度大,从前期施工道路的施工进度来看,工期长且控制难度大,已成为制约本工程发电目标实现的关键项目。为了确保大坝工程施工各区域“有路可达”,开挖渣料“有场可弃”,需根据现场的实际状况,对大坝区域的场内道路进行合理布置。另外,为了避免火烧山料场的剥离和开采对厂坝公路正常通行的干扰,还需对该段厂坝公路进行调整布置。
3.2现场气象条件对工程施工组织的影响较大
根据统计数据,12月份和1月份的月平均气温略低于0℃,但其最高气温高于15℃,极端最低气温也高于-20℃。初步认为,除非发生极端严寒的天气状况,在12月份或1月份会存在短暂的全天气温均处于负温状态外,绝大部分时间的白天时段均为正温且在5℃以上;11月和2月夜间气温大多数时间会降低到0℃以下,但白天一般都会为正温且绝大多数日平均气温均会高于5℃。考虑整个项目的建设阶段可能会涉及冬季施工。
在施工过程中,需要周密计划、合理组织,尽可能减少冬季低温对工程施工的不利影响。
4对施工安全管理的重难点和应对措施建议
通过现场踏勘及对工程文件的分析,结合在深山峡谷地带修建大型水电站的施工经验分析,某水电站工程施工安全管理的重点主要包括7个方面:高寒地区施工安全、高边坡开挖支护安全、地下洞室开挖支护安全、地下洞室用电安全、有毒有害气体监测与防治、防洪度汛、特种设备安全。这些既是安全管理的重点,也是难点。
4.1 高寒地区施工安全管理
鉴于某水电站工程规模巨大,工程设计、施工对气象资料的要求均较高,多年平均气温13.1℃,极端最高气温38.5℃,极端最低气温-20.0℃。施工作业人员高原不适应症状、寒冷地区防冻、防滑及施工过程中的防火安全;机械动力设备防冻安全是安全管理的重中之重。
重点须在投标时审查承包人高寒地区专项施工方案,监督检查承包人施工人员的职业健康体检报告(须含高原不适应症);加强对承包人的高寒地区施工安全知识培训;督促承包人做好相应的安全技术交底;检查承包人的人员设备防冻、防滑措施,保证施工安全。
4.2 高边坡开挖支护安全管理
高空作业是水电工程施工中常有的作业形态,如引水隧洞进出口开挖及支护等均系高空作业。某水电站地形陡峻,两岸坝肩及上部危岩体治理边坡拔河高度约600米,泄洪建筑物进出口开挖边坡高达100多米;边坡分布有松散堆积体、危岩体,边坡浅表层块碎石土和强卸荷岩体整体稳定性较差。开挖设计边坡陡峻、场地狭窄,工程量大、施工强度高、持续时段长,存在多层立体交叉的爆破开挖,排架支护等高危作业。
须监督承包人做好施工人员的个人安全防护、采取针对性的防护措施,同时加强施工作业人员的安全教育和培训工作,在思想上予以高度重视。同时督促交叉作业单位签订交叉作业安全管理协议,采取严厉的安全管理处罚管理措施,发现违章作业和违章指挥,予以严厉处理。
严格审查高边坡开挖支护专项施工方案,监督检查承包人现场安全管理人员到位情况,加强交叉作业安全管理、协调力度:
(1)对上方施工可能产生滚石的沿河公路路段实行交通管制,要求承包人安排交通管制人员,配备无线通讯工具,上方开挖时,下方公路上不准人员和车辆通过,人员车辆通过时,上方必须停止开挖作业。
(2)爆破作业以松动爆破为主,控制飞石距离,安全警戒范围适当扩大,并必须全面做好安全警戒工作。
(3)及时清理坡面挂碴。
4.3 地下洞室开挖支护安全管理
某水电站地下洞室施工工程量大、应力高,地下洞室开挖区域最大地应力达38MPa,强度应力比小于4,是国内少见的高地应力区。地下厂房岩锚梁施工、调压井穹顶施工、地下洞室的开挖爆破和不良地质条件的塌方将对施工安全造成影响。对复杂自然条件、复杂结构、技术难度大及危险性较大的分部分项工程须在招投标时对专项施工方案进行严格审查,必要时组织专家评审。同时,在现场督促设计人员开展地质预测和超前地质预报,监督交叉作业和工序交接中的安全施工措施的落实。
督促承包人在洞井开挖前必须按分项工程编制专项安全技术措施,不良地质段应根据地质勘探情况编制专项施工方案;根据地质勘探情况编制相应的应急处置方案,配备相应的应急器材及设备;协调建立针对不良地质段的快速反应小组,对出现的紧急情况及时作出处理;统筹安排不同时段的围岩变形监测,涉及其它特殊情况的应采用相应的手段进行监测;竖井、斜井应采用反井钻机进行导井施工,施工载人吊篮的技术要求应符合国家、行业及项目业主的标准要求;不良地质段开挖应采用新奥法组织施工,即短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、快封闭的原则;建立专门的危石清撬责任制度和盲炮检查制度,明确责任人。
4.4 地下洞室用电安全管理
鉴于该电站除枢纽区域外,大部分为地下洞室施工,且施工环境潮湿并易触及带电体。因此,施工过程中的用电安全管理将成为安全管控的重点和难点。为保证用电安全管控的切实有效,须督促承包人在实施性施组的编制中,制定符合《建设单位临时用电安全管理强制规定》的临时用电专项安全措施,并进行审批后方可施工。施工过程中严格检查承包人的用电设施安全情况,如:在潮湿和易触及带电体场所的照明供电电压不应大于36V。电气设备应做到一机一闸,并配置漏电保护器。督促承包人在施工作业区、施工道路、临时设施、办公区和生活区设置足够的照明,其照明度应不低于规范及某水电站建设单位的相关规定。
4.5 有毒有害气体监测和防治管理
鉴于电站大部分为地下洞室施工,大部分交通也来自于地下洞室群。因此,地下洞室的通风散烟,以及洞室内有毒有害气体(如氡、γ辐射等)的监测和防治将成为管控的重点和难点。
(1)须在开工时便督促承包人配置监测气体浓度所必须的仪器仪表,以及报警信号系统。
(2)若长时间停工未通风,施工恢复时应加强通风,待检测值符合安全生产标准后方能复工。
(3)在工作面和洞内安装固定式传感器,当洞内氧的浓度在18%以下时,“自动的气体报警器”就会报警,以便使洞内人员疏散和禁止人员进入。
(4)在施工过程的安全管理中,一方面,督促承包人地下洞室开挖渣料运输中,严禁地下开挖中使用烧汽油或液化石油气(丙烷、丁烷、乙烯、丁烯)的内燃机,其它车辆应加装尾气过滤器。另一方面,严格督促各通风排烟设施满足合同及规范要求。
(5)为改善洞内作业环境,防止粉尘对人体的不良影响,督促承包人洞内采用湿式钻孔。
4.6 防洪度汛安全管理
坝址处洪水主要由降雨形成,受高程、地形及地理位置的影响,由于不同的洪水组成,有时会形成局部尖瘦的洪水过程,一次洪水过程一般为5~7天。考虑到工程建设中将面临多次度汛考验,因此防洪度汛工作将是安全过程控制的重点。须严格审查承包人防洪度汛设计和方案,提出安全度汛合理化建议,组织汛前防洪度汛面貌检查,并督促承包人开展防洪度汛应急演练,对安全度汛和超标洪水进行预警把控。
4.7 特种设备管理
某水电站中使用的大型特种设备种类和数量较多,包括门机、桥机、塔机等。须严格审查总承包人的特种设备操作人员资格证明文件和特种设备的安全性能证明文件是否符合国家有关标准,对大中型起重机械投入使用前进行安全检查签证。同时,须督促承包人提交专项施工方案(含安全技术措施方案),经审批后方可实施。重点监督承包人施工设备安装(拆除)及吊装作业:督促承包人在作业范围设置警戒线和安全哨。专职安全员全程跟踪进行监督。重要件、大件、安装难度较大的构件进行吊装前,承包人制订专项安全措施,履行签证许可制度。设备安装、调试完毕后,及时组织验收,合格后方可投入运行。特种设备还必须经过地方技术监督管理部门检验、许可。作业场所保持照明充足,视线良好,指挥信号清楚,警示装置齐全。遇有恶劣天气禁止起吊作业。
5、结语
水电站建设项目作为一个复杂大系统,施工过程中往往会出现各种安全问题,需要建设单位提前分析现场安全管理重难点,谋划应对措施,做好施工中的全过程管控,逐步建立、健全以工程建设方为主导,施工单位为主体,设计参与、监理监督保障的安全管理体系,运用系统工程理论的观念,树立整体观和全局观,提高系统的安全管理水平。
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