设为首页 | 加入收藏   国际土木学术网 中文版 ENGLISH
首页 行业新闻 | 政策法规 | 学术动态 | 工程招标 | 论文库 | 关于我们
行业书刊 | 规范标准 | 工程考察 | 重大工程 | 专家库 | 联系我们
第十四届中国盾构TBM工程风险管控与刀具应用创新观摩大会 2020-12-16
当前位置: 首页 > 论文资料 浏览正文

地下电站工程常见安全事故类型分析及防范技术

时间:2010年11月05日来源:本站原创 作者:马树清,胡大山,景茂贵 点击:
 
                                     地下电站工程常见安全事故类型分析及防范技术
                                                        马树清,胡大山,景茂贵
                                     (中国长江三峡集团公司向家坝建设部云南水富657800)
 
摘要:本文以向家坝地下电站施工实际为基础,结合安全事故统计数据,对地下电站土建施工中常见的安全事故进行了详细论述;另外,文中通过对一起典型放炮事故原因进行剖析,阐述了爆破作业过程中存在的一些需要引起高度重视的安全隐患,并提出了一些粗略的预防措施。
 
一、前言
21世纪前20年中国社会经济发展目标是:到2020年国内生产总值较2000年翻两番,达到45万亿元人民币,届时人均GDP 约要达到33000元人民币。为实现这一目标,在剩余的12年中,水电装机要增加1.99亿KW,这意味着在此期间每年新增装机1600多万KW。为此,向家坝水电站(总装机容量640万KW)的如期竣工,对完成国家这一宏伟目标有着十分重要的意义。
安全是工程顺利竣工的前提条件,中国长江三峡集团公司始终把安全工作放在首要位置,将三峡工程成功管理理念应用于向家坝工程。至今,向家坝工程未发生较大及以上安全事故,一般事故发生的频率也控制在较低水平。
向家坝地下电站工程施工难度大、安全风险高,对其安全事故分析,寻找高发事故根源,将对减少水利水电工程安全事故有着重要的意义。
二、向家坝地下电站施工特点
1.向家坝地下电站地质情况复杂。右岸地下厂房区地层产状较平缓,岩体受地质构造破坏的程度相对较低,无较大断层发育,主要结构面为层面、层间软弱夹层和节理裂隙。区域内分布的地层主要包括:T32-5、T32-6、T33、T34和J1-2Z。T33岩组为一含煤地层,煤层厚度不稳定,一般为薄至极薄层状,或呈透镜状煤脉分布。
2.向家坝地下电站主厂房及主变洞的跨度大,顶拱开挖安全风险十分突出。电缆兼排烟竖井开挖断面大(14.2m×11.2m),深度达217m,竖井扩挖施工时翻渣十分困难。
3.地下电站所处山体地下水丰富,河床水位与洞内地下水位基本处于同一高程上,厂房下部及尾水管底部开挖时需作好防渗排水施工。
4.地下电站洞室群洞室(井)多,施工程序比较复杂。洞室群各洞室相互关系复杂,且大多施工支洞均从进厂交通洞开洞派生,开挖过程中通风比较复杂。
5.向家坝地下厂房尾水系统采用两机合一洞变顶高方案,分尾水管段、尾水支洞段和变顶高尾水隧洞段(包括岔洞段),变顶高尾水隧洞的起点在①、③机闸门井后28.90m处,每两条尾水支洞接入一变顶高尾水隧洞,变顶高尾水隧洞采用城门洞型,岔洞开挖难度大。
三、地下电站施工安全风险分析
1.水电建设地处偏僻、人工预算成本低,大量雇佣附近农民工不可避免。由于农民工具有流动性大、安全意识弱及安全防范技能不高等特点,直接导致安全教育培训效果不明显、个人违章现象突出等问题,给安全工作带来了很大的难度。
2.开挖强度高,工期相对紧张。向家坝地下电站工程预计石方洞挖累计163.138万方,总工期为30个月。这会导致安全防护跟进不及时,存在发生高处坠落、物体打击等安全事故的风险。
3.地下工程主要采用钻爆法开挖,在同一工作面表现为周期性循环。由于地下工程环境恶劣,爆破作业警戒、检查盲炮等都存在一定的难度,容易发生放炮事故。
4.地质构造十分复杂,极易遇到不良地质地段而发生塌方。另外,由于山体有煤层且含有瓦斯、硫化氢等气体,可能发生有害气体逸出并造成局部富集,导致爆炸或中毒。
5.施工作业环境和条件相对较差,作业空间狭小、车辆多、工序转换频繁、垂直立体交叉多、相互干扰大,施工组织难度大,极易发生车辆伤害、物体打击等事故。
四、事故统计分析
向家坝地下电站2006年开工,目前工程已经进入土建向机电安装转换阶段。截止2010年10月底,地下电站施工过程中累计发生安全事故17起(死亡事故3起红色标明),共造成轻伤10人,重伤4人,死亡4人,具体统计见下表。
表1  2006-2010年地下电站安全事故统计表

 
物体打击 放炮 机械伤害 车辆伤害
2006 4 0 0 0
2007 1 1 0 0
2008 4 0 0 0
2009 3 0 1 2
2010 0 1 0 0
累  计 12 2 1 2
 
根据表1数据,物体打击、放炮、机械伤害、车辆伤害四类安全事故比例图如下:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

图1 事故类型比例图
从图1可以看出,向家坝地下电站施工过程中(主要指土建)最常见伤害事故是物体打击(占事故比例的70%),而常见的死亡事故是放炮事故(占死亡事故比例的66%),本文分别将对这两种类型事故发生的原因进行分析如下:
(一)物体打击事故原因分析
1.地下电站洞室开挖过程中,洞壁存在不稳定块体、加之山体渗水和爆破扰动,导致掉快。
2.施工场地狭小、强度高,材料垂直运输频繁,交叉作业不可避免。
3.洞挖没有严格执行新奥法施工,支护速度滞后,个别施工单位防护设施未按要求搭设。
4.作业人员安全意识薄弱、自我安全防范能力不强、危险辨识能力也有待提高,很难做到“三不伤害”。
(二)物体打击事故预防措施
1.尽量避免垂直立体交叉作业,无法避免时,应设置防护棚等安全设施。
2.地下电站开挖施工过程中,应该采取及时排险、支护,设置合理的排水孔等措施,防止掉快。
3.开展班组安全教育活动,提高作业人员安全意识和辨识危险的能力。
(三)放炮事故原因分析
放炮事故是地下电站工程施工(土建)常见死亡事故,其危害性很大。向家坝地下电站开工至今共发生放炮事故2起,造成了3人死亡、1人受伤。由于地下电站开挖过程中钻爆施工非常频繁,放炮事故具有很强的代表性。
2010年7月3日,向家坝地下厂房开关站副厂房ZJE-2#承载桩(直径1.6m、深约12m)挖孔作业(见附图)发生一起放炮事故。
当天早晨6时爆破结束后,炮工C(持有效证件)检查完爆破情况,随后作业人员A和B下井出渣并立模板,D负责在井口操作小型吊机运渣和安全监护。出渣过程中,A发现承载桩底部边壁有欠挖影响了立模,A便用原本破解大石块的风镐处理欠挖,不幸镐头打到了未起爆的雷管上引发了爆炸。事故造成A双腿骨折,胸部、腹部多处受伤,后经医院全力抢救无效死亡,B受轻伤。根据事故原因,绘制ETA分析图如下:
 
 
 
 
 
 
 
 

图2 放炮事故ETA分析图
1.钻爆作业过程中产生盲炮是此次事故发生的最根本的原因。并且究其深层次的原因可能有:一是炸药或雷管自身存在问题;二是联网起爆过程中有缺陷。
2.放炮后专业爆破人员虽然进行了检查,但是未能查出盲炮是此次事故发生的重要原因之一。可能的客观因素有:一是爆破过程形成了大量的浮渣,加之有积水、照明不足使得盲炮不易被发现;二是炮工经验不足,辨识能力不够。
3.钻爆作业过程中,电动或风动工具的使用存在监管缺陷,也是此次事故发生的重要原因之一。传统的准钻证审批制度,只是为了防止在打第二茬炮孔前有盲炮。三峡集团公司在《重点危险源过程监控程序文件》之《施工爆破监控程序文件》中就有相关规定。然而,在实际施工过程中,由于除渣时要先对大块石进行破解,或局部有欠挖时需要用(有时甚至是频繁用)风钻或风镐处理时,就没有相应的监管措施了。
4.作业人员危险源辨识与自我防范能力都有待提高,存在仅凭经验施工或野蛮施工的现象。
(四)放炮事故预防措施
1.严格审核爆破设计,对炸药的质量及联网方式进行检查,确保不因爆破设计不当产生盲炮;同时,爆破设计中应该充分考虑除渣环境,避免产生大块石。
2.爆破后的检查,必须由具备丰富经验的专业炮工来完成,争取在第一时间发现盲炮,并及时予以处理。
3.尽量避免除渣过程中使用手持风动设备或电动设备,必须使用时,先应该要求炮工再次确认无盲炮后方可使用。
4.加大施工班组专项安全培训力度,针对施工特点组织班组观看典型事故案例教育片、讲座、开展预知危险活动等方式,提高作业人员危险源辨识和自我防范能力。
五、结语
地下电站工程(土建)施工过程中,物体打击是最常见的伤害事故,而放炮事故是最常见的死亡事故。采取有效措施预防这两类事故的发生,将在很大程度上降低水电工程建设过程中的安全事故,为实现水电建设又快又好发展提供强有力保障。
作者简介:
马树清(1963—),湖北天门人,中国长江三峡集团公司向家坝工程建设部技术部副主任,高级工程师,从事水电工程施工技术及管理工作;
胡大山(1980—),湖北武汉人,中国长江三峡集团公司向家坝工程建设部技术管理部专职安全工程师;
景茂贵(1981—),四川宜宾人,中国长江三峡集团公司向家坝工程建设部地下部专业师;
 

附图:
“7.03”放炮事故简图

 
 


D
 
 
 
 
 


 
B
 
A
 
------分隔线----------------------------
关于我们    |   重大工程   |   联系我们    |    入会申请    |    返回首页
国际土木学术网 版权所有 
主办单位:土木工程(中国)科学技术研究会  承办(运营机构):北京京都华建工程咨询中心
北京联络处:北京市丰台区郑常庄306号        邮编:100039