基于LEC法的X水利枢纽导流洞施工安全评价探求

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论文字数:26523 论文编号:sb2021060311310835890 日期:2021-07-04 来源:硕博论文网
笔者经过研究,总结如下结论:1)在较为全面地综述了国内外有关施工安全管理理论和实践的发展历程和水利水电工程安全管理研究方法的相关文献的基础上,表明导流洞施工安全管理的重要性和研究的必要性。2)根据导流洞工程施工概况的描述和施工工艺特点,从安全管理的角度分析导流洞施工过程中可能存在的事故风险,为危险源的辨识和评价做出铺垫。

1 绪论

1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
水是自然资源的重要组成部分,水资源是人类在生产和生活活动中广泛利用的资源,水资源与其他资源相比,最大区别是:水资源具有既可造福于人类,又可危害人类生存的两重性,合理的水资源开发和利用过程必然会与水利工程项目的建设息息相关[1]。水利工程建设是我国近几年基础建设的重要部分,国内已经建设完成的水利工程约有 9.7 万座,且在十三五期间,规划并确定实施的重点水利工程也高达 172 项,可见水利工程在我国国民经济的发展和国家的长治久安中起到的重要作用[2]。
水利工程作为国家大型重点工程,建设任务越来越重,技术难度要求越来越高,由于工程自身固有的特点,工作条件差、不安全因素多、施工中危险性大,而且点多面广,加之工作人员安全意识淡薄,操作规程执行不规范等原因,会导致施工安全事故时有发生,严重影响工程整体建设的进度和投资,很容易导致整体或局部工程价值受损,甚至无法实现。从水利施工企业经营管理的角度看,工程进度滞后,人员、机械出现待工情况,会使工程施工成本增加,投资难以落实,资金难以到位,也直接影响到工程的施工,给企业的经营带来很大的难度[3]。因此,在水利工程施工过程中,如何减少和规避施工安全事故,确保工程如期实现其功能和价值是施工过程中的重中之重[4]。
X 水利枢纽工程为其所在河流干流上骨干调蓄工程,其主要功能是对径流进行多年调节,保障当地国民经济发展用水安全,支撑地区社会经济持续快速发展。该水利枢纽工程建设过程中,导流工程很重要,能否如期导流直接影响该水利项目的总体进展[5]。导流洞作为导流工程的重要组成部分,有着举足轻重的作用。从投资方面来看,导流工程顺利实施后,投资能够达到整个项目总投资的 1/3 左右,从进度上来看,导流洞是否能够按照工期完成直接影响主体工程是否能够顺利完成,通常导流洞工程施工完毕是里程碑事件,对整个项目意义重大,从功能效益上来看,导流洞能够顺利贯通,在汛期将河水通过导流洞导入下游河道,顺利度汛,起到其作用和功能,是整个主体工程实施能够顺利进行的基础。
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1.2 国内外研究现状
1.2.1 工程安全管理理论研究
1)事故致因理论
事故致因理论的实质是通过对事故发生的原因进行统计,分析出事故原因与事故之间的特有联系,建立起事故致因模型,根据建模的内容,归纳总结出产生事故的原因、节点以及规律,从而进行事故发生的合理性判断,采取有效措施对事故的发生进行防范。该理论主要包括事故频发倾向性理论、能量意外释放理论、轨道交叉理论等[13]。
2)系统安全管理理论
系统安全管理理论认为任何事物都不是绝对安全的,都有潜在的危险源,从源头上对危险源进行控制,把危险降低到能够接受的程度是安全管理的目的,发生事故时,也可以将损失控制在可接受的范围内。危险源辨识、评价和控制是该理论的三个主要方面。系统安全管理应该在系统构思阶段就要考虑,在系统寿命周期内运用安全管理方法来实际解决安全问题[14]。
3)危险源评价理论
危险源评价就是通过使用相关危险源评价方法对系统中存在的危险源进行分析,根据评价人员的经验和评价准则,对系统中危险源存在危险的可能性和造成后果的严重程度进行评价,最后根据评价结果对危险源的等级进行确定,并提出相应有效的解决措施。危险源评价主要包括定性、定量以及综合评价,评价的方法有预先危险分析法(PHA 法)、安全检查表法(SCL 法)等[15]。
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2 X 水利枢纽导流洞工程施工概况及安全管理特征

2.1 导流洞工程概况
X 水利枢纽规模属大(2)型水利工程,工程等别为Ⅱ等,主要包括建筑物:大坝、溢洪道、引水发电洞、放空洞、电站厂房等。大坝为混凝土面板堆石坝,坝顶高程 3172.00m,最大坝高 121.5m;引水发电洞长 6440.5m,洞径 3.2m/3.0m;溢洪道堰宽 8.0m,长 153.0m;放空洞为引水发电洞一岔洞,岔洞长 246.5m,洞径 3.2m。电站由主厂房、副厂房、开关站、尾水渠等组成,厂房尺寸 42.8m×28.4m×37.27m(长×宽×高),厂内安装 3 台单机容量为 11MW 混流式水轮发电机组。
导流洞布置在右岸,导流洞全长 671.15m,纵坡 1.94%,导流洞由以下部分组成:进口引渠段、闸室段、洞身段和出口明渠段。主要施工项目有石方明挖、洞身开挖、洞身支护及衬砌等。进口和出口两个工作面同时施工。石方明挖采用自上而下分层开挖,周边预裂和底板基础预留保护层爆破开挖,由手风钻配合潜孔钻钻爆破孔,人工装药爆破,轮式装载机挖装,推土机集料,自卸汽车运渣;洞身开挖采用手风钻钻孔,光面爆破开挖,轮式装载机装渣,自卸汽车运输;洞身支护及衬砌是先浇筑边顶拱后浇筑底板,顶拱和边墙混凝土采用钢模台车分段跳仓浇筑,采用混凝土搅拌车运送混凝土至洞内,再由混凝土泵泵送入仓,附着式振捣器和人工振捣器联合振捣,钢筋台车绑扎钢筋等。
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2.2 导流洞工程施工工艺特点
导流洞的施工主要包括进口明挖,洞身开挖,隧洞衬砌、进出口混凝土浇筑和进水塔施工等,每项作业都包含不同的施工工序,归结起来主要是石方开挖,喷锚支护,(网)喷混凝土及钢拱架支护等,每到工序也同样包含着不同的工艺,每道工艺从安全的角度看有各自的特点。
1)进口明挖
导流洞施工过程中石方开挖多在进口开挖高边坡和洞身开挖中出现。其流程为:测量→钻孔→装药→爆破→安全处理→出渣。从安全的角度来看,进口开挖高边坡过程中,这些工序基本上是在高空作业环境下完成的,极易诱发人员、机械设备高处坠落的事故;钻孔所使用的设备为带电设备,如有漏电现象,会发生触电事故;爆破作业过程中,如爆破人员操作不当,也会引发爆炸事故。
2)洞身开挖
喷锚支护是在洞身开挖过程中实施的,主要用于对开挖岩面的防护。其流程为:测量定位→布孔→钻孔→清孔→灌注砂浆→锚杆安装→孔口封堵。从安全的角度来看,钻孔所使用的设备为带电设备,如有漏电现象,会发生触电事故;锚杆在钻进过程中,如出现钻进过快、过猛的情况,有可能会使岩面受损,造成坍塌。
3)隧洞衬砌
(网)喷混凝土是隧洞的衬砌前的一个步骤,主要用于对开挖岩面进行临时性防护,防止危石掉落。其流程为:砂石料准备→拌和→运输→喷射岩面→养护。从安全的角度来看,拌和过程中,拌和设备处于用电状态,如不注意,容易发生触电事故;混凝土的运输多采用小型运输机械进行,在运输过程中,人员往来频繁的话,极易与运输设备发生碰撞,造成机械伤害事故;喷射岩面时,如未控制好喷射机的喷射压力,很容易对完整的岩面造成破坏,造成坍塌事故。
表 3-1 导流洞工程主要参与人员情况调查表
表 3-1 导流洞工程主要参与人员情况调查表
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3 X 水利枢纽导流洞工程施工危险源辨识与评价........................... 10
3.1 导流洞工程施工危险源评价范围............................10
3.2 导流洞工程施工危险源辨识................................10
4 X 水利枢纽导流洞工程施工危险源控制措施..........................................32
4.1 加强导流洞工程施工安全管理措施.................................33
4.2 强化导流洞工程施工安全技术措施..............................34
5 总结与展望..................................37
5.1 研究总结......................................37
5.2 展望................................... 37

4 X 水利枢纽导流洞工程施工危险源控制措施

4.1 加强导流洞工程施工安全管理措施导
流洞工程主要危险源的存在,直接影响工程的实施,需要加以处置,减小影响。那么,加强施工安全管理措施,完善安全管理办法是有效处置危险源、实现主动安全的途径之一。
提高作业人员安全意识,是解决安全问题的根本。其中包括提高思想认识,增强安全培训意识,积极参与安全培训,严格落实安全制度等方法。针对导流洞主要危险源,加强安全管理措施的建议如表 4-1。
表 4-1 施工安全管理措施建议表
表 4-1 施工安全管理措施建议表
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5 总结与展望

5.1 研究总结
安全,关乎发展,牵扯中心,影响全局。安全更是与工作人员身心伤害、机械设备性能,以及施工进度、质量、成本和效益等紧密相联。目前国内拟建、在建水利项目多,且多为大规模或超大规模的,导流洞工程是这些水利项目中必不可少的子项,工程规模不言而喻,要求工程进行安全施工、安全管理很迫切也很有必要。本着从实际出发,实事求是,抓生产必须抓安全的原则,在熟悉相关安全管理理论的基础上,对导流洞工程施工过程中可能存在的危险源按工序进行筛选,运用LEC 安全评价法的基本原理对危险源事故发生的可能性、暴露于危险环境的频繁程度、发生事故产生的后果进行分析,分析出危险值高的危险源,作为主要危险源进行处置,给出安全管理和安全技术措施的改进意见,意指来指导导流洞工程的安全施工。总结如下:
1)在较为全面地综述了国内外有关施工安全管理理论和实践的发展历程和水利水电工程安全管理研究方法的相关文献的基础上,表明导流洞施工安全管理的重要性和研究的必要性。
2)根据导流洞工程施工概况的描述和施工工艺特点,从安全管理的角度分析导流洞施工过程中可能存在的事故风险,为危险源的辨识和评价做出铺垫。
3)首先是对导流洞施工危险源评价范围的确定,明确危险源的评价对象。通过现场调研和问卷调查两种方式,对基本要素进行统计,从工序、触发事件、危险源发生的可能性因素三个角度分析出危险源的类别,在此基础上运用 LEC 法对辨识出的危险源进行评价,得出评价结论。
4)根据评价结论的内容,对主要危险源从施工安全管理与技术两方面提出控制措施建议,以以减小或消除危险源给工程施工带来的影响。
参考文献(略)

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