張 國 平
(中國水利水電第七工程局有限公司,四川 成都 610081)
楊房溝水電站是國內(nèi)首個采用EPC模式建設的百萬kW級水電工程,壩區(qū)為典型的高山峽谷地貌,兩岸自然邊坡高陡,左岸邊坡開挖高度達385 m,右岸邊坡開挖高度為359 m,壩頂高程以上的邊坡開挖最高達230 m,居國內(nèi)工程前列。
壩區(qū)兩岸坡面巖體節(jié)理發(fā)育,花崗閃長巖卸荷作用明顯,巖體局部松動,山脊突出或邊坡陡峻的局部塊體形成了危巖體或危石群。踏勘發(fā)現(xiàn),樞紐區(qū)危巖體量多面廣,達97處,其中開挖線外64處,開挖線內(nèi)33處,穩(wěn)定性差,施工難度大,安全風險高,地質災害危險性評估級別為一級。
根據(jù)所制定的技術措施,對開挖邊坡范圍外的危巖體主要采取開挖清除、隨機錨桿(錨筋樁、1 000 kN預應力錨索) 、噴C25混凝土 、混凝土框格梁 、排水孔 、防護網(wǎng)(GNS2型主動防護網(wǎng)、RX1-075型被動防護網(wǎng) )、擋渣墻等措施進行處理。施工中主要面臨的危險因素包括高邊坡物體打擊、吊索等機械傷害、危石、高排架坍塌、高處墜落、松散體坍塌、滑坡、觸電、森林火災等,復雜多樣,發(fā)生頻率較高,危害十分大。
施工前,技術人員對國內(nèi)同類型水電工程高邊坡施工隱患開展了調(diào)查分析。
調(diào)查結果表明:類似水電站高邊坡危險因素波動影響頻率為:高處墜落為23%,危石為21%,物體打擊為19%,比重占前列,影響較大。
技術人員結合楊房溝水電站壩區(qū)高邊坡特點,通過現(xiàn)場踏勘、資料查閱,統(tǒng)計出了施工安全隱患率,其中危石為25%,物體打擊為22%,高處墜落為16%,比重較大。
因此,只有降低危石、物體打擊、高處墜落等波動頻率及影響深度,才能有效保障施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)。
針對高邊坡危巖體治理危石、物體打擊、高處墜落等危險波動頻率高的問題,技術人員運用 “魚刺圖”,按照人、材、機、環(huán)、法、測六個方面進行了分析(圖1)。
通過對上述因果圖進行分析得知,導致危石隱患的末端因素有10項:(1)安全意識差,培訓不到位;(2)排查、危石處理不徹底;(3)混凝土噴護厚度不合格;(4)錨桿深度、方向不合格;(5)混凝土人工拌和不均勻;(6)巖石基礎面裸露時間長、卸荷;(7)坡高路陡,條件惡劣、施工布置困難;(8)爆破震動影響;(9)地質監(jiān)測評估不全;(10)現(xiàn)場監(jiān)控不徹底。
技術人員對以上因素逐一分析,最終確定了對危石、物體打擊、高處墜落影響最大的三大因素:(1)排查、危石處理不徹底;(2)錨桿錨固深度、方向不滿足要求;(3)巖石基礎面裸露時間長。
圖1 魚刺圖
針對楊房溝水電站高邊坡危巖體治理排查不徹底、錨噴支護不合格、巖石基礎面裸露卸荷等安全管控問題,技術人員以預防為主的管理思路,制定了一系列措施并予以實施,降低了安全風險。
楊房溝水電站高邊坡危巖體量多面廣,地質結構復雜,施工環(huán)境惡劣,安全風險復雜多樣,發(fā)生頻率高,破壞性大。作業(yè)人員及設備主要面臨的危險:危巖體治理高排架及懸臂棧橋坍塌、材料吊運纜索斷繩及落物傷人、高處墜落、邊坡飛石、滾石及掉塊傷人、觸電、森林火災等。為降低安全風險,項目部組織專業(yè)技術人員開展“地毯式”排查,排查一處、記錄一處、措施落實一處、銷項一處;評估危險等級、影響程度,明確措施計劃,落實責任人,限期治理到位,做到不疏漏、不走過場。
危巖體開挖、清除后,主要采取錨桿、錨筋束、掛網(wǎng)噴C25混凝土淺層支護及錨索深層支護方式。
對裂隙發(fā)育及斷層埋置較淺或塊體呈鑲嵌結構的個別危巖體(塊),主要采取錨桿或錨筋樁、或錨桿、錨筋樁及掛鋼筋網(wǎng)噴護方式。先采用C25混凝土初噴封閉,厚5 cm,再掛設φ8@15 cm×15 cm鋼筋網(wǎng),覆噴C25混凝土,厚度為10 cm。
對斷層埋置較深、范圍較大的危巖體(群),除采取錨桿、錨筋樁、掛網(wǎng)噴等淺層支護外,另外增加了預應力錨索深層支護。
支護措施由技術人員結合現(xiàn)場實際情況確定,制定驗收標準后嚴格監(jiān)控記錄,完成后及時組織驗收評估,確保過程受控、質量合格。
危巖體在坡面清理過程中,由地質、安全、技術、施工人員及時組織現(xiàn)場檢查,及時驗收,及時封閉基巖面,避免其因裸露時間過長造成的卸荷、抬動、松弛情況,落實一處、記錄一處、評估驗收一處、銷項一處,確保過程受控。
(1)兩個手冊。制定并執(zhí)行“兩個手冊”:《安全文明施工標準化手冊》《施工作業(yè)人員安全技術操作規(guī)程手冊》。
(2)兩個規(guī)劃。制定并執(zhí)行“兩個規(guī)劃”: 《安全文明生產(chǎn)實施規(guī)劃》《安全專項措施規(guī)劃》。
(3)七個臺賬。制定并執(zhí)行“七個臺賬”:《安全生產(chǎn)費用臺賬》《安全教育培訓臺賬》《安全技術交底臺賬》《安全隱患排查與整治臺賬》《特種設備和人員的管理臺賬》《設備設施及車輛的使用維護保養(yǎng)臺賬》與《強條檢查臺賬》。
(4)高邊坡作業(yè)“四排查”方案。制定并執(zhí)行高邊坡作業(yè)“四排查”方案,主要包含人員狀態(tài)排查、勞動防護用品排查、作業(yè)前周邊環(huán)境排查、作業(yè)過程周邊環(huán)境排查。以上四項須經(jīng)檢查合格方可進入作業(yè)流程。
楊房溝水電站壩區(qū)左、右岸高邊坡危巖體共計97處,目前已處理94處,治理率達96.9%,剩余工程量已有計劃措施,預計于2018年全部完成。危巖體治理歷時兩年半時間,未發(fā)生一起危巖體治理安全事故。
在楊房溝水電站大壩高邊坡危巖體治理中,技術人員圍繞可能造成安全問題的“人員、機械、材料、方法、環(huán)境、測量”六大因素,以隱患出現(xiàn)頻率較高的危石(25%)、物體打擊(22%)、高處墜落(16%)為重點,查找了影響較大的要因,切實堅持預防為主的管理思路,從關鍵環(huán)節(jié)入手,采取有針對性的技術措施,有效降低了危巖體治理的安全風險。根據(jù)目前隱患出現(xiàn)頻數(shù)繪制出的餅狀圖見圖2。
圖2 高邊坡施工隱患頻率餅狀圖
楊房溝水電站大壩高邊坡危巖體治理取得的效果:隱患出現(xiàn)頻率較高的危石由25%降至5%,物體打擊由22%降至10%,高處墜落由16%降至10%,有效地保障了施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)。高邊坡危巖體施工以來,未出現(xiàn)人員傷亡事件,實現(xiàn)了人員傷亡事故的發(fā)生率為“0”的目標。
楊房溝水電站大壩高邊坡危巖體量多、面廣,總計達97處,穩(wěn)定性差,施工難度大,安全風險高,地質災害危險性評估級別為一級,作業(yè)人員及設備面臨的危險因素復雜多樣。在EPC模式下,設計與施工整合聯(lián)營,優(yōu)勢互補,針對錯綜復雜的施工條件,技術人員通過對國內(nèi)同類工程的信息掌握,結合該工程特點,梳理出對安全波動影響較大的危石、物體打擊、高處墜落等危險因素,并從人、機、環(huán)、法、測等方面分析原因,逐一確認要因,制定出切實可行的對策并予以實施,有效降低了危石、物體打擊、高處墜落等主要危險因素的波動影響頻率,實現(xiàn)了高邊坡危巖體治理安全零事故目標。其實施效果獲得了各級檢查機構及專家的高度評價,所取得的經(jīng)驗對同類工程高邊坡預裂爆破開挖施工具有借鑒意義。