徐 珊

(新疆水利水電勘測設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

車爾臣河是一條非常重要又特殊的河流，她是且末縣重要的水源，受氣候與季節(jié)影響，她時而缺水少水，時而易發(fā)生洪澇災害，因此修建興民利民的水利樞紐工程迫在眉睫。

大石門水利樞紐工程是一項重點控制性樞紐工程。該工程修建在新疆巴州且末縣境內(nèi)，是車爾臣河流域內(nèi)重要的一項水利工程，壩址位于車爾臣河出山口與支流托其里薩依交匯口下游約300m處，距離縣城大約98km，與庫爾勒市的距離約756km，與烏魯木齊相距1200km。大石門水利樞紐工程承擔著車爾臣河流域防洪、發(fā)電和灌溉等多項任務，被列入國家172項節(jié)水供水重大工程項目，并確定為2015年國家新開工的27項重點水利工程項目之一。

2015年10月12日，車爾臣河上唯一的控制性工程——大石門水利樞紐工程破土動工。工程的規(guī)模為Ⅱ等大(2)型水利樞紐工程，水庫正常蓄水位高程2300m，水庫總庫容1.27億m3，調(diào)節(jié)庫容0.99億m3，死庫容0.18億m3，由攔河壩、表孔溢洪洞、底孔泄洪、沖沙、放空洞、發(fā)電引水洞、地面廠房、電站尾水渠等組成”。

建成后，能產(chǎn)生防洪效益、輸電效益、灌溉效益等工程效益。就防洪效益來說，車爾臣河下游防洪標準將會發(fā)生改變，具體體現(xiàn)在由不足3年就一遇的現(xiàn)狀提高為20年一遇；就輸電效益來說，裝機容量60MW，每年可向電網(wǎng)輸送1.765億kW·h的電量，能夠極大地緩解當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展對電力的需求；就灌溉效益來說，水庫控制灌溉面積34.14萬畝，可有效提高灌區(qū)引水量，保障農(nóng)業(yè)灌溉。

1 設計總則

1.1 設計目的

貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的安全治理方針，查找、分析、預測大石門水利樞紐工程建設項目中可能出現(xiàn)的潛在的危險有害因素，預判可能產(chǎn)生的不良后果，提出合理、有效且可行的安全應對措施，尤其是從源頭做好危險源控制，做到事故預防預警。從而實現(xiàn)工程安全管理系統(tǒng)化、標準化、科學化的“三化”目標，促進工程安全和工程主體同時設計、同時施工、同時投入生產(chǎn)使用的“三同時”，確保建設工程安全衛(wèi)生設施符合國家規(guī)定的標準，提高工程的安全程度。

1.2 設計原則

在工程設計中，一切以安全生產(chǎn)為主原則，同時堅持科學、公正、嚴肅的重要原則，堅持以國家有關安全生產(chǎn)的方針、政策、法律、法規(guī)為重要依據(jù)，進行科學、全面的設計。

1.3 設計內(nèi)容

以本工程的特點為依據(jù)，全面考慮工程從設計、施工到運行這一完整過程中面臨的影響工程安全的危險因素，分析危險因素產(chǎn)生的原因，并針對性地提出安全衛(wèi)生設施配置、主要事故應急預案項目等相應的安全應對措施。

1.4 設計范圍

本次安全和工業(yè)衛(wèi)生設計考慮的范圍主要是：大石門水利樞紐工程主要建筑物、水電作業(yè)崗位、勞動場所生產(chǎn)設備等，需要指出的是，樞紐工程的主要建筑物主要是擋水建筑物、泄水系統(tǒng)、引水發(fā)電系統(tǒng)等。

2 危險與有害因素分析

眾所周知，危險與有害因素勢必會影響建筑物質(zhì)量和設備質(zhì)量，更為重要的是在一定程度上還會損害人類身體健康。對危險及有害因素及時進行全面地、科學地分析對于大石門水利樞紐工程來說意義非凡。本文將通過危險因素預判、類比分析、安全排查等評價方法，對大石門水利樞紐工程建設中存在的危險與有害因素進行整理歸納。

2.1 主要建(構)筑物中的危險隱患分析

2.1.1擋水建筑物

本工程以混凝土面板砂礫石壩為代表壩型，這種壩型出現(xiàn)事故一般有兩個原因，首先是泄流能力不足導致洪水漫壩，其次是滲透破壞，還有地震、壩體防滲沖蝕、壩基破壞、庫水位驟降等。土壩的危險可以表現(xiàn)為壩體異常變形、壩體縱橫向開裂、壩體壩基或繞壩異常滲漏并逐步發(fā)展成滲流破壞、壩體上下游邊坡滑坡、潰壩等。

2.1.2泄水系統(tǒng)

泄水系統(tǒng)也是水利樞紐工程的重要組成部分之一，如果泄水系統(tǒng)設計不合理，就可能導致工程無法正常泄洪，引起洪水漫壩險情，也可能使表孔溢洪洞及底孔泄洪洞在高速水流、挾砂水流等作用下遭到破壞，這將危及到整個工程的安全。

大石門水利樞紐工程的面板壩底孔泄洪洞在洞0+087.8m處發(fā)育一斷層f17 ：300°SW∠40°，斷層與洞線交角30°，緩傾角斷層與不利結(jié)構面組合，導致洞頂易形成掉塊及塌方險情，施工時應當引起重視，采取工程措施避免圍巖失穩(wěn)。

該工程的面板壩表孔溢洪洞在地表0+034.2m處、0+122.9m處、地表0+169.5m、0+185.5m處、洞身0+066.8m處發(fā)育斷層，在斷層附近圍巖以Ⅴ類圍巖為主，泥巖、砂巖夾煤層洞身段洞室圍巖以Ⅳ類圍巖為主，易形成圍巖失穩(wěn)險情。

該工程底孔泄洪洞閘井開挖時，巖層傾角傾向坡外，對閘井內(nèi)側(cè)有影響，邊坡易形成少量不穩(wěn)定塊體，應及時考慮噴錨處理。

表孔溢洪洞洞臉開挖邊坡為順層開挖，易形成不穩(wěn)定塊體及崩塌體，需噴錨處理。出口邊坡受裂隙相互切割的影響，在小范圍內(nèi)會產(chǎn)生崩塌，需及時對洞臉采取相應的噴錨措施。

2.1.3引水發(fā)電系統(tǒng)

大石門水利樞紐工程的引水發(fā)電系統(tǒng)的安全主要應考慮發(fā)電引水洞、壓力管道及廠房的安全系數(shù)。

(1)發(fā)電引水洞

就發(fā)電引水洞工程的外部條件來說，如果地質(zhì)條件不良，地震、滑坡、泥石流、泥沙淤積較為頻發(fā)，以及水力學條件不利都有可能就會造成洞室圍巖失穩(wěn)、邊坡失穩(wěn)等危害，威脅引水建筑物的安全，一旦發(fā)生危害可能影響工程正常運行。

就發(fā)電引水洞工程建設的內(nèi)在條件來說，發(fā)電洞引渠和閘井開挖時，邊坡易形成少量不穩(wěn)定塊體，需噴錨處理；洞身段在地表0+386.8m處發(fā)育一斷層f14 ：30°NW∠75°；在洞0+152.7m處發(fā)育一斷層f17 ：300°SW∠40°，緩傾角斷層與不利結(jié)構面組合，還容易使洞頂形成掉塊及塌方。同時，斷層附近圍巖以Ⅴ類圍巖為主，泥巖、砂巖夾煤層洞身段洞室圍巖以Ⅳ類圍巖為主，這類圍巖必須進行加固處理，否則易失穩(wěn)。最重要的一點是本工程引水發(fā)電洞是有壓隧洞，這種隧洞一旦發(fā)生爆裂、襯砌開裂漏水、襯砌脫落、滲漏、氣錘等都可能導致工程事故的發(fā)生。

(2)壓力管道

壓力鋼管內(nèi)壓爆裂、腐蝕和磨損、管道外壓失穩(wěn)、管道爆裂事故等都容易引起壓力管道失事。這些情形都是必須考慮到的，不可忽視的，若發(fā)生意外，將會帶來的嚴重的、甚至是無法估量的損失和危害。

(3)廠房

廠房的安全也是建設引水發(fā)電系統(tǒng)必須要考慮到的重要因素。要考慮廠房防洪、抗震設計標準經(jīng)復核是否達到設計或標準、規(guī)范的要求；結(jié)構構件的承載能力、變形控制、裂縫控制等是否存在缺陷；混凝土的質(zhì)量、安全疏散通道、耐火等級等是否合格或達到標準。如果這些因素中有一項或多項都達不到標準，都會形成安全隱患，不利于水利樞紐工程的建設。

2.2 主要機電設備中的危險性分析

水輪機、發(fā)電機、主變壓器、開關設備、繼電保護裝置、勵磁系統(tǒng)、廠用電、接地網(wǎng)、通信系統(tǒng)、機電監(jiān)控系統(tǒng)等如若出現(xiàn)故障，將會留下復雜的安全隱患。一般情況，水輪機、發(fā)電機等設施設備損壞，會導致機組無法運行，影響工程的順利開展；主變壓器著火、爆炸，開關設備、繼電保護裝置操作故障，勵磁系統(tǒng)變壓器故障，首先影響發(fā)電工作開展，其次也還會破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。廠用電、接地網(wǎng)、通信系統(tǒng)、機電監(jiān)控系統(tǒng)故障或影響水工建筑物安全、或造成人員傷害、或引起雷電事故等等?？傊?，引起安全問題的因素很多，存在的危險隱患也有很多。

2.3 施工臨時建筑物危險有害因素分析

施工臨設位置選擇不當，要是修建在易發(fā)生危險的河道溝口及山洪溝沖溝口、生活區(qū)若是修建在廠區(qū)高邊坡開挖底部或不穩(wěn)定的岸坡底部，極易造成人員傷亡，財產(chǎn)損失。所以說修建施工臨時設施時也要考慮安全因素，避開一切可預見的安全隱患。

3 勞動安全對策與措施

從整體設計上來看，該水利樞紐工程基本上已經(jīng)從客觀的自然條件、道路交通，以及受人類互動影響的社會環(huán)境、安全衛(wèi)生設施等諸多方面做了安全考量，并且相對合理地確定了各建筑物的位置、防火間距、消防車道、疏散通道及消防水源?；旧献龅搅私y(tǒng)籌規(guī)劃，綜合管理。但是，為了更加全面地實施工程安全設計，還應該補充以下具體的對策措施：

(1)注重壩體安全。應當關注土石壩體因地震造成的橫向貫穿性裂縫及其危害，制定工程安全監(jiān)測監(jiān)管機制，建立應急救援隊伍，配備必要的應急電源、通信、照明、交通等應急物資、裝備和設施，定期開展安全演練，確保工作人員熟知相關應急預案內(nèi)容，并提高危險事故應急能力。

(2)注重建筑材料安全。對于建筑材料堿活性危害，應當采用低堿水泥，并根據(jù)試驗摻入適當數(shù)量的粉煤灰等摻合料，以抑制其堿—骨料反應。

(3)注意基礎開挖方式。采取自上而下的開挖方式進行基礎開挖，加強排水和支護，放緩設計穩(wěn)定邊坡，以免發(fā)生邊坡失穩(wěn)事故。

(4)做好突發(fā)地質(zhì)災害預防工作。采用抗震、抗泥石流等災害的建筑材料，準備救濟物資，防止因地質(zhì)災害引起的多重危險。

(5)減少泥沙災害。確定合理的設計方案和工程運行方式，并采取排沙措施，避免泥沙災害。

(6)多措施確保廠房安全。合理布置主副廠房、輸水管線等，使工程運行安全、管理和維護方便、廠房各部位設計要達到規(guī)定的結(jié)構強度和穩(wěn)定性要求，設置安全、合理、有效的排水系統(tǒng)，兼顧考慮消防、排水及檢修各方面的設施設備能正常運轉(zhuǎn)。施工期預留面間產(chǎn)生的高差、預留管路接口及空洞(含永久預留口及吊物孔)，均設置防護欄桿或在局部是實施封閉措施，設置醒目的警示標志。

(7)采取防腐措施。對地表水及河水的弱腐蝕性，應當根據(jù)建構筑物防腐蝕設計規(guī)范，采取抗硫水泥、封閉隔離等措施防止地下水及工程區(qū)土對混凝土造成危害。

(8)預防火災災害。遵循“預防為主、防消結(jié)合、確保重點、兼顧一般、便于管理”的原則，購置并合理安放消防設施，建立火災自動報警系統(tǒng)。需要說明的是，消防構件耐火等級、防火間距、防火分區(qū)，以及消防場所的安全出口、給水、車道、電氣、事故通風和防排煙等消防措施都必須符合國家相關標準。

(9)做好防爆工作。預防壓力容器、變壓器、互感器發(fā)生爆炸事件。應嚴格執(zhí)行現(xiàn)行《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》、《鋼制壓力容器》、《壓力容器使用登記管理規(guī)則》以及其他有關規(guī)定。高壓設備及管道均應設有安全閥，以防超壓爆炸。購買符合標準的壓力容器、變壓器、互感器。同時還要加強工作人員施工操作管理，確保正確操作、規(guī)范操作。

(10)預防機電設備事故。機電設各設計、制造、安裝、檢驗、維護等，均應按照現(xiàn)行有關規(guī)程規(guī)范執(zhí)行。以制度管人管事，制定嚴格的保護、檢驗制度，定期維護各種機電設備。對任何一例發(fā)現(xiàn)的問題，早報告、早分析、早解決。

(11)預防機械及防墜落傷害事故。嚴格按照國家有關標準規(guī)定的安全防護距離，按要求設計或合理布置機械設備。采購時應要求制造廠家提供的設備符合國家標準、行業(yè)規(guī)程規(guī)范規(guī)定的機械設備，并且在施工作業(yè)場所設置欄桿、扶手、事故照明、防護罩、防滑等安全設施。

(12)制定安全管理制度、安全應急預案。實行安全管理領導層級負責制，配備專職安全管理員，細化責任制，做好水利樞紐工程建設中的各項安全工作。

4 工業(yè)衛(wèi)生措施

除了安全工作外，還要做好工業(yè)衛(wèi)生工作。針對大石門水利樞紐工程，應做好防噪聲、防震動工作，保證廠房的濕度與溫度，確保采光與照明，做好防塵、防污染、防腐蝕、防毒對策。具體有以下幾個方面：

(1)防噪聲、防震工作。采購使用消聲減噪措施的水輪發(fā)電機組、空氣壓縮機、電動機等設施設備；在水輪機室外設置防噪門；為工作人員配備防噪耳塞；為通風設備配備軟接頭；按照《作業(yè)場所局部振動衛(wèi)生標準》和《動力機器基礎設計規(guī)范》的有關要求，做好主設備、輔助設備的防振動設計，特別是注重水輪發(fā)電機組、空氣壓縮機、電動機、水泵、風機等設備的防震減震工作，做好隔振、減振處理。

(2)控制廠房濕度與溫度。廠房水輪機層及以下區(qū)域，水管較多，而水庫水溫較低，其在管道內(nèi)流動使鋼管表面溫度可能低于周圍空氣溫度而產(chǎn)生結(jié)露，因此，對水輪機層及以下各層均采取保溫隔潮措施，防止水管結(jié)露。最有效的辦法就是采用小型除濕機進行機械除濕、防潮。同時還應充分考慮冬季主廠房的保溫措施，確保室內(nèi)溫度達到標準。

(3)采光與照明。廠房照明應設置工作照明、事故照明和應急照明系統(tǒng)。照明系統(tǒng)應滿足“綠色照明”的標準與要求，采用高效節(jié)能燈具材料等。最為重要的是廠房采光設計應符合現(xiàn)行GB 50033—91《工業(yè)企業(yè)采光設計標準》的有關規(guī)定，廠房正常照明系統(tǒng)設計應滿足DL/T 5140—2001《水力發(fā)電廠照明設計規(guī)范》的有關要求，各工作場所的采光，應盡可能地考慮以天然采光為主，以人工照明為輔，既環(huán)保又安全。

(4)防塵、防污染、防腐蝕、防毒工作。首先大石門水利樞紐工程沒有明顯的粉塵來源。但還需注意防塵與防毒，注意增加定時排風、通風設備。設置機械通風系統(tǒng)的進風口，應選擇室外、空氣流通且位于排風口的上風側(cè)的位置，應為通風系統(tǒng)的進風口、回風口處安裝過濾器，保證室內(nèi)空氣流通。第二，選用環(huán)保型無放射性、無毒性的建筑裝修材料，要求其性能均應符合國家有關衛(wèi)生標準規(guī)定。蓄電池室等排出的廢水必須經(jīng)過安全處理，直到達標后，才準許排污。第三采取除銹、涂漆、鍍鋅、噴塑等表面防腐蝕處理工藝。

5 結(jié)語

勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生是工程建設中應首要考量的因素，其重要性可見一斑。本文針對大石門水利樞紐工程建設實際情況，為該工程設計了勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生方案。在分析危險隱患方面，較為全面地對潛在的，可能出現(xiàn)的危險與有害因素進行了深入探討，特別是針對主要建(構)筑物、主要機電設備、施工臨時建筑物提出了自己的思考。同時還提出消除、預防或減弱相應危害的具體應對對策。以上種種措施，重在貫徹落實“安全第一、預防為主、綜合治理”的安全治理方針，確保大石門水利樞紐工程的安全衛(wèi)生設施符合國家標準，提高工程的安全系數(shù)。

本文中的一些觀點在工程建設實際中具有現(xiàn)實指導意義，能夠在施工前、施工中和施工后及時解決遇到的問題。但由于工程建設中可能遇到的安全問題具有復雜性、突發(fā)性、不可預見性，故一些安全隱患問題還需在今后的工作中不斷總結(jié)與分析。