豎井開挖支護(hù)施工安全風(fēng)險(xiǎn)分析及預(yù)防措施

(中國葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

1 工程概況

兩河口水電站左岸泄水建筑物系統(tǒng)工程共布置了6條豎井及1條斜井，豎井洞徑為6.1m、5.6m，斜井洞徑為7.1m，最大井深為159.09m。補(bǔ)氣洞各豎井、斜井參數(shù)如下表1。

表1 補(bǔ)氣洞各豎井、斜井參數(shù)

注：表中數(shù)據(jù)均為設(shè)計(jì)值。

2 施工方法簡介

豎井采用“導(dǎo)孔→導(dǎo)井(溜渣井)+自上而下擴(kuò)挖”的開挖方法。開挖前先在補(bǔ)氣洞豎井部位分別形成反井鉆機(jī)平臺(tái)和在豎井下部洞室形成溜渣通道，采用反井鉆機(jī)鉆導(dǎo)孔，然后反拉形成導(dǎo)井(溜渣井)，待導(dǎo)井形成后自上而下擴(kuò)挖成型，豎井?dāng)U挖后支護(hù)跟進(jìn)。

3 安全風(fēng)險(xiǎn)分析

豎井施工因高度較高，施工作業(yè)和材料、人員的運(yùn)輸均需通過提升設(shè)備來完成，施工難度大，安全隱患較為突出，采用“頭腦風(fēng)暴法”搜集施工過程中可能存在的各類安全風(fēng)險(xiǎn)，主要有：

(1)開挖支護(hù)過程中遇到塌方、巖爆和掉塊。其中塌方、巖爆、掉塊可能導(dǎo)致人員傷亡、機(jī)械毀壞，造成一定的財(cái)產(chǎn)損失，屬于重大危險(xiǎn)；

(2)垂直提升設(shè)備安裝和運(yùn)行安全?？赡軐?dǎo)致機(jī)械故障、觸電、高處墜落、物體打擊等安全事故，屬于重大危險(xiǎn)；

(3)高處墜落和物體打擊?？赡軐?dǎo)致人員傷亡、機(jī)械毀壞等安全事故，屬于一般危險(xiǎn)；

(4)爆破安全?？赡軐?dǎo)致塌方、人員傷亡、機(jī)械毀壞、有毒有害氣體等安全事故，屬于重大危險(xiǎn)；

(5)地下水和洞內(nèi)廢氣?？赡軐?dǎo)致機(jī)械故障、觸電、有毒有害氣體等安全事故，屬于一般危險(xiǎn)；

(6)風(fēng)水電施工安全?？蓪?dǎo)致人員觸電，機(jī)械故障，有毒有害氣體等安全事故，屬于一般危險(xiǎn)；

(7)堵井安全。堵井疏通可能導(dǎo)致高處墜落，物體打擊等安全事故，屬于重大危險(xiǎn)；

(8)上下交叉作業(yè)安全?？赡軐?dǎo)致高處墜落，物體打擊等安全事故，屬于重大危險(xiǎn)；

(9)有毒有害氣體。可能導(dǎo)致粉塵、有毒氣體中毒安全事故，屬于一般危險(xiǎn)。

4 安全預(yù)防措施

為確保施工安全，針對(duì)上述可能發(fā)生的安全問題研究相應(yīng)安全技術(shù)措施如下：

4.1 豎井開挖支護(hù)安全預(yù)防措施

(1)豎井?dāng)U挖支護(hù)施工前，仔細(xì)檢查與豎井相連接的補(bǔ)氣洞和下部洞室，將未按設(shè)計(jì)要求支護(hù)到位的盡快支護(hù)到位，確保周邊洞段的穩(wěn)定；

(2)豎井?dāng)U挖采用“自上而下”的順序進(jìn)行，擴(kuò)挖前先對(duì)導(dǎo)井洞壁進(jìn)行檢查，撬除個(gè)別松散巖塊，避免上部掉塊威脅下方施工安全；

(3)豎井?dāng)U挖后認(rèn)真進(jìn)行危石撬除，及時(shí)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行系統(tǒng)支護(hù)，支護(hù)緊跟開挖工作面；

(4)豎井開挖前，及時(shí)對(duì)井口進(jìn)行鎖口錨桿支護(hù)；若井口成型較差，清除洞口松動(dòng)巖塊后采用混凝土進(jìn)行體形恢復(fù)。井口段加固完成并確認(rèn)穩(wěn)妥后方可繼續(xù)向下開挖；

(5)開挖過程中若遇不良地質(zhì)洞段，采用“短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)”的施工方法，開挖一個(gè)循環(huán)支護(hù)一個(gè)循環(huán)；對(duì)于穩(wěn)定性很差的圍巖，考慮采用超前支護(hù)，處理完畢確認(rèn)安全后方可繼續(xù)向前掘進(jìn)；

(6)及時(shí)進(jìn)行出渣作業(yè)，避免因渣料過多堵塞溜渣井口；

(7)支護(hù)施工時(shí)，噴頭和注漿管前方不得站人；噴射作業(yè)的堵管處理，應(yīng)盡量采用敲擊法疏通，若采用高壓風(fēng)疏通時(shí)，風(fēng)壓不得大于0.4MPa，并將輸料管放直，握緊噴頭，噴頭不得正對(duì)有人的方向；

(8)開挖過程中為了防止發(fā)生巖爆，加強(qiáng)超前地質(zhì)探測，超前鉆孔。嚴(yán)格控制裝藥量，以盡可能減少爆破對(duì)圍巖的影響并使開挖斷面盡可能規(guī)則，減小局部應(yīng)力集中發(fā)生的可能性。

4.2 垂直提升設(shè)備安全預(yù)防措施

(1)用卷揚(yáng)機(jī)垂直運(yùn)輸時(shí)，上、下聯(lián)系有明確的信號(hào)，如電鈴、信號(hào)燈、對(duì)講機(jī)等。司機(jī)要堅(jiān)守崗位，嚴(yán)禁非操作人員操作；

(2)設(shè)過電流和失電壓等保險(xiǎn)裝置及可靠的制動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)置防滑裝置，運(yùn)行過程中防止過卷、過速；

(3)安裝調(diào)試和維護(hù)時(shí)，必須嚴(yán)格檢查限位裝置是否靈活可靠，當(dāng)?shù)蹉^升至上、下極限位置時(shí)，應(yīng)采用限位器以保證卷揚(yáng)機(jī)運(yùn)行安全；

(4)提升設(shè)備在正常使用前應(yīng)進(jìn)行靜動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)。其中靜負(fù)荷試驗(yàn)按額定負(fù)荷的125%，起升離地面約10cm，持續(xù)10min結(jié)束后檢查提升設(shè)備是否正?？煽?；動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)按額定負(fù)荷重量作反復(fù)升降試驗(yàn)，試驗(yàn)后檢查提升設(shè)備的機(jī)械傳動(dòng)部分、電器部分和連接部分是否正?？煽?；

(5)在額定荷載下，卷揚(yáng)機(jī)額定速度實(shí)測值與其理論值之差，不得超過理論值的±5%，升降物料時(shí)的速度不應(yīng)大于0.3m/s；

(6)操作人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，負(fù)責(zé)提升設(shè)備的操作、保養(yǎng)和日常維護(hù)，每次啟動(dòng)前應(yīng)先檢查卷揚(yáng)機(jī)、吊點(diǎn)、吊籃等各部件有無異常現(xiàn)象；機(jī)身、井架是否固定牢靠；卷揚(yáng)機(jī)的外露皮帶、齒輪等傳動(dòng)滑輪是否符合要求；檢查各項(xiàng)制動(dòng)設(shè)備是否靈敏可靠，經(jīng)檢查試轉(zhuǎn)合格后方準(zhǔn)操作。在運(yùn)行過程中，絕對(duì)禁止在超過額定負(fù)荷或額定合閘次數(shù)的情況下運(yùn)行；

(7)將上、下限位的停止塊調(diào)整后再起吊物體。在使用之前確認(rèn)制動(dòng)器狀況是否可靠。限位器不允許當(dāng)作行程開關(guān)反復(fù)使用；

(8)卷揚(yáng)機(jī)吊籃?？繒r(shí)，必須先將吊籃?？堪踩l打開，托住吊籠，確保吊籠不至墜落。吊籃頂部采用鋼板制作堅(jiān)固的防護(hù)板。

4.3 高處墜落和物體打擊預(yù)防措施

(1)豎井施工時(shí)，設(shè)專職安全員進(jìn)行巡視。做好井口防護(hù)工作，井周設(shè)置安全護(hù)欄、醒目的施工標(biāo)志和安全警示牌，護(hù)欄下設(shè)封閉的擋板，防止物件或石塊等滾落；

(2)豎井導(dǎo)井形成后，因故暫停施工時(shí)，應(yīng)采用防護(hù)蓋蓋好井口，防止人員墜落。防護(hù)蓋采用型鋼及鋼筋制作，做成能覆蓋豎井直徑的圓形；

(3)應(yīng)保證洞內(nèi)照明良好，停電時(shí)封閉作業(yè)面，禁止人員入內(nèi)；

(4)井內(nèi)電線必須采用安全可靠的新電線，嚴(yán)禁使用膠織線或花線。電工在豎井內(nèi)作業(yè)時(shí)必須穿絕緣鞋和戴絕緣手套，并系好安全繩，防止電擊墜落；

(5)洞內(nèi)進(jìn)行噴護(hù)作業(yè)時(shí)，嚴(yán)禁下方站人或放置設(shè)備，防止回彈料或混凝土掉塊傷人或傷設(shè)備；

(6)豎井設(shè)置防墜器，作業(yè)人員系安全帶。

4.4 爆破安全措施

(1)爆破安全嚴(yán)格按照《爆破安全規(guī)程》(GB6722-2014)執(zhí)行；

(2)建立嚴(yán)格的盲炮處理制度，發(fā)現(xiàn)問題立即封鎖現(xiàn)場，指派有經(jīng)驗(yàn)的爆破人員進(jìn)行排險(xiǎn)；

(3)爆破警戒時(shí)設(shè)立明顯的警示標(biāo)志，安全警戒人員和作業(yè)人員必須佩帶安全帽或袖標(biāo)，通過口哨提醒人員設(shè)備撤離警戒區(qū)，防止發(fā)生意外；爆破完成經(jīng)安全檢查確認(rèn)安全后方可開放交通。安全檢查的內(nèi)容主要包括：①有無盲炮及可疑情況；②有無殘余炸藥和雷管；③有無松動(dòng)巖塊；④支護(hù)有無損壞和變形。

(4)每次爆破完成后進(jìn)行效果分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以便更好地控制爆破藥量，取得更佳的爆破參數(shù)，在保證爆破效果的前提下，將用藥量和震動(dòng)減到最小。

4.5 地下水及洞內(nèi)廢氣處理措施

(1)保持工作面干燥，遇圍巖破碎、地下水豐富或活動(dòng)頻繁段應(yīng)采用排水管妥善引排，并及時(shí)支護(hù)。在確保水能排出的情況下采用噴混凝土對(duì)壁面進(jìn)行封閉，否則嚴(yán)禁封閉；

(2)建立可靠的通風(fēng)系統(tǒng)，洞室爆破后立刻啟動(dòng)通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行通風(fēng)排煙，確保洞內(nèi)空氣清新、通視度高，洞內(nèi)空氣污濁時(shí)不宜進(jìn)入作業(yè)；

(3)受施工條件限制，豎井施工無法采用“濕噴法”進(jìn)行噴護(hù)，采用“潮噴法”進(jìn)行噴護(hù)時(shí)，噴護(hù)作業(yè)人員在做好自身防護(hù)的同時(shí)，采取綜合防塵措施降低粉塵濃度。

4.6 風(fēng)水電施工安全措施

(1)用于豎井施工的風(fēng)水電管線和其它管路固定于井壁，拉直并平行布置。照明亮度滿足作業(yè)要求，安全可靠；

(2)施工作業(yè)時(shí)經(jīng)常檢查風(fēng)水電管線的完好性，盡量避免撞傷或拉斷。風(fēng)水管線一旦被撞傷或拉斷，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢修，檢修時(shí)截?cái)囡L(fēng)源和水源，并懸掛“有人工作，不準(zhǔn)送風(fēng)(水或電)”的警告牌；

(3)施工現(xiàn)場用電設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行檢查，接地保護(hù)、變壓器等每季度測定一次絕緣強(qiáng)度，移動(dòng)式電動(dòng)機(jī)，潮濕環(huán)境下電氣設(shè)備使用前應(yīng)檢查絕緣電阻，對(duì)不合格的線路設(shè)備要及時(shí)維修或更換，嚴(yán)禁帶故障運(yùn)行；

(4)電工操作高壓電氣設(shè)備回路時(shí)，必須戴絕緣手套，穿電工絕緣靴并站在絕緣板上，嚴(yán)禁非電工進(jìn)行電氣操作；

(5)施工照明線路一律使用絕緣良好的電纜線，嚴(yán)禁使用膠織線或花線。開關(guān)一律使用空氣開關(guān)，并且設(shè)有漏電保護(hù)器；

(6)設(shè)置備用電源作應(yīng)急用。

4.7 堵井預(yù)防措施

(1)減小循環(huán)進(jìn)尺深度，減小一次爆破方量；

(2)按照規(guī)范要求有序溜渣，防止由于溜渣過快導(dǎo)致洞口堵塞；

(3)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求合理布孔裝藥，合理聯(lián)網(wǎng)，按照“多打孔，少裝藥”原則進(jìn)行爆破；

(4)及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化爆破設(shè)計(jì)，減少爆破大塊率，控制爆破后石渣塊度不大于導(dǎo)井直徑的1/3，防止渣料塊度過大堵塞導(dǎo)井；

(5)及時(shí)進(jìn)行出渣作業(yè)，避免因渣料過多堵塞溜渣井口。

4.8 上下交叉作業(yè)安全措施

(1)豎井上部與主洞通信暢通(可以使用旗語、手勢、手機(jī)、對(duì)講機(jī))，指令統(tǒng)一清楚，嚴(yán)禁無通行指令私自通行；

(2)安全指令統(tǒng)一清楚，通行人員、機(jī)械設(shè)備車輛在得到指令后再動(dòng)作，嚴(yán)禁無指令私自通行；

(3)專人疏導(dǎo)通道交通，嚴(yán)禁無人指揮私自通行；

(4)安全員經(jīng)常巡視豎井，觀測豎井情況，密切聯(lián)系相關(guān)人員，確保人員機(jī)械設(shè)備安全；

(5)在發(fā)現(xiàn)人員機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，及時(shí)救助或通知現(xiàn)場管理人員；

(6)設(shè)置安全警戒標(biāo)識(shí)，底部設(shè)置安全防護(hù)措施；

(7)豎井溜渣后，及時(shí)檢查主洞防護(hù)措施并進(jìn)行加固。

4.9 有毒有害氣體預(yù)防措施

(1)配備有毒有害氣體監(jiān)測裝置(如氡氣檢測儀)，一旦發(fā)現(xiàn)有毒氣體，立即停止施工和疏散人員；

(2)洞內(nèi)作業(yè)人員必須配戴防護(hù)口罩、面具等安全防護(hù)用品；

(3)做好地下洞室開挖過程的通風(fēng)、排煙、除塵工作，確保空氣質(zhì)量；

(4)隧道內(nèi)的空氣成份，定期取樣進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有毒有害氣體及時(shí)進(jìn)行處理；

(5)對(duì)散發(fā)有害健康氣體和粉塵的設(shè)備，采用密閉安裝、通風(fēng)吸塵和凈化裝置等措施。

5 結(jié)語

兩河口水電站左岸泄洪建筑物系統(tǒng)豎井?dāng)?shù)量多、高度大，安全風(fēng)險(xiǎn)及隱患突出，為了保證施工安全可靠，在施工方法滿足要求的前提下，組織了有關(guān)人員進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，并針對(duì)每一風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)制定了安全技術(shù)措施，從而使豎井施工中未發(fā)生任何安全事故，為后續(xù)類似工程提供經(jīng)驗(yàn)，可在此基礎(chǔ)上針對(duì)具體情況增加安全風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)技術(shù)措施。