水利樞紐工程危險(xiǎn)有害因素與重大危險(xiǎn)源辯別分析

戴偉明，曾文彥

（1.宜春市袁州區(qū)水利局,江西 宜春 336000；2.撫州市臨川區(qū)重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)服務(wù)中心,江西 撫州 344100）

在水利樞紐工程施工中,為了切實(shí)強(qiáng)化工程施工安全,需要秉持著預(yù)防為主、綜合治理的工作原則,對(duì)工程施工全過程展開危險(xiǎn)有害因素和重大危險(xiǎn)源的辨識(shí)工作,切實(shí)提高水利工程安全生產(chǎn)水平。

1 工程概況

江西省宜春市四方井水利樞紐工程是以防洪、供水為主,兼顧發(fā)電等綜合效益的大型水利樞紐工程。將防洪、供水作為整個(gè)工程建設(shè)重點(diǎn),旨在實(shí)現(xiàn)供水、供電的雙重功效,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的共同提高,現(xiàn)在已經(jīng)被列入到《全國(guó)大型水庫(kù)建設(shè)總體安排意見（2013～2015）》中。宜春市四方井水利樞紐工程位于贛江流域袁河支流溫湯河下游,地處宜春市袁州區(qū)湖田鎮(zhèn)坪田村,壩址位于溫湯河干流與仙鞏水支流交匯口下游1.6 km斫洲里河谷處,距宜春市現(xiàn)狀中心城區(qū)約7 km。整個(gè)工程項(xiàng)目的水工建筑物類別多樣,有粘土心墻壩、副壩、溢洪道、放空洞、取水口、廠房等,輸水工程部分有輸水管線等。當(dāng)水利樞紐工程整體處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí),水庫(kù)正常蓄水位152.00 m,庫(kù)容為 1.0167×108m3,設(shè)計(jì)防洪高水位153.93 m,相應(yīng)庫(kù)容為11524×104m3,相應(yīng)最大下泄流量為1110 m3/s；校核洪水位154.38m,相應(yīng)最大下泄流量為1330 m3/s；水庫(kù)總庫(kù)容為11861×104m3；電站總裝機(jī)容量1500 kW,多年平均發(fā)電量365.72×104kW·h,保證出力156 kW；通過四方井水利樞紐工程的建設(shè),能夠促使宜春市年平均日供水量達(dá)到30.9×104t（供水流量為3.58 m3/s）。整個(gè)工程施工階段,還需要進(jìn)行大范圍的土方開挖,土方開挖達(dá)到 97.29萬(wàn)m3,土石方回填133.14萬(wàn)m3,在工程施工期間還專門設(shè)置兩處棄渣場(chǎng)。

2 危險(xiǎn)有害因素和重大危險(xiǎn)源的辨識(shí)和評(píng)價(jià)

2.1 建筑環(huán)境

2.1.1 地質(zhì)危險(xiǎn)有害因素和重大危險(xiǎn)源

在水利樞紐工程施工中,地質(zhì)危險(xiǎn)有害因素很難徹底避免,無(wú)論是人為操作不當(dāng),還是環(huán)境因素,都有可能會(huì)直接影響到工程施工,直接引發(fā)泥石流、落石等重大危險(xiǎn)事故,威脅施工作業(yè)人員的生命安全。通過對(duì)水利樞紐工程的研究發(fā)現(xiàn),工程施工地質(zhì)主要集中于壩區(qū)、庫(kù)區(qū)、溢洪道位置。其中溢洪道直接位于江西省宜春市四方井水利樞紐工程的右岸位置,地層則以石炭系上統(tǒng)船山組第一巖組第一層（C3C1-1）白云巖,整體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為單斜構(gòu)造,傾角保持在35°～ 60°范圍內(nèi)。溢洪道區(qū)巖層局部很容易受到斷層形成的不良影響,促使巖層本身產(chǎn)狀變化較為明顯,很容易出現(xiàn)巖溶、崩塌、滑坡等危險(xiǎn)事故。

2.1.2 建筑危險(xiǎn)有害因素和重大危險(xiǎn)源

四方井水利樞紐工程在總體設(shè)計(jì)時(shí),需要充分考量社會(huì)環(huán)境和自然因素,健全基本設(shè)施,合理展開環(huán)境綠化和樞紐規(guī)劃工作。而四方井水利樞紐工程整體工程施工將防洪、供水、供電作為項(xiàng)目施工重點(diǎn),基于《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL 252-2000）,直接將其列為Ⅱ等工程,工程施工期間的主要建筑物、次要建筑物、臨時(shí)建筑物級(jí)別分別為2級(jí)、3級(jí)、4級(jí)。而防空洞,則直接將其設(shè)置為2 級(jí)建筑物,相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)2000 年一遇；消能設(shè)施洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇?；凇端姽こ痰燃?jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL 252-2017）,直接將供水管線、建筑物設(shè)置為3 級(jí)建筑物,并將設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為30 年一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。大壩、溢洪道、電站廠房則為本次水利樞紐工程施工的主要樞紐建筑物類別。

首先,四方井水利樞紐工程大壩采用直線布置壩軸線的方式,主壩設(shè)計(jì)為粘土心墻堆石壩,壩頂高程為155.80 m,防浪墻頂高程為157.00 m,壩頂寬8 m,上游壩坡在127.07 m高程以上坡比1∶1.8,以下坡比為1∶2.5,下游壩坡坡比1∶2.2。在工程施工中存在諸多危險(xiǎn)因素,很容易發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水的情況,甚至直接導(dǎo)致大壩漫頂、潰壩現(xiàn)象。在外力影響下,也會(huì)影響工程施工的安全性,不僅包括地震等自然災(zāi)害,也包含恐怖事件、爆炸等人為事故。與此同時(shí),岸坡及壩基變形也很容易影響到水利樞紐工程大壩實(shí)際效果,促使大壩變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)值變化趨勢(shì),在短時(shí)間范圍內(nèi),將會(huì)急速增大,壩體也會(huì)相應(yīng)出現(xiàn)集中滲流等問題,促使壩體出現(xiàn)滑動(dòng)、傾覆、斷裂等情況。

其中,在四方井水利樞紐工程施工中,溢洪道直接設(shè)置在距右壩頭約 150 m 的埡口處,整個(gè)工程施工隱含著諸多危險(xiǎn)因素,當(dāng)水庫(kù)長(zhǎng)時(shí)間處于泄洪狀態(tài),將會(huì)在長(zhǎng)期水流沖刷下,促使消力池、溢流面等位置慢慢出現(xiàn)變形、裂縫等情況,甚至造成動(dòng)力電源運(yùn)行異常等故障問題,嚴(yán)重威脅溢洪道安全,促使整個(gè)水利工程滋生安全隱患。

最后,電站廠房也是水利樞紐工程中的主要樞紐建筑物,總體呈現(xiàn)為臥式布置、地面式廠房,在廠房中一共安裝設(shè)有處于不同規(guī)格的3臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組,而機(jī)組中心高程設(shè)置為 112.85 m,水輪發(fā)電機(jī)組間距處于8.5 m。電站廠房的基本信息見表1。

表1 電站廠房

在電站廠房中,如果出現(xiàn)地震等自然災(zāi)害,會(huì)促使電站廠房出現(xiàn)主廠房屋頂構(gòu)件直接脫落等問題,不僅會(huì)影響到各種電力設(shè)備的實(shí)際使用,而且也會(huì)嚴(yán)重威脅周邊人員的生命安全。與此同時(shí),因?yàn)槌O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)大流量泄洪、大壩漫頂?shù)纫蛩?也會(huì)導(dǎo)致電站廠房基礎(chǔ)大流量滲水的問題,使得整個(gè)電站廠房遭到淹沒,從而促使各種發(fā)電設(shè)備長(zhǎng)期處于水流作用下,滋生次生災(zāi)害,嚴(yán)重時(shí)將會(huì)直接危及大壩安全[2]。

2.1.3 作業(yè)場(chǎng)所危險(xiǎn)有害因素和重大危險(xiǎn)源

在四方井水利樞紐工程施工中,作業(yè)場(chǎng)所中預(yù)留的各種危險(xiǎn)物質(zhì),主要包括兩種,分別是氣體物質(zhì)、油類物質(zhì)。這兩種物質(zhì)的存在將會(huì)促使作業(yè)場(chǎng)所的危險(xiǎn)性相應(yīng)增強(qiáng),極易滋生安全隱患,對(duì)于水利樞紐工程自身的防洪、發(fā)電也會(huì)造成較為嚴(yán)重的影響。

一方面,油類物質(zhì)主要應(yīng)用于發(fā)電機(jī)組的軸承當(dāng)中,能夠起到潤(rùn)滑和散熱的雙重效用。當(dāng)各種油類物質(zhì)不小心泄漏或者接觸到明火,將很有可能引發(fā)火災(zāi)事故。在水利樞紐工程施工中應(yīng)用油類物質(zhì)是透平油,五氧化二磷作為透平油的主要成分,具有強(qiáng)腐蝕性、毒性。無(wú)論是日常工作,還是設(shè)備維修,都有可能直接傷害到個(gè)人身體健康,應(yīng)當(dāng)盡可能避免直接接觸透平油。而且,透平油還會(huì)破壞到電纜,促使其表面開始慢慢出現(xiàn)軟化、起泡等問題。在江西省宜春市四方井水利樞紐工程還會(huì)設(shè)置一臺(tái)保安電源柴油發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)中儲(chǔ)存的大量輕柴油本身隱含著火災(zāi)隱患,作為一種輕質(zhì)石油產(chǎn)品,接觸明火將會(huì)快速燃燒,產(chǎn)生大量煙霧。柴油發(fā)電機(jī)見圖1。

圖1 柴油發(fā)電機(jī)

另一方面,在水利樞紐工程中往往會(huì)用到氧氣、乙炔,從而直接切割金屬物質(zhì)。氣體通常會(huì)直接放置到瓶中,但是乙炔作為一種易燃?xì)怏w,任何一個(gè)環(huán)節(jié)處理不當(dāng),都有可能造成爆炸事故。往往會(huì)用六氟化硫作為絕緣和滅弧介質(zhì),六氟化硫本身也是一種主要的危險(xiǎn)有害物質(zhì),在出廠時(shí)就含有大量有毒氣體,如果直接將六氟化硫和其他物質(zhì)進(jìn)行相互作用,將會(huì)生成各種有毒產(chǎn)物。

此外,四方井水利樞紐作業(yè)場(chǎng)所還存在著墜落、觸電、窒息、淹溺等多重危害。在日常工作中,需要工作人員加強(qiáng)研究和分析,做好安全防護(hù)措施,切實(shí)降低危險(xiǎn)源造成的危害。

2.2 建設(shè)施工

江西省宜春市四方井水利樞紐工程在建設(shè)施工期間也隱含著諸多危險(xiǎn)有害因素,按照施工作業(yè)區(qū)域,可以直接將重大危險(xiǎn)源劃分為三個(gè)位置,分別是生產(chǎn)施工作業(yè)區(qū)、物資倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)以及生活辦公區(qū)。需要按照《 水電水利工程施工重大危險(xiǎn)源辨識(shí)及評(píng)價(jià)導(dǎo)則》（DL/T 5274-2012）,辨識(shí)危險(xiǎn)源,展開危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)。

首先,在水利樞紐工程生產(chǎn)施工區(qū)域,主要的危險(xiǎn)源辨識(shí)對(duì)象包括三類,分別是場(chǎng)所設(shè)施、大型機(jī)械設(shè)備以及具體施工作業(yè)。

其次,在水利樞紐工程物資倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)域,危險(xiǎn)源辨識(shí)主要是對(duì)已儲(chǔ)存物資的危險(xiǎn)特性、危險(xiǎn)類別進(jìn)行判斷。部分水利工程物質(zhì)倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)危險(xiǎn)物質(zhì)臨界量則見表2。通常而言,當(dāng)水利樞紐工程物資倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)既有的危險(xiǎn)化學(xué)品數(shù)量已經(jīng)超出規(guī)定范圍后,將會(huì)被直接列入到危險(xiǎn)化品重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)對(duì)象,需要工作人員予以重視。

表2 常用危險(xiǎn)物質(zhì)名稱及臨界量（部分）

最后,對(duì)于生活辦公區(qū),則需要工作人員加強(qiáng)對(duì)辦公樓等各種公眾聚集場(chǎng)所的日常檢查工作。

水利樞紐工程中的重大危險(xiǎn)源辨別工作,需要按照危險(xiǎn)物質(zhì)類別、特性、數(shù)量做出考量,而重大危險(xiǎn)源的判別主要有兩種情況,第一種情況則是在所屬區(qū)域范圍內(nèi)只含有單一品種的危險(xiǎn)品,當(dāng)該危險(xiǎn)品超標(biāo)后,就可以直接認(rèn)定為重大危險(xiǎn)源。第二種情況是在所屬區(qū)域范圍內(nèi)含有多品種的危險(xiǎn)品,這就不能單單依靠一種危險(xiǎn)品進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)判斷,可以直接按照以下公式進(jìn)行計(jì)算,當(dāng)滿足基本計(jì)算要求后,便可以直接認(rèn)定為重大危險(xiǎn)源。

重大危險(xiǎn)源計(jì)算公式：q1/Q1+q2/Q2+……+qn/Qn≥1,在公式中,q表示危險(xiǎn)化學(xué)品實(shí)際存量,Q表示危險(xiǎn)化學(xué)品臨界值。

當(dāng)對(duì)水利樞紐工程施工危險(xiǎn)源進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),則可以應(yīng)用 LEC 法完成重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)。事故危險(xiǎn)性計(jì)算公式：D=L×E×C,在公式中,D用于表示事故危險(xiǎn)性大小,L危險(xiǎn)發(fā)生可能性、E人員暴露可能性、C事故造成后果嚴(yán)重性,L值對(duì)照表見表3。

表3 事故發(fā)生的可能性 L 值對(duì)照表

2.3 施工作業(yè)

在具體施工作業(yè)期間,作業(yè)活動(dòng)的危險(xiǎn)有害因素較多,其中,高空墜落和土方開挖便是重要危險(xiǎn)源。為防止高空墜落,應(yīng)懸掛安全繩并嚴(yán)格按操作規(guī)程施工作業(yè)。當(dāng)開挖溝槽、溝深超過1.5 m后,很容易造成土方坍塌,從而危及周邊施工作業(yè)人員的生命安全。與此同時(shí),在填筑料開采時(shí)期,爆破作業(yè)危險(xiǎn)性高,一旦工作人員并未按照規(guī)范要求展開爆破作業(yè),將會(huì)造成爆炸傷人事故。

3 安全防護(hù)措施

針對(duì)水利樞紐工程施工中的危險(xiǎn)有害因素、重大危險(xiǎn)源,需要加強(qiáng)項(xiàng)目工程研究,展開工程安全監(jiān)測(cè),采取針對(duì)性措施,將風(fēng)險(xiǎn)性因素降到最低。

一方面,如果是土方開挖出現(xiàn)問題,則需要預(yù)先做好排水處理工作,切實(shí)避免周邊場(chǎng)地的工業(yè)廢水直接流入到施工場(chǎng)地,如果出現(xiàn)惡劣天氣,則需要及時(shí)停止土方施工。在土方開挖期間,則需要按照自上而下的開挖原則,并將溝槽開挖間距設(shè)置在2 m以上,嚴(yán)令禁止應(yīng)用掏挖方法[4]。在四方井水利樞紐工程施工中,邊疆溝深度控制在1.5 m以上工作人員能夠結(jié)合施工環(huán)境信息,合理放坡,挖土期間也能夠充分注重土壤變動(dòng)情況。需要注意的是,溝槽1.5 m以內(nèi),施工作業(yè)人員禁止將施工用土直接堆放在一旁。

另一方面,對(duì)于施工場(chǎng)地,氣候環(huán)境、設(shè)備設(shè)施造成的觸電、中毒、機(jī)械故障等危害,需要工作人員加強(qiáng)前期分析,定期進(jìn)行設(shè)備檢查和設(shè)備維修,結(jié)合化學(xué)危險(xiǎn)品特性進(jìn)行保存放置,工作人員也能夠加強(qiáng)自主學(xué)習(xí),樹立安全防范意識(shí),將風(fēng)險(xiǎn)性因素降到最低。并能夠適當(dāng)加強(qiáng)檢修作業(yè),落實(shí)安全措施,各項(xiàng)工作結(jié)束后,也能夠安排專門技術(shù)人員進(jìn)行施工期間檢查。

4 結(jié)論

綜上所述,以江西省宜春市四方井水利樞紐工程為例,對(duì)水利樞紐工程危險(xiǎn)有害因素與重大危險(xiǎn)源辯別展開分析具有至關(guān)重要的意義。今后,應(yīng)當(dāng)不斷加強(qiáng)對(duì)水利樞紐工程的研究,對(duì)地質(zhì)環(huán)境、樞紐建筑物、作業(yè)場(chǎng)所、施工作業(yè)等多個(gè)環(huán)節(jié)展開全面辨識(shí),查清危險(xiǎn)源,并采取相應(yīng)措施,切實(shí)提升安全管理水平。