大岗山水电站高边坡开挖和爆破的安全防护措施

□陈 鹏（淮阳县水利局）

一、工程概况

大渡河大岗山水电站左岸坝顶以上开挖边坡高达313m，平均每隔30m设置一级3m宽的马道，垂直河流方向开挖宽度20～125m，顺河流方向开挖长度216～395m。坝顶以上边坡开挖设计坡比1：0.75～1：0.4。左岸坝顶以上边坡基岩主要为澄江期花岗岩为主，另外还有灰绿岩脉（β）、花岗细晶岩脉（γ1）、闪长岩脉（δ）等各类岩脉穿插发育于花岗岩中，尤以灰绿岩脉分部较多，他们与围岩接触关系主要有焊接式、裂隙式、断层式接触，其中裂隙式接触型最多，月占51%，松散堆积物主要有冲积、洪积、崩坡积等，其中崩坡积主要分布两岸1250m高程以上，岩体风化的水平、垂直分带明显，具有随高程降低而逐渐减弱的规律，且受微地形、岩性及构造等影响具有一定的不均匀性，1200m高程以上，全风化水平深度为20～40m，强风化水平深度为40～60m,弱风化水平深度＞90m;1200m高程以上，强卸荷水平深度为40～100m，弱卸荷水平深度＞150m。左岸坝顶以上边坡共计开挖土石方约340万m3，基坑出渣约256万m3。

二、施工方法简述

左岸坝顶以上边坡开挖采取边坡预裂、梯段微差爆破的方法自上而下分层进行，梯段高度分为7.5、10、15m。出渣：1225m高程以上边坡采用在1360m和1270m高程设置集渣平台，利用施工便道由自卸车运至挖角渣场；1225m高程以下边坡“推渣下河，河床装渣”的方式进行，沿开挖边线布置4个溜渣点，相对应的在各溜渣点下部的基坑布置出渣工作面及钢筋石笼和编织袋挡渣墙，翻渣、出渣工作时间相互独立，互不影响施工，确保施工安全度。

三、开挖、爆破施工存在的安全隐患分析

一是夜班施工作业面照明不充足，施工人员可能发生跌倒或碰伤事故。二是液压反铲、推土机作业时，闲杂人员进入机械设备作业覆盖范围内，造成人身意外伤害。三是翻渣工作面上利用自卸汽车二次倒渣，卸渣处防护、指挥不当造成事故。四是临边作业时，因边坡陡峻，局部边坡沿滑移面或断层滑塌，造成施工机械设备或人员坠落。五是现场火工材料管理不善造成丢失，搬运不当造成伤害，爆破安全警戒范围不足造成人员或设备伤害等。六是由于各种因素爆破时产生哑炮，当哑炮未全部排除时，随时可能引爆炸药或雷管，造成伤人或损坏机械设备的事故。七是支护项目明火作业对开挖爆破的火工材料在现场的运输及临时堆放存在极大的安全隐患。八是边坡开挖、下渣的扬尘对施工人员造成职业病隐患，并使现场能见度降低，容易发生人员及设备跌倒、碰伤事故。九是靠内侧边坡施工时，上方区域支护施工或人员通行可能对下部施工人员造成砸伤事故。十是由于施工场地狭窄，大量支护项目施工材料运输在开挖区内进行，可能造成对开挖施工人员及设备的砸伤、碰撞事故。十一是边坡下渣与基坑出渣同时进行，高落差产生的边坡滚石对基坑施工人员及设备造成严重的安全隐患。同时，边坡下渣形成的虚渣、浮石，对基坑装渣设备及其操作人员也有非常大的安全风险。

四、针对性的安全防护措施

（一）夜间照明系统的完善

在1360m高程平台、缆机基础平台和坝顶平台上、下游和中部共布置10台3.5kW镝灯作为大面照明系统，工作面上配置1.0kW镝灯作为加强照明，满足工作面夜间施工照明度的要求。同时，在上、下游侧搭建灯塔，集中安装大面探照灯进行照明，并根据施工进展情况，不断完善照明系统。

（二）边坡下挖安全技术措施

1.重视对开口线以外原始边坡坡面危岩的清理。开工之初，即对这些坡面危岩进行排查，人工能清理的全部清除，人工不能清理的采用浆砌石顶托、钢丝绳拴绑、锚杆锚固等措施予以加固，解决下部施工的后顾之忧。

2.重视对开挖边坡的巡视检查，作好地质预报工作。大多数的边坡失稳均有一个从开裂、扩展、掉块到崩塌的过程，所以在施工过程中加密巡视检查的频次和范围，及时发现裂缝的产生并发出警报，及时撤离下部的施工设备和人员，避免造成损失。

3.重视对不利结构面的辨识和处理，不利结构面的存在是导致岩质边坡变形失稳的主要原因，尤其是两条相交的中缓倾角结构面切割而形成的楔型体滑块，以及倾向坡外的单一中缓倾角软弱结构面被切角以后形成的滑块，其崩塌往往是突然发生、具有极大的危害性，对此引起高度重视，在梯段爆破后的出渣下卧过程中，及时把坡面上存在的松动岩块清除干净，防止其下坠伤人，同时请设计、业主等有经验的地质工程师到现场进行勘查，寻找和辨识边坡岩面上是否存在不利结构面产生的各类滑块，对各类无法清理或者不宜清理的滑块采取相对应的随机支护措施，维持其临时稳定，随后再进行系统锚固。

4.在施工过程中，对开挖边坡、软弱夹层、剪切破碎带等地质缺陷部位随时进行稳定性监测，一旦出现裂缝或滑动迹象，立即暂停施工，会同业主及设计等专业工程师等进行检查研究处理。

5.为保护开挖边坡免受雨水冲刷，在开挖区和堆渣区设置临时性的排水设施，以排除流水和积水。

6.作业区设置足够的设备运行场地和施工人员通道；悬崖、陡坡、陡坎边缘设置防护栏或明显警告标志；施工机械设备颜色鲜明，灯光、制动、作业信号、警示装置齐全可靠。

7.对施工道路加强洒水养护；并派专人及专用设备进行24h维护，保证道路状况良好。勤维护保养机械，保证其完好状态，严禁酒后驾车或疲劳连续作业。

（三）机械作业安全技术措施

1.液压反铲、推土机等机械设备作业时，每班安排两名专职机械指挥人员对机械设备进行监管，避免无关人员进入作业区域造成意外伤害。

2.每个卸渣点每班必须安排2名专人进行车辆指挥，指挥人员配置反光服、口哨、小旗进行指挥。卸渣处形成宽度需≥1.5m、高度≥1.0m的牢固可靠挡车坎，卸渣平台每天进行安全检查，发现异常情况及时汇报和停止在该处卸渣。

3.机械设备临边作业时先对地形地貌和地质条件进行分析，确保无安全隐患时再进行作业，临边施工安排小型设备且作业时安排1名专人对设备进行安全监护。

（四）爆破作业安全技术措施

1.针对爆破作业人员的安全技术措施

一是爆破作业人员，必须身体健康，熟悉爆破作业理论知识，熟练掌握爆破作业操作技能，经过专门培训，考试合格，并取得《爆破员作业证》和《爆破作业上岗证》后，方可从事爆破作业。二是装炮前，爆破作业人员要仔细观察现场的情况，特别是永久建筑物及机械设备距爆破区的距离，周边环境是否安全，若有问题及时向值班队长、班长或有关领导汇报，并采取安全防护措施，否则不能放炮。三是使用电雷管时，装炮前，首先检查工作面的电源，测试工作面的杂散电流，若杂散电流达到30mA以上时，禁止进行装药或安装起爆用电雷管。四是装炮前，爆破班长必须召集全体爆破作业人员按爆破设计的要求，对爆破作业的技术要求、装药结构、单孔和单响装药量、爆破网络结构、炮孔堵塞要求、爆破区安全防护要求、作业人员分工、爆破警戒范围、爆破警戒人员布置安排（落实到个人）以及其它爆破安全注意事项进行详细分工和技术交底，并认真填写“爆破作业人员分工、爆破作业交底单”一式两份，一份留底，一份上交安全部门存档。爆破作业人员必须听从班长安排，并严格按分工和技术、质量、安全要求进行操作。五是装药和堵塞使用竹、木制作的炮棍，并不得用力猛捣，严禁使用金属棍棒装填。六是起爆前，必须将剩余爆破器材撤出现场，运回炸药库，办理退库手续。不得藏匿、存放于施工现场或其它场所，更不得带回宿舍。七是爆破作业人员必须严格按《爆破作业安全技术操作规程》进行各道工序施工，严禁违章作业。八是爆破后，爆破作业人员检查所有装药炮孔是否全部起爆，发现瞎炮及时按规定进行完善处理，未处理前，必须在其附近设警戒标志或派专人看守。九是严禁在炸药库、爆破器材装、卸、运和爆破作业区等场所及过程中携带明火、火种，更不得吸烟（除采用火雷管起爆点火时）。

2.针对爆破器材装、卸、运输的安全技术措施

一是从事爆破器材的装、卸、运输人员，都必须经过有关爆破材料性能的基础教育和熟悉其安全技术知识。二是搬运装卸作业宜在白天进行，搬运绳带采用专用绳带，严禁采用包装带；搬运时谨慎小心，轻搬轻放，禁止冲击碰撞、拖拉、翻滚和投掷。三是人力装卸和搬运爆破器材，每人一次以重约25～30kg为限，搬运者相距不得小于5m。四是运输炸药、雷管时，装车高度要低于车厢高度10cm，车厢底部铺软垫，同一车不得装运两类不同性质的爆破器材。炸药和雷管严禁在同一车厢中装卸、运输。五是装有爆破器材的汽车，严禁在途中加油或修理。六是装卸过程中司机不得离开驾驶室。遇雷电天气时，禁止装卸、运输爆破器材。七是在汽车驾驶室外面两边靠近车厢的地方，配挂2只泡沫灭火器和其它必要的灭火工具。八是在任何时候和任何情况下，必须注意防止急刹车或意外事故的发生。九是汽车行驶在视线良好的情况下，时速＜20km/h（工区内＜15km/h），在弯多坡陡、路面狭窄的山区行驶，保持时速在5km/h以内。行车间距，平坦道路＞50m，上、下坡时＞300m。十是严禁开快车或占道超车、抢行。

3.爆破作业的安全技术措施

一是在制定爆破设计的同时，必须制定切实可行的安全技术措施，否则，不得进行爆破作业。二是爆破作业前，必须按划定的安全警戒线，按指定地点分配警戒人员（做到人员、警戒区域、警戒责任三落实），警戒人员佩带红色袖章、配置小红旗和口哨。警戒人员在第一声警戒警报响起后，立即按照指派的区域疏散、撤离施工人员和机械设备至指定的安全位置，并认真检查警戒区域内人员和机械设备撤离、防护情况，有无异常。第二声警戒警报响起后，警戒人员必须阻止所有人员和机械设备进入爆破警戒区，并认真检查人员和机械设备是否全部撤离至安全区，如有异常情况立即通知调度室。在确认人员和机械设备全部撤离至爆破安全区和爆破作业具备点火起爆条件后，方可发出第三声警戒警报。第三声警戒警报终止后，爆破人员立即进行点火起爆。起爆后，经爆破作业人员对炮区进行检查，确认无误后，通知调度室。调度室接到通知后，方可发出爆破解除警报。爆破警戒人员在听到解除警报后，方可解除爆破警戒。在此以前，任何人和机械设备均不得擅自进入爆破警戒区。三是装药前，非爆破作业人员和机械设备均撤离至指定安全地点或采取防护措施，撤离之前不得将爆破器材运到爆破工作面。四是在无照明的夜间或中大雨、浓雾天、雷电和五级以上大风（含五级）等恶劣天气条件下，均不得进行露天爆破作业。五是装药时，严禁将爆破器材放在危险地点或机械设备、电源、火源附近，严禁吸烟。六是点炮人员事先必须选定安全掩蔽地点，当没有安全可靠的撤离条件时，严禁使用火花起爆。七是爆破作业必须严格按照审批的爆破设计，进行装药、连网、防护和起爆。

（五）爆破后的安全检查和处理

1.爆破后安全检查

爆破后，无盲炮时，在最后一炮响过5分钟后，有盲炮或炮数不清时，在最后一炮响过15分钟后，检查人员方可进入爆破区检查爆破效果和盲炮等现象。只有确认爆破地点安全后，经当班爆破指挥同意，方可准许人员进入爆破地点。每次爆破后，现场技术员和爆破员必须清点爆炸物品退库。

2.盲炮处理

处理盲炮的一般措施：一是发现盲炮或怀疑有盲炮时，立即报告主管领导并及时处理。若不能及时处理，在附近设明显标志，并采取相应的安全措施。二是难处理的盲炮请示爆破工作领导人，派有经验的爆破员处理，大爆破的盲炮处理方法和工作组织，由总工程师批准。三是处理盲炮时，闲杂人员不准在场，在危险区边界设警戒，危险区内禁止进行其它作业。四是禁止拉出或掏出起爆药包。五是电力起爆发生盲炮时，立即切断电源，及时将爆破网路短路。六是盲炮处理后，仔细检查爆堆，将残余的爆破器材收集起来，在未判明爆堆有无残留的爆破器材之前，采取预防措施。七是每次处理盲炮必须由处理者认真做好处理记录。

处理裸露爆破的盲炮，用手小心地去掉部分封泥，在原有的起爆药包上重新安置新的起爆药包，加上封泥诱爆。

浅眼爆破盲炮的处理方法：一是经检查确认炮孔的起爆线路完好时，可重新起爆。二是用木制、竹制或其它不发生火星的材料制成工具，轻轻地将炮眼内部分堵塞物掏出，用聚能药包诱爆。三是在安全距离外用远距离操纵的风水喷管吹出盲炮堵塞物及炸药，但必须采取措施，回收雷管。四是盲炮在当班处理，当班不能处理或未处理完毕，将盲炮情况（盲炮数目、炮眼方向、装药数量和起爆药包位置、处理方法和处理意见）在现场交接清楚，由下一班继续处理。

深孔爆破盲炮的处理方法：一是爆破网路未受破坏，且最小抵抗线未发生变化时，可重新联线起爆；最小抵抗线发生变化时，验算安全距离，并加大警戒范围后再联线起爆。二是在距盲炮孔口≥10倍炮孔直径处，另打平行孔装药起爆。三是所用炸药为非抗水性炸药，且孔壁完好，可取出部分堵塞物向孔内灌水使之失效，然后再钻孔重新起爆。

（六）边坡开挖与支护交叉作业安全防护措施

一是加强开挖与支护的降尘工作，特别是边坡开挖、甩渣及钻孔产生的粉尘，改善现场施工环境。二是在临近边坡进行施工时，利用竹夹板做好上、下立体防护工作，以避免上方支护施工时所产生的坠物砸伤下方施工人员及设备。三是在开挖面上，设置人行及材料运输专用通道，以避免机械设备运行及材料运输时发生伤人、碰撞事故。四是加强边坡交叉作业部位的监测与巡视工作。

（七）边坡开挖与基坑出渣交叉作业安全防护措施

一是采用集中时段定点溜渣施工方式（主要以冲沟放渣），溜渣点和基坑内的施工人员和设备保持一定的安全距离。二是边坡溜渣完成后，要对坡面上的浮石进行清理。边坡爆破前，将基坑内的机械设备撤离至安全地带。三是做好边坡施工降尘工作，做好边坡施工与基坑出渣安全信息沟通工作，两工作面的安全员每班开工前必须分析当班的施工安排是否有冲突。

（八）安全管理保证措施

一是建立以安全副总监为安全第一责任人的监理安全保证体系，由安全副总监、专职负责安全监理工程师、项目监理工程师、各专业监理工程师、现场监理员组成安全保证体系。二是建立安全责任书制度，采用层层签订安全责任书的办法来强化施工单位的安全管理，控制出现生产性障碍和安全事故。三是坚持“入场教育和培训”制度，强化“班前五分钟教育”及宣传板报等形式不间断进行安全知识教育。四是建立周、月安全大检查制度，对现场进行监督检查，及时制止违章作业，并提出整改意见，督促施工单位及时整改到位。五是要求施工单位现场技术员根据已批准的作业指导书向施工人员进行技术交底。项目施工时，由班长给施工人员分工并做施工项目、地点和安全技术交底。六是安全监理工程师每天对各部位存在的安全隐患及时进行排查，发现安全隐患立即要求施工单位进行整改，针对需要一段时间才能完成整改的危险源，开具整改通知单，并限期整改。七是要求施工单位必须定期发给在现场施工的工作人员必需的劳动保护用品,如：安全帽、水鞋、雨衣、手套、手灯、防护面具和安全带等。八是要求施工单位成立安全突发事件处理领导小组，编制应急预案，若在施工过程中发生人员及设备安全事故，立即进行抢救。九是要求施工单位必须与其他相邻标段签订相互间的安全责任协议书，做好相互间的安全防护。

五、结语

大渡河大岗山水电站左岸高边坡开挖施工过程中，正是因为采取了以上安全防护、管理措施和监理手段，才使得整个边坡的开挖能够顺利进行，并无安全事故发生。随着越来越多的水电站开发，大规模的高边坡开挖施工将不可避免，如何才能保证其安全、快速的施工，大渡河大岗山水电站高边坡开挖、爆破的安全防护措施可以全面推广到各工程建设中，确保安全生产，提高施工效率。