波波娜水电站工程的安全管理

张振杰

(水利部综合事业局新华水力发电有限公司，北京 100070)

波波娜水电站位于新疆维吾尔自治区和田地区喀拉喀什河上，是南疆电网重要的电源点，该项目于2006年12月通过新疆维吾尔自治区发展改革委员会核准，主体工程开工建设，2011年4月三台机组全部并网发电开始商业运行。由于该项目地处自然条件较差、运输距离较长的边远少数民族地区，对其进行水电站开发建设时，其勘测设计、招标评标、建设管理、生产运行等各阶段的安全性管理十分重要。波波娜水电开发有限公司通过科学管理，实现了预期的建设管理目标，其安全管理的经验对其他类似工程很有借鉴意义。

1 工程概况

波波娜水电站位于新疆维吾尔自治区和田地区喀拉喀什河上，由拦河坝、泄水建筑物和发电引水系统及电站厂房等主要建筑物组成，为长距离、高水头、有压引水式电站。电站装机容量150MW，保证出力34.8MW，多年平均发电量6.66亿kW·h。大坝采用混合坝形式，总长456m，最大坝高27m，总库容398.65万m3。重力坝段布置有表孔溢洪道、泄洪冲沙底孔。发电引水系统主要由进口引水渠、进水口、引水隧洞、调压井、压力管道、岔管、支管组成。引水系统采用一洞三机联合供水的布置形式，电站共3台机组，设计引用流量70.2m3/s，额定水头242.0m，整个引水系统总长12.5km，全线有压，在引水隧洞末端11.627m处布设调压井，压力管道长843.5m。

调压井为带上室阻抗式，竖井高59.3m，断面面积90m2。上室为矩形断面，高度 26.5m，断面面积为630m2。在调压井后部布设检修闸井。检修门后布设1.65m×0.8m的通气孔。发电厂房为引水式地面厂房，由主厂房和副厂房组成。主机间内共布置3台单机容量为50MW的水轮发电机组(SF50-14/4250)。尾水平台布置尾水闸门启闭设备，尾水门机轨距3m。尾水闸孔口高3.869m，宽3.942m，共3孔，尾水闸墩后接反坡段。

2 水电站主要技术风险特性

2.1 引水枢纽水库

波波娜水电站为长距离、高水头、引水式电站，引水枢纽水库的主要作用是保证引水量。大坝部分坝段分布有2～3m厚的人工堆积卵砾石弃料层，级配不良，具有架空结构。采用坝前土工膜防渗处理措施，土工膜的铺盖、联接工艺和质量十分关键。

2.2 发电引水洞

2.3 调压井

调压井布置在波波娜村南侧山顶处，地形走向呈近EW向，调压井所处位置岩体单薄。

2.4 压力钢管

压力钢管长843m，其中高压管道长812.0m。钢管的制作和焊接是保证工程质量的前提，其安装精度要求也很高。

3 水电站建设风险识别

项目能否安全建设和运行，其风险识别工作从项目建议书阶段开始一直到项目竣工验收均需要管理者高度重视，风险识别与管理贯穿项目建设全过程、全方位。不同阶段的管理者要按照本阶段的设计深度要求考虑设计、施工、运行中可能遇到的风险，并进行有效管理。

3.1 社会风险

波波娜水电站地处我国偏远的新疆维吾尔自治区和田地区，与印度相邻，汉族人口仅占1.9%左右，且集中在和田市，项目建设区几乎全部为少数民族，社会风险主要存在于民族团结、宗教意识等方面。

3.2 自然风险

波波娜水电站所处地区多年平均降雨量80.82mm，多年平均蒸发量3166.57mm。人民生活和工农业生产用水主要依靠积雪融水，气候极端干旱、植被极差。在2009～2010年项目汛期施工期间，局部降雨洪水来得极快。引水隧洞长12km，其中98%以上的岩石属于绿泥石英页岩，开挖后遇水软化，遇风风化，并且速度极快，一般为3～5天。

3.3 经济风险

由于波波娜水电站所处位置偏僻，在项目建设期无铁路运输条件，经汽车运输要穿越塔克拉玛干大沙漠，仅和田市到乌鲁木齐市的公路运输距离长达1500km以上。运输条件不便导致材料价格上涨。在和田地区火工材料是一个十分敏感的问题，其管理非常严格，要求做到严格报批、计划采购、定量领取、定量使用，不准丢失，不用时退回;重大节假日要求停爆禁运。

3.4 技术风险

波波娜水电站属于长距离有压引水式水电站，且整个隧洞几乎都是绿泥石英页岩，发电水头加权平均为243m。考虑到水击压力等原因，压力钢管的制作和安装在质量控制方面具有很大的技术风险;另外圆形隧洞的开挖和衬砌也是影响安全的重要因素。

3.5 人员风险

波波娜水电站地处我国新疆地区，与印度相邻，电站位于昆仑山中、塔克拉玛干大沙漠南缘，自然环境恶劣，处在维护社会稳定的前沿地区，业主、设计、施工、监理等管理人员面临很大挑战，且施工人员十分缺乏。

4 风险管理

4.1 风险认识对整个项目建设起关键作用

由于水电站工程建设具有唯一性和不可逆性，而对风险的主观认识既受到可能的风险损失的影响，也受到人们所处的外部环境因素和内部心理因素制约。认识这些状态变量和心理变量在风险感知过程中的作用，有助于全面、客观地识别风险，正确、恰当地处置风险。对于项目管理者而言，在进行项目建议书、可行性研究报告、初步设计报告、招标设计、招标评标、合同执行管理、工程验收管理过程中，正确地把握项目风险的本质，把握各阶段风险要点，并贯彻到整个业主、监理、设计、施工承包商、供货商及当地政府各个方面，对项目安全管理至关重要。

4.2 工程设计是安全管理的基础

在工程设计的各个阶段，项目业主一定要与设计单位或咨询单位充分沟通，在满足规程规范要求的前提下，针对本项目的特点，具体问题具体分析。比如波波娜水电站在确定厂房采用地面式还是地下式时，经过分析和勘探，最终采用较为安全、经济的地面式。在厂房排洪问题上认真分析了厂房背后洪沟的历史洪水位，采用了电站尾水与洪水分道排泄方式，保证了厂房安全。

4.3 工程监理单位重视安全管理是保证

监理单位在工地上比较重视计量、验收、进度、支付等内容，而对施工过程中的安全关键环节研究不透彻。因此，业主应及时在关键安全环节对监理单位提出要求。比如:波波娜水电站在隧洞开挖阶段，项目公司就严格要求监理单位对开挖方式、开挖循环过程中各工艺进行跟踪管理，切实保证施工进度和安全。

4.4 施工单位是安全管理的主要执行者

在项目建设过程中，施工单位设备多、人员组成复杂，并且是安全管理的主要执行者。由于施工单位往往重视节约费用而忽视安全，业主和监理单位对这些现象要高度重视，及时制止和引导。波波娜水电站在建设过程中，对这一现象进行了严格管理，保证了工程安全施工，确保开挖12km隧洞时安全无事故。

4.5 各级政府的支持和帮助是前提

任何一个项目的建设都离不开政府的支持和帮助。波波娜水电站虽然地处偏远的沙漠边缘，自然条件和施工环境恶劣，但是在项目建设期间得到了水利部建设管理与质量安全中心、新疆维吾尔自治区水利厅、和田地委、行署等单位和部门的大力支持，使得工程建设有了保障，在遇到困难时政府都能及时协调解决。

5 波波娜水电站引水隧洞建设的安全管理案例

波波娜水电站引水隧洞长12km，位于塔里木盆地台次级构造铁克力断隆内。岩性以云母石英片岩、绿泥石片岩、钙质片岩组成，局部过大冲沟或断层破碎带等部位有渗水或滴水，潜水对普通水泥具有硫酸盐型结晶类强腐蚀性，隧洞施工共分4个标段、布置了5个支洞。隧洞为圆形断面，洞径5.4m，纵坡1/400，钢筋混凝土衬砌，衬砌厚0.4m、0.6m。洞顶120°布设回填灌浆孔，全断面布设固结灌浆孔。

波波娜水电站引水隧洞开挖和衬砌施工历时三年半，在整个施工过程中无一例安全事故发生，电站投产运行三年来运行状态良好。总结起来主要有以下几点:

5.1 选择合适的设计单位

在项目前期，项目业主通过调研并结合本项目的技术难度、自然地理条件和基础资料状况，慎重选择项目主要设计单位。设计单位的资质要求和以往业绩是项目业主招标时考虑的主要因素。

5.2 设计阶段安全工作重点

a.根据地质条件，尽量使洞线与岩层构造断裂及软弱带具有较大夹角，并尽量减少洞线与最大水平应力方向的夹角。

b.考虑引水隧洞运行安全，引水隧洞尽量避开山洪沟，满足最小围岩覆盖厚度。

c.考虑施工支洞布置，尽量缩小其长度，并充分考虑支洞口的洪水特性。

d.进、出口选择地形、地质条件较好部位，尽量避开高陡坡和卸荷裂隙发育地段。

e.对支洞封堵进行专门设计。

5.3 项目业主做好前期准备工作

项目业主在主体工程招标前，全面做好规划，对融资、交通运输、供电、供水、通讯，施工场地的征用手续都要完成准备工作进而不影响承包商施工。可以缩短总工期，节省总投资，也便于承包商进场后的安全管理。此外，项目业主的管理机构设置、管理制度，办事程序要及时到位，便于承包商进行施工管理和应付各种突发事件。

5.4 项目业主规划选择监理单位

按照“业主负责制、建设监理制、招投标制”的要求，监理单位的选择十分重要，规划好机电、水保、环保、土建各监理单位。波波娜水电站总投资11.11亿，总工期四年。工程等级为Ⅲ等，工程规模为中型，隧洞施工路线为关键路线。综合分析项目所在地社会、经济、自然条件，项目业主的管理条件和建设目标要求，波波娜水电站除环保、水保建设项目以外，只选择一家主监理单位，以便于监理单位开展监理工作和方便项目业主的管理。

5.5 合理划分标段和选择承包商

项目业主在招标时，首先要确定建设目标，认真编写施工规划，并根据施工规划认真编写招标计划，根据招标计划和施工要求认真编写招标文件。波波娜水电站主体工程承包商均为国内一级(含一级)以上的水利水电施工总承包企业。

5.6 项目业主在安全教育方面起主导作用

安全事故可能发生在建设过程的各个方面，各个环节。在波波娜水电站建设过程中，项目业主发挥主导作用，对参建各方进行了全方位安全教育。在隧洞建设过程中，业主不定期认真检查，把握影响安全的实质性因素，适时调整建设进度目标，协调资源分配和供给，全方位与设计、监理、承包商沟通，保证实现建设总目标。全方位教育包括在不同场合召开各种会议，对监理、设计、施工的各类各种人员进行教育，并且不定期地学习国内外重大安全事故案例。

5.7 在建设过程中全方位安全管理

项目业主在招标和制定各种管理制度时均把安全管理内容包含进去。在制定建设目标时，充分考虑安全因素。在隧洞施工招标时，认真考虑到不同洞段由于地质条件不同而需要不同的技术要求;合理安排各洞段的开工时间，协调整个引水隧洞的贯通和衬砌完成时间，以保证发电总目标的按期实现。

5.8 良好的沟通是实现安全管理目标的有效途径

人是整个项目建设管理过程中最活跃的因素。项目业主应与参建各方保持有效沟通，充分调动其积极性。波波娜水电站建设过程中，项目业主对隧洞承包商特别关注，对从事隧洞建设的各方人员体现更多的人文关怀，及时发现并解决影响一线工作的问题，及时排除安全隐患。

6 结语

a.波波娜水电站在整个建设过程中实现了安全管理，项目业主对整体项目的技术状态和建设要求有明确的认识。

b.项目业主将安全管理贯穿到设计阶段、招标阶段、建设目标、管理制度中。

c.案例教育是安全教育十分有效的手段。

d.充分调动设计人员、监理人员、施工管理者和施工人员的积极性。

e.充分发挥当地政府和上级管理部门的作用是实现安全管理的保证。