浅谈白鹤滩水电站左岸大坝工程特殊天气施工安全防控措施

(1. 中国水利水电第四工程局有限公司，西宁， 810007；2. 西华大学能源与动力工程学院，成都， 610039)

1 工程概况及施工环境

白鹤滩水电站位于金沙江下游四川省宁南县和云南省巧家县境内，上游距乌东德水电站坝址约182km，下游距溪洛渡水电站约195km，控制流域面积约43.03万km2，占金沙江以上流域面积的91%。枢纽工程由拦河坝、泄洪消能建筑物和引水发电系统等主要建筑物组成，拦河坝为混凝土双曲拱坝，坝顶高程834.00m，最大坝高289m，正常蓄水位825.00m，水库总库容206.27亿m3。电站为Ⅰ等大(1)型工程，以发电为主要开发任务，总装机容量16000MW，多年平均发电量625.21亿kW·h。

白鹤滩水电站大坝坝址区为干热河谷，干湿季分明，日照强，昼夜温差大，冬季干燥、风速大，夏季气温高、降雨多，气温骤降频繁。坝址区多年平均气温21.9℃，最低月平均气温13.3℃，极端最高气温42.7℃，极端最低气温0.8℃。坝址区全年有8个月月平均气温超过20℃，高温季节时间长，且温度骤降幅度大、昼夜温差大。由于工程地处亚热带季风区，冬季受青藏高原南支西风环流影响，盛行西风环流，天气晴朗干燥，降雨稀少。夏季受副热带西风和西南季风影响，水汽较为丰沛，降水较为频繁、集中，年内干、湿季的交替变化极其明显。坝址区域地形复杂，河段为南北走向，河谷深切，峡谷两侧地势高差变化大，坝区最大海拔约为2500m，形成明显的立体垂直气候，自山脊至河谷可历经“一山有四季，十里不同天”的气候变化。由于受到峡谷地形的影响，河谷的热力性质不均匀，容易形成明显的局地环流——山谷风，这与平原地区有明显的不同，由于山谷风风速较大，常常形成具有灾难性的大风。

据坝区气象统计资料，对坝址区附近新田自动气象观测站2012年至2014年的观测资料进行详细分析，2012年至2014年7级以上大风天数平均为241d，占全年总日数的66.0%，其中干季(1月-4月，10月-12月)178d，占干季日数的84.0%；雨季(5月-9月)63d，占雨季日数的40.5%。7级大风出现的天数占7级以上大风日数的29.9%；8级大风出现的天数占7级以上大风日数的33.7%；9级～11级大风出现的天数占7级以上大风日数分别为24.8%、9.7%和1.8%。总体来看，7级、8级和9级大风出现日数较多，这对工程建设将会产生重大影响。

2 特殊天气施工安全防控的重点及难点

由于白鹤滩水电站大坝施工工期较长，施工期受大风、高温、暴雨等特殊天气严重制约。施工局在结合类似工程施工经验的基础上，认真分析了大风、高温以及暴雨等特殊天气对大坝混凝土施工各个工序(如模板安拆、缆机运行、混凝土浇筑、结构件吊运等)可能存在的影响，认为电站左岸大坝工程特殊天气施工安全防控重点及难点如下。

2.1 大风天气缆机运行安全防控

白鹤滩水电站的缆机群为国内在建项目中规模最大，设备集中运行强度高，施工区全年七级及以上大风长达200d以上，且根据大坝施工质量要求，必须实施连续不间断浇筑施工，安全运行风险大。

2.2 大坝特殊结构部位施工安全防控

施工局承担的左岸大坝工程，自2018年开始实施1号-3号导流底孔牛腿、流道、门槽及流道顶板混凝土施工，时间跨度较大，经历夏冬季节，施工期间经历大风、大雨、高温、大雾、雷暴等不利天气，对高处及临边作业、施工用电、大件吊装、门槽施工等工作的安全构成了严重威胁。

2.3 高温天气施工作业安全防控

电站大坝施工工区自4月至9月期间均可产生高温天气，尤其是大坝混凝土浇筑作业面，受高温天气影响较大，且大坝仓号内人员设备较为集中。高温天气易造成人员中暑，特别是对坝前坝后、横缝保温施工的高处作业人员安全产生重要影响。

2.4 汛期连续降雨施工作业安全防控

汛期连续降雨对施工作业现场用电安全产生直接影响，手持式电动工器具、电焊作业、人工振捣设备在雨天均会产生设备漏电和人员触电风险。临边、高处作业、斜坡段作业人员存在脚底滑跌摔伤风险。过多的雨水也会影响大坝混凝土连续浇筑，影响工程质量，对工程安全构成威胁。此外，汛期连续的降雨可能会诱发地质灾害，对场内交通、沟谷部位、大坝基坑低高程、施工场地等区域施工安全构成严重威胁。

3 特殊天气施工安全防控措施

为了在特殊天气条件下确保施工作业安全，提高大坝混凝土浇筑强度，保证能在合同工期内按质按量完成左岸大坝工程施工，施工局认真分析了各种因素，并积极采用先进科学的施工工艺，制定了科学合理、经济适用的安全防控措施。

3.1 大风天气缆机运行安全防控措施

(1)建立联动机制，并加强协调沟通，认真落实三级通报制度(缆机协调小组、施工局生产管理部、缆机运行大队相互间的通报协调)，合理安排缆机调度。

(2)建立大风预测预警机制，密切关注气象预警信息，及时落实处置措施，确保信息传达畅通。

(3)优化大风条件下作业设备安全运行措施，明确不同风速条件下施工设备的选取。

(4)优化大风条件下坝体施工通道布置及形式，确保施工人员安全。

(5)对大坝区域缆机、塔机群进行自动化、智能化升级改造，加装安全距离警报雷达，超出安全距离自动停机。对大坝施工区内的所有大型设备进行联网升级，在运行过程中做到智能联动，提升大型设备的本质安全性能。

(6)总结施工安全经验，编制防碰撞管理办法，明确各个施工条件下的缆机等设备安全距离，规范浇筑作业过程中的安全管控措施。

(7)优化大风条件下金属结构质量保证措施，确保焊接质量安全满足要求。

(8)优化大风条件下临建设施布置，确保设施运行安全可靠。

(9)对吊罐自身进行流线型设计(水滴型)或吊罐设计增加导风板，减小风压对吊罐的摆动。

(10)缆机大钩加装导风板，相应地所增加的重量由减小配重来抵消，另在吊罐下降至10m至20m左右时进行稳罐。

(11)在吊罐上安装安全距离感应器，并在周边主要结构物、施工人员、设备配置相应的安全距离感应器，及时将信息传递到管理人员及现场操作人员。在吊罐附带牵引绳，牵引绳上带反光环，靠人工牵拉的方式对吊罐进行稳定，下方人员做好避让；吊罐下料口弧门开关设计成电子遥控装置，防止吊罐摆动对施工人员的伤害。

(12)加密安装大风监测仪器，加强大风天气的预报工作，做好信息的沟通，及时准确传达到管理及操作人员；在缆机的主塔、副塔、小车、吊罐等设施上安装风速仪与缆机司机操作室联通，所测风速建议以副塔所得数据为准。

3.2 大坝特殊结构部位施工安全防控措施

(1)针对1号-3号导流底孔牛腿施工，将以往的外支撑桁架悬臂模板施工工艺，升级为内拉钢桁架预制牛腿构件装配工艺，积极推行装配式施工理念，预制牛腿构件在加工厂提交前制作，施工时吊装焊接，重点检查牛腿预制模板桁架各个连接处的焊缝质量，再进行大坝仓号内混凝土浇筑施工，大大提升了施工安全性，消除了外支撑桁架悬臂模板安装、拆除带来的安全风险。

(2)针对1号-3号门槽施工，将原有的门槽主轨及混凝土二期工艺、落地式脚手架施工工艺，升级为门槽云车施工，在保证了门槽施工质量、进度的同时，还避免了超高脚手架的搭设，减少了施工人员高处临边作业频次，显著提升了安全可靠性。

(3)积极推进大坝模板升级工作，将原有的全悬臂定型模板，升级为液压自升模板。根据现场实际情况，在河床坝段(大坝11号～18号坝段)使用悬臂式液压自爬式模板。根据液压自爬升模板的施工特点，除首仓外不需要其它起重设备，从而可极大地减少起吊设备。通过减少起吊设备，相应地减少了交叉作业，减少了危险因素，提升过程操作方便，只需要2-3人便可以操作完成，减少了人工成本。多块模板可以联动，同时爬升，节省时间，推进施工进度。

(4)导流底孔流道顶板混凝土施工，采购了碗扣式脚手架，加强流道顶板支撑系统的承载力，并利用计算机辅助软件对承载力进行力学验算，向监理工程师报批后实施，提高了安全性能。

3.3 高温天气施工作业安全防控措施

(1)采用加冰或冰水拌和混凝土，降低混凝土入仓温度和浇筑温度，从而减小基础温差和内外温差并延长初凝时间，在施工时采取加快混凝土运输、吊运和平仓振捣速度、仓面喷雾、仓面覆盖保温等措施以减少或防止热量倒灌，防止预冷混凝土温度回升。

(2)合理控制浇筑层厚及间歇期，保持设计要求的合理层间间歇时间，利用较多的散热面进行自然散热，进一步降低混凝土水化热温升，从而有效降低坝体最高温度。优化层间间歇期，最小层间间歇期5d至7d，最大层间间歇不超过20d。在满足最小间歇时间的前提下，尽量缩小层间间歇期。

(3)加强人文关怀，合理安排施工作业班次，准备充足的防暑降温药品并且按各部门及队(厂)发放到位，防止人员发生中暑。

3.4 汛期连续降雨施工作业安全防控措施

(1)实行雨季值班制度，及时搜集各种气象预报资料，把天气预报情况与施工安排结合起来。

(2)雨期来临之前，对仓库物资储备的状况进行定期检查，确保数量及性能良好，确保险情出现时能够及时有效地投入使用。

(3)雨季施工时，定期检查路况，保证现场运输道路的畅通。

(4)汛前及时对坝肩边坡各级截水、排水设施进行排查，发现浮渣、碎石及时清理。

(5)施工前准备充足的防雨布，并在仓号周边做好临时简易截水堰。

(6)针对雨天电焊作业设置防雨措施。对交流电焊机加装节能断漏电保护装置，严格推行施工用电“一机一闸一保护”、“三级配电两级保护”及“三相五线制”工作要求，提升用电设备的安全可靠性。加强现场管控，电焊工全员持证上岗，做到规范使用劳动防护用具，做好个人防护。

(7)编制施工作业许可制度，明确特级高处作业、雨天等特殊高处作业必须办理施工作业票，落实安全管控措施后，安排专人监护，再进行施工。

4 结语

通过对特殊天气条件下施工作业安全防控措施的研究，提出了对大型设备进行自动化和智能化改造提高设备本质安全性能，使用液压自升模板，采用内拉桁架预制牛腿等方法，显著地提高了特殊天气情况下大坝混凝土施工的效率及质量，确保了施工安全，节省了工程成本，有利于提升白鹤滩水电站传世经典的世界性工程形象，并具备工程推广应用的条件。