大石门水利枢纽工程劳动安全与工业卫生设计

徐 珊

(新疆水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000)

车尔臣河是一条非常重要又特殊的河流，她是且末县重要的水源，受气候与季节影响，她时而缺水少水，时而易发生洪涝灾害，因此修建兴民利民的水利枢纽工程迫在眉睫。

大石门水利枢纽工程是一项重点控制性枢纽工程。该工程修建在新疆巴州且末县境内，是车尔臣河流域内重要的一项水利工程，坝址位于车尔臣河出山口与支流托其里萨依交汇口下游约300m处，距离县城大约98km，与库尔勒市的距离约756km，与乌鲁木齐相距1200km。大石门水利枢纽工程承担着车尔臣河流域防洪、发电和灌溉等多项任务，被列入国家172项节水供水重大工程项目，并确定为2015年国家新开工的27项重点水利工程项目之一。

2015年10月12日，车尔臣河上唯一的控制性工程——大石门水利枢纽工程破土动工。工程的规模为Ⅱ等大(2)型水利枢纽工程，水库正常蓄水位高程2300m，水库总库容1.27亿m3，调节库容0.99亿m3，死库容0.18亿m3，由拦河坝、表孔溢洪洞、底孔泄洪、冲沙、放空洞、发电引水洞、地面厂房、电站尾水渠等组成”。

建成后，能产生防洪效益、输电效益、灌溉效益等工程效益。就防洪效益来说，车尔臣河下游防洪标准将会发生改变，具体体现在由不足3年就一遇的现状提高为20年一遇；就输电效益来说，装机容量60MW，每年可向电网输送1.765亿kW·h的电量，能够极大地缓解当地经济发展对电力的需求；就灌溉效益来说，水库控制灌溉面积34.14万亩，可有效提高灌区引水量，保障农业灌溉。

1 设计总则

1.1 设计目的

贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全治理方针，查找、分析、预测大石门水利枢纽工程建设项目中可能出现的潜在的危险有害因素，预判可能产生的不良后果，提出合理、有效且可行的安全应对措施，尤其是从源头做好危险源控制，做到事故预防预警。从而实现工程安全管理系统化、标准化、科学化的“三化”目标，促进工程安全和工程主体同时设计、同时施工、同时投入生产使用的“三同时”，确保建设工程安全卫生设施符合国家规定的标准，提高工程的安全程度。

1.2 设计原则

在工程设计中，一切以安全生产为主原则，同时坚持科学、公正、严肃的重要原则，坚持以国家有关安全生产的方针、政策、法律、法规为重要依据，进行科学、全面的设计。

1.3 设计内容

以本工程的特点为依据，全面考虑工程从设计、施工到运行这一完整过程中面临的影响工程安全的危险因素，分析危险因素产生的原因，并针对性地提出安全卫生设施配置、主要事故应急预案项目等相应的安全应对措施。

1.4 设计范围

本次安全和工业卫生设计考虑的范围主要是：大石门水利枢纽工程主要建筑物、水电作业岗位、劳动场所生产设备等，需要指出的是，枢纽工程的主要建筑物主要是挡水建筑物、泄水系统、引水发电系统等。

2 危险与有害因素分析

众所周知，危险与有害因素势必会影响建筑物质量和设备质量，更为重要的是在一定程度上还会损害人类身体健康。对危险及有害因素及时进行全面地、科学地分析对于大石门水利枢纽工程来说意义非凡。本文将通过危险因素预判、类比分析、安全排查等评价方法，对大石门水利枢纽工程建设中存在的危险与有害因素进行整理归纳。

2.1 主要建(构)筑物中的危险隐患分析

2.1.1挡水建筑物

本工程以混凝土面板砂砾石坝为代表坝型，这种坝型出现事故一般有两个原因，首先是泄流能力不足导致洪水漫坝，其次是渗透破坏，还有地震、坝体防渗冲蚀、坝基破坏、库水位骤降等。土坝的危险可以表现为坝体异常变形、坝体纵横向开裂、坝体坝基或绕坝异常渗漏并逐步发展成渗流破坏、坝体上下游边坡滑坡、溃坝等。

2.1.2泄水系统

泄水系统也是水利枢纽工程的重要组成部分之一，如果泄水系统设计不合理，就可能导致工程无法正常泄洪，引起洪水漫坝险情，也可能使表孔溢洪洞及底孔泄洪洞在高速水流、挟砂水流等作用下遭到破坏，这将危及到整个工程的安全。

大石门水利枢纽工程的面板坝底孔泄洪洞在洞0+087.8m处发育一断层f17 ：300°SW∠40°，断层与洞线交角30°，缓倾角断层与不利结构面组合，导致洞顶易形成掉块及塌方险情，施工时应当引起重视，采取工程措施避免围岩失稳。

该工程的面板坝表孔溢洪洞在地表0+034.2m处、0+122.9m处、地表0+169.5m、0+185.5m处、洞身0+066.8m处发育断层，在断层附近围岩以Ⅴ类围岩为主，泥岩、砂岩夹煤层洞身段洞室围岩以Ⅳ类围岩为主，易形成围岩失稳险情。

该工程底孔泄洪洞闸井开挖时，岩层倾角倾向坡外，对闸井内侧有影响，边坡易形成少量不稳定块体，应及时考虑喷锚处理。

表孔溢洪洞洞脸开挖边坡为顺层开挖，易形成不稳定块体及崩塌体，需喷锚处理。出口边坡受裂隙相互切割的影响，在小范围内会产生崩塌，需及时对洞脸采取相应的喷锚措施。

2.1.3引水发电系统

大石门水利枢纽工程的引水发电系统的安全主要应考虑发电引水洞、压力管道及厂房的安全系数。

(1)发电引水洞

就发电引水洞工程的外部条件来说，如果地质条件不良，地震、滑坡、泥石流、泥沙淤积较为频发，以及水力学条件不利都有可能就会造成洞室围岩失稳、边坡失稳等危害，威胁引水建筑物的安全，一旦发生危害可能影响工程正常运行。

就发电引水洞工程建设的内在条件来说，发电洞引渠和闸井开挖时，边坡易形成少量不稳定块体，需喷锚处理；洞身段在地表0+386.8m处发育一断层f14 ：30°NW∠75°；在洞0+152.7m处发育一断层f17 ：300°SW∠40°，缓倾角断层与不利结构面组合，还容易使洞顶形成掉块及塌方。同时，断层附近围岩以Ⅴ类围岩为主，泥岩、砂岩夹煤层洞身段洞室围岩以Ⅳ类围岩为主，这类围岩必须进行加固处理，否则易失稳。最重要的一点是本工程引水发电洞是有压隧洞，这种隧洞一旦发生爆裂、衬砌开裂漏水、衬砌脱落、渗漏、气锤等都可能导致工程事故的发生。

(2)压力管道

压力钢管内压爆裂、腐蚀和磨损、管道外压失稳、管道爆裂事故等都容易引起压力管道失事。这些情形都是必须考虑到的，不可忽视的，若发生意外，将会带来的严重的、甚至是无法估量的损失和危害。

(3)厂房

厂房的安全也是建设引水发电系统必须要考虑到的重要因素。要考虑厂房防洪、抗震设计标准经复核是否达到设计或标准、规范的要求；结构构件的承载能力、变形控制、裂缝控制等是否存在缺陷；混凝土的质量、安全疏散通道、耐火等级等是否合格或达到标准。如果这些因素中有一项或多项都达不到标准，都会形成安全隐患，不利于水利枢纽工程的建设。

2.2 主要机电设备中的危险性分析

水轮机、发电机、主变压器、开关设备、继电保护装置、励磁系统、厂用电、接地网、通信系统、机电监控系统等如若出现故障，将会留下复杂的安全隐患。一般情况，水轮机、发电机等设施设备损坏，会导致机组无法运行，影响工程的顺利开展；主变压器着火、爆炸，开关设备、继电保护装置操作故障，励磁系统变压器故障，首先影响发电工作开展，其次也还会破坏电力系统的稳定性。厂用电、接地网、通信系统、机电监控系统故障或影响水工建筑物安全、或造成人员伤害、或引起雷电事故等等。总之，引起安全问题的因素很多，存在的危险隐患也有很多。

2.3 施工临时建筑物危险有害因素分析

施工临设位置选择不当，要是修建在易发生危险的河道沟口及山洪沟冲沟口、生活区若是修建在厂区高边坡开挖底部或不稳定的岸坡底部，极易造成人员伤亡，财产损失。所以说修建施工临时设施时也要考虑安全因素，避开一切可预见的安全隐患。

3 劳动安全对策与措施

从整体设计上来看，该水利枢纽工程基本上已经从客观的自然条件、道路交通，以及受人类互动影响的社会环境、安全卫生设施等诸多方面做了安全考量，并且相对合理地确定了各建筑物的位置、防火间距、消防车道、疏散通道及消防水源。基本上做到了统筹规划，综合管理。但是，为了更加全面地实施工程安全设计，还应该补充以下具体的对策措施：

(1)注重坝体安全。应当关注土石坝体因地震造成的横向贯穿性裂缝及其危害，制定工程安全监测监管机制，建立应急救援队伍，配备必要的应急电源、通信、照明、交通等应急物资、装备和设施，定期开展安全演练，确保工作人员熟知相关应急预案内容，并提高危险事故应急能力。

(2)注重建筑材料安全。对于建筑材料碱活性危害，应当采用低碱水泥，并根据试验掺入适当数量的粉煤灰等掺合料，以抑制其碱—骨料反应。

(3)注意基础开挖方式。采取自上而下的开挖方式进行基础开挖，加强排水和支护，放缓设计稳定边坡，以免发生边坡失稳事故。

(4)做好突发地质灾害预防工作。采用抗震、抗泥石流等灾害的建筑材料，准备救济物资，防止因地质灾害引起的多重危险。

(5)减少泥沙灾害。确定合理的设计方案和工程运行方式，并采取排沙措施，避免泥沙灾害。

(6)多措施确保厂房安全。合理布置主副厂房、输水管线等，使工程运行安全、管理和维护方便、厂房各部位设计要达到规定的结构强度和稳定性要求，设置安全、合理、有效的排水系统，兼顾考虑消防、排水及检修各方面的设施设备能正常运转。施工期预留面间产生的高差、预留管路接口及空洞(含永久预留口及吊物孔)，均设置防护栏杆或在局部是实施封闭措施，设置醒目的警示标志。

(7)采取防腐措施。对地表水及河水的弱腐蚀性，应当根据建构筑物防腐蚀设计规范，采取抗硫水泥、封闭隔离等措施防止地下水及工程区土对混凝土造成危害。

(8)预防火灾灾害。遵循“预防为主、防消结合、确保重点、兼顾一般、便于管理”的原则，购置并合理安放消防设施，建立火灾自动报警系统。需要说明的是，消防构件耐火等级、防火间距、防火分区，以及消防场所的安全出口、给水、车道、电气、事故通风和防排烟等消防措施都必须符合国家相关标准。

(9)做好防爆工作。预防压力容器、变压器、互感器发生爆炸事件。应严格执行现行《固定式压力容器安全技术监察规程》、《钢制压力容器》、《压力容器使用登记管理规则》以及其他有关规定。高压设备及管道均应设有安全阀，以防超压爆炸。购买符合标准的压力容器、变压器、互感器。同时还要加强工作人员施工操作管理，确保正确操作、规范操作。

(10)预防机电设备事故。机电设各设计、制造、安装、检验、维护等，均应按照现行有关规程规范执行。以制度管人管事，制定严格的保护、检验制度，定期维护各种机电设备。对任何一例发现的问题，早报告、早分析、早解决。

(11)预防机械及防坠落伤害事故。严格按照国家有关标准规定的安全防护距离，按要求设计或合理布置机械设备。采购时应要求制造厂家提供的设备符合国家标准、行业规程规范规定的机械设备，并且在施工作业场所设置栏杆、扶手、事故照明、防护罩、防滑等安全设施。

(12)制定安全管理制度、安全应急预案。实行安全管理领导层级负责制，配备专职安全管理员，细化责任制，做好水利枢纽工程建设中的各项安全工作。

4 工业卫生措施

除了安全工作外，还要做好工业卫生工作。针对大石门水利枢纽工程，应做好防噪声、防震动工作，保证厂房的湿度与温度，确保采光与照明，做好防尘、防污染、防腐蚀、防毒对策。具体有以下几个方面：

(1)防噪声、防震工作。采购使用消声减噪措施的水轮发电机组、空气压缩机、电动机等设施设备；在水轮机室外设置防噪门；为工作人员配备防噪耳塞；为通风设备配备软接头；按照《作业场所局部振动卫生标准》和《动力机器基础设计规范》的有关要求，做好主设备、辅助设备的防振动设计，特别是注重水轮发电机组、空气压缩机、电动机、水泵、风机等设备的防震减震工作，做好隔振、减振处理。

(2)控制厂房湿度与温度。厂房水轮机层及以下区域，水管较多，而水库水温较低，其在管道内流动使钢管表面温度可能低于周围空气温度而产生结露，因此，对水轮机层及以下各层均采取保温隔潮措施，防止水管结露。最有效的办法就是采用小型除湿机进行机械除湿、防潮。同时还应充分考虑冬季主厂房的保温措施，确保室内温度达到标准。

(3)采光与照明。厂房照明应设置工作照明、事故照明和应急照明系统。照明系统应满足“绿色照明”的标准与要求，采用高效节能灯具材料等。最为重要的是厂房采光设计应符合现行GB 50033—91《工业企业采光设计标准》的有关规定，厂房正常照明系统设计应满足DL/T 5140—2001《水力发电厂照明设计规范》的有关要求，各工作场所的采光，应尽可能地考虑以天然采光为主，以人工照明为辅，既环保又安全。

(4)防尘、防污染、防腐蚀、防毒工作。首先大石门水利枢纽工程没有明显的粉尘来源。但还需注意防尘与防毒，注意增加定时排风、通风设备。设置机械通风系统的进风口，应选择室外、空气流通且位于排风口的上风侧的位置，应为通风系统的进风口、回风口处安装过滤器，保证室内空气流通。第二，选用环保型无放射性、无毒性的建筑装修材料，要求其性能均应符合国家有关卫生标准规定。蓄电池室等排出的废水必须经过安全处理，直到达标后，才准许排污。第三采取除锈、涂漆、镀锌、喷塑等表面防腐蚀处理工艺。

5 结语

劳动安全与工业卫生是工程建设中应首要考量的因素，其重要性可见一斑。本文针对大石门水利枢纽工程建设实际情况，为该工程设计了劳动安全与工业卫生方案。在分析危险隐患方面，较为全面地对潜在的，可能出现的危险与有害因素进行了深入探讨，特别是针对主要建(构)筑物、主要机电设备、施工临时建筑物提出了自己的思考。同时还提出消除、预防或减弱相应危害的具体应对对策。以上种种措施，重在贯彻落实“安全第一、预防为主、综合治理”的安全治理方针，确保大石门水利枢纽工程的安全卫生设施符合国家标准，提高工程的安全系数。

本文中的一些观点在工程建设实际中具有现实指导意义，能够在施工前、施工中和施工后及时解决遇到的问题。但由于工程建设中可能遇到的安全问题具有复杂性、突发性、不可预见性，故一些安全隐患问题还需在今后的工作中不断总结与分析。