白鹤滩水电站缆机群运行主要安全风险分析及预防对策

阴 彬，龚远平，张 旭

（中国三峡建设管理有限公司，615421，宁南）

一、工程概况

白鹤滩水电站拦河坝为混凝土双曲拱坝，坝顶高程为834 m，最大坝高289m，坝顶中心线全长708.7m。为满足大坝混凝土浇筑和金属结构吊装，工程共布置7台30 t平移式缆机，组成当今世界最大的缆机群。7台缆机采用高低线双层布置，其中高线布置3台，低线布置4台，与布置在左岸坝顶高程834 m平台和泄洪洞进口高程768 m平台的缆机高、低线供料平台配套使用。高线3台缆机左岸采用A字塔+平衡台车型式，右岸采用无塔架形式，单台缆机最大运行功率1900 kW；低线4台缆机左岸采用高塔架型式，右岸采用无塔架型式，单台缆机最大运行功率2000 kW。

二、缆机群特点及难点

缆机群分高低线布置，跨距均超过1000 m，其中高缆塔架高75 m，低缆塔架高30 m。自身结构复杂、相互干扰大、极大风力条件下运行时间长。在有限空间内多台缆机交叉作业，联合运行，对设备的安全运行和防碰撞有极高的要求。

缆机群负责大坝混凝土调运810万m3、金属结构和钢筋吊装约12.6万t及其他材料、设备吊运，工期紧、任务重。根据白鹤滩坝区气象资料统计，坝区总体年均7级以上大风天气超过200天，占年总日数的60%以上，大风条件下高频次、高强度的缆机运行对大坝混凝土浇筑的安全、质量和进度影响较大。

供料采用独有的高低线供料平台设计，低供料平台设计高程768m，高低层缆机主索与低供料平台有近160 m和100 m的高差，缆机在取料过程中吊罐摆幅大，稳灌、落灌比较困难。

缆机偏向左岸与大坝不对称布置，缆机从供料平台取料后，基本处于向上爬行工况，对缆机的牵引机构、导向滑轮等损伤较大。移动式承码在超过1000 m跨距的缆机上长时间、高强度运行，世界上还无先例，承码自身运行情况和对主索的影响，需要在实践中探索。

三、主要安全风险分析及预防对策

1.人的因素

（1）风险分析

人是生产活动中最活跃，最具潜力的因素，但同时也是最不稳定的因素，在缆机运行中“人”的安全意识和认知是降低安全风险的关键。缆机运行的操作、指挥及检修维护对人员的操作技能、注意力、判断力、反映力、精神状况和心理素质等都有很高的要求。

（2）预防对策

①定期开展操作司机和指挥人员安全教育培训，提高操作技能，所有操作和指挥人员必须持证上岗，具备相应的岗位技能；以事故和案例为抓手开展安全教育，有针对性的进行理论和实际的专项技能培训，提高人员对风险的认识和抗风险能力。

②选拔做事细致、认真、踏实、责任心强的大专以上学历毕业生作为操作人员培养对象，对新上岗的操作司机和指挥人员不允许单独操作，必须指定一名经验丰富技工作为导师，签订导师带徒协议，由导师在场亲自指导操作一周后，经考核合格方可上岗单独操作。

③严格执行带班巡检制度，运行值班队长（副队长）定时现场巡视检查，对复杂仓面浇筑进行重点防控，对操作司机和指挥人员的错误作业行为现场提醒和指正，对做事不够细心、容易犯错的操作司机和指挥人员调离岗位。

2.设备因素

（1）风险分析

缆机各部位和系统受设计制造、设备故障、机械磨损、运行疲劳、受力发生变形以及安全保护装置失效等因素影响，增加了缆机本身作为特重机械设备的运行安全风险。

（2）预防对策

①主索维护保养和检修。主索保养按照缆机厂家提供的维护保养手册进行润滑保养，断丝部位按照厂家要求或认可的方式进行处理，过程中留足安全裕度。

②钢丝绳临控报废标准。使用比钢滑轮更安全可靠的尼龙材料滑轮作为钢丝绳导向滑轮，提高钢丝绳使用寿命。钢丝绳使用过程中发生内部断丝，采用常规目测和仪器检测无法保证准确性，研究制定缆机新钢丝绳运行30个月、混凝土浇筑40万m3、循环次数达5万次、表面可见断丝数全长任一位置6天达12丝或30天达25丝，任意一项数据达到立即进行报废处理。对于钢丝绳聚集断丝和断丝陡增现象，组织召开专题会议研究确定处理措施或直接报废。

③钢丝绳检测。在目前没有更好的无损检测手段之前，继续通过人工观测钢丝绳外部断丝数和用游标卡尺测量钢丝绳直径等手段判别钢丝绳的报废标准，并充分结合钢丝绳临控标准控制钢丝绳的使用寿命，保证钢丝绳的使用安全。

④行走轮和滑轮检查。承马行走轮和小车行走轮的轴承等易损易耗件，按日检查、周保养、月保养检查的管理制度执行，外观磨损情况判定是否更换，现场配足备品备件。由专业机构对运行2年及以上的尼龙滑轮进行系统检测，根据检测结果分析评定尼龙滑轮的性能、寿命和报废标准。

⑤结构件检查。专业机构定期对缆机结构件进行安全性能检测，及时掌握缆机整体结构安全性能，对检测发现的问题及时处理，确保缆机结构安全。

⑥吊罐检查。吊罐厂家对缆机原装吊罐进行全面升级改造，更换蓄能油缸、加固弧门承力结构，提高吊罐可靠性和安全性。落实吊罐巡检和检修保养制度，定期对油缸端盖、弧门托辊固定螺栓、油管及辫子绳等的检查巡查，发现问题及时处理。

⑦机械和电气系统检查。除缆机运行管理单位定期组织对机械和电气系统进行日常和定期检查外，缆机厂家每季度组织对缆机进行为期1周的全面检测，出具安全检测报告，发现问题及时处理；应急情况下缆机厂家在接到通知后48小时内到达现场进行处理。

3.环境因素

（1）风险分析

①自然环境。白鹤滩水电站地处金沙江干热河谷地带，气候条件恶劣，大风、高温、雷雨及地震等不可抗拒的自然风险突出，特别是大风天数多，风速高、持续时间长，对相对密集的7台缆机群安全运行风险大。

②施工环境。大坝工程分为左岸大坝标、右岸大坝标和缆机运行标，三个标段两个主承包单位，缆机运行协调难度高。7台缆机同时运行工况复杂，缆机运行范围内施工作业面复杂多变，大型门塔机、仓内汽车吊及施工人员等存在上下交叉作业，缆机群安全运行风险大。

（2）预防措施

①自然环境。邀请国内外缆机设备专家对白鹤滩大风条件下缆机运行开展专题研究，提出了大风条件下安全运行标准，优化了不同风速下缆机停运和运行间距要求。委托当地气象部门对缆机接地系统进行检测每年不少于2次，过程中加强雷暴雨天气的预报预警，在预报有雷暴雨之前，当班监理工程师下达停机避雷指令，缆机立即停止运行，电气运行和维护人员按规定切断电源，并反馈避雷应急处理情况。大雾天气禁止吊运大件，混凝土正在浇筑时，加强现场安全监控，按照《极端天气现场处置方案》执行。制定特殊天气条件下和地质灾害缆机运行应急处置预案，定期组织开展应急处置预案的宣贯培训和应急演练。

②施工环境。缆机运行区域各施工标段间签订《交叉作业安全生产管理协议》和 《突发事件应急救援互助协议》，明确各方安全管理责任和要求。制定《缆机运行防碰撞安全管理规定》，规定缆机与门塔机、缆机与仓面汽车吊、缆机与缆机之间的通报和避让要求，设备运行前，签订缆机运行避让单，明确告知对方设备运行的时间、部位、高程、缆机运行轨迹等信息，待对方设备确认无相互干扰后方可运行。

4.管理因素

（1）风险分析

缆机运行管理单位虽然已经建立了安全管理体系，并制定了相应的安全管理制度和操作规程，但仍然可能存在对缆机设备安全运行和极端恶劣天气认知不足的问题，以及缆机司机和指挥人员误操作、上下交叉作业执行管理制度不够严格等情况。

（2）预防措施

①软件管理。建立《缆机维护保养和检修及运行管理办法》《缆机运行防碰撞安全管理规定》《缆机司机安全操作规程》等管理制度和操作规程10余项，设置有分管安全负责人和3名专职安全管理人员，配备的管理、操作人员满足缆机安全运行要求。在施工过程中加大对缆机管理制度和操作规程的宣贯培训，让缆机管理、操作和指挥人员做到应知应会，切实让制度落地生根；按照缆机厂家提供的维护保养手册做好日常的维护保养；落实缆机司机两人三班两小时工作制度，每班安排两名操作司机，操作两小时必须休息，未取证不允许上岗作业。

②硬件管理。增设缆机与大坝施工门塔机防碰撞系统，避免缆机与下方施工设备发生碰撞；增设缆机司机操作防疲劳监视系统，有效减少因操作司机疲劳带来的安全风险；建立缆机独立的GPS坐标系统，各缆机主车和大钩坐标信息录入缆机运行系统，实时监控运行轨迹，实现了顺河向坐标可控制各台缆机的相互关系，避免缆机之间相互碰撞发生安全风险；增设缆机浇筑目标定位系统，保证缆机运行和落罐的精准、安全和高效。