大型水利枢纽施工安全管理要点与对策——以新疆精河二级水利枢纽工程为例

张宝栋

(新疆伊犁河流域开发建设管理局， 新疆 乌鲁木齐 830000)

1 工程概况

新疆精河水利发电与调蓄的大型水利枢纽混凝土拱坝为抛物线型双曲拱坝，坝顶高程880.5 m,最大坝高167.5 m，坝顶全长288.4 m，装机容量为160 MW。

水利枢纽所在位置构造格架相对简单，结构面稀疏发育。总体性状为岩块岩屑夹泥型，其他断层为泥质型结构面或泥夹岩屑型结构面，厚度一般为数毫米至数厘米。发育的IV、V级结构面主要为NWW向层面陡倾裂隙、NNE向陡倾裂隙、中缓倾角裂隙三组，性状以硬性结构面为主。

整体工程以大坝为主，同时包含了圆筒式尾水调压井等，体量相对较大，同时施工技术也较为复杂。在施工过程中必须要从多方面加强管理才能有效避免安全事故的发生。

2 施工安全管理要点

2.1 大坝施工安全管理

大坝施工是枢纽工程的主体工程，因此，也是安全管理的重点内容，安全管理要点主要包含以下几个方面的内容：

(1)双曲拱坝高度较高，大坝总体高度为167.5 m，随着混凝土工程的开展，临空工作面加大，脚手架施工引发的高处坠落等安全事故的发生概率不断提升，这就进一步加大了安全事故的发生概率[1]。

(2)交叉作业面大,不同专业之间在施工过程中存在着交叉风险。大坝施工与机电工程等相关专业施工同时进行，上下层之间的交叉作业很容易导致安全事故，为保证施工安全及工程项目按时完成，在施工期需做好各部位施工通道布置及防护、作业面施工等安全防护措施。

(3)存在较多不稳定体和危岩体。受施工开挖、爆破震动及蓄水影响，潜在不稳定体和危岩体存在失稳的可能，影响施工和建筑物安全。坝址区谷坡为层状结构边坡，岩层走向、断层及层间挤压错动带等主要结构面走向和边坡大角度相交，自然边坡整体稳定条件较好。调查发现4个潜在不稳定体和7个危岩体，现状稳定或基本稳定分布位置见图1。其中2#、3#、4#潜在不稳定体(Q2、Q3、Q4)及危岩体(W②～W③、W⑤～W⑦)特征见表1和表2。

图1 潜在不稳定体及危岩体分布位置

编号3#4#位置坝址下游左岸坝址上游右岸主要结构面特征后缘切割面编号及产状el16、el17等裂隙,NE10°～15°,近直立小沟地质特征张开宽度10～15 cm,延伸较短,贯通性差面移滑编号及产状L01:NW325°NE∠37°～48°jef4及岩脉:NE70°NW∠30°地质特征为一裂隙组,平直,较光滑,局部泥化岩脉宽度一般2～4 m,波状起伏,表面风化成黄色,破碎带局部见有糜棱岩,近地表已泥化侧向分割面编号及产状层面:NW290°SW∠70°jef38:NW300°SW∠60°地质特征贯通性好,较粗糙贯通性好,较粗糙可能失稳型式双平面分块滑落为主主要诱发失稳因素工程活动、爆破振动、降水等不利因素 不稳定体高程/m顶1025～1044915.0底870～990847.0体积/万m3127 4.3

表2 坝址附近危岩体基本情况

(4)作业环境恶劣。大坝施工整体环境较为恶劣，水流、气候等因素都会对大坝作业造成较大的影响[2]。

2.2 调压井施工安全管理

调压井施工对于工程项目的地质条件具有较高的要求，在不同的地质条件下发生安全事故的概率存在着较大的差异。从工程所在地区的地质条件来看，调压井地层岩性为泥盆系中统汗吉尕组第二段(D2h2)凝灰质粉砂岩，灰黑色、褐黄色，块状或巨厚层状，局部薄层状，岩石坚硬性脆。

调压井强风化带岩体的围岩属于Ⅴ类，弱风化带岩体的围岩属于Ⅳ类，微～新岩体的围岩以Ⅲ类为主，其次为Ⅳ类。

岩层呈块状或巨厚层状，岩层总体产状NW320°～340°、SW∠75°～85°。附近有断层F142、F160和jef66通过。

目前阶段调压井区域围岩稳定性也相对较差，同时施工场地相对较为狭窄，人员密度相对较高，一旦发生安全事故很难在短时间内实现人员疏散，必然会引起较大的人员伤亡，因此，调压井施工应该是安全管理的重中之重。

3 施工安全管理对策

3.1 大坝施工安全控制措施

(1)加强高处作业安全防护措施，在进行高处作业时需要及时搭建脚手架与垂直作业通道，并布设好安全防护网，避免出现高处坠落等安全事故。外脚手架立面防护搭设如图2所示；垂直作业通道如图3所示。

图2 外脚手架立面防护搭设图(单位：mm)

图3 垂直作业通道示意图

(2)加强对施工人员的安全教育。针对大部分施工人员安全意识存在明显不足的现象，进一步加大对施工人员的安全教育，并针对具体施工流程加强施工人员的安全防护技能。

(3)做好施工组织协调。协调不同专业之间的施工组织流程，严禁上下层同时施工，同时上层施工时必须要做好提醒标识。

3.2 调压井施工安全控制措施

(1)爆破控制技术。调压井施工所采用的爆破技术类型较多，但是较为常用的为光面爆破与预裂爆破两种不同的类型。调压井施工选择光面爆破为主要爆破形式，调压井井身段开挖直径D为18 m，扩挖以溜渣井为爆破临空面，按3 m小梯段循环扩挖自上而下掘进，单循环下挖进尺选定为3 m，周边孔采取光面爆破。因钻孔内积有裂隙水,爆破所采用的炸药以防水乳化炸药为主要类型，并采用分层爆破技术进行爆破处理，爆破控制技术的应用对于调压井施工安全性具有较为明显的影响，可以有效降低对土层的土体扰动，从而降低调压井施工过程当中土体坍塌的概率[3]。

(2)深层支护，井身支护以长锚杆挂网喷C25混凝土为主，岩石破碎段采用钢拱架加9 m/6 m锚标挂钢筋网后喷混凝土。较好围岩段采用6.0 m/4.5 m锚杆挂钢筋网后喷混凝土。通过这两种支护方式的共同应用能够实现对调压井周边土体的保护，同时加强对围岩的固化处理，避免了调压井周边变形过大等不良地质现象的出现。

(3)加强围岩变形监测。在进行调压井施工时为了进一步提升安全性能，采用岩石变位计对围岩的变形进行监测，并不是单纯的采用人工位移监测方式进行监测，变形监测的有效性得到了进一步提升，从而降低了安全事故的发生概率[4]。

4 结 语

本文以新疆精河二级枢纽工程为例，从大坝建设、调压井两个方面阐述了大型水利枢纽项目施工安全管理要点，并对其对应的管理策略进行研究与分析。针对工程建设规模大、施工复杂、时间和空间交叉作业多，导致施工中的不可控因素也随着增加，施工的风险大等情况，建设各方应全面推行现代化安全管理体系，真正做到“以人为本”“安全第一、预防为主、综合治理”，制定出切实可行的具体安全管理措施，最终实现事故控制和减少损失的安全目标，本文旨在推动我国水利枢纽项目建设安全管理的进一步发展。