白鹤滩水电站“智能安全管理”文化建设

樊启祥 ，汪志林 ，杨建业 ，林 鹏 ，张 旭 ，阴 彬 ，龚远平

（1.中国三峡建设管理有限公司，610041，成都；2.中国华能集团有限公司，100031，北京；3.清华大学，100084，北京）

一、水电工程安全文化的提出

针对白鹤滩水电站工程建设过程中面临的安全风险与挑战，本文以水电工程智能安全管控体系为指导，以“人、物、环、管”四要素为基础，基于大型水电工程建设过程中安全管理的源头管理、过程管理和效果评价等三个阶段，研发了智能安全管理成套技术，形成了基于智能化技术的水电工程“重源头、强过程、全覆盖、正激励”的安全文化。

二、水电工程安全文化建设

1.重源头

（1）创新安全培训形式

创新安全培训形式，增强民技工防范意识。建设安全体验馆，通过安全帽撞击、安全带体验、用电安全、电击、洞口坠落、灭火器使用、钢丝绳使用、现场急救等项目的体验式培训，使民技工亲身体验、真实感觉各种安全防护用品的使用及发生危险时瞬间感受，入脑入心，解决习惯性违章难题。采用安全培训工具箱开展安全培训，通过观看安全动画，使培训对象易于理解和掌握，培训时间灵活，适用于水电工程民技工流动性大的特点，实现民技工培训全覆盖。

（2）开发应用建筑市场管理信息系统

通过建立建筑市场管理信息系统，实现合同分包及市场准入的网上登记与审批，系统本身的唯一性，确定了一家分包单位只能在一个总承包单位承揽分包任务，锁定了现场负责人必须在场负责，明确了分包类型和分包部位，杜绝了层层分包和转包现象。建立全员“统一用工、统一食宿、统一支付、统一培训、统一劳保、统一表彰、统一体检”（即七统一）的信息数据库和设备设施信息档案库，并动态更新，保证了人员进场可查询，数据可追溯。对不满足要求的单位和人员进行清理登记，对严重违反管理要求的单位和人员实施清退并纳入黑名单，实现在系统上可查询。为保证施工人群的安全性，筛除防范治安隐患，对务工人员身份信息报送公安系统进行筛除，确保施工区务工环境的健康和安全。

（3）作业人员安全培训信息识别及验证

作业人员安全培训信息录入在建筑市场管理信息并定期更新，该信息与人员定位及轨迹跟踪系统对接，通过在施工现场进场道口安装的识别设备实时检测RFID卡，识别待进入区域的作业人员身份，对非施工人员及安全培训考试不合格施工人员，不予准入；在现场手动再次核验，通过人脸识别感知或扫码对应的二维码图像识别，核对作业人员信息，对该系统中作业人员信息不存在或不准确或未进行安全教育培训的予以预警，督促信息完善或重新进行安全培训后再上岗。

2.强过程

（1）人员与设备定位及轨迹跟踪

①综合利用室内外定位技术实现对水电站建设期复杂环境的定位全覆盖。白鹤滩人员定位系统地面区域采用差分卫星定位技术，洞室内采用抗干扰性较强的ZigBee定位技术，实现了对水电站建设期施工作业部位及交通道路隧洞的全覆盖。

②实施人员分类定位管理。安全质量管理人员佩戴定位终端，关键质检、安全员佩戴移动视频记录仪，对安全质量相关人员实现了精确定位和监控；所有进入施工作业部位的人员均佩戴无源射频卡，实现了区域量化监控。通过人员分类定位管理，实现了根据管控需求确定定位层次，不仅仅是减轻了一般作业人员佩戴终端的负担，而且在实现全员管理的基础上突出强化了质量安全管控。

（2）安全隐患排查治理微信系统

首创研发并应用白鹤滩工程安全隐患排查治理微信系统，有效构建了隐患监督的“阳光平台”，进一步形成隐患排查全员参与、各层级积极落实安全责任的良好氛围，改变了传统隐患排查治理“以罚为主”的考核方式，建立“以奖代罚”管理模式。

①利用“移动互联网+”的思想,设计安全管理移动办公产品，革新隐患排查与治理工作方式，提升水电施工安全实时交互管理水平。

②建立微信安全隐患管理机制，构建公开透明的隐患监督平台，实现了隐患排查后监督、整改、验收同步进行的扁平化闭环实时管理控制（见图1），隐患信息可直接传递至施工现场具体责任人，促进隐患及时整改闭合，提高隐患排查率和整改及时率，大大降低了施工建设过程中事故发生的可能性。

③创建一套科学合理的安全评价体系。运用该套体系，从“人、机、环、管”四要素科学判定具体某个施工部位风险级别与隐患排查双重机制运行状态，全面评估施工现场安全风险控制水平，促进了全员参与、人人要安全的文化氛围。

④建立隐患信息大数据库。通过收集白鹤滩工程建设过程中的各类隐患，实时分析隐患数量、隐患类别、隐患部位、隐患发生时间等数据规律，进一步优化安全管理，从源头上消除隐患，减少事故发生概率，提升管理水平。

（3）缆机目标位置保护、防碰撞、防疲劳监视预警系统

①缆机目标位置保护。通过感知读取缆机上吊钩及小车位置，建立吊罐安全运行区，通过程序对目标位设定和限位功能进行联合运行，使缆机运行速度和范围在规范标准内运行，当吊罐接近限位区时向缆机司机语音播报减速提示或强制减速，缆机对司机及指挥人员的误操作、误指挥拒绝执行，达到“想误操作都难”的目的。

②研发了缆机与仓面区域塔机防碰撞智能预警系统，避免了缆机与塔机在通报与避让制度出现偏差时缆机与塔机之间不发生碰撞，使安全得以保障，并为缆机与施工仓面塔机的管理提供了数据支撑，改善了仓面指挥人员全靠肉眼判断缆机与塔机距离的情况。

③针对缆机司机在夜间值班极易疲劳，较多情况下对自身疲劳状况了解不准确，容易在不知不觉中瞌睡等情况，开发了缆机司机防疲劳监视预警系统。该系统通过采用人脸识别技术，对缆机司机眼部、口部等动作进行准确监测，并在司机室设置喇叭预警提醒。

图1 隐患排查、整改流程

（4）对骨料运输车辆及司机状况进行实时监控

大坝砂石骨料运输车辆GPS管理系统采用了GPS+北斗双模定位、视频监控等技术手段，对骨料运输车辆及司机状况进行实时监控，并通过建立安全信息数据库综合反映驾驶员及车辆的安全状况；实现了通过终端装置进行超速预警提醒，及管理人员可通过实时视频识别大屏显示器动态捕捉各台车辆的驾驶员是否存在打电话、抽烟等不安全驾驶动作，进行实时预警提醒、记录和处罚。

（5）泥石流预警系统

开发和应用泥石流预警系统，对白鹤滩水电站坝址区泥石流沟分类型进行了妥善治理和处理，保证了坝址区的工程安全；根据监测到的数据进行自动分析判断，自动触发短信机，按照预先设置的规则，自动发送相关的预警信息；研究确定了泥石流预警分级指标、预警信息发布方法和应急处置措施。

（6）液氨智能监控预警系统

研究开发了液氨智能监控预警系统，通过气体探测器监测液氨气体泄漏浓度，与声光报警、事故风机、喷淋装置一体化联动响应。

3.全覆盖

通过对安全状态和管理效果分析，反馈指导安全管理工作，有针对性实施处置或加强管控力度。

（1）安全隐患排查微信平台

①坚持问题导向，紧盯薄弱环节。针对微信平台“分析汇总”功能模块反馈的现场施工用电、违章攀爬、交叉作业、起重吊装等高占比和隐患顽症难题，组织按月（周）集中开展专项重点整治，逐项破解消除。

②隐患监管公开透明，排查治理更有针对性，按周对上报隐患进行统计、占比分析及评出典型隐患，结合汇总情况及按时间段统计分析的大数据情况，布置专项检查和开展“防违规用电、防高处坠落、防物体打击、防起重伤害、防交通事故”的“五防”工作，落实针对性措施。

③通过技术创新、管理创新、制度创新反馈建设本质安全工程。对高风险项目，除加强全过程安全管控外，实施“机械化换人、自动化减人”，加大安全投入，推广应用四新技术，优化施工方法或选用更先进的设备，从源头消除安全隐患，从本质上保障现场施工安全。如研究应用了大坝和进水塔混凝土浇筑采用液压自升式爬模；大坝导流底孔浇筑创新应用门槽云车和门槽一期直埋技术，深大竖井开挖采用3.5m大口径反井钻机一次成型施工溜渣井方案替代人工手风钻爆破扩挖方案；采用门式起重机、桥式起重机、矿山绞车替代传统卷扬机垂直运输方案；采用安全系数高的载人吊笼供作业人员上下通行；考虑传统脚手架和定型钢模板施工安全风险高，且往往难以满足质量的高要求，主厂房岩锚梁浇筑创新使用钢筋台车和钢模台车，能够提高混凝土浇筑质量、保障施工人员安全；引水隧洞使用液压伸缩万向移动衬砌台车；泄洪洞龙落尾应用自动化运料系统；缆机目标位置保护系统、司机防疲劳监视预警及缆机与仓面塔机防碰撞预警系统等。

（2）建立开挖支护全过程的安全监测、支护预警与不良地质预警机制

①建立安全监测预警机制。结合科研计算分析成果，提出围岩安全监测管理标准（见表1）。

表1 围岩安全监测管理标准

当地下洞室群安全监测数据变化达到“预警/危险”等级时发出预警并加密观测，并分析数据、查找原因、制定措施。

从监测数据采集、预警预报、反馈分析和动态设计四个方面对地下工程的各个部位进行全过程的安全监测。安全监测管理全过程流程见图2。

形成一套从仪器埋设、数据采集、预警预报、反馈分析、动态设计的施工期全过程安全监测管理及预警体系，起到了工程安全“哨兵”的作用；对关键部位采用自动化监测技术，实现适时监控，并自动发出预警信息，及时指导施工；根据各建筑物的设计参数，结合地质情况和现场施工要求，分部位确定适宜的预警指标。

②建立支护预警机制。白鹤滩地下工程洞室群总长200余km，交错布置且地质条件复杂，开发了地下工程支护预警系统，根据每日录入的开挖、支护进度数据和预先设置的支护预警距离，由系统自动判别支护跟进距离是否满足设计要求，并对支护滞后工作面发出预警，管理人员根据预警机制发出的预警信息采取相应的措施，督促支护跟进。

（3）安全状态和管理效果的执行评价

通过对人员与设备定位及轨迹跟踪系统大量安全数据的分析，判断各类人员的安全状态和管理效果的执行评价，如哪些部位哪些工种的不安全行为多发频现，哪些人员安全培训不足，哪些技术措施和管理措施不完善，哪些现场管理人员履职不到位等，对可能出现的危险状态进行前兆预警，反馈指导安全管理工作，实现“有错必纠，实时纠正”。

4.正激励

以“零死亡”为目标，在各级评先评优中加大安全管理效果的权重。强化安全管理过程环节，建立以自我发现和暴露问题予以正向激励的机制，如组织召开安全专题会议或者安全月度、季度会议，直接暴露安全管理中存在的问题，采取“针对问题直接说”的方式，不藏不漏，旨在分析研究问题进而采取针对性措施保证安全，如以白鹤滩工程安全隐患排查微信平台为主要抓手，及时排除和治理隐患，形成了不怕“出乖露丑”的氛围。

图2 安全监测管理全过程流程

三、水电工程安全文化的实践成效

通过采取上述技术保障和安全管理措施，在白鹤滩水电站工程建设形成了基于智能化技术的水电工程安全文化，取得了较好的实践成效。每一个人既是建设者，也是隐患的发现者、安全整改的监督者，真正做到人人都是安全员；通过应用智能技术，传感器设备也是安全员，及时捕捉安全隐患，解决了隐患整治难题，并有效促进了全员之间的安全协作和互信。

白鹤滩水电站工程安全风险可控、在控，安全生产形势平稳，连续两年实现了安全生产“零死亡”目标，同时避免了因安全事故导致停工对工期的影响，经济社会效益显著。