工程碩士：抽水蓄能電站工程施工階段安全管理體系研究

工程碩士：抽水蓄能電站工程施工階段安全管理體系研究本文是一篇工程碩士論文，本文從安全理論應(yīng)用的角度出發(fā)，剖析了抽水蓄能電站施工安全管理的各個方面，探究了安全管理體系的應(yīng)用前景與方式，將安全管理體系與評價指標應(yīng)用于抽水蓄能電站工程施工階段之中，通過專家問卷調(diào)查的形式確定了影響抽水蓄能電站工程施工階段安全管理的關(guān)鍵因素與評價指標，并采用層次分析法確定了各級評價指標的占比，接著，以Q抽水蓄能電站為例引入模糊綜合評價法，對Q抽水蓄能電站工程施工階段安全管理體系進行了評價，根據(jù)評價結(jié)果分析了管理體系的不足，最后，根據(jù)評價結(jié)果進一步完善了Q抽水蓄能電站安全管理體系管理方針與手段。

第一章緒論

1.1選題背景及研究意義

1.1.1選題背景

隨著改革開放的不斷深入，我國的經(jīng)濟飛速發(fā)展，人民的生活水平持續(xù)提高，給電力系統(tǒng)提出了更高的要求。在此背景下，為保障電網(wǎng)高效穩(wěn)定運行，抽水蓄能電站得到了大規(guī)模的建設(shè)?！端姲l(fā)展“十三五”規(guī)劃》中提出，我國要全力推進新型能源發(fā)電項目的發(fā)展，包括水電、風(fēng)電、核電以及太陽能發(fā)電等，其中指出，我國的抽水蓄能發(fā)電站總裝機容量到2020年預(yù)計可達到4000萬kW，可實現(xiàn)1.25萬億kW·h的年發(fā)電量，到2025年，抽水蓄能總裝機容量預(yù)計達到9000萬kW，實現(xiàn)3萬億kW·h的年發(fā)電量[1]。

但是在抽水蓄能電站快速發(fā)展的同時，其工程施工階段安全管理問題也日益嚴峻。抽水蓄能電站工程的施工是一項復(fù)雜的活動，在施工的過程中具有多種特點，如涉及區(qū)域廣、施工條件差、占地面積大、建設(shè)周期長、參與人員多等，而在安全管理方面的投入又較少，導(dǎo)致施工階段的安全管理問題不斷出現(xiàn)，險情頻發(fā)。以2016年為例，就有多家抽水蓄能電站發(fā)生安全事故：河北豐寧抽水蓄能電站于2016年2月26日發(fā)生塌方，造成了4人死亡的慘重代價；同年6月20日，安徽績溪抽水蓄能電站在施工過程中，上水庫發(fā)生巖體滑塌，事故造成3人死亡，3人輕傷；同年12月4日，陜西鎮(zhèn)安月河抽水蓄能電站發(fā)生河堤倒塌，事故造成1人死亡，2人重傷。這些抽水蓄能電站施工階段的安全事故表明，目前我國對于抽水蓄能電站工程施工階段的安全管理還存在很多不足。在這種情況下，我國政府相關(guān)部門也引起了重視，2016年12月國務(wù)院出臺了《關(guān)于推進安全生產(chǎn)領(lǐng)域改革發(fā)展的意見》，其中指出：安全生產(chǎn)是關(guān)系人民生命財產(chǎn)安全的大事，是經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)健康發(fā)展的標志，是黨和政府對人民利益高度負責(zé)的要求。同時，意見中提出了堅持安全發(fā)展、堅持改革創(chuàng)新、堅持依法監(jiān)管、堅持源頭防范、堅持系統(tǒng)治理的5項安全生產(chǎn)工作的基本原則[2]。

............................

1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀

（1）安全管理理念及要素

我國在經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，電力行業(yè)的安全管理研究也有了一定的突破。陳揚[4]在研究中指出，電力項目施工的安全管理是一項復(fù)雜的工作，需要各系統(tǒng)進行充分的容和協(xié)調(diào)，以人為重點，對人、機、物、料等進行了研究，提出了一些比較可行的措施，黃浩[5]在研究中指出，經(jīng)費是影響電力項目建設(shè)工程安全管理的主要原因，認為必須要對電力項目建設(shè)工程的安全管理設(shè)置專項費用；同時，還提出必須要建立安全生產(chǎn)責(zé)任制度和安全激勵制度。陳奇[6]在研究中指出，電力項目建設(shè)工程中安全管理責(zé)任不明確、落實不到位等問題普遍存在，認為必須要有合格的項目經(jīng)理才能夠提高安全管理的水平。

高翔等[7]通過危害辨識和風(fēng)險評價達到抽水蓄能電站施工安全，并指出在抽水蓄能電站安全管理中必須要進行安全教育培訓(xùn)、班組安全管理、安全應(yīng)急管理以及監(jiān)督管理等。溫家華[8]在安全管理研究中以抽水蓄能電站的特點為基礎(chǔ)，提出了針對性的安全管理組織體系。聶維景等[9]結(jié)合呼和浩特抽水蓄能電站工程施工，指出抽水蓄能電站的安全管理必須讓各級人員的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，并將員工的管理積極性調(diào)查起來，加強安全施工的教育和宣傳，提高安全管理水平。周傳和[10]提出了“設(shè)備是基礎(chǔ)，管理是核心，人員是關(guān)鍵”的安全管理理念，提出采用強化管理作為安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)保障，同時要將教育管理和激勵機制重視起來，以充分調(diào)動員工的積極性。姜紹俊[11]指出：堅持以人為本，讓電力建設(shè)工程中的人、機以及系統(tǒng)的安全管理水平得到強化。程云[12]在研究的“本質(zhì)安全論”中提出，教育培訓(xùn)可以提高人員的安全意識，強化設(shè)備可以保障設(shè)備的安全運行，同時努力解決環(huán)境安全問題，以實現(xiàn)人、機、環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，提高安全生產(chǎn)管理水平。韓麗[13]對電力工作人員的生理和心理方面對安全管理進行了研究，提出員工安全意識和責(zé)任感可以通過企業(yè)文化得以提升，培育正確工作習(xí)慣，提高生產(chǎn)安全管理水平。

我國對企業(yè)的安全生產(chǎn)一直比較重視，安全管理理念在各行業(yè)進行了研究并施行，但大多以理論研究為主。而在電力行業(yè)，電力生產(chǎn)商、電力運營商的安全理論已經(jīng)普遍應(yīng)用，如大唐發(fā)電實施的“本質(zhì)安全型”企業(yè)建設(shè)，南方電網(wǎng)公司實施的脫胎于NOSA管理體系的“安全風(fēng)險管理體系”[14]，但在電力項目建設(shè)過程中，無論是業(yè)主還是施工方，并沒有形成良好的安全管理體系。水電四局、八局、十四局等施工單位均在施工過程中重點對機械設(shè)備及施工工藝進行了改造，有效地提高了施工安全水平，但沒有提出全方位、全過程的安全管理理論。

..........................

第二章抽水蓄能電站及其施工安全管理基本理論

2.1抽水蓄能電站相關(guān)概念

2.1.1抽水蓄能電站

抽水蓄能電站是一種特殊水電站，有上、下兩個水庫，其原理是在電力系統(tǒng)負荷低谷時，將發(fā)電側(cè)產(chǎn)生的多余電量利用起來，把下水庫中的水抽到上水庫中儲存起來；然后當(dāng)電力系統(tǒng)負荷波峰時，利用這些儲存起來的水，讓其從上水庫流入下水褲，從而進行發(fā)電，減輕電網(wǎng)負荷。這樣就既能讓電力系統(tǒng)的高負荷得到減輕，又能夠把多余的電量利用起來，減少浪費，讓電網(wǎng)電壓達到穩(wěn)定[31]。

抽水蓄能電站施工工程具有其自身的特點，工程內(nèi)容包括土木工程、建筑工程及安裝工程等，整個工程過程包含了策劃、勘察、設(shè)計、采購、施工、試運行、竣工驗收、移交等，這是一個完整的、達到規(guī)定要求的需要相互協(xié)作的受控制的活動過程[32-34]。

通過總結(jié)抽水蓄能電站工程的特點，其具體含義可概括為：以充分的預(yù)測分析和規(guī)劃為基礎(chǔ)，將負荷低谷時多產(chǎn)生的電量利用起來，抽水至上水庫，在高峰時利用這些儲存起來的水進行發(fā)電的項目，并且要滿足設(shè)計的工期、投資、質(zhì)量等，實現(xiàn)多余電能有效利用的建設(shè)活動[35,36]。

抽水蓄能電站工程施工既具有一般水電站的特點，還具有其他特點：

（1）工程質(zhì)量要求高

相比于常規(guī)水電站，抽水蓄能電站落差大，以此達到高效率低水耗，如清遠抽水蓄能電站凈水頭達502.7m，廣州抽水蓄能凈水頭約500m，一般常規(guī)大型水電站，水頭僅為幾十米至一百多米，如三峽水電站凈水頭為113m。因此，輸水系統(tǒng)、壓力引水管承受著極高的水壓，并且需要考慮發(fā)電、抽水工況轉(zhuǎn)換下的負水錘和涌流，對施工質(zhì)量要求較高。

（2）主體建筑施工難度高

抽水蓄能電站主體建筑主要包括大壩、地下廠房、輸水系統(tǒng)、調(diào)壓井、交通洞、排風(fēng)洞等，特別是地下廠房和輸水系統(tǒng)，全部在花崗巖山體中開挖而成。如清遠抽水蓄能電站，其地下廠房主機間長108.5m，寬25.5m，高57.9m，其輸水系統(tǒng)隧洞形式有平洞、斜洞、豎井等，開挖過程涉及爆破、打洞、灌漿、高壓鋼筋混凝土加強防護等，工程量大、施工復(fù)雜、施工難度高。而常規(guī)水電站，其廠房一般隨大壩一同在戶外筑成，基本不涉及龐大的地下洞室群建設(shè)。

........................

2.2抽水蓄能電站工程施工安全管理理論與方法

2.2.1安全管理理論

安全管理是項目管理中極為重要的一個環(huán)節(jié)，所謂的安全管理指的是企業(yè)為了能夠安全生產(chǎn)而在日常生產(chǎn)經(jīng)營中對人、財、物等各種資源進行合理規(guī)劃、分配及應(yīng)用的過程，主要利用組織、協(xié)調(diào)、指揮等手段消除生產(chǎn)過程中可能存在的不安全因素，預(yù)防和避免安全事故的發(fā)生，保障企業(yè)的財產(chǎn)和人員的生命，讓企業(yè)能夠健康發(fā)展[39]。

對于抽水蓄能電站工程施工而言，安全管理是重中之重，考慮到電站工程施工建設(shè)過程中涉及到的人員多而雜（包括工程建設(shè)施工人員、總包單位、監(jiān)理單位、項目部管理人員），人員流動性大，項目中涉及到的財產(chǎn)昂貴（大型水電發(fā)電機、變電站等），項目建設(shè)環(huán)境惡劣，施工難度大，這對整個項目現(xiàn)場的安全管理與把控是個巨大的挑戰(zhàn)，建立一套高效合理的安全管理模式尤為重要[40-43]。

2.2.2安全風(fēng)險理論

風(fēng)險指的是安全事故發(fā)生的概率以及后果?！渡a(chǎn)過程危險和危害因素分類與代碼》GB/T13816-2009中將生產(chǎn)過程中的危險因素比較詳細科學(xué)地分為4類，可適用于各行業(yè)的安全管理系統(tǒng)設(shè)計中，能夠比較全面地對危險因素進行辨識和分析。

在進行危害辨識的過程中，首先要對可能發(fā)生的安全危害帶來的后果進行辨識，其次是辨識可能帶來安全事故的人、物、環(huán)境以及事故特點等。安全危害的后果包括對人、財物以及環(huán)境的損害三大類，進一步可分為具體的損害程度。安全危害后果確定以后，近一步辨識導(dǎo)致這些安全危害發(fā)生的人、物、環(huán)境等的特征，來對危險因素進行評價。

抽水蓄能電站的施工建設(shè)過程存在著各種各樣的風(fēng)險，綜合考慮起因物、引起事故的先發(fā)的誘導(dǎo)性原因、致害物、傷害方式等，抽水蓄能電站施工階段的安全風(fēng)險可包括物體打擊、機械傷害、起重傷害、觸電、高處墜落、火藥爆炸等等，特別在工作面大面積施工過程中，各方施工單位先后進場，此時項目現(xiàn)場的人員密集，場地開發(fā)快速，各專業(yè)之間容易出現(xiàn)工作面與施工順序的沖突，極易發(fā)生各種危險。此時就需要對各種可能存在的不安全因素進行提前把控，制定相應(yīng)的安全管理與控制措施，及時預(yù)防與避免可能發(fā)生的安全風(fēng)險事故[44-46]。

..................................

第三章抽水蓄能電站工程施工階段安全管理體系.........................19

3.1抽水蓄能電站工程施工階段安全管理體系建立的目的與原則................................19

3.1.1安全管理體系建立的目的.....................................19

3.1.2安全管理體系建立的原則.................................19

第四章抽水蓄能電站工程施工階段安全管理體系的實證分析.........................................46

4.1Q抽水蓄能電站工程概況............................................46

4.1.1項目簡介..........................................46

4.1.2水文、氣象和地質(zhì)................................46

第四章抽水蓄能電站工程施工階段安全管理體系的實證分析

4.1Q抽水蓄能電站工程概況

4.1.1項目簡介

本次研究以Q抽水蓄能電站建設(shè)工程為例。該電站位于廣東省珠江三角洲地區(qū)，位于西電東送走廊，靠近粵港澳大灣區(qū)電力負荷中心，距廣州直線距離不足100km。電站屬高水頭大容量純抽水蓄能電站，服務(wù)于廣東省電網(wǎng)。

電站最大毛水頭504.5m，最小毛水頭449.3m，單機容量320MW，總裝機容量1280MW。

按照《水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計安全標準》(DL5180-2003中的規(guī)定，結(jié)合單機容量，工程定性為一等，工程規(guī)模為大(Ⅰ)型。工程項目的主要建筑包括上下水庫、輸水系統(tǒng)、廠房洞室以及開關(guān)站等為1級建筑物，地下廠房的交通洞、出渣洞、排風(fēng)洞、自流排水洞、排水廊道、尾調(diào)通氣洞以及生活小水庫等次要建筑為3級建筑物。

上、下水庫大壩，上、下水庫泄洪洞，下水庫放水底孔、進出水口等按500年一遇洪水設(shè)計、5000年一遇洪水校核；上、下水庫泄水建筑物消能防沖按100年一遇洪水設(shè)計；廠房及其附屬建筑物的洪水設(shè)計標準采用200年一遇洪水設(shè)計、1000年一遇洪水校核。

本工程建筑物抗震設(shè)計烈度為6度，施工總工期為6年(72個月)。

.............................

結(jié)論與展望

結(jié)論

社會和經(jīng)濟的發(fā)展需求促進了電力行業(yè)的發(fā)展，電力建設(shè)工程的規(guī)模不斷增加，傳統(tǒng)的安全管理措施已經(jīng)很難滿足現(xiàn)代安全生產(chǎn)和管理的需求，尤其是對于抽水蓄能電站建設(shè)工程來說，這種相對新型的項目使用傳統(tǒng)的安全管理辦法出現(xiàn)了諸多弊端，各種安全事故時有發(fā)生，為電力企業(yè)帶來了巨大損失的同時也影響了電力行業(yè)的發(fā)展，本文著重于探索抽水蓄能電站工程施工階段的安全管理體系，提高抽水蓄能電站建設(shè)工程的安全管理水平，降低安全事故發(fā)生的概率。

本文從安全理論應(yīng)用的角度出發(fā)，剖析了抽水蓄能電站施工安全管理的各個方面，探究了安全管理體系的應(yīng)用前景與方式，將安全管理體系與評價指標應(yīng)用于抽水蓄能電站工程施工階段之中，通過專家問卷調(diào)查的形式確定了影響抽水蓄能電站工程施工階段安全管理的關(guān)鍵因素與評價指標，并采用層次分析法確定了各級評價指標的占比，接著，以Q抽水蓄能電站為例引入模糊綜合評價法，對Q抽水蓄能電站工程施工階段