高原峽谷大型水電站起重設備交叉作業安全管理

田志勇，駱 雙，劉向富，廖重陽

(中國水利水電第九工程局有限公司，貴州 貴陽 550081)

DG水電站為二等大(2)型工程，開發任務以發電為主，水庫正常蓄水位3 447.00 m，相應庫容0.552 8億m3，電站壩址控制流域面積15.74萬km2。電站裝機容量為660 MW，多年平均發電量32.045億kWh，保證出力(P=5%)173.43 MW。電站樞紐建筑物由擋水建筑物、泄洪消能建筑物、引水發電系統及升壓站等組成，攔河壩為碾壓混凝土重力壩，壩頂高程3 451.00 m，最大壩高117.0 m，壩頂長385.0 m。發電廠房采用壩后式布置，主要由主廠房、副廠房、變電站等組成，主廠房尺寸163.00 m×29.50 m×63.50 m(長×寬×高)，安裝4臺單機容量165 MW的混流式水輪發電機組。

1 起重設備管理難點

1.1 管理難度大

本項目地處峽谷，施工場面緊臨且集中，各類起重設備布置密集，交叉作業干擾極大、安全風險高，設備安全運行成為項目安全生產管理工作的重難點，需高度重視現場施工安全管理，對于施工進度按照“科學組織、積極協調、穩步推進”的方式進行施工，減少不必要的經濟損失、人員傷亡，從而安全、高效地利用起重設備。

1.2 安全風險高

同一立體作業面布置有纜式起重機、門座式起重機、塔吊、汽車吊、隨車吊等20余臺起重設備，交叉作業點多面廣，且各大型特種設備作業半徑相互重疊，運行過程安全隱患極大。

1.3 施工任務重

工程定于2021年首臺機組發電，受疫情、冬歇期、藏區人員進場困難等因素影響，2020年主要進行大壩常態混凝土施工，廠引壩段進水口、溢流壩段閘墩等結構復雜，直至大壩封頂前，基本處于連續澆筑的階段。廠引壩段、溢流壩段分別剩余常態混凝土17.29、8.89萬m3，澆筑工程量大，施工難度大。

常態混凝土高峰月強度為5.87萬m3/月，主要發生在2020年6月，碾壓+常態發生在2020年7月，月強度為12.15萬m3/月，金屬結構安裝施工高峰月強度為1 202 t/月，主要發生在2021年2月。常態混凝土、金屬結構、大型預制件、機械設備等均依靠起重設備轉運，起重作業任務重，強度大。

1.4 起重設備概述

本工程起重設備配置有纜式起重機1臺、門座式起重機4臺、塔式起重機7臺、汽車吊11臺、隨車吊7臺、履帶吊1臺。現場具體布置見圖1。

圖1 施工現場起重設備布置情況(晝/夜)

2 施工過程中存在的安全問題

2.1 起重交叉作業頻繁

施工場地本狹窄，存在施工工序混亂，施工任務較為集中，多個起重設備在同一區域立體交叉作業施工，且未提前確定施工先后順序，造成互相干擾的情況，從而影響施工進度及安全。

2.2 作業人員經驗不足

1)部分設備操作人員相對年輕，存在操作不當或其他危險性行為，亦或在突發情況時，心理抗壓能力低，不能正確的應對。

2)吊裝指揮人員均為新取證人員，無過多實際操作經驗，需與設備操作人員之間進行磨合。

3)安全專項教育培訓效果不明顯，人員在專業水平、安全意識及個人性格等方面存在差異，對現場發生的事件判斷及反應大不相同。

2.3 檢查維護保養不勤

1)設備大部分為外部租賃，操作人員只管使用，對設備的檢查、維護保養不夠重視，只做表面功夫，麻痹大意、走過場，不能及時的發現、消除設備存在的安全隱患。

2)項目部主管部門對于設備的檢查頻次不夠，并且參與檢查人員專業知識較為缺乏，不能對起重設備進行全面的檢查，部分隱患得不到排除，為設備安全運行埋下事故種子。

2.4 地處峽谷氣候復雜

工程建設在高山峽谷之中，且藏區天氣變化頻繁迅速，大風、大霧等惡劣天氣頻發，多于每日下午出現大風氣候(最高可達12級風力)，嚴重影響起重作業安全。

3 采取的安全措施

3.1 安全運行方案

設備安裝、運行、拆除嚴格執行《起重設備安全監察條例》等有關規定，項目部編制上報專項運行方案、起重設備防碰撞專項方案審批備案，運行期間嚴格按照方案執行，盡量錯開同一垂直面上的起重作業，避免在同一時間、同一地點同時使用，并指派專職安全員負責日常安全監督管理，在吊裝前對起重機械、鋼絲繩等吊具進行檢查，嚴格按照起重機安全操作規程作業，確保起重設備使用的合規、合法性，保證其運行安全。

3.2 定期檢查維保

1)起重設備檢查分為日常檢查、專項檢查、定期檢查。日常檢查：每日班前、班中、班后對設備進行檢查，做好班前準備工作和離班前的交接工作。

專項檢查：對某一項危險性大的或某一個薄弱環節進行專門檢查。如鋼絲繩進行無損探傷檢測，利用探傷檢測儀器，每月月中、月底兩次對設備鋼絲繩進行探傷，確保及時發現鋼絲繩達到報廢條件后立即進行更換。定期檢查：定期對設備進行檢查。一般包括周檢查、月檢查、季度檢查、年度大檢查和節日檢查。

項目部每月定期組織各部門專業技術人員及經驗豐富人員對所有起重設備進行全面的檢查，對檢查發現或起重作業人員反應的問題及隱患限期處理完成，對影響施工安全的隱患停用整改。

2)保養分為例行(日常)保養、定期保養。例行保養：指機械在每班作業前、后及運行中，為及時發現隱患，保持良好的運行狀態所進行的以清潔、檢查、緊固、調整、潤滑為主的預防性保養措施。定期保養：指機械在運行一定的間隔期后，為消除不正常狀態，恢復良好的工作狀態所進行的一種預防性的維護保養措施。定期保養按規定的不同運行間隔期，分為日保養、周保養、月保養和年保養。

維護保養人員嚴格按照廠家技術文件的要求進行維護保養工作，并認真、詳細填寫維護保養記錄。維護保養工作應在停機狀態下進行，并在主電源開關上掛“停機檢修“警示牌，電焊作業必須在停機狀態下進行，接地線應就近搭接，嚴禁跨軸承、絲杠、電氣元件、鋼絲繩等重要部件。

3.3 安裝防撞系統

為保證大壩施工高效，設備往往需要同時運行，由于施工作業空間狹窄，設備作業空間受到干擾，尤其在陰雨、霧霾等能見度不高的環境，操作人員因所處盲區、疲勞的影響而無法精準定位。

項目部采取在起重設備上安裝防碰撞系統，防碰撞系統的工作原理為：通過安裝傳感器收集信息，由數傳電路將數據發射至接收端，系統計算出設備間相互位置和運動情況，能夠在接近危險位置時自動發出提示或控制信號，輔助操作人員合理操作避免安全事故，并可提高施工效率[1]。具體措施如下：

1)為避免設備間、設備與山體的碰撞，采用設備和山體的相對坐標位置和防碰雷達，來限制吊臂的回轉、變幅，從而避免碰撞；

2)為避免盲吊，在吊臂前端安裝視頻監控(視頻可存儲)，協助吊車司機準確操作，避免盲吊危險。

3.4 夜間警示系統

因設備自身限制，纜機、汽車吊、隨車吊、龍門吊等設備無法安裝警示措施。故在門座式起重機、塔機、履帶吊起重臂、平衡臂上安裝220 V/24 V警示燈帶，起重臂前端安裝報警閃光燈，大鉤兩側安裝太陽能爆閃障礙燈，夜間施工開啟警示系統，設備輪廓清晰可見，便于操作人員、指揮人員、值班人員掌控設備位置。

3.5 監控值守系統

在設備操作室、盲區及卷揚機等部位安裝監控攝像頭，用于監控操作人員精神身體狀態、設備周邊及設備自身運行情況。現場設置吊裝作業值班室，進行吊裝作業時，專人與各設備操作人員進行協調溝通，并對交叉作業進行詳細記錄，預防發生設備間碰撞事故。

3.6 專人指揮系統

由于施工作業面廣、起重設備眾多，在施工過程中按照人員分工、分區域主管設備運行安全，每臺起重設備均配備白夜班專職指揮人員，實行設備安全負責制。

配置專用對講機進行通訊和協調，采取專頻、專人使用和管理。項目部職能部門每天對設備運行情況進行監督檢查，及時對違規、違章行為糾正和教育，嚴格落實安全措施，確保運行安全。

3.7 安全警示教育

對起重設備作業人員(操作、指揮、值班人員)定期進行專項安全教育培訓，操作、指揮人員持證上崗，嚴禁無證人員操作及指揮起重設備，發現違章作業人員進行經濟處罰并通報，作業過程中發現重大隱患并及時制止的給予獎勵表揚[2]。

3.8 應急預案演練

特種設備事故是比較常見的事故之一，為能在特種設備意外傷害事故發生時，使特種設備事故救援工作有程序、有步驟，快速、高效、安全地展開，降低人員傷亡及財產損失，以及對社會、環境產生的不良影響，實現救災、減災的目的。編制上報特種設備事故應急預案、演練方案審批備案，通過應急演練提高全體員工安全意識，增強員工在緊急情況下的應變能力與自我保護能力，檢驗應急搶險小組配合作戰能力。

3.9 外部因素防范

1)防風措施。在現場施工過程中，與當地氣象部門建立聯系，提前掌握氣象信息，并結合天氣提前與生產管理部門進行協調，對施工安排進行調整布置，盡量減少氣候原因影響設備使用效率[3]。

2)防高原反應。所有運行人員進場后，請醫護人員講解高原反應表現狀況和防治方法，使運行人員掌握高原反應防治方法。定期組織人員體檢，防止因高原反氣候引發其他疾病對施工人員造成不良影響。日常配備高原反應應急藥物，并下發全體運行人員，預防高原反應。

加強日常管理，規定作息時間，保證運行人員保持充足的休息，管理人員每天了解施工人員身體狀況，防止因休息不足引發身體不適、高原反應，造成安全隱患，遇有身體不適情況，及時送醫診治。

因高原空氣較稀薄，現場施工安排和現場管理過程中，避免長期大負荷作業，有序安排施工人員進行輪休。現場作業時，合理安排人員間歇休息。

3)防寒措施。重點加強電氣設備防寒，設備使用油料、脂類嚴格按照高寒地區和設計要求進行選用，定期對設備進行檢查。

4 措施效果檢查

4.1 安全運行方案

通過實施運行方案及防碰撞方案，加強組織領導，嚴格執行運行管理措施制度，使得設備操作人員嚴守安全操作規程，從操作層面預防了起重事故的發生。

4.2 定期檢查維保

設備得到全面、有效的檢查和維護保養，及時發現和消除設備存在的安全隱患[4]，保障了良好的運行工況，為設備安全運行提供強有力的后盾，從設備自身層面預防了起重事故的發生。

4.3 安裝防撞系統

系統投入使用后，特別是夜間等視線不良的環境下，對操作人員的輔助警示作用尤為明顯，當設備間間距小于警戒設定數值時，通過外接警報器發出警報聲提示操作人員，由此每當設備即將進入交叉作業區域時，都能提前減速或停車，減少了交叉作業頻次，避免碰撞事故的發生[5]。

4.4 夜間警示系統

紅光警示燈帶在夜間的效果最為明顯，需要注意的是，設備起重臂、平衡臂在組裝過程中，應將燈帶設置固定好，避免高空作業；燈帶負載長度盡量控制在50 m內，燈帶連接長度過長會影響使用壽命，造成部分LED燈損壞后警示效果減弱，且后期維護更換不便。

4.5 監控值守系統

通過安裝監控設備：一是能夠將盲區、距離遠的落鉤點傳輸回操作室，防止指揮人員誤指揮能夠及時發現及緊急停車；二是通過監控設備卷揚機等部位，當出現鋼絲繩脫軌、重疊斜繞及繞繩量不足等情況時，能及時停車處理；三是通過值班人員監控操作人員精神狀態，能夠避免操作人員因自身身體原因發生誤操作的危險行為。

值班人員在壩頂值班室可全方位監控各起重設備的運行情況，當要進行交叉作業時，通過專用對講機提前通知操作人員及指揮人員注意，配合上防撞系統效果更佳。

4.6 專人指揮系統

專職指揮人員持證上崗，且在正式上崗前，與各設備操作人員進行崗前實習，通過與操作人員的實際操作后，對作業過程發現的問題，定期召開現場協調會議，并及時對指揮人員進行調整，將安全意識強、實操技能過硬的人員調整至危險性較大的設備。建立吊裝作業工作群，發現問題及時在群內溝通。

4.7 安全警示教育

通過定期組織起重作業人員對起重吊裝專業知識、起重設備事故的培訓學習，作業人員在個人專業技能和責任意識上不斷提高，能夠在作業過程中及時發現消除安全隱患、制止違章行為，避免諸多不安全事件的苗頭。

5 工程建設管理現狀

起重作業對起重機械事故進行分析認為，因為違章指揮、違章作業而導致的安全事故占據著起重機事故的80%以上，通過以上安全管理措施，降低人為主要影響因素，能進行有效的安全管理，提升安全管理水平[6]。

5.1 人員素質提升

起重操作人員及信號指揮人員經過經常性的安全再教育培訓，現場指揮井然有序，嚴格遵守起重機械“十不吊”要求，極大的保障了現場施工安全。

5.2 違章現象減少

現場起重設備多，指揮人員業務水平參差不齊，使用經過培訓且取得作業許可證的專業指揮人員，吊索、吊裝按要求及時更換，使得吊裝作業程序化，現場違章吊裝現象極具減少

5.3 施工進度提高

通過合理安排施工任務，施工材料及設備轉運盡量在夜間進行吊裝，緩解白天施工高峰期設備需求，施工期間固定設備施工區域，減少流動性大面積施工，降低起重設備間相互干擾，設備施工效率最大化，有效保障了現場施工進度。

5.4 事故發生率低

專業性指揮人員及輔助監控設備對整個施工區域全方位監控，以技術彌補人為失誤風險，與經驗相結合，并以制度及要求進行程序化施工，交叉作業明顯減少，有效地保障了現場起重作業的安全性[7]。

6 結 語

本項目起重設備密集，使用越發頻繁，安全隱患極大，因此加大起重設備安全管理力度是施工過程管控的重中之重。歸口、協管部門等管理人員應結合現場實際情況和管理現狀，通過采取合理布設設備、完善管理制度、提高人員素質、強化過程監督等安全有效的安全運行措施，確保起重設備施工作業安全、有序的運行，避免發生起重傷害事故，保證節點目標如期完成。