大型水利樞紐施工安全管理要點與對策
——以新疆精河二級水利樞紐工程為例

張寶棟

(新疆伊犁河流域開發建設管理局， 新疆 烏魯木齊 830000)

1 工程概況

新疆精河水利發電與調蓄的大型水利樞紐混凝土拱壩為拋物線型雙曲拱壩，壩頂高程880.5 m,最大壩高167.5 m，壩頂全長288.4 m，裝機容量為160 MW。

水利樞紐所在位置構造格架相對簡單，結構面稀疏發育。總體性狀為巖塊巖屑夾泥型，其他斷層為泥質型結構面或泥夾巖屑型結構面，厚度一般為數毫米至數厘米。發育的IV、V級結構面主要為NWW向層面陡傾裂隙、NNE向陡傾裂隙、中緩傾角裂隙三組，性狀以硬性結構面為主。

整體工程以大壩為主，同時包含了圓筒式尾水調壓井等，體量相對較大，同時施工技術也較為復雜。在施工過程中必須要從多方面加強管理才能有效避免安全事故的發生。

2 施工安全管理要點

2.1 大壩施工安全管理

大壩施工是樞紐工程的主體工程，因此，也是安全管理的重點內容，安全管理要點主要包含以下幾個方面的內容：

(1)雙曲拱壩高度較高，大壩總體高度為167.5 m，隨著混凝土工程的開展，臨空工作面加大，腳手架施工引發的高處墜落等安全事故的發生概率不斷提升，這就進一步加大了安全事故的發生概率[1]。

(2)交叉作業面大,不同專業之間在施工過程中存在著交叉風險。大壩施工與機電工程等相關專業施工同時進行，上下層之間的交叉作業很容易導致安全事故，為保證施工安全及工程項目按時完成，在施工期需做好各部位施工通道布置及防護、作業面施工等安全防護措施。

(3)存在較多不穩定體和危巖體。受施工開挖、爆破震動及蓄水影響，潛在不穩定體和危巖體存在失穩的可能，影響施工和建筑物安全。壩址區谷坡為層狀結構邊坡，巖層走向、斷層及層間擠壓錯動帶等主要結構面走向和邊坡大角度相交，自然邊坡整體穩定條件較好。調查發現4個潛在不穩定體和7個危巖體，現狀穩定或基本穩定分布位置見圖1。其中2#、3#、4#潛在不穩定體(Q2、Q3、Q4)及危巖體(W②～W③、W⑤～W⑦)特征見表1和表2。

圖1 潛在不穩定體及危巖體分布位置

編號3#4#位置壩址下游左岸壩址上游右岸主要結構面特征后緣切割面編號及產狀el16、el17等裂隙,NE10°～15°,近直立小溝地質特征張開寬度10～15 cm,延伸較短,貫通性差面移滑編號及產狀L01:NW325°NE∠37°～48°jef4及巖脈:NE70°NW∠30°地質特征為一裂隙組,平直,較光滑,局部泥化巖脈寬度一般2～4 m,波狀起伏,表面風化成黃色,破碎帶局部見有糜棱巖,近地表已泥化側向分割面編號及產狀層面:NW290°SW∠70°jef38:NW300°SW∠60°地質特征貫通性好,較粗糙貫通性好,較粗糙可能失穩型式雙平面分塊滑落為主主要誘發失穩因素工程活動、爆破振動、降水等不利因素 不穩定體高程/m頂1025～1044915.0底870～990847.0體積/萬m3127 4.3

表2 壩址附近危巖體基本情況

(4)作業環境惡劣。大壩施工整體環境較為惡劣，水流、氣候等因素都會對大壩作業造成較大的影響[2]。

2.2 調壓井施工安全管理

調壓井施工對于工程項目的地質條件具有較高的要求，在不同的地質條件下發生安全事故的概率存在著較大的差異。從工程所在地區的地質條件來看，調壓井地層巖性為泥盆系中統汗吉尕組第二段(D2h2)凝灰質粉砂巖，灰黑色、褐黃色，塊狀或巨厚層狀，局部薄層狀，巖石堅硬性脆。

調壓井強風化帶巖體的圍巖屬于Ⅴ類，弱風化帶巖體的圍巖屬于Ⅳ類，微～新巖體的圍巖以Ⅲ類為主，其次為Ⅳ類。

巖層呈塊狀或巨厚層狀，巖層總體產狀NW320°～340°、SW∠75°～85°。附近有斷層F142、F160和jef66通過。

目前階段調壓井區域圍巖穩定性也相對較差，同時施工場地相對較為狹窄，人員密度相對較高，一旦發生安全事故很難在短時間內實現人員疏散，必然會引起較大的人員傷亡，因此，調壓井施工應該是安全管理的重中之重。

3 施工安全管理對策

3.1 大壩施工安全控制措施

(1)加強高處作業安全防護措施，在進行高處作業時需要及時搭建腳手架與垂直作業通道，并布設好安全防護網，避免出現高處墜落等安全事故。外腳手架立面防護搭設如圖2所示；垂直作業通道如圖3所示。

圖2 外腳手架立面防護搭設圖(單位：mm)

圖3 垂直作業通道示意圖

(2)加強對施工人員的安全教育。針對大部分施工人員安全意識存在明顯不足的現象，進一步加大對施工人員的安全教育，并針對具體施工流程加強施工人員的安全防護技能。

(3)做好施工組織協調。協調不同專業之間的施工組織流程，嚴禁上下層同時施工，同時上層施工時必須要做好提醒標識。

3.2 調壓井施工安全控制措施

(1)爆破控制技術。調壓井施工所采用的爆破技術類型較多，但是較為常用的為光面爆破與預裂爆破兩種不同的類型。調壓井施工選擇光面爆破為主要爆破形式，調壓井井身段開挖直徑D為18 m，擴挖以溜渣井為爆破臨空面，按3 m小梯段循環擴挖自上而下掘進，單循環下挖進尺選定為3 m，周邊孔采取光面爆破。因鉆孔內積有裂隙水,爆破所采用的炸藥以防水乳化炸藥為主要類型，并采用分層爆破技術進行爆破處理，爆破控制技術的應用對于調壓井施工安全性具有較為明顯的影響，可以有效降低對土層的土體擾動，從而降低調壓井施工過程當中土體坍塌的概率[3]。

(2)深層支護，井身支護以長錨桿掛網噴C25混凝土為主，巖石破碎段采用鋼拱架加9 m/6 m錨標掛鋼筋網后噴混凝土。較好圍巖段采用6.0 m/4.5 m錨桿掛鋼筋網后噴混凝土。通過這兩種支護方式的共同應用能夠實現對調壓井周邊土體的保護，同時加強對圍巖的固化處理，避免了調壓井周邊變形過大等不良地質現象的出現。

(3)加強圍巖變形監測。在進行調壓井施工時為了進一步提升安全性能，采用巖石變位計對圍巖的變形進行監測，并不是單純的采用人工位移監測方式進行監測，變形監測的有效性得到了進一步提升，從而降低了安全事故的發生概率[4]。

4 結 語

本文以新疆精河二級樞紐工程為例，從大壩建設、調壓井兩個方面闡述了大型水利樞紐項目施工安全管理要點，并對其對應的管理策略進行研究與分析。針對工程建設規模大、施工復雜、時間和空間交叉作業多，導致施工中的不可控因素也隨著增加，施工的風險大等情況，建設各方應全面推行現代化安全管理體系，真正做到“以人為本”“安全第一、預防為主、綜合治理”，制定出切實可行的具體安全管理措施，最終實現事故控制和減少損失的安全目標，本文旨在推動我國水利樞紐項目建設安全管理的進一步發展。