抽水蓄能电站引水系统土建及金属结构安装工程爬罐斜井导井专项安全技术措施.docx
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抽水蓄能电站引水系统土建及金属结构安装工程爬罐斜井导井专项安全技术措施
中国水利水电第三工程局有限公司
丰宁项目部
[SD3]/[HDJL]-C2（安全）-﹝2015﹞-062签发：
工程名称：
河北丰宁抽水蓄能电站引水系统土建及金属结构安装工程
合同编号：
fnjhDGCSG﹝2014﹞26号
主题：
关于“爬罐斜井导井专项安全技术措施”的函
浙江华东工程咨询有限公司丰宁抽水蓄能电站工程建设监理中心：
现上报“爬罐斜井导井专项安全技术措施”。
请予以审查！
附件：
爬罐斜井导井专项安全技术措施
2015年6月6日
抄送：
河北丰宁抽水蓄能电站
引水系统土建及金属结构安装工程
（合同编号：
fnjhDGCSG〔2014〕26号）
爬罐斜井导井专项安全技术措施
批准：
审核：
编制：
中国水利水电第三工程局有限公司
丰宁项目部
二○一五年六月六日
1、概述
1.1工程概况
丰宁抽水蓄能电站引水系统高压管道斜井包括：
1#高压管道上斜井、下斜井及相邻弯管段；2#高压管道上斜井、下斜井及相邻弯管段；3#高压管道上斜井、下斜井及相邻弯管段。
高压管道斜井各段长度见表1-1。
表1-1高压管道斜井各段长度表
序号
施工部位
桩号
单位
长度
备注
1
1#上斜上弯管
S11+204.610～S11+228.569
m
27.751
2
1#上斜井段
S11+228.569～S11+348.807
m
199.792
3
1#上斜下弯管
S11+348.807～S11+372.466
m
27.451
4
2#上斜上弯管
S21+178.708～S21+202.667
m
27.751
5
2#上斜井段
S21+202.667～S21+322.271
m
198.739
6
2#上斜下弯管
S21+322.271～S21+345.930
m
27.451
7
2#下斜上弯管
S21+584.978～S21+617.024
m
27.451
8
2#下斜井段
S21+617.024～S21+773.196
m
273.437
9
2#下斜下弯管
S21+773.196～S21+796.855
m
27.451
10
3#下斜上弯管
S31+612.577～S31+636.236
m
27.451
11
3#下斜井段
S31+636.236～S31+800.795
m
273.437
12
3#下斜下弯管
S31+800.795～S31+824.454
m
27.451
备注：
高压管道1#、2#上斜井及2#、3#下斜井导井施工采用阿利玛克爬罐，导井开挖断面为正方形，开挖面尺寸为2.4m×2.4m（宽×高）。
表1-2高压管道斜井导井主要工程项目及设计工程量表
编号
项目名称
单位
工程量
1
石方洞挖
m³
6713.9
1.2工程地质条件
高压管道斜井围岩类别见表1-3。
表1-3高压管道斜井围岩类别统计表
围岩类别
1#斜井
2#斜井
3#斜井
Ⅲb类
S11+703.660～S11+739.032
S21+748.860m～S21+796.855m
\
Ⅲb类，断层出露部位为Ⅳ类
S11+204.610～S11+348.807
S11+527.380～S11+684.239
S21+178.078m～S21+345.930mS21+608.637m～S21+729.440m
S31+152.087m～S31+319.623m
S31+612.577m～S31+766.553m
Ⅲa类，断层出露部位为Ⅳ类
\
\
S31+788.021m～S31+824.454m
Ⅳ类
S11+348.807～S11+372.466
S11+684.239～S11+703.660
S21+729.440m～S21+748.860m
S31+766.553m～S31+788.021m
备注：
1#高压管道斜井Ⅲb类围岩段占35.372m，Ⅲb类，断层出露部位为Ⅳ类围岩段占301.056m，Ⅳ类围岩段占43.08m。
2#高压管道斜井Ⅲb类围岩段占47.995m，Ⅲb类，断层出露部位为Ⅳ类288.655m，Ⅳ类围岩段占,19.42m。
3#高压管道斜井Ⅲb类围岩段占321.492m，Ⅲa类，断层出露部位为Ⅳ类36.433，Ⅳ类围岩段占21.488m。
1.3编制依据
1）、《河北丰宁抽水蓄能电站引水系统土建及金属结构安装工程施工合同》；
2）、《水利水电工程爆破施工技术规范》（DL/T5135-2001）;
3）、《水工建筑物地下工程开挖施工技术规范》（DL/T5099-2011）；
4）、《水道系统布置图》图号：
（BJ68S-H4-1X～4X）；
5）、《高压管道中平段开挖支护图》图号：
（BJ68S-H4-6-2-1X～6X）；
6）、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；
7）、《高压管道布置图》图号：
（BJ68S-H4-6-2-1X～6X）；
8）、《抽水蓄能电站作业风险辨识和防范手册》（基建部分）土建水工施工安装；
9）、《工程建设重大危险作业重大安全技术措施管理标准》（国网新源控股有限公司企业标准）Q/GDW46-009-2012-20306;
10）新源基建（2015）115号国网新源公司关于加强施工方案编制与审批管理的通知；
11）、《水利水电工程斜井竖井施工规范》（DL/T5407-2009）；
12）、中华人民共和国安全生产法（2014年修订）；
2、危险源辨识
根据国网新源公司控股有限公司抽水蓄能电站作业风险辨识和防范手册（基建部分）土建水工施工安装，斜井开挖部分可以查出，爬罐导井开挖施工按照施工作业关键步骤，测量放样作业风险种类为事故风险，风险等级为三级，爬罐施工作业风险种类分为事故风险和责任风险两类，其中事故风险等级为三级，责任风险等级为四级。
主要危险源：
1）高处坠落（风险等级为三级）；2）爬罐设备未通过验收投入使用，发生设备事故（风险等级为三级，责任风险等级为四级）；3）、非标准设备（爬罐）操作人员无证上岗发生机械伤害事故（风险等级为三级）；4）非标准设备（爬罐）操作人员未按照操作规程作业发生机械伤害事故（风险等级为三级）；5）未定期进行检查保养发生机械伤害事故（风险等级为三级）。
为保证施工期间人员和设备安全，特编制本专项安全技术措施。
3、爬罐斜井导井开挖专项安全保证措施
3.1爬罐安装平台搭设施工措施
爬罐平台主要满足爬罐安装、检修以及爬罐正常运行时堆放中转材料、机具的面积要求，爬罐平台布置在斜井下部平洞25m处，爬罐安装检修平台采取悬挂式平台，在斜井下部平洞段爬罐安装平台段沿轴线两侧2m处顶拱各打一排锚杆（Φ25@1米，L=3米），锚杆末端与安装平台用Φ25钢筋焊接连接，将平台悬挂于平洞上部平台骨架采用[14a槽钢和∠50×50×5mm角钢焊接成型，边框采用槽钢，横向角钢间距为0.8m，上面铺一层3mm厚花纹钢板。
平台长16m、宽4米，爬罐安装检修平台距洞顶2.8m，爬罐安装检修平台距下部洞底板高度4.2，可满足装载机在平台下方行驶的空间要求。
（爬罐安装平台及爬梯加工图及爬罐平台围栏平面及剖面布置图详见附图一、二）
平台搭设工序为：
锚杆施工角钢骨架焊接平台骨架安装平台骨架焊接固定平台钢板拼装焊接爬梯及防护栏安装
施工方法：
1）锚杆施工
在平洞开挖至爬罐安装平台桩号段先进行平台支撑锚杆的施工，以便爬罐安装时强度已满足承载力要求。
平台采用沿洞轴线方向两排锚（Φ25，L=3m）杆悬挂固定，锚杆布置在洞轴线两侧2m处，间距1米，锚杆与竖向夹角45度，外露10cm。
锚杆孔位按照测量布孔放样点进行造孔，孔位偏差控制在5cm内。
锚杆采用锚固剂固定，保证锚杆施工质量，平台安装时先进行锚杆拉拔力试验检测，不合格锚杆重新补打，保证平台投入使用后的安全。
2）角钢骨架焊接
爬罐安装平台长16米，宽4米。
采用∠50×50×5mm角钢作为骨架，横向角钢间距0.8米。
下料前对角钢的外形尺寸进行检验，不合格需矫正或者更换材料。
下料应满足对接角钢的最小长度要大于60cm和长度方向上留有2至3mm的余量两个要求。
划线原则是角钢的短边上的切割线应垂直于角钢顶线，角钢长边上的切割线应与角钢顶线成45°夹角。
用砂轮切割机在角钢内侧面开45°单V形坡口。
拼装时把一根完整的长角钢倒扣在平台上，然后把需要拼装的角钢扣在长角钢上，调整两角钢的间隙，点焊固定。
焊接采用手工电弧焊，焊接前角钢倒扣于某个平面上，先焊坡口侧，从下往上施焊，在角钢顶端处熄弧。
坡口侧焊接完成后背面气刨清根，然后继续施焊，焊后余高应小于2mm。
3）平台安装
预先在顶拱打2个天锚，天锚布置在平台中线点对称的洞轴线上。
然后将四个角处对应的Φ25连接钢筋先与锚杆焊接，连接钢筋末端用全站仪进行标高定位，焊接完成的骨架采用两个2吨的手动葫芦利用天锚作为支撑点吊至安装高程，和四角连接钢筋焊接固定，随后采用与锚杆间距对应的连接钢筋将平台与锚杆连接成为整体。
连接钢筋与锚杆采用单面焊接，搭接长度25cm；与槽钢连接采用双面焊接，端头预留7cm挂钩与槽钢长边焊接，焊缝长14cm。
平台安装过程中全程监控定位，保证平台的平整度，让每根锚杆受力均匀。
4）安全防护
平台四周设1.2m高防护栏杆，横向围檩采用φ14@40cm圆钢，最上层扶手采用φ48×3.5mm钢管，竖向立杆采用Φ25螺纹钢作为骨架。
上下游侧横纵向钢筋点焊焊接，左右两侧横向钢筋焊接在连接钢筋上，防护外侧设20cm高踢脚板。
平台爬梯采用2根[14a槽钢骨架，楼梯踏板长80cm，宽25cm，台阶高30cm，踏板爬梯与平洞轴线夹角60°。
爬梯两侧设置1m高扶手栏杆，扶手栏杆为φ48×3.5mm钢管，立杆为φ14圆钢，立杆和扶手焊接。
1）荷载计算
（1）均布荷载
①施工人员14人，总重按1400kg计算；
②平台覆盖钢板，总重1512.85kg；
③平台上护栏总重606.57kg；
④爬罐组件2000kg（考虑冲击荷载）；
⑤角钢自重887.76kg；
2）集中荷载
集中荷载按400kg考虑；
3）角钢强度验算
计算均布荷载为4912.85×10N÷64×0.8=614.11N/m。
选取单根承重杆件进行强度验算：
1m长角钢自重3.77kg；
均布荷载为3.77×10N+614.11=651.81N/m
角钢的受力简图如上图所示：
由受力分析得：
FA+FB=4000+651.81×4=6607.2N
MA=4000×1+651.81×4×2-FB×4=0N.m
解得：
FA=4303.58NFB=2303.62N
剪力图如下：
计算弯矩时采用叠加法进行计算：
（1）在集中力荷载作用下计算弯矩
此时：
FA+FB=4000N
MA=4000×1-FB×4=0N.m
解得FA=3000NFB=1000N
作弯矩图如下：
（2）在均布荷载作用下计算弯矩：
FA+FB=651.81×4N=2607.24N
MA=651.81×4×2-FB×4=0N.m
得：
FA=1303.62NFB=1303.62N
容易得到跨中弯矩为：
M跨中=
ql2=
×651.81×16=1303.62N.m
可求出弯矩图如下图所示：
将
（1）、
（2）的弯矩进行叠加得到如下图的弯矩：
对角钢的强度进行验算：
Ϭ=M/WZ=3303.62/21.6=152.94MPa<235Mpa
（3）连接钢筋强度验算：
钢筋所受的拉力为：
F=6407.18×10÷32=2002.24N
钢筋强度值：
Ϭ=N/A=2002.24/（12.52×3.14）=4.08N/mm2<360N/mm2
（4）焊接应力验算
钢筋之间的焊接应力：
Ϭ=N/A2002.24/（12.52×3.14）=4.08N/mm2<200N/mm2
钢筋与角钢焊接应力：
Τf=Ny/（0.7hflw）=4303.58/（0.7×0.8×25×100）=3.1N/mm2<160N/mm2
综上所述，角钢强度、钢筋强度、焊缝应力均满足要求。
3.2阿利玛克爬罐机械日常故障排除及爬罐设备验收
3.2.1启动前的检查
1）启动前检查平衡轮和安全装置固定情况。
如平衡轮与导轨不平行必须更换。
确认安全装置已经复位，即白线笔直地位于观察玻璃红色区开口的前方。
确认固定制动轮的4个螺栓已经拧紧。
小齿轮一定要正确对中，并在齿条中心线上滚动。
2）检查小齿轮、滚子、U形架、制动器螺栓连接，电话设备及其与电缆卷线器的连接，工具有无损坏。
（必要时修理）。
3）确认升降机的通风良好。
4）悬挂限重标志（限重500Kg）。
3.2.2起动前的措施
1）从卷线器插座将信号电缆插头拔下，理顺电缆缠绕，将插头重新插入。
2）充电时拔下插头，插入罐笼控制板下方的电源插座。
3）打开集中供风供水的闭锁装置。
4）检查电动机是否连接正确电压。
1）关闭升降机开关，电动机切断电源，在升降机不升降时，进行全部功能测试。
2）升降机起动只能由司机进行操作，携带开关钥匙。
起动前测试所有功能（包括接地故障继电器）。
3）将充足电的蓄电池连接到升降机设备。
在升降机的I/O插件检查发光二极管，绿灯应点亮，在说明该插件有电压。
拨动升降机“电源”和“气/水”选择开关至“关”的位置。
每一班都应更换充足电的蓄电池。
为持续给蓄电池充电主开关应置于‘电源开’位置，即可从基地得到电源——即使设备未开动。
4）检查信号发生器上的发光二极管，绿灯应点亮。
发光二极管黄灯显示，插件相互间已连通。
5）测量端子115—116的电压，应为230VA，测量到升降机的输出电压（端子104—106），应为690VDC。
测量网路设备U26的电压。
用电位表进行调节，电压应尽可能接近30VDC。
6）检查CIP开关和接地故障继电器K10的电位设定，并调整正确。
利用基地电器控制板上的试验/重设按钮检查接地故障设备。
7）用钥匙打开升降机“电源”开关，并打开关Q13，给升降机通电，然后按驾驶室的标志说明操作。
8）报警继电器K34应在“开”的位置。
拨动开关S46至“开”位置。
若报警信号被促动，用“重设”开关S47将信号中断。
9）从两个方向测试电话通道。
从罐笼呼叫基地，基地的音响/灯光信号即被接通。
在基地接起电话，基地的音响/灯光信号即被解除。
10）测试升降机的气/水开关是否有效。
测试接触器K40的工作以及当K40置于“开”时，端子119—120（115VAD）是否有电压。
只有在“电源”开关置于“开”时才起作用。
11）继电器K33是安全继电器，一般情况下永远不启动，一旦被启动，将停止所有操作。
12）上升/下降运行试验，使用驾驶杆。
将罐笼中的开关Q64置于“开”的位置，转动制动手柄，使驾驶制动器放松，将驾驶杆扳至所需运行方向，起动升降机。
驾驶杆扳至中间，升降机将停止。
13）上升时要检查导轨，确认升降机不与井壁相碰。
当升降机开到位置后，驾驶杆扳至停止位置，用制动手柄将升降机锁住。
14）人员通过升降机内的梯子爬至作业平台上，带好安全防护设备，并系好安全带。
15）在钻孔结束后，应断开升降机电源，开始装药联线，将起爆装置与起爆雷管相连，升降机降至安装检修平台，起爆网络。
16）对于救援升降机，开关Q12为电源开关，检查升降机中的设备线路是否已连接好。
使用驾驶杆试验上/下行驶，检查接触器变位顺序。
17）爆破引起的振动可能导致附近继电器和温控继电器释放，这时掀压所有重设按钮使设备复位（包括高压泵温控继电器）。
18）爬罐运行中若出现故障，可松开“控制制动器”拉杆，利用爬罐自重下滑至安装平台。
爬罐靠自重下滑速度在0.4~0.5m/s，但当速度达到0.9m/s后GA-5制动器将会自动将爬罐停下。
爬罐验收工作由项目部机电物资部组织，邀请我公司安全环保部、公司机电物资部专家及爬罐厂家专业技术人员进行现场联合验收，爬罐设备经验收合格后方可投入使用。
3.3施工作业人员安全保证措施
1）坚持班前班后安全检查制度，发现隐患及时处理，交班时做好交班记录；
2）建立岗位责任，安排专人负责检查、检修爬罐运行状况，实行主管领导责任制。
3）主爬罐作业平台内要储备矿泉水、方便面等食物，确保施工作业人员在长时间受困时进行营养补充。
4）爬罐日常备安全绳一套，登山自降装置3套。
5）当主爬罐无法回到爬罐平台时，启用救援爬罐，当主爬罐及救援爬罐均出现故障时，作业人员采用预先准备好登山装置进行逃生。
3.4起爆方式
斜井导井爆破采用导爆管半秒微差起爆网络，非电起爆技术。
3.5排烟除尘、通风安全保证
排烟工作一直是长斜井施工中一个很难解决的技术问题，由于阿利玛克爬罐设备中配备有强制式风水管路，使这一问题得到一定的解决。
在爆破完成后有毒的烟尘会长时间滞留在斜洞顶部，利用阿利玛克爬罐导轨中的风水管向开挖面强制喷洒风水混合物，这样可有效的排除烟尘，使工作面施工安全得到保证。
并在除尘、排烟后，强制送风一段时间，以保证工作面空气的清新。
另外，为防止由于导轨破坏而导致的通风管路无法供风情况下的人员安全，我项目部专门为施工人员配备防毒面具及医用氧气带，同时配备逃逸安全绳索。
3.6导轨锚固安全措施
爬罐全部荷载作用在导轨上，导轨除承载爬罐本身的重量外，还要承载施工人员以及施工设备和少量物资的重量。
一般的情况下，固定导轨的膨胀螺栓可以满足要求，在特殊地质条件下（如：
地质问题等），为满足施工安全需要，考虑加强锚固，加锚固剂固定等措施以保证导轨稳固。
3.7支护安全保证措施
我部设计的斜井导井开挖断面为2.4×2.4m的中导洞，断面尺寸较小，在一般情况下（岩石良好）不采取支护措施。
由于采用光面爆破，断面形式一般较好，不会影响施工和爬罐运行安全。
特殊情况如下：
一般性软弱围岩、小的断层裂隙等情况，采用局部的锚杆支护（随机锚杆、系统锚杆、超前锚杆相结合），以确保围岩稳固，必要时采用巷道法进行全面支护。
3.8不良地质情况的安全隐患及安全处理措施
在遇到大的地质问题情况下，诸如：
大型溶洞、大范围破碎带、较大的地下水等问题时，利用常规办法无法解决的情况下，立即报告监理，请设计出处理方案，或者由业主牵头，设计、监理及我项目部共同组织专家组进行安全施工技术方案的制定。
论证可行后方能按照方案继续施工。
3.9爆破安全保证措施
1）爆破员必须经过公安部门培训，考试合格并取得爆破作业操作证后方可进行爆破作业。
2）作业人员进入施工现场，必须正确佩戴、使用安全保护用品、用具；开工前，由安全管理部门进行安全交底，施工人员签字后方可进行施工.
3）作业前，由现场安全员和班长对作业现场进行检查，确认作业环境满足施工条件后进行施工作业。
4）钻孔采用湿式作业，开钻前钻工应对周围围岩稳定性进行检查，随时清除危浮石；5）火工材料运到现场后，按性能分类存放，远离电源、火源，并派专人看管。
6）每次爆破结束，爆破员应认真检查作业面爆破情况，发现瞎炮应立即处理，同时派人看守。
7）处理瞎炮时无关人员不准在场，可考虑打平行孔装药起爆，平行孔离瞎炮不小于30cm，且方向角度一致。
8）其它未尽事宜参照有关规程、规范有关规定执行。
4、施工安全
4.1一般要求
施工人员在进行作业前必须经安全培训合格后，方可从事开挖作业；并严格按施工组织设计和各项安全规定进行作业，并严格遵守下列安全规定；
1）各施工人员必须熟知施工安全技术规程，严格遵守安全纪律和劳动纪律，严格按要求施工；
2）各施工人员应以设计为依据，严格施工工艺和工作标准，精心施工；
3）每次爆破作业结束时洞内必须进行“敲帮问顶”，清理洞顶及井壁危石，若发现非撬除才能排除险情时，应果断采取安全检查措施进行处理。
进行处理时，应有专人监护，及时观察危石动态，采取有效措施。
4）有洞室冒顶等重大险情时，应严格按预定预案进行处理段支护。
严禁冒险排险，违章支护；
5）采取有效措施加强洞、井内的排烟、通风，最大限度的降低洞，井内烟、尘浓度，并达到国家安全卫生标准。
各施工人员必须自觉做好防烟、防尘工作和自我保护，正确使用劳动防护用品，确保自身的安全与身体健康。
6）健立建全爆破作业统一指挥系统，统一信号，明确爆破警戒区域、范围和预警信号，确保爆破作业万无一失。
7）严格火工材料的领用申请、审批制度，建立建全保管、出入库和退库制度，必须做到火工材料的清洁、帐物相符，严防虚领、冒领、转让、丢失等现象发生。
8）施工人员在到达作业面时必须系好安全带（绳），应一人一绳，严禁一绳多挂。
并由安全环保员监督检查安全防护用品（安全帽、安全绳、安全带）的安全可靠性；
9）合理安排施工作业人员充分休息，不能疲劳上班。
5、斜井导井施工安全事故应急救援预案
根据《中华人民共和国安全生产法》（2014年修订）为保护施工人员在斜井导井施工中身体健康和生命安全，保证在出现安全事故时，能够及时进行救援。
防止事故态势的扩大，最大限度的降低人员伤亡和财产损失，特制定本安全事故应急救援预案。
一旦发生事故及时救援并立即启动应急救援预案。
5.1、应急救援小组组成
组长：
刘林元电话：
副组长：
马豫钢电话：
马利平电话：
金小勇电话：
侯晓斌电话：
成员：
张娟国电话：
蔡占顺电话：
徐福才电话：
邹竟电话：
史建南电话：
朱红军电话：
高宪昌电话：
高可涛电话：
5.2、应急救援小组职责：
1）认真贯彻落实国家及上级有关安全生产的法律、法规、政策、规定和指示精神。
2）负责施工事故应急救援预案的制定、修订。
3）组建施工事故应急救援专业队伍，并组织事故应急救援、演练。
4）做好重大事故的预防措施和应急救援各项准备工作。
5）一旦发生事故，发布和解除应急救援命令、信号，按预定程序启动和解除紧急救援行动。
5.3、施工安全事故应急救援程序
施工安全现场报告程序：
施工安全事故现场第一发现人员——现场负责人——现场（兼职）应急救援人员——应急救援小组。
施工安全事故应急救援组织报告程序：
应急救援小组——浙江华东工程咨询有限公司丰宁抽水蓄能电站工程建设监理部——河北丰宁抽水蓄能电站有限公司。
施工安全事故应急救援程序：
施工安全事故——保护施工现场——控制事态——组织抢救——疏导人员——调查了解事故简况及伤亡人员情况—向上级报告。
5.4、事故应急救援领导小组主要职责：
1）组长的主要职责：
①负责召集、协调各有关部门和施工现场负责人研究现场救援方案，制定具体救援措施
②负责指挥现场救援工作。
2）副组长的主要职责：
①负责组织实施具体抢险救援措施工作
②及时将现场救援进展情况向组长汇报。
3）项目部下属应急响应救援队伍，包括以下救援小组，其设置和职责为：
①抢险抢修、疏散组
负责人：
高宪昌电话：
实施抢险抢修的应急方案和措施，并不断加以改进：
采取紧急措施尽一切可能抢救伤员及被困人员，防止事故进一步扩大;
寻找受害者并转移至安全地带；
在事故有可能扩大并进行抢险抢修或救援时，高度注意避免意外伤害。
②安全警戒保卫组
负责人：
蔡占顺电话：
运送抢救伤员任务;
设
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