竖井施工中的安全问题与预防措施

浅谈溪洛渡水电站左岸地下厂房竖井开挖

施工中的安全问题与预防措施

唐启忠 刘俊松 王丰

(长江三峡技术经济发展有限公司 云南昭通 657300)

摘 要 溪洛渡水电站左岸地下厂房设计竖井有压力管道竖井、闸门竖井、出线竖井共30余条，竖井最大井深近500m，最大断面直径

18.5m。竖井施工大多采用反导井扩井爆破法，因其工作面狭窄、垂直高差大、作业环境差，施工安全隐患极为突出。本文结合在竖井施工监理过程的经验总结，对竖井施工中有关提升系统、通讯联络系统及设备操作、安全防护等方面可能发生的安全事故和相应预防措施进行分析，希望对同类型工程安全管理工作起到一定借鉴意义。

关键词 溪洛渡 竖井 施工安全

中图分类号： 文献标识码：

1 引言

1.1 工程简介

溪洛渡水电站位于金沙江下游，云南永善县和四川雷波县河谷之间。枢纽由拦河双曲拱坝、左（右）岸地下引水发电和泄洪建筑物组成。其中，左岸地下引水发电和泄洪建筑物施工监理由长江三峡技术经济发展有限公司承担。

左岸地下引水发电系统由电站进水口、压力管道、主厂房、主变室、尾水调压室、尾水洞等建筑物组成，构成以三大洞室为主体、纵横交错、上下分层的大规模的地下洞室群。设计共布置竖井30余条，主要集中在压力管道、电站进水口、出线竖井等部位，竖井最大井深近500m，最大断面直径18.5m,施工工期最长28个月。因其工作面狭窄、垂直高差大、作业环境差，施工安全隐患极为突出。 1.2 竖井施工程序

左岸地下厂房竖井施工主要采用反导井扩井爆破法，分4序施工，工序和示意图如下：

（1）自上而下钻设Φ 22.6mm的导孔→（2）自下而上反扩导孔为Φ 1.4m导井→（3）自下而上反扩Φ 1.4m导井为Φ 3.4m溜渣井→（4）自上而下全断面扩挖。

1、2序导孔、导井施工（图1）

3序溜渣井反扩施工（图2）

4序全断面施工（图3）

图1～图3 反导井扩井爆破法施工工序示意图

作者简介：唐启忠（1980-），男，湖南，职称，助理工程师，主要从事水利监理工作。E_mail:tqz-80@163.com

1

2 隐患分析

2.1 危险因素

根据竖井施工工序和特点，危险因素主要有高处坠落、坍塌、物体打击、机械伤害四个类型。 2.2 危险源辨识

四类事故发生的主要部位就是竖井施工中的危险源。根据事故类型结合现场情况辨识危险源如下： （1）高处坠落

人员从临边、洞口坠落；从脚手架上坠落；从吊篮中坠落；随吊篮一同坠落等。

表1 易发生高处坠落事故的作业活动

事故类型 作业活动 吊篮安装、维护和拆除 测量放样、人工扒渣 钻孔、装药作业 高处坠落 使用吊篮作业 利用吊蓝人工排险 利用吊蓝放样 利用吊蓝注锚杆 利用吊蓝挂网 作业人员不系安全带、作业人员未使用双保险、安全带（绳）破损、作业人员踏空、卷扬机故障、安全锁和控制系统失效、卷扬机吊环预埋不牢固、悬挂用钢丝绳断裂或脱落、吊篮安全防护设施不全 人员坠落伤亡、吊篮坠落 危 险 源 作业人员不系安全带、作业人员未使用双保险、安全带（绳）破损、作业人员踏空 危害事件 人员坠落伤亡 进行施工检测人员利用吊蓝做检测 （2）坍塌

开挖过程中井壁失稳引起土石方坍塌；一衬混凝土浇筑模板失稳倒塌；龙门架、横梁支撑、排架拆除发生坍塌等。

表2 易发生坍塌事故的作业活动

事故类型 工序 井内人员作业 坍塌 吊篮作业 砼一衬作业 作业活动 测量放样、人工扒渣、钻孔、装药、人工排险 吊篮安装、维护、拆除 排架搭设、模板安装、砼施工、排架拆除 危 险 源 井壁坍塌 龙门架、横梁支撑倒塌 排架倒塌、模板失稳 危害事件 坠石伤人、伤物 落物伤人、伤物，人员坠落 伤亡 落物伤人、伤物，人员坠落 伤亡 （3）物体打击

人员受到同一垂直作业面交叉施工和通道处坠落物体的伤害。

表3 易发生物体打击事故的作业活动

事故类型 工序 井内人员作业 物体打击 砼一衬作业 爆破作业 作业活动 危 险 源 危害事件 落物伤人、伤物 落物伤人、伤物 飞石伤人、伤物 爆炸伤人，落物伤人、伤物 测量放样、人工扒渣、钻孔、装药、上方抛物、坠石，掌子面失稳掉块。 人工排险、锚喷支护 排架搭设、模板安装、砼施工、排架拆除 爆破警戒、避炮 爆破完毕检查 上方抛物、坠石、坠物 避炮距离不足、警戒不到位 盲炮、围岩失稳 2

（4）机械伤害

垂直运输机械设备、吊装设备等对人体产生伤害。

表4 易发生机械伤害事故的作业活动

事故类型 施工机械 反井钻机 作业活动 机械架设、钻孔施工、机械拆除 危 险 源 钻机倾斜倒塌，三脚架失稳倒塌，发动机、卷扬等防护不到位 操作手视野不足；地基不牢产生移机械伤害 卷扬机 吊篮提升 动；吊环、转轮强度不够发生裂缝；钢丝绳老化、绳长不够。 空压机 钻孔、吹孔、设备维护 风管爆裂；电动机防护不足；操作不当。 人体打击伤害；肢体卷入伤害 吊篮坠落伤人；人体肢体卷入伤害 危害事件 砸伤、碰伤、触电、人体肢体卷入伤害 3 预防措施

坚持贯彻“安全第一、预防为主”的安全生产管理方针，通过对竖井施工工序、作业活动中危险源

进行解析，在安全管理工作中应重点做好以下几点： 3.1 建立、健全安全管理体系是安全管理的前提

安全管理体系的建设及运行是安全管理工作的首要任务，注重树立良好的全员管安全的氛围，做到人人知安全、人人会安全。主要从以下几方面着手：

（1）建立、健全安全保证体系和安全监督体系，做到“有章可依、有章必依、违章必罚”，落实安全管理责任人，落实安全生产经费，从根本上保证安全生产管理工作顺利、健康进行。

（2）加强现场安全监控，开展经常性安全检查，班组坚持开展“三工”活动，加强警示作业人员个人安全防护意识，对个人安全防护用品进行定期检查与自查。

（3）进行经常性安全教育和术培训，提高职工安全文明生产素质和自我保护能力，组织对新进场及转岗人员的“三级安全教育”和岗位安全技术培训。

（4）加强对外协队和民工的安全管理，严格安全资格审查，严格督促实行协作队伍劳务“五统一”管理实施细则执行，并对其施工安全进行监督、指导、管理，严禁“以包代管”。

（5）在工前安全会(班前会)做到“一讲二交三查”，即：讲施工作业安全要求；交待生产任务的同时，交待安全生产注意事项；检查确认人的精神状态，检查劳保着装检查，作业环境设备和安全防护装置等是否符合施工安全要求。

（6）工中巡回检查，做到“二查一纠”。即：查岗位安全标准执行情况，查安全技术措施落实情况；纠“三违”。确认危险作业有安全措施，有监护人；确认达到“三不伤害”要求(不伤害自己，不伤害他人，不被他人伤害)。

（7）工后安全小结，做到“一交一会”。即：向下班交待介绍清楚当班情况，在接班人确认无遗漏事项后，做好安排记录；开好工后安全小结会，讲评本班安全生产情况。 3.2 以提升系统方案设计、审查为安全工作重点

提升系统由卷扬机（一般采用3t、5t、10t三种型号）、支撑、定滑轮、转向滑轮、钢丝绳、载人吊篮、载物吊盘等组成，目的是为了在3序及4序扩挖施工时运送人员、材料及设备，大量施工作业须通过该平台完成，其安全生产重要性不言而喻。在提升系统方案的设计、审查中要注意以下几点：

（1） 提升系统方案应结现场实际情况，对应不同施工部位单独审查提升系统方案设计，不得生搬硬套已有方案，切实做到科学、适用；提升系统的刚度及稳定性要经过回归分析；风水管路的布置与提

3

升系统相结合；井口、载人吊篮、载物吊盘的防护必须严格审查和监督落实。

（2）做好配重的设计工作。在竖井的扩挖过程中，提升系统垂直运输距离最大接近250m，如采用双线钢丝绳提升的方案，其稳定性虽能明显得到改善，但钢丝绳长度将超过500m，一般标准卷扬机卷筒难于容纳；如果采用单线钢丝绳提升吊篮（吊盘），会导致吊篮水平向摇摆不定，极易出现安全事故，因此采用单线钢丝绳提升吊篮（吊盘）时要注意配重的设置，以确保吊篮（吊盘）的稳定。

（3）为防止吊篮（吊盘）在上下过程中受到井壁锚杆的挂扯引起倾覆，在设计时应充分考虑锚杆与吊篮（吊盘）之间、吊篮（吊盘）与风水管路之间的间距。

（4）为防止提升过限，拉倒井架（支撑），须在距井架（支撑）顶部0.6m、l.2m之处各安装一个限位器，并在卷扬机旁设电源开关，以备卷扬机失控时，直接关闭电源。

（5）载人吊篮制作不仅要牢固，还必须在其顶部设置盖板，底部以钢板铺满，周边密封并要有安全绳系挂设计，以防掉物伤人及倾覆失稳伤害。

（6）载物吊盘底部用钢筋网铺满，网格间距不大于7×7cm,周边应设1.2m高刚性护栏，吊点设计以吊盘稳定及施工方便为准，并不少于四个。

（7）钢丝绳与人行通道应用护栏或安全通道分隔开，通过道路时，应设过路保护装置。

（8）卷扬机与第一道转向滑轮之间间距不少于20倍卷扬机卷筒周长，两者间轴线应重合，以防止单侧扭矩过大，对钢丝与滑轮之间造成较大的磨擦损伤。

（9）竖井井口、检修通道应用设置高于1.2m的的钢性护栏且全部封闭，护栏开门方向应背向井口位置，护栏底部设置不底于30cm的防踢板，以防止井口人员意外坠落及高处坠物事故的发生。

（10）在提升系统投入使用前，施工单位必须上报专项施工安全保证措施，卷扬设备必须经过具有相应资质的技术质量监督部门认证，提升系统必须经过荷载试验并验收取得安全许可证后方能投入使用。

3.3 确保提升系统运行正常，减少安全事故的意外因素。

竖井施工中的提升系统运行是否正常是竖井施工中最大的意外安全因素之一，相关责任人要坚持日常检查，因此要对竖井施工中各设备的机械性能及工作原理要熟知，同时对操作工人的业务水平提出较高的要求。

（1）卷扬机操作手、空压机操作手等特种设备操作人员必须经过严格的培训、考试合格方可上岗作业。操作员必须熟练掌握机械构造性能及工作原理，相关安全知识和管理制度。

（2）提升系统安装完成后，应上下荷载运行3、4次以释放钢丝绳应力，防止运行过程中缠绕打卷。 （3）在施工前，相关责任人要严格检查整个提升系统各组件的性能及强度，包括卷扬机的牵引力是否满足提升中的动态荷载要求，卷扬机制动是否灵活，机体固定是否牢固，钢丝绳是否具有足够的强度及无损伤，卷筒与钢丝绳、钢丝绳与载人吊篮、载物吊盘的连接是否牢固等等。这些环节必须明确责任人，每天检查，并填报设备运行记录、设备保养记录、设备检修记录，发现问题及时处理，未处理前禁止投入使用，如有大的变动应重新办理安全许可证。

（4）在提升系统使用过程中，应注意吊篮须限员限载，并且严禁人、物混载，任何人不得跨越正在作业的卷扬钢丝绳，无关人员不得进入提升系统工作区间。

（5）提升系统吊运重物需在空中停留时，除使用制动器外，并应用棘轮保险卡牢，休息时应将物件或吊篮降至地面。

（6）吊盘作为工作平台或吊盘下方有人员施工时应将吊盘与井壁锚杆固定，确保吊盘的稳定,吊盘下方严禁人员滞留。

（7）每班完毕后，必须将吊篮起吊到井口，然后将井口封堵好，断开卷扬机的开关电源，并将开关箱上锁，防止他人误操作，挂“严禁入内”等标示牌；施工人员必须在现场进行交接班，要向下班交代清楚当班的运行情况，双方应在交接班记录上签字。

4

（8）严格遵守维护保养规程和润滑周期表，掌握设备的各项技术参数的正确设定和调整，运行中如遇电气故障、开关区域的工作必须由专业电工进行处理，处理故障时，必须先切断主开关电源。 3.4 内外通迅顺畅是安全生产的重要保障条件

竖井施工时，空压机、卷扬机、吊篮（吊盘）均在不同的部位，卷扬机操作工、吊篮里的风钻工、空压机工三方互不相见，无法直接对话，完全依靠对讲机、电铃及事先约定好的信号实现相互间的联系，故在实际操作过程中有如下几点要求确保信息沟通的顺畅：

（1）卷扬机工和风钻工要熟记约定信号，以免出现误操作而造成事故的发生。信号约定按铃响次数一般为：一停、二上、三下、四开风、五停风等。

（2）电铃线要有一定的强度，以免在使用过程中折断，造成通讯停止。各接头部位要做好绝缘。 （3）如井下有信号传出，卷扬机操作工应先将正在运行的提升系统暂停运行，待清楚井下人员的具体意图后在行操作。

（4）在卷扬机运行过程中，如发现钢丝绳异常绷紧或下降过程中失重时，要立即制动卷扬机，待了解实际情况后方可按约定继续工作。

（5）溜渣井开挖时，吊篮起吊要每隔10m左右停一下，再次听到吊篮里发出的电铃信号后方可继续执行。卷扬机工要认真在钢丝绳上做好前次打孔时吊篮所在位置的记号，放炮后，吊篮再次提到所做记号位置时要停下来，然后根据电铃信号逐步开到工作位置后，制动卷扬机并关闭其电源。

（6）作业人员在吊篮（吊盘）里施工的过程中，卷扬机操作人员必须坚守岗位，不得离岗，需要离开时，必须将吊篮（吊盘）里人员撤离后方可离开。 3.5 做好安全防护工作能有效降低人员的伤亡

（1）注意溜渣井扩挖爆破后的散烟问题，因洞内通风条件差，炸药爆炸反应不充分，而且不同部位存在一定的温差，往往容易发生炮烟中毒的事故，在实际施工中可采用以下预防措施：

①炮后要尽可能长一点时间后再进入工作面，一般不少于60分钟。

②施工之前，将风管引到吊篮上，提升至掌子面附近通风10～15分钟。炮响后，即从导孔孔口向下放水。

③人员上升时，燃着打火机或腊烛，若出现明火熄灭现象，应立即电铃通知卷扬机工降下吊篮，待进一步查明处理后，方可继续施工。

（2）全断面扩挖时，为了提高放碴的效率，扩挖时每个循环断面都特意开挖成斜坡（如图3），但这给钻孔、装药、支护尤其是人工放碴等施工带来了较大的安全问题，必须特别重视。

①工人施工时必须配带合格的安全帽、安全绳、安全带，这些安全护具要使用从正规厂家购买，下井前工人相互间检查防护用品是否佩戴正确，是否有损坏。

②施工中要将安全绳牢固系到已注浆的锚杆上，高挂低用，长短适中，切忌过长，相邻工人相互间要保持一定的距离。

③为防止人员从溜渣井处坠落，一般在溜渣井口处放置一井盖，作为防护措施，当工人在工作面上钻孔、装药与支护时，将井盖盖住，而人工放渣时将井盖提升至适当的高度。

（3）在爆破施工方面，应严格按有关爆破安全规程施工，扩挖后加强对井壁围岩的排险及支护力度，对开挖过程出露的三角体、楔形体采取随机锚杆和初喷砼进行随机支护，否则严禁施工；全断面开挖时严格按照“一循环一支护”的施工方案实施。

（4）现场管理人员应会同有关人员对各部分支护进行定期检查，每班应责成专人负责检查和观察围岩的变形情况，一旦发现围岩或支护变形异常，及时通知人员设备撤离危险区并及时报告。

（5）竖井上方作业时，下方必须设安全哨、警戒绳（警戒花杆）、并且设有明显的安全警示牌。

5

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/2xv2.html