（华能西藏雅鲁藏布江水电开发投资有限公司加查水电建设分公司 西藏山南856417）
摘要：某水电站在廊道灌浆施工过程中发现抬动孔内不明气体持续溢出，由于灌浆廊道空间狭小，廊道内通风条件不良，帷幕灌浆钻孔施工过程中若有大量的有毒、有害气体溢出，若未采取安全措施或处置不当，易产生大规模的人员中毒、窒息，甚至发生爆炸和人身伤亡事故，存在较大的安全隐患。本文以某水电站在廊道灌浆管理过程中提出的紧急措施、科技手段检测气体、风险分析等各项措施，为类似受限空间作业安全管理提供了宝贵的经验。
关键词：廊道 不明气体 溢出 受限空间 中毒窒息
一、研究背景
（一）工程概况
某水电站位于西藏自治区山南市境内，为二等大(2)型工程，开发任务为发电，具有日调节能力，河床式厂房，总装机容量360MW，多年平均年发电量17.045亿kW·h。拦河坝主要由两岸挡水段、溢流坝段、冲沙底孔坝段、安装间坝段、厂房坝段组成。挡水建筑物坝顶总长度为607.84m，共划分为25个坝段。
（二）某水电站灌浆廊道概况
某水电站灌浆廊道贯通3#～24#坝段，全长约480m，断面尺寸3*3.5m，呈“两端高，中间底”U形态，另有排水廊道、厂房集水井与其连通。从左岸起向右，3#坝廊道底板高程为EL3213m，3#～9#坝段为斜坡段，9#～11#坝段廊道为平段，是整个廊道最低点，底板高程EL3169m，高差44m。从右岸起向左，24#坝段廊道底板高程为EL3226m，向左侧逐渐降低，到溢流坝段（15#～19#坝段底板高程为EL3195m）高差31m，到厂房坝段（9#～11#坝段）高差57m。在23#坝段设置出口，出口高程EL3220m，7#、24#坝段各设置一楼梯井，出口在坝顶EL3249m。
（三）地质情况
9#～10#坝段建基面地层岩性主要为灰色变质砂岩与灰黑色硅质板岩，局部发育炭质板岩及石英条带。其中，上游侧主要为变质砂岩与硅质板岩互层结构，变质砂岩约占40%，硅质板岩约占60%；下游侧为变质砂岩夹硅质板岩，变质砂岩约占70%～80%，硅质板岩约占20%～30%。地质构造以裂隙以层面和随机发育的中陡倾角裂隙为主。
图1：9#～10#坝段开挖后地质呈现
二、问题现状
2018年7月9日，某水电站廊道在灌浆施工过程中发现9#坝段灌浆廊道抬动孔内有可疑气体持续溢出且呈现增大趋势，现场检测仪器孔口检测（用圆筒收集）呈现报警状态；7月10日，10坝段抬动孔亦有可疑气体溢出；据部分专家推测，溢出的气体可能跟局部发育炭质板岩有关。由于灌浆廊道空间狭小，廊道内通风条件不良，帷幕灌浆钻孔施工过程中若有大量的有毒、有害气体溢出，若未采取安全措施或处置不当，易产生大规模的人员中毒、窒息，甚至发生爆炸和人身伤亡事故，存在较大的安全隐患。
三、采取的措施
（一）及时停工，增强通风措施。下达“风险回避、暂停施工”指令，廊道施工人员紧急撤离并在廊道口安排专人24小时值守，杜绝冒险违规作业。业主组织监理中心、设计、安全监测及相关施工单位召开专题会研究处置措施并明确廊道进行停工整治，在14#坝段排气管上部增加风机向廊道内主动送风，将厂房段送风风机改为轴流风机，以满足供风需要，同时采用延长风带将新鲜空气引到廊道最低处（9#-11#坝段），保证供风在施工时段持续进行。
（二）利用科技手段，开展专业检测。委托具有资质的单位开展现场检测和实验室分析，采用2台校检合格的CGJ10（D）型光干涉式甲烷测定器对20#坝段、16#坝段、12#坝段、10#坝段上隅角分别进行多次现场甲烷检测。利用CD4型便携式多参数测定器对一氧化碳、氧气、硫化氢浓度进行测量。在典型断面10#坝段附近采用FCC1500D型防爆大气采样器和双阀覆膜密封气袋（2L）采集灌浆廊道内气样2袋，进行气体组成分析。
气体组成成分及测定值 表1
现场测定某水电站灌浆廊道甲烷浓度为0，实验室分析结果小于0.01%，由于水电行业暂无此类规范性文件，类比铁路行业规范《铁路瓦斯隧道技术规范》（TB10120-2002），一般认为甲烷浓度小于0.5%时较为安全，某水电站灌浆廊道甲烷浓度未超限。现场测定氧气浓度平均值为19.55%，实验室测定结果为19.22%、19.81%，依据《密闭空间作业职业危害防护规范》（GBZ/T205-2007）正常含氧量为18%-22%，不论现场检测还是实验室测定均在正常范围内。现场测定硫化氢结果为0，实验室测定结果为0.0003（10-6mol/mol）、0.0006（10-6mol/mol），通过气体换算系数计算结果浓度为0.0005mg/m3、0.0009mg/m3 ，依据《工作场所有害因素职业接触限值 化学有害因素》（GBZ2.1-2007）硫化氢最高容许浓度为10mg/m3，现场测定和实验室测定结果远小于容许值。现场测定CO浓度为0，实验室测定结果均为0.1（10-6mol/mol），通过气体换算系数计算结果浓度为0.125mg/m3，现场检测和实验室测定结果远小于容许值。
（三）制定验收标准，确保现场安全。业主联合监理根据相关法律法规、规程规范、专题会精神及设计技术要求，及时编制了《廊道受限空间施工安全联合评审、确认表》，梳理了15项技术、管理及应急措施作为复工条件。施工单位补充完善廊道内通风、防爆灯具、防爆开关、安全告知、管理制度、应急方案及物资等各项措施后，经业主、监理联合验收，满足要求后恢复施工。
图2：风速检测
四、廊道风险辨识与分析
（一）可能存在缺氧窒息安全风险:廊道布设形式，在施工期内部有排架、支架、管路等，易造成自然通风对流不畅，造成底部补充新鲜空气途径不足或受限；廊道灌浆、排水孔施工及混凝土温控等作业时人员较为集中，耗氧量相对较大；加之某水电站地处3250m左右的高海拔地区，含氧量约为平原地区的70%左右（冬季愈为突出），廊道作业工程中可能存在缺氧窒息安全风险。
（二）可能存在中毒、爆炸风险：因人类活动或有机物在缺氧（或其它）情况下分解产生类甲烷气体，如廊道内气体流通不畅，局部发生积聚时存在中毒、爆炸风险；在前期基础开挖阶段，坝基局部曾发现不明气体溢出。在廊道灌浆钻孔作业中，河床底部的不明气体可能在廊道内积聚，是否存在有毒或可燃气体的风险需进一步探明与关注，可燃气体浓度超标存在爆炸风险。缺氧窒息、爆炸、中毒，一旦发生可能造成群死群伤，是各方不可接受的风险，必须消除。
（三）对廊道有限空间作业风险认识不足：参建各方存在侥幸心理，观望。施工单位对廊道有限空间作业风险认识不足，措施不到位，安全交底不到位，温控、灌浆等作业人员安全意识与安全技能偏低，存在误操作或冒险作业等风险。
（四）其它方面：廊道内还存在用电、动火、机械伤害等施工安全风险，属于级别较低的，这些风险可以通过管理直接消除的。
五、实施效果
从发现可疑气体到采取紧急措施、利用科技手段检测、强化管理等，有效指导了某水电站廊道作业安全管理，保证了施工现场30余人的生命安全，有效避免了大规模的人员中毒、窒息、发生爆炸、人身伤亡事故和特别重大安全事故的发生，避免了经济损失、行政处罚和刑事责任。
六、成果推广前景描述
及时增加通风措施、采取联合验收，有效防止事故的发生。风险辨识与分析是落实双重预防机制的重要手段，采用仪器检测和实验“双保险”分析可疑气体是科技兴安的重要体现，为风险分析提供了可靠的依据，使某水电站廊道安全管理得到了极大保障，树立了企业良好社会形象，为确保灌浆工期及后续电站蓄水发电营造了安全稳定的生产环境，相关经验可广泛应用于其它类似工程项目，具有重要的技术进步意义和社会效益。
参考文献：
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[3]郭先强.浅谈向家坝水电站廊道及洞室渗控工程安全监理工作[J].水利水电技术,2013,44(4):61.
论文作者:蒋腾, 欧阳海军,李霖
论文发表刊物:《科技新时代》2019年6期
论文发表时间:2019/8/15
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