樊啟祥 ，汪志林 ，楊建業(yè) ，林 鵬 ，張 旭 ，陰 彬 ，龔遠平

（1.中國三峽建設(shè)管理有限公司，610041，成都；2.中國華能集團有限公司，100031，北京；3.清華大學(xué)，100084，北京）

一、水電工程安全文化的提出

針對白鶴灘水電站工程建設(shè)過程中面臨的安全風(fēng)險與挑戰(zhàn)，本文以水電工程智能安全管控體系為指導(dǎo)，以“人、物、環(huán)、管”四要素為基礎(chǔ)，基于大型水電工程建設(shè)過程中安全管理的源頭管理、過程管理和效果評價等三個階段，研發(fā)了智能安全管理成套技術(shù)，形成了基于智能化技術(shù)的水電工程“重源頭、強過程、全覆蓋、正激勵”的安全文化。

二、水電工程安全文化建設(shè)

1.重源頭

（1）創(chuàng)新安全培訓(xùn)形式

創(chuàng)新安全培訓(xùn)形式，增強民技工防范意識。建設(shè)安全體驗館，通過安全帽撞擊、安全帶體驗、用電安全、電擊、洞口墜落、滅火器使用、鋼絲繩使用、現(xiàn)場急救等項目的體驗式培訓(xùn)，使民技工親身體驗、真實感覺各種安全防護用品的使用及發(fā)生危險時瞬間感受，入腦入心，解決習(xí)慣性違章難題。采用安全培訓(xùn)工具箱開展安全培訓(xùn)，通過觀看安全動畫，使培訓(xùn)對象易于理解和掌握，培訓(xùn)時間靈活，適用于水電工程民技工流動性大的特點，實現(xiàn)民技工培訓(xùn)全覆蓋。

（2）開發(fā)應(yīng)用建筑市場管理信息系統(tǒng)

通過建立建筑市場管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)合同分包及市場準入的網(wǎng)上登記與審批，系統(tǒng)本身的唯一性，確定了一家分包單位只能在一個總承包單位承攬分包任務(wù)，鎖定了現(xiàn)場負責(zé)人必須在場負責(zé)，明確了分包類型和分包部位，杜絕了層層分包和轉(zhuǎn)包現(xiàn)象。建立全員“統(tǒng)一用工、統(tǒng)一食宿、統(tǒng)一支付、統(tǒng)一培訓(xùn)、統(tǒng)一勞保、統(tǒng)一表彰、統(tǒng)一體檢”（即七統(tǒng)一）的信息數(shù)據(jù)庫和設(shè)備設(shè)施信息檔案庫，并動態(tài)更新，保證了人員進場可查詢，數(shù)據(jù)可追溯。對不滿足要求的單位和人員進行清理登記，對嚴重違反管理要求的單位和人員實施清退并納入黑名單，實現(xiàn)在系統(tǒng)上可查詢。為保證施工人群的安全性，篩除防范治安隱患，對務(wù)工人員身份信息報送公安系統(tǒng)進行篩除，確保施工區(qū)務(wù)工環(huán)境的健康和安全。

（3）作業(yè)人員安全培訓(xùn)信息識別及驗證

作業(yè)人員安全培訓(xùn)信息錄入在建筑市場管理信息并定期更新，該信息與人員定位及軌跡跟蹤系統(tǒng)對接，通過在施工現(xiàn)場進場道口安裝的識別設(shè)備實時檢測RFID卡，識別待進入?yún)^(qū)域的作業(yè)人員身份，對非施工人員及安全培訓(xùn)考試不合格施工人員，不予準入；在現(xiàn)場手動再次核驗，通過人臉識別感知或掃碼對應(yīng)的二維碼圖像識別，核對作業(yè)人員信息，對該系統(tǒng)中作業(yè)人員信息不存在或不準確或未進行安全教育培訓(xùn)的予以預(yù)警，督促信息完善或重新進行安全培訓(xùn)后再上崗。

2.強過程

（1）人員與設(shè)備定位及軌跡跟蹤

①綜合利用室內(nèi)外定位技術(shù)實現(xiàn)對水電站建設(shè)期復(fù)雜環(huán)境的定位全覆蓋。白鶴灘人員定位系統(tǒng)地面區(qū)域采用差分衛(wèi)星定位技術(shù)，洞室內(nèi)采用抗干擾性較強的ZigBee定位技術(shù)，實現(xiàn)了對水電站建設(shè)期施工作業(yè)部位及交通道路隧洞的全覆蓋。

②實施人員分類定位管理。安全質(zhì)量管理人員佩戴定位終端，關(guān)鍵質(zhì)檢、安全員佩戴移動視頻記錄儀，對安全質(zhì)量相關(guān)人員實現(xiàn)了精確定位和監(jiān)控；所有進入施工作業(yè)部位的人員均佩戴無源射頻卡，實現(xiàn)了區(qū)域量化監(jiān)控。通過人員分類定位管理，實現(xiàn)了根據(jù)管控需求確定定位層次，不僅僅是減輕了一般作業(yè)人員佩戴終端的負擔(dān)，而且在實現(xiàn)全員管理的基礎(chǔ)上突出強化了質(zhì)量安全管控。

（2）安全隱患排查治理微信系統(tǒng)

首創(chuàng)研發(fā)并應(yīng)用白鶴灘工程安全隱患排查治理微信系統(tǒng)，有效構(gòu)建了隱患監(jiān)督的“陽光平臺”，進一步形成隱患排查全員參與、各層級積極落實安全責(zé)任的良好氛圍，改變了傳統(tǒng)隱患排查治理“以罰為主”的考核方式，建立“以獎代罰”管理模式。

①利用“移動互聯(lián)網(wǎng)+”的思想,設(shè)計安全管理移動辦公產(chǎn)品，革新隱患排查與治理工作方式，提升水電施工安全實時交互管理水平。

②建立微信安全隱患管理機制，構(gòu)建公開透明的隱患監(jiān)督平臺，實現(xiàn)了隱患排查后監(jiān)督、整改、驗收同步進行的扁平化閉環(huán)實時管理控制（見圖1），隱患信息可直接傳遞至施工現(xiàn)場具體責(zé)任人，促進隱患及時整改閉合，提高隱患排查率和整改及時率，大大降低了施工建設(shè)過程中事故發(fā)生的可能性。

③創(chuàng)建一套科學(xué)合理的安全評價體系。運用該套體系，從“人、機、環(huán)、管”四要素科學(xué)判定具體某個施工部位風(fēng)險級別與隱患排查雙重機制運行狀態(tài)，全面評估施工現(xiàn)場安全風(fēng)險控制水平，促進了全員參與、人人要安全的文化氛圍。

④建立隱患信息大數(shù)據(jù)庫。通過收集白鶴灘工程建設(shè)過程中的各類隱患，實時分析隱患數(shù)量、隱患類別、隱患部位、隱患發(fā)生時間等數(shù)據(jù)規(guī)律，進一步優(yōu)化安全管理，從源頭上消除隱患，減少事故發(fā)生概率，提升管理水平。

（3）纜機目標位置保護、防碰撞、防疲勞監(jiān)視預(yù)警系統(tǒng)

①纜機目標位置保護。通過感知讀取纜機上吊鉤及小車位置，建立吊罐安全運行區(qū)，通過程序?qū)δ繕宋辉O(shè)定和限位功能進行聯(lián)合運行，使纜機運行速度和范圍在規(guī)范標準內(nèi)運行，當(dāng)?shù)豕藿咏尬粎^(qū)時向纜機司機語音播報減速提示或強制減速，纜機對司機及指揮人員的誤操作、誤指揮拒絕執(zhí)行，達到“想誤操作都難”的目的。

②研發(fā)了纜機與倉面區(qū)域塔機防碰撞智能預(yù)警系統(tǒng)，避免了纜機與塔機在通報與避讓制度出現(xiàn)偏差時纜機與塔機之間不發(fā)生碰撞，使安全得以保障，并為纜機與施工倉面塔機的管理提供了數(shù)據(jù)支撐，改善了倉面指揮人員全靠肉眼判斷纜機與塔機距離的情況。

③針對纜機司機在夜間值班極易疲勞，較多情況下對自身疲勞狀況了解不準確，容易在不知不覺中瞌睡等情況，開發(fā)了纜機司機防疲勞監(jiān)視預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過采用人臉識別技術(shù)，對纜機司機眼部、口部等動作進行準確監(jiān)測，并在司機室設(shè)置喇叭預(yù)警提醒。

圖1 隱患排查、整改流程

（4）對骨料運輸車輛及司機狀況進行實時監(jiān)控

大壩砂石骨料運輸車輛GPS管理系統(tǒng)采用了GPS+北斗雙模定位、視頻監(jiān)控等技術(shù)手段，對骨料運輸車輛及司機狀況進行實時監(jiān)控，并通過建立安全信息數(shù)據(jù)庫綜合反映駕駛員及車輛的安全狀況；實現(xiàn)了通過終端裝置進行超速預(yù)警提醒，及管理人員可通過實時視頻識別大屏顯示器動態(tài)捕捉各臺車輛的駕駛員是否存在打電話、抽煙等不安全駕駛動作，進行實時預(yù)警提醒、記錄和處罰。

（5）泥石流預(yù)警系統(tǒng)

開發(fā)和應(yīng)用泥石流預(yù)警系統(tǒng)，對白鶴灘水電站壩址區(qū)泥石流溝分類型進行了妥善治理和處理，保證了壩址區(qū)的工程安全；根據(jù)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行自動分析判斷，自動觸發(fā)短信機，按照預(yù)先設(shè)置的規(guī)則，自動發(fā)送相關(guān)的預(yù)警信息；研究確定了泥石流預(yù)警分級指標、預(yù)警信息發(fā)布方法和應(yīng)急處置措施。

（6）液氨智能監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)

研究開發(fā)了液氨智能監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，通過氣體探測器監(jiān)測液氨氣體泄漏濃度，與聲光報警、事故風(fēng)機、噴淋裝置一體化聯(lián)動響應(yīng)。

3.全覆蓋

通過對安全狀態(tài)和管理效果分析，反饋指導(dǎo)安全管理工作，有針對性實施處置或加強管控力度。

（1）安全隱患排查微信平臺

①堅持問題導(dǎo)向，緊盯薄弱環(huán)節(jié)。針對微信平臺“分析匯總”功能模塊反饋的現(xiàn)場施工用電、違章攀爬、交叉作業(yè)、起重吊裝等高占比和隱患頑癥難題，組織按月（周）集中開展專項重點整治，逐項破解消除。

②隱患監(jiān)管公開透明，排查治理更有針對性，按周對上報隱患進行統(tǒng)計、占比分析及評出典型隱患，結(jié)合匯總情況及按時間段統(tǒng)計分析的大數(shù)據(jù)情況，布置專項檢查和開展“防違規(guī)用電、防高處墜落、防物體打擊、防起重傷害、防交通事故”的“五防”工作，落實針對性措施。

③通過技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、制度創(chuàng)新反饋建設(shè)本質(zhì)安全工程。對高風(fēng)險項目，除加強全過程安全管控外，實施“機械化換人、自動化減人”，加大安全投入，推廣應(yīng)用四新技術(shù)，優(yōu)化施工方法或選用更先進的設(shè)備，從源頭消除安全隱患，從本質(zhì)上保障現(xiàn)場施工安全。如研究應(yīng)用了大壩和進水塔混凝土澆筑采用液壓自升式爬模；大壩導(dǎo)流底孔澆筑創(chuàng)新應(yīng)用門槽云車和門槽一期直埋技術(shù)，深大豎井開挖采用3.5m大口徑反井鉆機一次成型施工溜渣井方案替代人工手風(fēng)鉆爆破擴挖方案；采用門式起重機、橋式起重機、礦山絞車替代傳統(tǒng)卷揚機垂直運輸方案；采用安全系數(shù)高的載人吊籠供作業(yè)人員上下通行；考慮傳統(tǒng)腳手架和定型鋼模板施工安全風(fēng)險高，且往往難以滿足質(zhì)量的高要求，主廠房巖錨梁澆筑創(chuàng)新使用鋼筋臺車和鋼模臺車，能夠提高混凝土澆筑質(zhì)量、保障施工人員安全；引水隧洞使用液壓伸縮萬向移動襯砌臺車；泄洪洞龍落尾應(yīng)用自動化運料系統(tǒng)；纜機目標位置保護系統(tǒng)、司機防疲勞監(jiān)視預(yù)警及纜機與倉面塔機防碰撞預(yù)警系統(tǒng)等。

（2）建立開挖支護全過程的安全監(jiān)測、支護預(yù)警與不良地質(zhì)預(yù)警機制

①建立安全監(jiān)測預(yù)警機制。結(jié)合科研計算分析成果，提出圍巖安全監(jiān)測管理標準（見表1）。

表1 圍巖安全監(jiān)測管理標準

當(dāng)?shù)叵露词胰喊踩O(jiān)測數(shù)據(jù)變化達到“預(yù)警/危險”等級時發(fā)出預(yù)警并加密觀測，并分析數(shù)據(jù)、查找原因、制定措施。

從監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、預(yù)警預(yù)報、反饋分析和動態(tài)設(shè)計四個方面對地下工程的各個部位進行全過程的安全監(jiān)測。安全監(jiān)測管理全過程流程見圖2。

形成一套從儀器埋設(shè)、數(shù)據(jù)采集、預(yù)警預(yù)報、反饋分析、動態(tài)設(shè)計的施工期全過程安全監(jiān)測管理及預(yù)警體系，起到了工程安全“哨兵”的作用；對關(guān)鍵部位采用自動化監(jiān)測技術(shù)，實現(xiàn)適時監(jiān)控，并自動發(fā)出預(yù)警信息，及時指導(dǎo)施工；根據(jù)各建筑物的設(shè)計參數(shù)，結(jié)合地質(zhì)情況和現(xiàn)場施工要求，分部位確定適宜的預(yù)警指標。

②建立支護預(yù)警機制。白鶴灘地下工程洞室群總長200余km，交錯布置且地質(zhì)條件復(fù)雜，開發(fā)了地下工程支護預(yù)警系統(tǒng)，根據(jù)每日錄入的開挖、支護進度數(shù)據(jù)和預(yù)先設(shè)置的支護預(yù)警距離，由系統(tǒng)自動判別支護跟進距離是否滿足設(shè)計要求，并對支護滯后工作面發(fā)出預(yù)警，管理人員根據(jù)預(yù)警機制發(fā)出的預(yù)警信息采取相應(yīng)的措施，督促支護跟進。

（3）安全狀態(tài)和管理效果的執(zhí)行評價

通過對人員與設(shè)備定位及軌跡跟蹤系統(tǒng)大量安全數(shù)據(jù)的分析，判斷各類人員的安全狀態(tài)和管理效果的執(zhí)行評價，如哪些部位哪些工種的不安全行為多發(fā)頻現(xiàn)，哪些人員安全培訓(xùn)不足，哪些技術(shù)措施和管理措施不完善，哪些現(xiàn)場管理人員履職不到位等，對可能出現(xiàn)的危險狀態(tài)進行前兆預(yù)警，反饋指導(dǎo)安全管理工作，實現(xiàn)“有錯必糾，實時糾正”。

4.正激勵

以“零死亡”為目標，在各級評先評優(yōu)中加大安全管理效果的權(quán)重。強化安全管理過程環(huán)節(jié)，建立以自我發(fā)現(xiàn)和暴露問題予以正向激勵的機制，如組織召開安全專題會議或者安全月度、季度會議，直接暴露安全管理中存在的問題，采取“針對問題直接說”的方式，不藏不漏，旨在分析研究問題進而采取針對性措施保證安全，如以白鶴灘工程安全隱患排查微信平臺為主要抓手，及時排除和治理隱患，形成了不怕“出乖露丑”的氛圍。

圖2 安全監(jiān)測管理全過程流程

三、水電工程安全文化的實踐成效

通過采取上述技術(shù)保障和安全管理措施，在白鶴灘水電站工程建設(shè)形成了基于智能化技術(shù)的水電工程安全文化，取得了較好的實踐成效。每一個人既是建設(shè)者，也是隱患的發(fā)現(xiàn)者、安全整改的監(jiān)督者，真正做到人人都是安全員；通過應(yīng)用智能技術(shù)，傳感器設(shè)備也是安全員，及時捕捉安全隱患，解決了隱患整治難題，并有效促進了全員之間的安全協(xié)作和互信。

白鶴灘水電站工程安全風(fēng)險可控、在控，安全生產(chǎn)形勢平穩(wěn)，連續(xù)兩年實現(xiàn)了安全生產(chǎn)“零死亡”目標，同時避免了因安全事故導(dǎo)致停工對工期的影響，經(jīng)濟社會效益顯著。