樊啟祥 ，汪志林 ，楊建業(yè) ，林 鵬 ，張 旭 ，陰 彬 ，龔遠(yuǎn)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(tuán)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(duì)白鶴灘水電站工程建設(shè)過程中面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)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(píng)價(jià)等三個(gè)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(qiáng)過程、全覆蓋、正激勵(lì)”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(qiáng)民技工防范意識(shí)。建設(shè)安全體驗(yàn)館，通過安全帽撞擊、安全帶體驗(yàn)、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(xiàng)目的體驗(yàn)式培訓(xùn)，使民技工親身體驗(yàn)、真實(shí)感覺各種安全防護(hù)用品的使用及發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)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(dòng)畫，使培訓(xùn)對(duì)象易于理解和掌握，培訓(xùn)時(shí)間靈活，適用于水電工程民技工流動(dòng)性大的特點(diǎn)，實(shí)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(shí)現(xiàn)合同分包及市場準(zhǔn)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(gè)總承包單位承攬分包任務(wù)，鎖定了現(xiàn)場負(fù)責(zé)人必須在場負(fù)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(dòng)態(tài)更新，保證了人員進(jìn)場可查詢，數(shù)據(jù)可追溯。對(duì)不滿足要求的單位和人員進(jìn)行清理登記，對(duì)嚴(yán)重違反管理要求的單位和人員實(shí)施清退并納入黑名單，實(shí)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(duì)務(wù)工人員身份信息報(bào)送公安系統(tǒng)進(jìn)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(shí)別及驗(yàn)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(duì)接，通過在施工現(xiàn)場進(jìn)場道口安裝的識(shí)別設(shè)備實(shí)時(shí)檢測RFID卡，識(shí)別待進(jìn)入?yún)^(qū)域的作業(yè)人員身份，對(duì)非施工人員及安全培訓(xùn)考試不合格施工人員，不予準(zhǔn)入；在現(xiàn)場手動(dòng)再次核驗(yàn)，通過人臉識(shí)別感知或掃碼對(duì)應(yīng)的二維碼圖像識(shí)別，核對(duì)作業(yè)人員信息，對(duì)該系統(tǒng)中作業(yè)人員信息不存在或不準(zhǔn)確或未進(jìn)行安全教育培訓(xùn)的予以預(yù)警，督促信息完善或重新進(jìn)行安全培訓(xùn)后再上崗。

2.強(qiáng)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(qiáng)的ZigBee定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(shí)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(dòng)視頻記錄儀，對(duì)安全質(zhì)量相關(guān)人員實(shí)現(xiàn)了精確定位和監(jiān)控；所有進(jìn)入施工作業(yè)部位的人員均佩戴無源射頻卡，實(shí)現(xiàn)了區(qū)域量化監(jiān)控。通過人員分類定位管理，實(shí)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(fù)擔(dān)，而且在實(shí)現(xiàn)全員管理的基礎(chǔ)上突出強(qiáng)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(tái)”，進(jìn)一步形成隱患排查全員參與、各層級(jí)積極落實(shí)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(jiǎng)代罰”管理模式。

①利用“移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+”的思想,設(shè)計(jì)安全管理移動(dòng)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(shí)時(shí)交互管理水平。

②建立微信安全隱患管理機(jī)制，構(gòu)建公開透明的隱患監(jiān)督平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了隱患排查后監(jiān)督、整改、驗(yàn)收同步進(jìn)行的扁平化閉環(huán)實(shí)時(shí)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(jìn)隱患及時(shí)整改閉合，提高隱患排查率和整改及時(shí)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(píng)價(jià)體系。運(yùn)用該套體系，從“人、機(jī)、環(huán)、管”四要素科學(xué)判定具體某個(gè)施工部位風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別與隱患排查雙重機(jī)制運(yùn)行狀態(tài)，全面評(píng)估施工現(xiàn)場安全風(fēng)險(xiǎn)控制水平，促進(jìn)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(shí)時(shí)分析隱患數(shù)量、隱患類別、隱患部位、隱患發(fā)生時(shí)間等數(shù)據(jù)規(guī)律，進(jìn)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(jī)目標(biāo)位置保護(hù)、防碰撞、防疲勞監(jiān)視預(yù)警系統(tǒng)

①纜機(jī)目標(biāo)位置保護(hù)。通過感知讀取纜機(jī)上吊鉤及小車位置，建立吊罐安全運(yùn)行區(qū)，通過程序?qū)δ繕?biāo)位設(shè)定和限位功能進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)行，使纜機(jī)運(yùn)行速度和范圍在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)運(yùn)行，當(dāng)?shù)豕藿咏尬粎^(qū)時(shí)向纜機(jī)司機(jī)語音播報(bào)減速提示或強(qiáng)制減速，纜機(jī)對(duì)司機(jī)及指揮人員的誤操作、誤指揮拒絕執(zhí)行，達(dá)到“想誤操作都難”的目的。

②研發(fā)了纜機(jī)與倉面區(qū)域塔機(jī)防碰撞智能預(yù)警系統(tǒng)，避免了纜機(jī)與塔機(jī)在通報(bào)與避讓制度出現(xiàn)偏差時(shí)纜機(jī)與塔機(jī)之間不發(fā)生碰撞，使安全得以保障，并為纜機(jī)與施工倉面塔機(jī)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(jī)與塔機(jī)距離的情況。

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

圖1 隱患排查、整改流程

（4）對(duì)骨料運(yùn)輸車輛及司機(jī)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控

大壩砂石骨料運(yùn)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(duì)骨料運(yùn)輸車輛及司機(jī)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)了通過終端裝置進(jìn)行超速預(yù)警提醒，及管理人員可通過實(shí)時(shí)視頻識(shí)別大屏顯示器動(dòng)態(tài)捕捉各臺(tái)車輛的駕駛員是否存在打電話、抽煙等不安全駕駛動(dòng)作，進(jìn)行實(shí)時(shí)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(duì)白鶴灘水電站壩址區(qū)泥石流溝分類型進(jìn)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(jìn)行自動(dòng)分析判斷，自動(dòng)觸發(fā)短信機(jī)，按照預(yù)先設(shè)置的規(guī)則，自動(dòng)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(jí)指標(biāo)、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(bào)警、事故風(fēng)機(jī)、噴淋裝置一體化聯(lián)動(dòng)響應(yīng)。

3.全覆蓋

通過對(duì)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(duì)性實(shí)施處置或加強(qiáng)管控力度。

（1）安全隱患排查微信平臺(tái)

①堅(jiān)持問題導(dǎo)向，緊盯薄弱環(huán)節(jié)。針對(duì)微信平臺(tái)“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(xiàng)重點(diǎn)整治，逐項(xiàng)破解消除。

②隱患監(jiān)管公開透明，排查治理更有針對(duì)性，按周對(duì)上報(bào)隱患進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、占比分析及評(píng)出典型隱患，結(jié)合匯總情況及按時(shí)間段統(tǒng)計(jì)分析的大數(shù)據(jù)情況，布置專項(xiàng)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(shí)針對(duì)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(duì)高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目，除加強(qiáng)全過程安全管控外，實(shí)施“機(jī)械化換人、自動(dòng)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(jìn)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(jìn)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(jī)一次成型施工溜渣井方案替代人工手風(fēng)鉆爆破擴(kuò)挖方案；采用門式起重機(jī)、橋式起重機(jī)、礦山絞車替代傳統(tǒng)卷揚(yáng)機(jī)垂直運(yùn)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(xiǎn)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(tái)車和鋼模臺(tái)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(dòng)襯砌臺(tái)車；泄洪洞龍落尾應(yīng)用自動(dòng)化運(yùn)料系統(tǒng)；纜機(jī)目標(biāo)位置保護(hù)系統(tǒng)、司機(jī)防疲勞監(jiān)視預(yù)警及纜機(jī)與倉面塔機(jī)防碰撞預(yù)警系統(tǒng)等。

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

①建立安全監(jiān)測預(yù)警機(jī)制。結(jié)合科研計(jì)算分析成果，提出圍巖安全監(jiān)測管理標(biāo)準(zhǔn)（見表1）。

表1 圍巖安全監(jiān)測管理標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)?shù)叵露词胰喊踩O(jiān)測數(shù)據(jù)變化達(dá)到“預(yù)警/危險(xiǎn)”等級(jí)時(shí)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(bào)、反饋分析和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)四個(gè)方面對(duì)地下工程的各個(gè)部位進(jìn)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(bào)、反饋分析、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)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(duì)關(guān)鍵部位采用自動(dòng)化監(jiān)測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)適時(shí)監(jiān)控，并自動(dòng)發(fā)出預(yù)警信息，及時(shí)指導(dǎo)施工；根據(jù)各建筑物的設(shè)計(jì)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(biāo)。

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

（3）安全狀態(tài)和管理效果的執(zhí)行評(píng)價(jià)

通過對(duì)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(píng)價(jià)，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(duì)可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)狀態(tài)進(jìn)行前兆預(yù)警，反饋指導(dǎo)安全管理工作，實(shí)現(xiàn)“有錯(cuò)必糾，實(shí)時(shí)糾正”。

4.正激勵(lì)

以“零死亡”為目標(biāo)，在各級(jí)評(píng)先評(píng)優(yōu)中加大安全管理效果的權(quán)重。強(qiáng)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(lì)的機(jī)制，如組織召開安全專題會(huì)議或者安全月度、季度會(huì)議，直接暴露安全管理中存在的問題，采取“針對(duì)問題直接說”的方式，不藏不漏，旨在分析研究問題進(jìn)而采取針對(duì)性措施保證安全，如以白鶴灘工程安全隱患排查微信平臺(tái)為主要抓手，及時(shí)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(shí)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(shí)踐成效。每一個(gè)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(shí)捕捉安全隱患，解決了隱患整治難題，并有效促進(jìn)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(xiǎn)可控、在控，安全生產(chǎn)形勢平穩(wěn)，連續(xù)兩年實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)“零死亡”目標(biāo)，同時(shí)避免了因安全事故導(dǎo)致停工對(duì)工期的影響，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著。