ap1000核电站施工危险分析及应对措施

'工业安全与环保2013年第39卷第lo期·86·IndustrialSafetyandEnvironmentalProtectionOct01)er2013APl000核电站施工危险分析及应对措施董大曼戴牡巧(华东理工大学上海200237)摘要由于APl000堆型存在模块化施工、并行施工等特殊性，在项目施工过程中，遇到了由交叉作业繁多、工作面狭小、吊装作业危险性大等带来的安全问题，以及并行施工所导致的施工进度协调等管理问题。基于能量意外释放理论和不确定性理论研究核岛施工存在的危险作业，结合实际施工对核岛建设中的危险进行分析，并据此提出应对措施。关键词APl000核电建设能量释放理论危险分析TheAnalysisofAPl000NuclearPowerConstructionHazardsandCountermeasuresDONGDaminDAIiuqiao(EastChlnaUn／t拂／tyofScienceandTechnology胁喇2(I)237)AbstractInrecentyews．manyAPl000nuclearpowerplantsareunderconstructioninOUFcountry．Duetothepeculiarl·tiesofmodularandparalldconstructioninthatadvancedreactor，intheCourseofprojectconstruction，safetyissuescausedbywidealternateoperations，Ilarrowworkingfaceanddange∞璐硒Ilgoperatiomarcproduced，aftwell$18otherissuesaboutcoordinationofconstructionprogressresultingfromparaIlelconstruction．Basedonenergytt"9／IKfertheoryanduilcer-tailItytheory，thispaperconductsresearchesOildangerousoperationsinIltlelearislandcomtruction，analyzestherisksinthecomwactionandalsoproposes$Olrflecxa-tespondingIllefB黼．KeyWordsAPl000nuclearpowerconstructionenergytt"删ertheoryhazardanalysis0引言释放的能量转移到人体，并且超过了人体的承受能APl000作为一种新的堆型，在建造方面除采用力，人体将会受到伤害。模块化施工外，还有许多新的特点，如“开顶法”施APl000核电建设项目施工中具有多种类型的工、并行施工以及大体积混泥土施工等Lll。然而，该能量，如焊接时的电能和热能，施工塔机、梯子、堆积堆型也存在一些不足和风险，大规模的模块化施工、的物料等具有的势能，施工机械具有的机械能，施工平行施工在提供各种便利的同时增加了施工的难用电设备所具有的电能等。在正常的施工过程中，度，改变了先土建、后安装的传统施工模式，使场外可通过各种屏蔽、隔离、转移措施及管理手段，使能模块预制与现场建造成为两条并行的施工主线，导量能按照人的意志流动、转换和做功，保证施工活动致大型吊装作业、交叉施工作业显著增加及工期拖正常有序进行。而一旦这些能量失去控制，发生意延问题。本文在对核电站施工危险分析的基础上，外释放或不正常转移，就有可能发生安全事故【3J。提出应对措施，为核电建设施工中的安全管理提供通过对海阳、三门核电建设项目进行多次实地借鉴。调研，以及与项目人员展开细致而中肯的讨论确定，1施工危险类型分析APl000核岛施工中最容易引起能量意外释放的施基于吉布森和哈登分别在1961年和1966年提工作业有受限空间中的高温作业、高空作业、交叉作出的能量意外释放理论：事故是能量的不正常转移，业、狭小作业面施工以及起重机作业。另外，施工工安全事故发生的直接原因是各种形式能量的不正常期的延误所导致的时空变化、组织变化和对应的技(意外)释放；而人受到伤害的原因只能是某种能量术措施变化等不确定性也使得安全管理难上加难，向人体的转移[2】。正常情况下，生产过程的能量按间接导致一些安全问题。为了保证核岛建设施工的照人们的意志传动、转换和做功，使生产正常有序地安全性，必须对以上施工作业进行全面细致的分析。进行。若由于某种原因失去了对能量的控制，使其2APl000特殊性导致的施工危险分析发生异常或意外的释放，则会发生事故。如果意外2．1受限空间中的高温 ·87·夏季高温作业是电站建设施工安全管理中的重特殊危险性之前，先明确APl000标准中核岛的结构要内容，它不但会对工人的健康产生很多不利影响，及施工流程：核岛安全壳的内墙采用42Into厚钢板还会造成施工事故率的升高。特别在通风不良、容焊接制作而成，一块钢板大约是12rll长，一层内圈易造成有毒有害气体积聚和缺氧的设备、设施和场由4块钢板焊接而成，钢板一环一环往上焊接成墙，所等受限空间内作业。在APl000模块化施工中，核外墙是1m厚的混凝土墙，沿着钢板往上浇筑，最后岛安全壳采用逐步叠层方法建设，到达顶部时采用盖顶。由于核岛结构及施工流程的特殊性以及顶盖密封，在进行焊接、切割等动火作业时，高温和APl000的设计原因，导致设置防护栏杆措施无法实有毒有害气体浓度过高造成的人员中暑、中毒等一施，更多的是通过系挂生命线的方式进行焊接、绑钢系列安全问题就会发生。工人在高温不通风环境下筋、浇筑混凝土等作业，工作中，一旦工人自我保护极易产生困顿和烦躁情绪，导致对劳动防护用品佩意识不强，便会形成隐患。随着高度的不断增加，高戴的松懈，懒于系挂生命线等问题也比较突出，这又空作业危险性也逐步增大。增加了安全隐患。2．5塔式起重机管理2．2交叉作业危险APl000项目施工不同于以往核电站的一个显APl000模块化施工技术改变了先进行土建施著特点是“开顶法”施工，这是模块化施工的直接体工、后进行安装的传统施工方式，使得安装与土建几现。大型主设备和结构模块都是在安全壳厂房封顶乎同时开始进行施工。核岛内部同一工作面的施之前，利用超大吨吊车从厂房顶部直接吊装就位bJ。工，既不是土建与安装在不同工作面的平行／交叉施在整个工艺(组装、拼装)过程，塔式起重机等起重设工，也不是在某一阶段以谁为主的施工，而是土建、备无处不在。因此，在APl000核电站建设中，塔式安装在核岛同一区域按照各自细分的工序交叉作起重机等关键设备的合理使用和管理与核电站建设业，二者交界面多，接口复杂【4l。安全、顺利展开密切相关。核岛内部施工中的交叉作业几乎涉及到每个工“开顶法”施工工艺存在以下4个问题I①吊装种，在施工现场，几乎整个立面体都在施工作业，上存在于施工的整个过程，吊装量大，给设备使用和管方有工人在烧焊、敲锤，下方有工人在绑扎钢筋、浇理调配增加难度，间接造成落物伤人、碰撞等事故；捣混泥土，甚至在最上方的钢板环上还会有工人在②模块重量重，异形模块多，特殊吊装存在很大难作业。这种交叉作业与一般土建工程中的交叉作业度；③吊装本身危险性大，难控制；④在吊车使用过差别很大，它无法通过楼层的隔离避免危险源及其程中还会与其他并行作业发生交叉施工的问题。这触发因素在同一时空内发生，一旦管理不慎，危险性都给APl000施工带来很大困扰。就很难有效控制。如果塔机本身存在安全隐患，或者吊装工作设2．3狭小空间中的作业计不合理，都容易导致坠落甚至吊车倾覆的情况，从APl000模块化施工是一种先进的施工理念，但而造成事故⋯6。在核电施工现场，塔机、履带吊林由于其在设计上没有充分考虑作业面安全空间的要立，并按照专业人员的实际工作经验和理论计算设求，造成工人必须在狭小空间内作业。计布置，但问题依然存在。3200t双臂架履带起重如在进行穿过20模块和30模块的钢筋作业以机80m高。强风时不能锁住，一旦锁住便可能把塔及外面的埋电保护作业时，前墙与后墙间距约为机折断，造成恶性安全事故，因此，该塔机需要专门600113111，内部空间非常狭小，工人必须要钻到不到有人值守。应施工需要，在同一个施工现场存在着600，，珊的窄缝里去施工，并且要在里边进行焊接、另一个高约50m塔机，两塔机处于两个层面，可以绑钢筋、打磨、除锈等作业，加大了施工的难度和危旋转收杆。但是它们在作业中仍可能会相互碰触，险度。狭小的施工空间使得机械伤害、撞击等事故需要施工协调。而且塔机施工现场的交叉作业很不断发生，如若失足跌进该空间中，抢救等措施也很多，只要一个塔机开进现场，另一个塔机必须调度，难展开。导致了土建与安装的工期相互制约，给管理带来很2．4高空作业人员安全问题大的挑战。一般建筑施工过程中，高空作业约占90％，而2．6核电项目工期延误，施工危险性增大且它的作业量大，面广，条件复杂，危险性大。核电我国的核电项目工期是指从浇注反应堆厂房第站建设中，高空作业更是随处可见，且核电站的高空一罐混凝土直到电站机组验收并投产为止所需要的作业具有其自身的特殊性。在分析核岛高空作业的时间∽J。一般核电机组需要5—6年的时间，而模块 ·88·化施工使APl000的建造变成类似于“搭积木”，从而必然会随着工期的推移发生不同程度的波动。工期将APl000的理论施工工期缩短至4．5个月左右，拖延过长时，季节转换将造成部分施工的难度增加，大大缩减工期。但在实际施工过程中，由于首次进增加了施工风险；员工可能产生紧张、疲劳、急躁等行模块化施工，工程进展并没有理论上那么完美，局情绪，增加安全事故发生的可能性；工期过度拖延可部的延期时常发生。能造成新环境问题，如极端天气或不可抗力事件发E9(1)模块运输对吊车的依赖程度较高，产生施工生可能性的增力II3；工期延误的后果是赶工，此时，时间冲突，影响施工进度。APl000模块有设备模除了会发生各种现场管理问题(加班、夜间作业等问块、小型结构模块和大型结构模块，其中小型结构模题)外，各方的组织协调难度也将会不同程度地增块和设备模块的体积相对较小，重量不到50t，大型加，这些都将成为现场施工的安全隐患。模块体积较大，重量一般都超过100t。现场100t3APl000核岛施工危险的应对措施以上大型模块都将使用2600t大吊车，通过特设的(1)预防能量意外释放。可通过降温避免受限宽45rn的大件运输通道运至吊装位置并吊装就位。空间中的高温作业。在条件允许的情况下，核电施但由于现场所有大型设备、模块等的吊装均依赖于工区可以仿效发达国家在密闭施工现场安装空调进2600t大吊车，会在使用时间上产生冲突，从而直接行降温。因为核岛顶部为了遮雨已经有一个临时顶影响施工进度。盖，易于形成封闭空间；而且核电站施工安全投入(2)安装与土建并行作业，导致二者间的界限模大，经费相对充分。糊，从而加长二者的绝对施工工期。APl000模块数为防止高空作业中施工人员坠落，可在每一层量、种类、规模之大使得模块的范围覆盖了传统的土上加密目网以防止人员坠落，且要求施工人员做好建与安装领域，同一模块里同时具有传统土建和安个人防护措施以及遵守作业规范。装的施工项目，安装与土建几乎同时开始进行施工，塔机管理需处理好人、机、环三要素，一要加强在第一罐砼浇灌之前就开始进行模块预制工作，土与项目部门的沟通，根据施工进度计划，合理安排各建和安装的接口增多，以往核电建造中土建与安装塔机的顶升和维修时间，协调塔机在交叉覆盖区内的明显界限变得模糊，同时使得安装和土建的绝对的作业；二要加强塔机特种作业人员管理，确保塔机施工工期都相应地加长。司机、信号人员和维修人员经过专门培训；三要加强(3)我国初次建设APl000堆型核电站，施工经现场使用管理，在交叉作业区要服从统一管理，杜绝验匮乏，技术受制于国外公司，设计变更多，影响正违规操作，在提升或下降重物时确保没有人员在吊常的施工时间。APl000堆型是一种新设计，其不同臂或重物下逗留。的设计理念使得核电站的工艺流程、设备制造、建设(2)减少不确定性。为减少由于高温等导致人安装、运行等都发生变化。核岛的设计几乎完全受员心情烦躁和降低人员体能等不确定性，可以通过制于美国西屋公司【8】。施工方不能擅自更改通过施避开高温时段施工的方法来处理。在选定区域装温工所暴露出来的一些设计问题，必须反馈给设计方。度测试点，当测试温度达到40℃时，采用轮班制排设计方需要经过商讨才能确定更改方案并反馈给施班。并通过相对凉快时间加班形式来弥补高温时段工方，并且双方要经过反复的沟通才能确定最后的休息停工。方案。这样的沟通常要持续半个月，才能确定最后对于由于交叉作业面多、作业活动频繁导致意施工方案，使得沟通期间中的关键施工路径暂时停外发生的一些不确定因素，可以通过区域安全管理、止，延长工期。危险工作区域监视制度及定期轮岗制度来控制危(4)高标准的安全管理要求使得工期延误。核险，从而将事故控制在可接受范围内。电建设现场安全管理工作比一般土建单位严格。若对已经形成的狭小空间，应对狭小空间进行立施工通道没有达到规范要求，施工必须停止，直到施体的空间分析，通过进度计划来消除这类作业面施工通道的铺设达到要求，并做好防护措施才能施工。工的存在，采取一些防患措施来避免事故发生。例这实质上是是对“安全第一，预防为主”方针的执行，如作业前进行隐患排除，作业时派专人监护，提供充不管是核电建设还是一般工程建设，安全工作理应足照明等。在加强安全管理和提升技术的基础上，如此，但是高标准的安全管理也会使得工期延误。总结经验教训，为后期模块化施工提供更多的技术建筑施工是一个工期约束性很强的行业，施工经验和措施，保证后续工程和新工程的施工安全。过程也是一个易受时间影响的过程，现场安全水平4结语 ·89·APl000堆型非能动的安全简化设计系统和模讨会，2010，11：398—409．块化施工技术给核电站建设项目带来优势的同时，[5]方小朋，沈文荣，孙克彬，魏忠．APl000核电项目模块化也增加了许多施工危险。现阶段，APl000施工无先施工建造管理研究[J]．中国核科学技术进展报告，2009，1l(1)：14一18．例可借鉴，只能按照程序办事，工期越是延误，安全[6]刘晓．浅议APl000核电建造过程本质安全化[J]．祢业劳工作更要重视，必须把安全工作作为施工工作的一动安全，2011，24(1)：32—35．部分去落实。想要成功建设APl000核电站，必须提[7]任德曦．核电站项目管理[M]．长沙：中南大学出版，2003：高应对施工危险的能力，对施工现场进行有效、全330．面、动态的安全管理。[8]董红，李耀东．APl000核电假设项目风险分析及应xq[j]．参考文献科技博览，75—76．[1]贺晓刚，魏忠．EPC模式下APl000核电建设的HSE管理[9]张仕廉，蒋亚鹏．建筑施工中工期安全水平评价[J]．施工[J]．中国核科学技术进展报告，2009(1)：150—154．技术，2011，40(4)：48—53．[2]SHope．Methodoglesforhazardanalaysisandriskassessmentin作者简介董大曼，男，1975年生，浙江绍兴人，博士，毕业thepetroleumre6．ingandstorageindustry[J]．HazardPreven—于同济大学城市建设与房地产系，副教授，担任上海市安全tion，1983(7／8)：24—30．生产专家，现主要从事安全工程，安全管理等研究工作。[3]李小林．建筑施工安全管理与事故致因理论探讨[J]．建戴牡巧，女，1988年生，浙江台州人，在读硕士研究生，华筑与发展，2011(4)：116—117．东理工大学安全技术与工程专业。[4]马元华．APl000核岛建造技术[J]．核电站新技术交流研(收稿日期：2012—09—20)(上接第76页)型数据库等技术，开发了城市燃气工程重大危险源立，能在很大程度上改变那种靠“拍脑袋”、开“碰头应急决策支持系统，建立了城市燃气企业应急管理会”进行重大事故应急管理的状况，能帮助职能部门信息支撑平台，为企业的重大事故应急管理提供科对重大危险源进行系统有效的监控管理，各种应急学、及时的决策支持。信息能互通互连，实现资源共享。(1)信息网络联动和共享效益明显、工作效率得(5)提供了应急管理知识宣传和学习平台，提高到较大提高。系统将各种应急信息进行统一管理，全员的参与程度。城市燃气工程重大危险源应急决实现网络联动和共享，有助于提高应急管理工作人策支持系统的建立，还可以作为应急管理知识宣传、员的效率，提高城市燃气企业应急管理的自动化和学习、培训和演习的平台，提高广大员工的风险防范智能化水平。意识，自救互救知识与能力。主动参与程度。(2)实现对重大危险源系统、有效的监控管理。参考文献系统建立了重大危险源信息管理平台，通过网络实[1]吴宗之，刘茂．重大事故应急救援系统及预案导论[M]．北京：冶金工业出版社，2001．现对重大危险源的运行状态、实时参数等的及时传[2]RobertBKelly．Industrialemergency辩班抵[M]．Van送和共享，实现对城市燃气企业所有重大危险源系NostrandReihold，2009．统、有效、动态的监控管理。[3]CaI硼mGIIa瞄q．PII咖ctirIgyourbusiness：fromemergency(3)提高应急预案的可操作性。系统提供科学pl啦tocrisism啪蹭删[J]．JournaldHazardousMaterials，的应急预案模板，和编制应急预案所需的各种信息2009，65：131—149．资源，在经过风险评价和应急能力、资源评估的基础【4]HamitF．GIS／GPSsystemfor6reandEMSdi剌tch．imagiIIg上，做到应急的方法和措施具体，责任明确，从而使en,aaed[J]．Advancedb嘲，2010，12(1)：1—4．预案具有针对性和可操作性，改变以往那种使应急[5])(IIK，BaronF，SchnettlexJ，eta1．G瑕applicationforMiami预案成为“应付预案”的状况。trampova吐ion呵曲哪：Hurricaneemergencypl印衄伐b鹊【C]．(4)提高城市燃气企业应急管理技术和手段。InPr|鲫蜮酶ofthe1996C0f如揪脱oilNaturalDisagterRe．duction．Maimi，FL．2011，107—108．城市燃气工程重大危险源应急决策支持系统的建(收稿日期：2013—07—29)'