特高壓工程施工重大危險源管控程序研究

李 智，樊運曉，張書豪，韓 笑，朱雷鶴，金向陽

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)工程技術(shù)學(xué)院，北京 100083；2.國家電網(wǎng)公司交流建設(shè)分公司，北京 100052；3.浙江省送變電工程公司，杭州310020)

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特高壓工程施工重大危險源管控程序研究

李 智1，樊運曉1，張書豪2，韓 笑1，朱雷鶴3，金向陽3

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)工程技術(shù)學(xué)院，北京 100083；2.國家電網(wǎng)公司交流建設(shè)分公司，北京 100052；3.浙江省送變電工程公司，杭州310020)

我國特高壓工程建設(shè)工期緊張，機械化、集群化、環(huán)保化施工作業(yè)頻繁，技術(shù)難度高。為了加強施工作業(yè)危險源分級管理，突出重大危險源，本文基于特高壓交流輸電示范工程項目，以該工程施工作業(yè)中的危險源為研究對象，運用能量意外釋放論定義特高壓工程施工作業(yè)重大危險源，通過對比分析國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定和規(guī)范，確定了重大危險源界定標(biāo)準(zhǔn)，并依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序和HFACS系統(tǒng)，設(shè)計出適合一線員工參與的作業(yè)步驟劃分—危險辨識—重大危險源界定—重大危險源控制的重大危險源管控程序，形成JMHA工作表。應(yīng)用結(jié)果表明：該管控程序能促進(jìn)特高壓工程施工重大危險源管控的科學(xué)性、全面性、合理性和有效性。

特高壓工程施工；重大危險源；危險辨識；管控程序；JMHA工作表

建設(shè)特高壓國家電網(wǎng)，實現(xiàn)能源資源優(yōu)化配置是電網(wǎng)建設(shè)的根本目標(biāo)和任務(wù)，而保證電源和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行是電網(wǎng)建設(shè)的第一任務(wù)[1-2]。近三四十年來歐洲、北美等地發(fā)生的十幾次大面積停電事件的教訓(xùn)是，電壓等級越高，覆蓋范圍越大，越存在巨大安全隱患，且電網(wǎng)建設(shè)運行中很容易遭遇臺風(fēng)、暴雨、雷擊、冰凌、霧閃、軍事破壞等天災(zāi)人禍，會將事故迅速蔓延擴大[3-4]?；茨稀虾? 000 kV特高壓交流輸變電工程是我國第一個特高壓同塔雙回路輸電線路工程，也是特高壓交流輸電技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用的標(biāo)志性工程。該工程建設(shè)任務(wù)重，工期緊張，技術(shù)難度高，示范作用強，施工作業(yè)危險源管理、事故預(yù)防面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[5]，具體表現(xiàn)在：①有限的空間和時間內(nèi)投入大量的人員、機械、物資等資源,作業(yè)平面上往往同時有多個施工單位或者班組作業(yè)，存在較多的交叉施工現(xiàn)象，這使得特高壓工程施工安全管理難度大;②工程基礎(chǔ)單基方量大，鐵塔單重大，重要交叉跨越眾多，且隨著超重超大超長吊裝以及機械化、集群化、環(huán)?；┕げ粩嘣龆?，工程低概率重大事件的風(fēng)險相對增加，事故防治的復(fù)雜性、艱巨性和緊迫性也在不斷增加。

當(dāng)前，特高壓工程施工作業(yè)安全管理研究主要以風(fēng)險管理為主，但其事故發(fā)生概率和后果嚴(yán)重度兩個維度的確定又需依據(jù)事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)和人為經(jīng)驗判斷，并沒有結(jié)合危險類型繁多、涉及面廣的施工作業(yè)特點形成針對客觀危險源進(jìn)行的分級管理，以突出重大危險源[5-7]。鑒于此，本文以淮南—上海1 000 kV特高壓交流輸電示范工程項目為實例，以特高壓工程施工作業(yè)中的危險源為研究對象，基于能量意外釋放事故致因模型，借鑒危化行業(yè)重大危險源定義和界定原則，首次提出特高壓工程施工作業(yè)重大危險源定義，通過對比、篩選分析國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定和規(guī)范，確定特高壓工程施工作業(yè)重大危險源界定標(biāo)準(zhǔn)，并依據(jù)危險辨識理論、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序和HFACS系統(tǒng)，形成特高壓工程施工作業(yè)重大危險源管控程序。

1 特高壓工程施工作業(yè)重大危險源定義與界定標(biāo)準(zhǔn)的提出

當(dāng)前國際上并沒有關(guān)于危險源的確切定義，英文單詞中危險為hazard，重大危險為major hazard，后者在國內(nèi)也通常理解為重大危險源。我國《職業(yè)健康安全管理體系》(GB/T 28001—2011)中將危險源定義為：可能導(dǎo)致人身傷害和(或)健康損害的根源，狀態(tài)或行為，或其組合[8]。

1.1 重大危險源國內(nèi)外研究進(jìn)展與能量意外釋放論

20世紀(jì)70年代以來，頻頻發(fā)生的重大工業(yè)事故已嚴(yán)重影響了各國社會、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)安全問題引起了國際社會的廣泛關(guān)注，相繼出現(xiàn)了“重大危險(major hazard)”、“重大危險設(shè)施(major hazard installations，國內(nèi)稱重大危險源)”的概念。隨后，各個國家、國際組織相繼推出了重大危險源管理規(guī)定與辦法，包括英國政府的《關(guān)于報告處理危險物質(zhì)設(shè)施的報告規(guī)程》和《重大工業(yè)事故控制規(guī)程》，國際勞工組織的《預(yù)防重大工業(yè)事故公約》，歐盟的《Seveso指令》(該指令已被修訂為《SevesoШ》)等[9]。其中，《SevesoШ》列出了180種危險化學(xué)品物質(zhì)及其臨界量標(biāo)準(zhǔn)，其適用范圍是危險物質(zhì)存在之處，它既包括工業(yè)生產(chǎn)，也包括危險化學(xué)品的倉儲。此法令在實踐中提供了3種級別的重大危險源，并提出了不同級別的控制措施[10]，要求企業(yè)必須在確保安全的條件下才能生產(chǎn)。我國2009年發(fā)布了《危險化學(xué)品重大危險源辨識》(GB 18218—2009)，給出了辨識危險化學(xué)品重大危險源的依據(jù)和方法，這也是目前唯一一個對重大危險源給出明確定義和界定依據(jù)的領(lǐng)域[11-14]。

無論是歐盟的《SevesoШ》還是國內(nèi)的《危險化學(xué)品重大危險源辨識》，其辨識重大危險源的依據(jù)都是危險化學(xué)品的臨界量。而危險化學(xué)品事故發(fā)生機理可以認(rèn)為是危險化學(xué)品儲存的化學(xué)能的意外釋放，即符合能量意外釋放的事故致因模型。能量意外釋放論是在1961年、1966年由吉布森和哈登提出的一種事故致因模型。該模型指出事故是一種不正常的、或不希望的能量釋放，各種形式的能量是構(gòu)成傷害的直接原因[15-16]。McFartand(麥克法蘭特)在解釋事故造成的人身傷害或財物損壞的機理時說：“……所有的傷害事故(或損壞事故)都是因為：①接觸了超過機體組織(或結(jié)構(gòu))抵抗力的某種形式的過量的能量；②有機體與周圍環(huán)境的正常能量交換受到了干擾(如窒息、淹溺等)”[15-16]。具體的能量(交換)類型與傷害形式見表1和表2。

表1 能量類型與傷害形式

表2 能量交換類型與傷害形式

1.2 特高壓工程施工作業(yè)重大危險源定義的提出

危險由危險元素、觸發(fā)機理和威脅目標(biāo)組成，而危險元素是構(gòu)成危險的基本危險源。通常情況下，在危險—事故的轉(zhuǎn)化過程中，會有一些能量的積累。結(jié)合能量意外釋放論可以認(rèn)為：危險元素本身是具有能量的危險源，與危險是以1的概率存在一樣，危險源所蓄積的能量也是以1的概率、隨危險的存在而存在[9,17]。特高壓交流輸電示范工程施工作業(yè)復(fù)雜，危險源類型多，威脅對象涉及作業(yè)人員、設(shè)備和電網(wǎng)，綜上分析可將特高壓工程建設(shè)中的重大危險源定義為滿足以下條件的施工作業(yè)工序或作業(yè)環(huán)境：達(dá)到一定規(guī)模，其危險元素所蓄積的能量等于或超過臨界量規(guī)模。臨界量規(guī)模：基于作業(yè)工序復(fù)雜度、施工方案難易度、作業(yè)環(huán)境惡劣度、事故預(yù)防難易度、事故后果嚴(yán)重度等因素，若某類施工作業(yè)工序或作業(yè)環(huán)境中危險元素所蓄積的能量等于或超過該規(guī)模，則該施工作業(yè)工序或作業(yè)環(huán)境為重大危險源。1.3 特高壓工程施工作業(yè)重大危險源界定標(biāo)準(zhǔn)確定

在我國，特高壓工程建設(shè)行業(yè)起步較晚，還沒有豐富的安全管理經(jīng)驗，其危險辨識、風(fēng)險管控基本是借鑒其他行業(yè)較成熟的實踐方法。結(jié)合前文給出的特高壓工程施工重大危險源定義，特高壓工程施工作業(yè)的重大危險源是指具體的施工作業(yè)工序或施工作業(yè)環(huán)境，而辨識重大危險源，首先要確定對應(yīng)的危險類型。危險的最終結(jié)果是導(dǎo)致事故的發(fā)生，如果能識別出可能發(fā)生的事故，則可以通過事故類型來對危險類型加以劃分。所以，在此依據(jù)《企業(yè)職工傷亡事故分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB 6441—1986)[18]和《國家電網(wǎng)公司電力生產(chǎn)事故調(diào)查規(guī)程》[19]，將特高壓工程施工作業(yè)中的危險類型分為人員傷亡事故、設(shè)備事故和電網(wǎng)事故三大類危險類型，危險辨識方法采用JHA法。同時，除危險化學(xué)品行業(yè)外，國內(nèi)外都沒有關(guān)于其他行業(yè)重大危險源界定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定或進(jìn)行過相關(guān)研究。為此，本文以淮南—上海1 000 kV特高壓交流輸變電工程為實例，通過對比、篩選和分析國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定和規(guī)范等，分別確定辨識出14種危險類型的重大危險源界定標(biāo)準(zhǔn)，詳見表3。

由于電網(wǎng)事故和設(shè)備事故主要表現(xiàn)為財產(chǎn)等經(jīng)濟(jì)損失，其在時空上表現(xiàn)出較大的差異性，所以辨識電網(wǎng)事故、設(shè)備事故主要以描述事故情形為主，按照《國家電網(wǎng)公司電力生產(chǎn)事故調(diào)查規(guī)程》中的規(guī)定，將發(fā)生重大、特大電網(wǎng)事故和設(shè)備事故情形的作業(yè)工序或作業(yè)環(huán)境界定為重大危險源，本文不再列出。

表3 特高壓工程施工作業(yè)人員傷亡事故重大危險源界定標(biāo)準(zhǔn)

續(xù)表3

危險類型重大危險源界定標(biāo)準(zhǔn)坍塌土方(基坑)坍塌1開挖深度超過3m(含3m)或雖未超過3m但地質(zhì)條件和周邊環(huán)境復(fù)雜的基坑(槽)支護(hù)、降水工程；2開挖深度超過3m(含3m)的基坑(槽)的土方開挖工程模板坍塌1各類工具式模板工程：包括大模板、滑模、爬模、飛模等工程；2混凝土模板支撐工程：搭設(shè)高度5m及以上，搭設(shè)跨度10m及以上，施工總荷載10kN/m2及以上，集中線荷載15kN/m2及以上，高度大于支撐水平投影寬度且相對獨立無聯(lián)系構(gòu)件的混凝土模板支撐工程；3承重支撐體系：用于鋼結(jié)構(gòu)安裝等滿堂支撐體系腳手架坍塌1搭設(shè)高度24m及以上的落地式鋼管腳手架工程；2附著式整體和分片提升腳手架工程；3懸挑式腳手架工程；4吊籃腳手架工程；5自制卸料平臺、移動操作平臺工程；6新型及異型腳手架工程拆除工程坍塌1建筑物、構(gòu)筑物拆除工程；2采用爆破拆除的工程建筑物(構(gòu)筑物)坍塌1建筑幕墻安裝工程；2鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架和索膜結(jié)構(gòu)安裝工程其他1人工挖擴孔樁工程；2地下暗挖、頂管及水下作業(yè)工程；3預(yù)應(yīng)力工程；4采用新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備及尚無相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的危險性較大的分部分項工程一般缺氧危險作業(yè)密閉設(shè)備地下有限空間地上有限空間空氣中氧含量低于18%(體積比)的有限作業(yè)空間中毒在地上及地下等有限作業(yè)空間可能存在有毒氣體(包括一氧化碳、硫化氫、六氟化硫等)、野外山區(qū)施工可能發(fā)生動物咬傷的區(qū)域進(jìn)行的施工作業(yè)容器爆炸第二類壓力容器和第三類壓力容器火災(zāi)儲存甲、乙類、丙類物品的場所淹溺河網(wǎng)運輸、水上平臺施工以及工程臨邊作業(yè)區(qū)域、施工區(qū)道路臨邊作業(yè)區(qū)域進(jìn)行的作業(yè)活動放炮巖石爆破一次爆破總藥量Q≥10t拆除爆破1高度≥20m，面積≥5000m2的建筑物；2高度≥20m的構(gòu)筑物

2 特高壓工程施工作業(yè)重大危險源管控程序設(shè)計

特高壓工程施工作業(yè)重大危險源管控是一項涉及多學(xué)科、多方面的系統(tǒng)工程，在我國是新的領(lǐng)域，也沒有全面成熟的技術(shù)可供借鑒，如果能系統(tǒng)地對各施工作業(yè)項目按作業(yè)步驟有序地進(jìn)行分析，將危險辨識、重大危險源界定和控制有效地結(jié)合起來，可形成系統(tǒng)的重大危險源管控程序。

2.1 作業(yè)步驟劃分

理想情況下，所有的作業(yè)都可以進(jìn)行作業(yè)危險分析，但通常情況下要優(yōu)先確保對關(guān)鍵性的作業(yè)實施分析，如事故頻率較高或后果較嚴(yán)重、能導(dǎo)致嚴(yán)重職業(yè)病危害和新增、變更作業(yè)等。同時，借鑒標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序(SOP)的思想，將每一施工作業(yè)項目按順序分解，使作業(yè)程序分析統(tǒng)一化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和形象化。

2.2 危險辨識

危險辨識是系統(tǒng)安全的主要任務(wù)之一，是一個從各類信息中找出危險的認(rèn)知過程。辨識危險，要根據(jù)分析對象的不同，采用不同的方法，但辨識出的危險，應(yīng)包含危險元素、觸發(fā)機理和威脅目標(biāo)三個要素。危險辨識的方法通常包括兩大類，一類是對照經(jīng)驗法，另一類是系統(tǒng)安全分析法，危險辨識過程中可將兩種方法結(jié)合使用。由于本文研究對象為特高壓交流輸電示范工程施工作業(yè)，因此可綜合其施工作業(yè)和危險辨識方法的特點，采用國際上通用的針對作業(yè)過程的危險分析方法JHA法[20]，并配合使用詢問與交談、現(xiàn)場觀察等進(jìn)行危險辨識。

辨識出危險后，要依據(jù)《企業(yè)職工傷亡事故分類標(biāo)準(zhǔn)》和《國家電網(wǎng)公司電力生產(chǎn)事故調(diào)查規(guī)程》，確定人員傷害事故危險類型、設(shè)備和電網(wǎng)事故危險類型，并依據(jù)表1和表2確定危險的能量類型。

2.3 重大危險源界定

辨識出危險后，根據(jù)危險三要素確定危險元素，即危險源。在特高壓交流輸電示范工程施工作業(yè)中，危險源是某個施工作業(yè)工序或作業(yè)環(huán)境。有危險存在，必然有對應(yīng)的危險源，但該危險源不一定是重大危險源，所以要依據(jù)表3的界定標(biāo)準(zhǔn)，從已辨識出的危險源中界定出重大危險源。為了便于一線員工能更清晰、全面地辨識、界定出每一個作業(yè)步驟的重大危險源，并制定控制措施、形成科學(xué)有效的重大危險源管控程序，在界定出重大危險源后，還應(yīng)按照作業(yè)步驟依次描述整個作業(yè)中出現(xiàn)某重大危險源的所有場景。場景描述時應(yīng)涵蓋以下方面的信息[21]：①危險在哪里發(fā)生？——表達(dá)危險發(fā)生的環(huán)境信息；②危險會影響到誰或什么？——表達(dá)危險概念中威脅目標(biāo)的信息，指暴露情況；③什么導(dǎo)致危險的發(fā)生？——表達(dá)危險概念中觸發(fā)機理的信息；④危險會導(dǎo)致什么結(jié)果？——表達(dá)危險所導(dǎo)致的后果，即可能發(fā)生的事故；⑤危險還會有其他致因嗎？

同時，為了使一線員工更直觀地了解施工作業(yè)中的重大危險源，還應(yīng)依據(jù)《企業(yè)職工傷亡事故分類標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的致害物類型，列出每一重大危險源場景的致害物，以提高員工的防范意識。

2.4 重大危險源控制

重大危險源管控的最終目標(biāo)是要控制重大危險源，因而一旦完成危險辨識和重大危險源界定之后就要選擇危險源控制的方法。基于能量意外釋放論，各種形式的能量是構(gòu)成傷害的直接原因，因此可通過控制能量或者控制能量的載體來預(yù)防傷害事故。運用能量控制原理,提出危險控制措施的優(yōu)先順序是：①限制及分散能量；②防止能量散逸；③加裝緩沖能量的裝置；④減低損害程度；⑤防止外力造成的危險；⑥防止人的失誤[9]。

本文采用美國學(xué)者S.A.Shappell和D.A.Wiegmann所提出的經(jīng)Reason事故致因模型發(fā)展而來的人因分析分類系統(tǒng)模型(Human Factor Analysis Classification System,HFACS)，從個人因素、工作條件、班組監(jiān)管、組織管理四個層次提出了重大危險源控制措施，表4匯總了HFACS模型事故致因四層控制的具體分類因子[22-24]。

表4 HFACS 模型事故致因分類因子

綜上，整合SOP和JHA方法，集特高壓工程施工作業(yè)危險辨識、重大危險源界定與控制于一體，形成面向作業(yè)的重大危險源管控程序，設(shè)計出適用于特高壓工程施工作業(yè)一線員工的JMHA(即Job Major Hazard Analysis)工作表，見表5。表6為淮南—上海1000kV特高壓交流輸電示范工程變電工程軟母線施工的JMHA工作表部分示例。

表5 特高壓工程施工作業(yè)一線員工的JMHA工作表

表6 特高壓交流輸電示范工程變電工程軟母線施工的JMHA工作表(部分)

3 結(jié) 論

我國特高壓工程建設(shè)工期緊張，技術(shù)難度高，作業(yè)危險類型眾多、涉及面廣，為了對危險源進(jìn)行分級管理，突出重大危險源，本文以特高壓工程施工作業(yè)危險源為研究對象，設(shè)計了適合一線員工參與、便于重大危險源辨識-界定-控制的管控程序，得出如下結(jié)論：

(1) 基于能量意外釋放論提出了特高壓工程面向施工作業(yè)的重大危險源定義，為特高壓工程施工作業(yè)中重大危險源辨識和控制提供了理論基礎(chǔ)。

(2) 通過對比、分析國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定和規(guī)范，確定了重大危險源界定標(biāo)準(zhǔn)，采用JHA法辨識出特高壓交流輸電示范工程的危險后，界定出施工作業(yè)中不同類型的重大危險源，并依據(jù)HFACS模型提出四級控制措施，使重大危險源管控和事故預(yù)防工作真正落實到一線員工層面。

(3) 整合特高壓工程施工的作業(yè)步驟劃分—危險辨識—重大危險源界定—重大危險源控制的過程，設(shè)計出適用于一線員工參與的重大危險源管控程序，并形成JMHA工作表，有效地促進(jìn)了一線員工參與下的重大危險源管控的科學(xué)性、全面性、合理性和有效性，提升了特高壓工程施工的安全管理績效。

(4) 本文設(shè)計的重大危險源管控程序和其JMHA工作表已經(jīng)應(yīng)用于皖電東送淮南—上海1 000 kV特高壓交流輸電示范工程項目上，并在項目施工建設(shè)事故預(yù)防中取得了一定的成效，有待在特高壓行業(yè)進(jìn)行推廣應(yīng)用。此外，行業(yè)應(yīng)同步建立有效的安全績效測評機制，蘊育良好的安全文化氛圍，使其能夠持續(xù)改進(jìn)。

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Research on Major Hazard Installations Management Programme in UHV Engineering Construction

LI Zhi1，F(xiàn)AN Yunxiao1，ZHANG Shuhao2，HAN Xiao1，ZHU Leihe3，JIN Xiangyang3

(1.SchoolofEngineering&Technology，ChinaUniversityofGeosciences，Beijing100083，China；2.AlternatingCurrentProjectConstructionBranch，StateGridCooperationofChina，Beijing100052，China；3.ZhejiangPowerTransmission&Transformation，StateGridCooperationofChina，Hangzhou310020，China)

In order to strengthen hazard hierarchy management and highlight the sources of major hazards,based on the demonstrative engineering of ultra-high voltage (UHV)ac transmission,this paper takes the sources of major hazards in UHV engineering construction as the research object,proposes the definition of the sources of major hazards in UHV engineering construction based on the accidental release theory of energy and sets standards of major hazard sources by the comparative analysis of national and occupational standards and regulations in UHV engineering.Then the paper designs a control program for major hazard sources which includes job step division,hazard identification,major hazard source determination and major hazard source control based on standard operation procedure and HFACS system and forms JMHA worksheet.The application of the program shows that the control program can promote the scientificalness,comprehensiveness,reasonability and effectiveness of the control of major hazard sources in UHV engineering construction.Key words:UHV engineering construction;major hazard installations;hazard identification;management programme;JMHA worksheet

1671-1556(2015)01-0152-06

2014-03-31

2014-10-24

國家自然科學(xué)基金項目(51304217)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費優(yōu)秀教師基金項目(2652013103)

李 智(1989—)，男，碩士研究生，主要研究方向為工業(yè)安全管理與系統(tǒng)思考。E-mail:691735634@qq.com

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A

10.13578/j.cnki.issn.1671-1556.2015.01.029