摘要注川特大地震發(fā)生后,受國家防汛杭旱總指揮部委托,國家電力監(jiān)管委員會四川杭震救災保電工作指揮部負責組織了震中區(qū)氓江流域紫坪鋪水利樞紐以上河段30余座投運水電站的險情識別與應急處置。其后,還對其中巧座大中型水電站(不含紫坪鋪)開展了震損情況實地調(diào)查。作者擔任電監(jiān)會指揮部大壩安全組組長,親歷了險情識別、應急處置和震損調(diào)查,通過總結(jié)應急處置經(jīng)驗,結(jié)合震損調(diào)查成果,反思水電站應急管理的持續(xù)改進,從應對地震災害舉一反三到其他各類災害,對全面完善水電站的設施安全、提高應急處置與救援的機制與能力提出了具體建議。
關(guān)鍵詞地震水電站應急管理
1水電站震情與處置
1.1險情排查
漢川特大地震發(fā)生后,國家電監(jiān)會即派出由史玉波副主席帶隊的應急指揮人員,連夜經(jīng)重慶輾轉(zhuǎn)
趕赴四川。5月13日凌晨抵達成都,即加人國務院抗震救災前方指揮部基礎(chǔ)設施組,并成立了電監(jiān)會四川抗震救災保電工作指揮部(以下簡稱電監(jiān)會川指)開展指揮協(xié)調(diào)工作。
對于水電站,一方面,電監(jiān)會大壩中心在震后即通過各種途徑與震區(qū)的四川、陜西和甘肅各注冊大壩現(xiàn)場運行單位或其上級主管單位了解震情,到5月13日,除太平騷、映秀灣、耿達、漁子溪4座大壩無法聯(lián)系上,其余均取得了聯(lián)系,初步確定震情嚴重的水電站就位于震中映秀附近;另一方面,5月14日上午,電監(jiān)會川指即召集在川發(fā)電企業(yè)了解情況,會上,對所有運行或在建的水電站大壩應急處置提出了應急指導意見(不管大壩本身損毀程度如何,排險的首要任務就是盡快設法開啟閘門等泄水設施,放空水庫或能有效控制水庫庫容。并要求各水電站業(yè)主單位務必與現(xiàn)場取得聯(lián)系并及時完成開閘放水工作,對已投運的大壩,有條件時,必須增加現(xiàn)場巡查、加密監(jiān)測等)。5月14日中午,根據(jù)國家防總辦公室的聯(lián)系函,史玉波副主席即趕赴紫坪鋪,與正在壩上的水利部矯勇副部長取得了聯(lián)系。當時,紫坪鋪水庫經(jīng)專家檢查,結(jié)論是大壩和泄洪設施基本正常,因時值枯水期末,庫容不到正常蓄水庫容的一半,上游雖有近30座水電站,其庫容總和也不到1億耐,紫坪鋪水庫足以安全調(diào)蓄上游水電站大壩一旦潰決帶來的洪水風險,保障下游都江堰到成都平原的防洪安全。但由于都江堰通往漢川的公路多處阻斷,無法快速搶通,紫坪鋪水庫成為唯一的快速救援通道。因上游銅鐘大壩13日已發(fā)生漫溢險情,如上游梯級大壩發(fā)生連鎖潰決,洪峰將直接危及救援的安全。國家防總希望電監(jiān)會設法與上游水電站取得聯(lián)系,掌握大壩安全狀況,對險情及時組織處置。
該河段共有運行水電站34座(含紫坪鋪),其中大型水電站2座(福堂、紫坪鋪)、中型水電站14座,只有4座水電站(見前述)辦理了大壩安全注冊手續(xù)。詢問剛從上游逃生出來的災民,得知康協(xié)會2009年學術(shù)年會搶文集
沿途山體嚴重垮塌,無路可走,也無通訊,映秀鎮(zhèn)上游還可能發(fā)生堵江,上游災民更出不來。不久,國家發(fā)改委張平主任、四川省副省長王寧等也來到大壩察看。大家會商認為:盡快摸清公路、大壩的情況是有效組織搶險的前提,要積極爭取用直升機開展空中觀察,掌握災情,評估影響。5月巧日凌晨,國務院抗震救災指揮部批準安排派直升機送領(lǐng)導、專家空中觀察基礎(chǔ)設施災情。
根據(jù)影像資料,通過與相關(guān)水電站的原設計單位會商,結(jié)合各水電站陸續(xù)傳遞出來的信息,把處于漫壩狀態(tài)的銅鐘、太平釋和高水位狀態(tài)的映秀灣、耿達列為有重大險情,把壩高130多米、庫容1800萬方,基本滿庫但泄洪能力不明的沙牌大壩列為重點跟蹤對象。
1.2應急處置
1.銅鐘大壩的險情處置
震后,正在松潘駐訓的成都軍區(qū)紅軍師某部連夜兼程強行軍IO8km趕到茂縣搶險救援。針對漫壩險情,地方政府與部隊制定了開閘、爆破、炮擊3套方案。5月16日10時20分,由該部隊警偵連戰(zhàn)士王某先行泅渡到大壩,拉通了安全繩,然后把電廠技術(shù)人員和電纜送上大壩,外接柴油發(fā)電機供電成功開啟了3個泄洪閘,水庫很快放空,排除了險情。
2.太平釋、映秀灣、耿達的險情處置方案
從最不利情況著眼,太平釋、映秀灣的業(yè)主分別提出了爆破除險的方案。太平釋擬爆破5號支洞檢修門和5號泄洪洞閘門,映秀灣爆破拆除左岸非常溢洪道和右岸非溢流壩段??紤]到當時氣候和來況及銅鐘順利處置的方法,電監(jiān)會大壩安全專家提出:應急排險必須遵循科學決策程序,貫徹既要快速見效又要減少次生破壞的原則,避免忙中出錯、忙中添亂而增加將來生產(chǎn)恢復的難度。要求業(yè)
主單位抓住時機與原大壩設計單位會商,提出有進有退的處置方案。
5月23日上午,由電監(jiān)會大壩安全監(jiān)察中心主持對太平釋、映秀灣水電站大壩除險方案進行了審查。經(jīng)過激烈討論,對大壩結(jié)構(gòu)、方案利弊、汛前時機等綜合分析,一致同意分3個步驟實施排險:一是力爭用正常處置的方式,先通電或用人力開啟閘門排險;二是即使要破拆,也盡量使用拆卸、切割等靜態(tài)、可控的手段;三是萬不得已再用爆破、炮轟等破壞性手段。當進行破拆時,要按照先易后難、逐步實施的原則,選擇合適的時機,以減少處置作業(yè)本身的安全風險,控制瞬間洪峰量值,降低對下游的影響。
3.太平釋、映秀灣、耿達險情處置方案實施
太平釋動用了5架直升機(3架運分體的發(fā)電設備,2架運其他物質(zhì)和搶險人員),于5月26日下午到達現(xiàn)場,因5號閘在余震時震脫成為泄洪通道,降低了壩前水位,搶險人員很快到達壩頂與新電源接通,開啟了1號、3號、4號閘門,2號閘次日排除故障后也順利開啟,完全排除了險情。
映秀灣由2架直升機運送武警水電部隊13名官兵、2名電廠技術(shù)干部及應急物資也于5月26日下午到達現(xiàn)場,采用手動方式提升了閘門,除2號閘的門葉被震壞外,其余都基本打開,并拆除了非常溢洪道。綜合考慮這些設施開啟的泄洪能力,險情基本解除。
耿達于5月31日上午正常開啟了全部泄洪設施,排除了險情。
4.沙牌大壩的險情識別與跟蹤
5月20日,沙牌大壩現(xiàn)場值班人員傳出消息,大壩上備用柴油發(fā)電機完好,地震后,即開機帶1號泄洪閘開啟了55。m左右泄洪,2號閘也能正常啟閉。設計單位隨后提出了處置方案,按照泄洪閘門運行要求,在保證不對下游產(chǎn)生重大災害的前提下,進一步打開1號泄洪洞閘門,使庫水位降至1850m左右。
此后,現(xiàn)場按設計提出的方案,用2個月的時間,緩慢降低庫水位至安全度汛高程。
1.3展損調(diào)查
為復核大壩應急處置后的防洪能力,2008年6月底,電監(jiān)會大壩中心與成都監(jiān)管辦聯(lián)合派員對其中10座可以到達的大中型水電站開展了震損外觀調(diào)查,7月中旬,電監(jiān)會督查組到達太平釋、映安全科學理擊與實踐
秀灣、漁子溪3座水電站的廠房區(qū)進行調(diào)查。河段內(nèi)大中型水電站除紫坪鋪和支流上的沙牌水庫、耿達水庫因交通受阻未能到達外都進行了實地調(diào)查,掌握了第一手資料。
總體來看,雖然地震超出了大壩抗震設防烈度,相比于其他建筑物的損毀程度,水電站震損要小得多,具體按嚴重程度依次為:
(l)導致山坡失穩(wěn),特別是支護范圍之外的山坡,崩塌為主的次生地質(zhì)災害較普遍。一是淤堵進水口,砸壞進水閘、引水渠等設施,導致電站無法引水運行;二是砸壞泄水設施,使閘門無法啟閉或被水沖走;三是堵塞尾水通道,導致水淹廠房;四是岸坡飛石砸毀閘墩、進水口結(jié)構(gòu)及壩頂欄桿、砸損運行值班房等附屬建筑物。
(2)導致閘門啟閉機失電或備用電源損毀、沖走,無法及時打開閘門引起庫水漫閘、漫壩,沖毀近壩附屬建筑物、道路。
(3)引起基礎(chǔ)不均勻沉陷,導致部分開關(guān)站電器設備損壞或主廠房安裝間與機組段結(jié)構(gòu)沉降縫錯動、拉開。
(4)導致部分電站的辦公用房墻體開裂。
(5)造成輸電線路損壞,電力無法外送。
2反思水電站應急管理的改進
2.1險情預計是關(guān)鍵
本次地震對既有應急管理體制、機制也是一次檢驗。根據(jù)調(diào)查,在地震造成破壞的部位、方式、嚴重程度等方面還存在著很多令人出乎意料甚至沒想到的情況。出乎意料屬于對險情有意料但對危害程度估計不夠,沒想到則屬于對險情沒預計,是漏項或缺失?!胺彩骂A則立,不預則廢”,應急管理也同理,能夠有效應對災害,首先就要預先想到,也就是做好充分的危險源辨識與風險預估工作,這樣才能事前有所準備,遇事才能胸有成竹、從容應對,避免應激反應失當。
做好水電站的險情預計,可以從以下兩方面著手:
一是對新建、改建、擴建和續(xù)建的水電站,國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局已有《關(guān)于做好機械、輕工、紡織、煙草、電力和貿(mào)易等行業(yè)建設項目安全設施竣工驗收的通知》(安監(jiān)總管二字「2005〕34號)明確,自2005年起,項目總體竣工驗收前必須先進行安全設施竣工驗收,具體驗收辦法按《水電建設工程安全設施竣工驗收辦法》(水電規(guī)辦【2005」《XX)2)和《水電建設工程安全設施竣工驗收辦法補充規(guī)定》(水電規(guī)辦[2006]0011)執(zhí)行。這就規(guī)范了對水電站第一類危險源(即存在的、可能發(fā)生意外釋放的能量或危險物質(zhì))的辨識,為有針對性地采取充分的保護措施提供了依據(jù)和檢
驗指南。此前已投運的水電站,更應該對照上述要求,查找可能存在的缺陷,進行補課。
二是對設施運行過程中的第二類危險源(即導致能量或危險物質(zhì)的約束與限制措施破壞或失效的因素,主要是人、物、環(huán)境的不安全狀態(tài)和管理不善因素),則可以參照《企業(yè)職工傷亡事故分類》(uDc658.382GB6441一86)中的有關(guān)規(guī)定進行辨識,以便在日常管理中采取預防措施和進行檢查。
前者決定危害的程度,后者決定發(fā)生的可能,兩者的組合決定了風險的大小。
2.2加強主動防護措施
提高設施的本質(zhì)安全性是應對災害的治本之策。
(1)從震損調(diào)查成果看,邊坡地質(zhì)災害是最普遍的,應該加強對邊坡的防護。部分新投運水電
站(如天龍湖、竹格多、姜射壩)的高邊坡由于采用主動或被動防護網(wǎng)及其組合體系,較好地起到
了保護邊坡的作用,大大減弱了次生地質(zhì)災害造成的危害。因此,建議多用一些主動和被動防護網(wǎng)的
組合進行系統(tǒng)性防護。
(2)部分水電站發(fā)生水淹廠房后,油污隨水漂浮,嚴重制約搶險、修復作業(yè)。因此建議:一是
康協(xié)會200,年學術(shù)年會搶丈集
地面材料要側(cè)重于防滑而不是觀感;二是應急物資中要儲備吸油材料,如鋸末等。
(3)國家能源局《墳川地震災區(qū)水電站恢復重建導則》(國能局綜字「2008」23號)第16條已明確“泄水建筑物金屬結(jié)構(gòu)設備,應設置專用應急電源?!币骖I(lǐng)會“專用”的意思:一是除外接
備用電源外必須要自有電源;二是要專設在就近,人員可迅速到達并開啟(吉魚具有斷電自啟動功能);三是機房要重點保護。
(4)關(guān)于閘門及啟閉方式在應急開啟和故障排除方面的比較。總體上,水電站閘門本身在本次地震中具有良好的抗震性能,損壞的比例不高。位于震中的10座水電站大壩共計料扇閘門,在特大地震后只有7扇(接近16%)發(fā)生故障,其中4扇損毀,1座變形被卡,2座現(xiàn)場更換部件修復,真正損毀的只有5扇,只占9%。
在震后應急處置期間,在快速開啟閘門方面,液壓啟閉機具有較好的互換性而容易排除故障。太平釋2號閘液壓系統(tǒng)故障就是替換了其他閘門的高壓油管而迅速排除的。銅鐘的沖沙閘鋼絲繩卷揚系統(tǒng)因動滑輪組在地震中晃動砸在混凝土結(jié)構(gòu)上而破損卡住,更換滑輪組需要重新盤鋼絲繩,受到人力、場地和時間的制約而無法快速處置。
需要考慮無電條件下的手動啟閉功能。映秀灣的閘門具有手搖功能,排險主要靠手搖。鋼絲繩卷揚式應考慮有手動卷揚功能,液壓啟閉需考慮手動液壓泵加壓系統(tǒng)。
(5)廠房吊頂?shù)妊b飾,地震時大多不堪一擊,不如不用。本次地震,吉魚、姜射壩的廠房吊頂大部分脫落,寶珠寺雖已處于震中外圍,但地震還是使廠房吊頂不少面板脫落。另外,江油電廠廠房屋架在地震劇烈晃動下失去支承而塌落,砸壞了主機設備,屋架支承方式的抗震性能需要改進。
(6)完善基礎(chǔ)設施。如增加監(jiān)視設施,提高監(jiān)測、監(jiān)視設施的堅固性和信號外送能力,依靠信息化系統(tǒng)為現(xiàn)場險情遠程識別和外部救援提供直觀依據(jù),并增加異地信息的安全備份。
改進高處作業(yè)用爬梯等的安全性。應借鑒國外先進的安全標準,使先進的安保器材能在現(xiàn)場充分發(fā)揮作用。
(7)建設避災場所。本次地震中,耿達廠房有12人在撤離廠房(窯洞式)時因逃身時機或方式不當,全部被山體崩塌掩埋失蹤,事后發(fā)現(xiàn)如留在廠房內(nèi)就地等待救援倒是安全的。其他水站在人員撤離時也有無處可逃之感,險象環(huán)生。
2.3完善應急保障準備
(l)豐富的基礎(chǔ)信息(應異地備份)。如:①各種大幅面的圖(平、剖)、表(各種關(guān)系曲線)、影像資料等;②詳盡的參數(shù)(閘門及泄洪能力);③潰決模式;④流域洪水標準;⑤下游重要防洪工程和重要保護目標位置(距離)及抵御能力等。
(2)充分的應急物資儲備。如:①搭設腳手架的鋼管、扣件等;②手拉葫蘆、切割器等工器具;
③燃料;④電纜、繩索(鋼絲的要配夾頭)、管路等;⑤抽、剎卜消防泵、吸油材料;⑥照明材料;
⑦急救箱等。
(3)通訊(充分的手段與合適的方式)。如:①語音(固定、移動、載波、衛(wèi)星、步話機、廣播);②數(shù)據(jù)網(wǎng)絡;③喇叭(電/非電);④方便可得/見的聯(lián)系號碼;⑤等待時,宜用短信方式(準確、少占帶寬、省電);⑥手勢、信鴿也好。
(4)救援設施。如:①直升機降落區(qū)(直徑巧m空地,直徑30m空域,高速公路也可以,但不能有橫向飛線);②坐標;③標志;④路標引導。
(5)科學調(diào)度。如:①事先制定的躲避與逃生方案;②救援機械優(yōu)先原則,發(fā)揮其高效率優(yōu)勢。
(6)信息披露機制。應明確專人及時、準確地向媒體披露信息,有助于媒體、公眾了解真相,給予積極配合。
2.4合理使用杜會應急救援資源
(l)目前,我國民用(商用)航空配置直升機很少,直升機主要集中在部隊。和平年代,參與央會科學理擊與實殘
公共事件的應急處置是檢驗和鍛煉部隊實戰(zhàn)能力的一種方式,動用部隊直升機救援正在成為常態(tài)。雖然直升機具有快速、機動等有點,但也存在一些重大制約因素:一是易受氣候、地形、海拔的影響;
二是現(xiàn)行嚴格的空域管理體制、機制;三是裝備少、落后,而直升機工業(yè)薄弱,尚未形成有力支撐;
四是操練時間不足,熟能生巧的少。因此,不能把救援都維系在依靠直升機上。
(2)使用無人飛行器。用可快速安裝于各類直升機的外掛影像設備,自動記錄沿程地面形跡,
供各相關(guān)部門分享,可實行“一飛多用”,避免目的不同但重復的飛行。
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