第一章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.1.1 选题背景
随着改革开放的不断深入，我国的经济飞速发展，人民的生活水平持续提高，给电力系统提出了更高的要求。在此背景下，为保障电网高效稳定运行，抽水蓄能电站得到了大规模的建设。《水电发展“十三五”规划》中提出，我国要全力推进新型能源发电项目的发展，包括水电、风电、核电以及太阳能发电等，其中指出，我国的抽水蓄能发电站总装机容量到 2020 年预计可达到 4000 万 kW，可实现 1.25 万亿 kW·h 的年发电量，到 2025 年，抽水蓄能总装机容量预计达到 9000 万 kW，实现 3 万亿 kW·h 的年发电量[1]。
1.1 选题背景及研究意义
1.1.1 选题背景
随着改革开放的不断深入，我国的经济飞速发展，人民的生活水平持续提高，给电力系统提出了更高的要求。在此背景下，为保障电网高效稳定运行，抽水蓄能电站得到了大规模的建设。《水电发展“十三五”规划》中提出，我国要全力推进新型能源发电项目的发展，包括水电、风电、核电以及太阳能发电等，其中指出，我国的抽水蓄能发电站总装机容量到 2020 年预计可达到 4000 万 kW，可实现 1.25 万亿 kW·h 的年发电量，到 2025 年，抽水蓄能总装机容量预计达到 9000 万 kW，实现 3 万亿 kW·h 的年发电量[1]。
但是在抽水蓄能电站快速发展的同时，其工程施工阶段安全管理问题也日益严峻。抽水蓄能电站工程的施工是一项复杂的活动，在施工的过程中具有多种特点，如涉及区域广、施工条件差、占地面积大、建设周期长、参与人员多等，而在安全管理方面的投入又较少，导致施工阶段的安全管理问题不断出现，险情频发。以 2016 年为例，就有多家抽水蓄能电站发生安全事故：河北丰宁抽水蓄能电站于 2016 年 2 月 26 日发生塌方，造成了 4 人死亡的惨重代价；同年 6 月 20 日，安徽绩溪抽水蓄能电站在施工过程中，上水库发生岩体滑塌，事故造成 3 人死亡，3 人轻伤；同年 12 月 4 日，陕西镇安月河抽水蓄能电站发生河堤倒塌，事故造成 1 人死亡，2 人重伤。这些抽水蓄能电站施工阶段的安全事故表明，目前我国对于抽水蓄能电站工程施工阶段的安全管理还存在很多不足。在这种情况下，我国政府相关部门也引起了重视，2016 年 12 月国务院出台了《关于推进安全生产领域改革发展的意见》，其中指出：安全生产是关系人民生命财产安全的大事，是经济社会协调健康发展的标志，是党和政府对人民利益高度负责的要求。同时，意见中提出了坚持安全发展、坚持改革创新、坚持依法监管、坚持源头防范、坚持系统治理的 5 项安全生产工作的基本原则[2]。
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1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
（1）安全管理理念及要素
我国在经济快速发展的背景下，电力行业的安全管理研究也有了一定的突破。陈扬[4]在研究中指出，电力项目施工的安全管理是一项复杂的工作，需要各系统进行充分的容和协调，以人为重点，对人、机、物、料等进行了研究，提出了一些比较可行的措施，黄浩[5]在研究中指出，经费是影响电力项目建设工程安全管理的主要原因，认为必须要对电力项目建设工程的安全管理设置专项费用；同时，还提出必须要建立安全生产责任制度和安全激励制度。陈奇[6]在研究中指出，电力项目建设工程中安全管理责任不明确、落实不到位等问题普遍存在，认为必须要有合格的项目经理才能够提高安全管理的水平。
高翔等[7]通过危害辨识和风险评价达到抽水蓄能电站施工安全，并指出在抽水蓄能电站安全管理中必须要进行安全教育培训、班组安全管理、安全应急管理以及监督管理等。温家华[8]在安全管理研究中以抽水蓄能电站的特点为基础，提出了针对性的安全管理组织体系。聂维景等[9]结合呼和浩特抽水蓄能电站工程施工，指出抽水蓄能电站的安全管理必须让各级人员的优势充分发挥出来，并将员工的管理积极性调查起来，加强安全施工的教育和宣传，提高安全管理水平。周传和[10]提出了“设备是基础，管理是核心，人员是关键”的安全管理理念，提出采用强化管理作为安全生产的基础保障，同时要将教育管理和激励机制重视起来，以充分调动员工的积极性。姜绍俊[11]指出：坚持以人为本，让电力建设工程中的人、机以及系统的安全管理水平得到强化。程云[12]在研究的“本质安全论”中提出，教育培训可以提高人员的安全意识，强化设备可以保障设备的安全运行，同时努力解决环境安全问题，以实现人、机、环境的协调统一，提高安全生产管理水平。韩丽[13]对电力工作人员的生理和心理方面对安全管理进行了研究，提出员工安全意识和责任感可以通过企业文化得以提升，培育正确工作习惯，提高生产安全管理水平。
1.2.1 国内研究现状
（1）安全管理理念及要素
我国在经济快速发展的背景下，电力行业的安全管理研究也有了一定的突破。陈扬[4]在研究中指出，电力项目施工的安全管理是一项复杂的工作，需要各系统进行充分的容和协调，以人为重点，对人、机、物、料等进行了研究，提出了一些比较可行的措施，黄浩[5]在研究中指出，经费是影响电力项目建设工程安全管理的主要原因，认为必须要对电力项目建设工程的安全管理设置专项费用；同时，还提出必须要建立安全生产责任制度和安全激励制度。陈奇[6]在研究中指出，电力项目建设工程中安全管理责任不明确、落实不到位等问题普遍存在，认为必须要有合格的项目经理才能够提高安全管理的水平。
高翔等[7]通过危害辨识和风险评价达到抽水蓄能电站施工安全，并指出在抽水蓄能电站安全管理中必须要进行安全教育培训、班组安全管理、安全应急管理以及监督管理等。温家华[8]在安全管理研究中以抽水蓄能电站的特点为基础，提出了针对性的安全管理组织体系。聂维景等[9]结合呼和浩特抽水蓄能电站工程施工，指出抽水蓄能电站的安全管理必须让各级人员的优势充分发挥出来，并将员工的管理积极性调查起来，加强安全施工的教育和宣传，提高安全管理水平。周传和[10]提出了“设备是基础，管理是核心，人员是关键”的安全管理理念，提出采用强化管理作为安全生产的基础保障，同时要将教育管理和激励机制重视起来，以充分调动员工的积极性。姜绍俊[11]指出：坚持以人为本，让电力建设工程中的人、机以及系统的安全管理水平得到强化。程云[12]在研究的“本质安全论”中提出，教育培训可以提高人员的安全意识，强化设备可以保障设备的安全运行，同时努力解决环境安全问题，以实现人、机、环境的协调统一，提高安全生产管理水平。韩丽[13]对电力工作人员的生理和心理方面对安全管理进行了研究，提出员工安全意识和责任感可以通过企业文化得以提升，培育正确工作习惯，提高生产安全管理水平。
我国对企业的安全生产一直比较重视，安全管理理念在各行业进行了研究并施行，但大多以理论研究为主。而在电力行业，电力生产商、电力运营商的安全理论已经普遍应用，如大唐发电实施的“本质安全型”企业建设，南方电网公司实施的脱胎于 NOSA 管理体系的“安全风险管理体系”[14]，但在电力项目建设过程中，无论是业主还是施工方，并没有形成良好的安全管理体系。水电四局、八局、十四局等施工单位均在施工过程中重点对机械设备及施工工艺进行了改造，有效地提高了施工安全水平，但没有提出全方位、全过程的安全管理理论。
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第二章 抽水蓄能电站及其施工安全管理基本理论
2.1 抽水蓄能电站相关概念
2.1.1 抽水蓄能电站
抽水蓄能电站是一种特殊水电站，有上、下两个水库，其原理是在电力系统负荷低谷时，将发电侧产生的多余电量利用起来，把下水库中的水抽到上水库中储存起来；然后当电力系统负荷波峰时，利用这些储存起来的水，让其从上水库流入下水裤，从而进行发电，减轻电网负荷。这样就既能让电力系统的高负荷得到减轻，又能够把多余的电量利用起来，减少浪费，让电网电压达到稳定[31]。
抽水蓄能电站施工工程具有其自身的特点，工程内容包括土木工程、建筑工程及安装工程等，整个工程过程包含了策划、勘察、设计、采购、施工、试运行、竣工验收、移交等，这是一个完整的、达到规定要求的需要相互协作的受控制的活动过程[32-34]。
通过总结抽水蓄能电站工程的特点，其具体含义可概括为：以充分的预测分析和规划为基础，将负荷低谷时多产生的电量利用起来，抽水至上水库，在高峰时利用这些储存起来的水进行发电的项目，并且要满足设计的工期、投资、质量等，实现多余电能有效利用的建设活动[35,36]。
抽水蓄能电站工程施工既具有一般水电站的特点，还具有其他特点：
（1）工程质量要求高
相比于常规水电站，抽水蓄能电站落差大，以此达到高效率低水耗，如清远抽水蓄能电站净水头达 502.7m，广州抽水蓄能净水头约 500m，一般常规大型水电站，水头仅为几十米至一百多米，如三峡水电站净水头为 113m。因此，输水系统、压力引水管承受着极高的水压，并且需要考虑发电、抽水工况转换下的负水锤和涌流，对施工质量要求较高。
（2）主体建筑施工难度高
抽水蓄能电站主体建筑主要包括大坝、地下厂房、输水系统、调压井、交通洞、排风洞等，特别是地下厂房和输水系统，全部在花岗岩山体中开挖而成。如清远抽水蓄能电站，其地下厂房主机间长 108.5m，宽 25.5m，高 57.9m，其输水系统隧洞形式有平洞、斜洞、竖井等，开挖过程涉及爆破、打洞、灌浆、高压钢筋混凝土加强防护等，工程量大、施工复杂、施工难度高。而常规水电站，其厂房一般随大坝一同在户外筑成，基本不涉及庞大的地下洞室群建设。
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第二章 抽水蓄能电站及其施工安全管理基本理论
2.1 抽水蓄能电站相关概念
2.1.1 抽水蓄能电站
抽水蓄能电站是一种特殊水电站，有上、下两个水库，其原理是在电力系统负荷低谷时，将发电侧产生的多余电量利用起来，把下水库中的水抽到上水库中储存起来；然后当电力系统负荷波峰时，利用这些储存起来的水，让其从上水库流入下水裤，从而进行发电，减轻电网负荷。这样就既能让电力系统的高负荷得到减轻，又能够把多余的电量利用起来，减少浪费，让电网电压达到稳定[31]。
抽水蓄能电站施工工程具有其自身的特点，工程内容包括土木工程、建筑工程及安装工程等，整个工程过程包含了策划、勘察、设计、采购、施工、试运行、竣工验收、移交等，这是一个完整的、达到规定要求的需要相互协作的受控制的活动过程[32-34]。
通过总结抽水蓄能电站工程的特点，其具体含义可概括为：以充分的预测分析和规划为基础，将负荷低谷时多产生的电量利用起来，抽水至上水库，在高峰时利用这些储存起来的水进行发电的项目，并且要满足设计的工期、投资、质量等，实现多余电能有效利用的建设活动[35,36]。
抽水蓄能电站工程施工既具有一般水电站的特点，还具有其他特点：
（1）工程质量要求高
相比于常规水电站，抽水蓄能电站落差大，以此达到高效率低水耗，如清远抽水蓄能电站净水头达 502.7m，广州抽水蓄能净水头约 500m，一般常规大型水电站，水头仅为几十米至一百多米，如三峡水电站净水头为 113m。因此，输水系统、压力引水管承受着极高的水压，并且需要考虑发电、抽水工况转换下的负水锤和涌流，对施工质量要求较高。
（2）主体建筑施工难度高
抽水蓄能电站主体建筑主要包括大坝、地下厂房、输水系统、调压井、交通洞、排风洞等，特别是地下厂房和输水系统，全部在花岗岩山体中开挖而成。如清远抽水蓄能电站，其地下厂房主机间长 108.5m，宽 25.5m，高 57.9m，其输水系统隧洞形式有平洞、斜洞、竖井等，开挖过程涉及爆破、打洞、灌浆、高压钢筋混凝土加强防护等，工程量大、施工复杂、施工难度高。而常规水电站，其厂房一般随大坝一同在户外筑成，基本不涉及庞大的地下洞室群建设。
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2.2 抽水蓄能电站工程施工安全管理理论与方法
2.2.1 安全管理理论
安全管理是项目管理中极为重要的一个环节，所谓的安全管理指的是企业为了能够安全生产而在日常生产经营中对人、财、物等各种资源进行合理规划、分配及应用的过程，主要利用组织、协调、指挥等手段消除生产过程中可能存在的不安全因素，预防和避免安全事故的发生，保障企业的财产和人员的生命，让企业能够健康发展[39]。
对于抽水蓄能电站工程施工而言，安全管理是重中之重，考虑到电站工程施工建设过程中涉及到的人员多而杂（包括工程建设施工人员、总包单位、监理单位、项目部管理人员），人员流动性大，项目中涉及到的财产昂贵（大型水电发电机、变电站等），项目建设环境恶劣，施工难度大，这对整个项目现场的安全管理与把控是个巨大的挑战，建立一套高效合理的安全管理模式尤为重要[40-43]。
2.2.1 安全管理理论
安全管理是项目管理中极为重要的一个环节，所谓的安全管理指的是企业为了能够安全生产而在日常生产经营中对人、财、物等各种资源进行合理规划、分配及应用的过程，主要利用组织、协调、指挥等手段消除生产过程中可能存在的不安全因素，预防和避免安全事故的发生，保障企业的财产和人员的生命，让企业能够健康发展[39]。
对于抽水蓄能电站工程施工而言，安全管理是重中之重，考虑到电站工程施工建设过程中涉及到的人员多而杂（包括工程建设施工人员、总包单位、监理单位、项目部管理人员），人员流动性大，项目中涉及到的财产昂贵（大型水电发电机、变电站等），项目建设环境恶劣，施工难度大，这对整个项目现场的安全管理与把控是个巨大的挑战，建立一套高效合理的安全管理模式尤为重要[40-43]。
2.2.2 安全风险理论
风险指的是安全事故发生的概率以及后果。《生产过程危险和危害因素分类与代码》GB/T13816-2009 中将生产过程中的危险因素比较详细科学地分为 4 类，可适用于各行业的安全管理系统设计中，能够比较全面地对危险因素进行辨识和分析。
在进行危害辨识的过程中，首先要对可能发生的安全危害带来的后果进行辨识，其次是辨识可能带来安全事故的人、物、环境以及事故特点等。安全危害的后果包括对人、财物以及环境的损害三大类，进一步可分为具体的损害程度。安全危害后果确定以后，近一步辨识导致这些安全危害发生的人、物、环境等的特征，来对危险因素进行评价。
抽水蓄能电站的施工建设过程存在着各种各样的风险，综合考虑起因物、引起事故的先发的诱导性原因、致害物、伤害方式等，抽水蓄能电站施工阶段的安全风险可包括物体打击、机械伤害、起重伤害、触电、高处坠落、火药爆炸等等，特别在工作面大面积施工过程中，各方施工单位先后进场，此时项目现场的人员密集，场地开发快速，各专业之间容易出现工作面与施工顺序的冲突，极易发生各种危险。此时就需要对各种可能存在的不安全因素进行提前把控，制定相应的安全管理与控制措施，及时预防与避免可能发生的安全风险事故[44-46]。
风险指的是安全事故发生的概率以及后果。《生产过程危险和危害因素分类与代码》GB/T13816-2009 中将生产过程中的危险因素比较详细科学地分为 4 类，可适用于各行业的安全管理系统设计中，能够比较全面地对危险因素进行辨识和分析。
在进行危害辨识的过程中，首先要对可能发生的安全危害带来的后果进行辨识，其次是辨识可能带来安全事故的人、物、环境以及事故特点等。安全危害的后果包括对人、财物以及环境的损害三大类，进一步可分为具体的损害程度。安全危害后果确定以后，近一步辨识导致这些安全危害发生的人、物、环境等的特征，来对危险因素进行评价。
抽水蓄能电站的施工建设过程存在着各种各样的风险，综合考虑起因物、引起事故的先发的诱导性原因、致害物、伤害方式等，抽水蓄能电站施工阶段的安全风险可包括物体打击、机械伤害、起重伤害、触电、高处坠落、火药爆炸等等，特别在工作面大面积施工过程中，各方施工单位先后进场，此时项目现场的人员密集，场地开发快速，各专业之间容易出现工作面与施工顺序的冲突，极易发生各种危险。此时就需要对各种可能存在的不安全因素进行提前把控，制定相应的安全管理与控制措施，及时预防与避免可能发生的安全风险事故[44-46]。
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3.1 抽水蓄能电站工程施工阶段安全管理体系建立的目的与原则................................19
3.1.1 安全管理体系建立的目的.....................................19
3.1.2 安全管理体系建立的原则.................................19
第四章 抽水蓄能电站工程施工阶段安全管理体系的实证分析.........................................46
4.1 Q 抽水蓄能电站工程概况............................................46
4.1.1 项目简介..........................................46
4.1.2 水文、气象和地质................................46
第四章 抽水蓄能电站工程施工阶段安全管理体系的实证分析
4.1 Q 抽水蓄能电站工程概况
4.1.1 项目简介
本次研究以 Q 抽水蓄能电站建设工程为例。该电站位于广东省珠江三角洲地区，位于西电东送走廊，靠近粤港澳大湾区电力负荷中心，距广州直线距离不足 100km。电站属高水头大容量纯抽水蓄能电站，服务于广东省电网。
电站最大毛水头 504.5m，最小毛水头 449.3m，单机容量 320MW，总装机容量 1280MW。
按照《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180-2003 中的规定，结合单机容量，工程定性为一等，工程规模为大(Ⅰ)型。工程项目的主要建筑包括上下水库、输水系统、厂房洞室以及开关站等为 1 级建筑物，地下厂房的交通洞、出渣洞、排风洞、自流排水洞、排水廊道、尾调通气洞以及生活小水库等次要建筑为 3 级建筑物。
上、下水库大坝，上、下水库泄洪洞，下水库放水底孔、进出水口等按 500 年一遇洪水设计、5000 年一遇洪水校核；上、下水库泄水建筑物消能防冲按 100 年一遇洪水设计；厂房及其附属建筑物的洪水设计标准采用 200 年一遇洪水设计、1000 年一遇洪水校核。
本工程建筑物抗震设计烈度为 6 度，施工总工期为 6 年(72 个月)。
4.1 Q 抽水蓄能电站工程概况
4.1.1 项目简介
本次研究以 Q 抽水蓄能电站建设工程为例。该电站位于广东省珠江三角洲地区，位于西电东送走廊，靠近粤港澳大湾区电力负荷中心，距广州直线距离不足 100km。电站属高水头大容量纯抽水蓄能电站，服务于广东省电网。
电站最大毛水头 504.5m，最小毛水头 449.3m，单机容量 320MW，总装机容量 1280MW。
按照《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180-2003 中的规定，结合单机容量，工程定性为一等，工程规模为大(Ⅰ)型。工程项目的主要建筑包括上下水库、输水系统、厂房洞室以及开关站等为 1 级建筑物，地下厂房的交通洞、出渣洞、排风洞、自流排水洞、排水廊道、尾调通气洞以及生活小水库等次要建筑为 3 级建筑物。
上、下水库大坝，上、下水库泄洪洞，下水库放水底孔、进出水口等按 500 年一遇洪水设计、5000 年一遇洪水校核；上、下水库泄水建筑物消能防冲按 100 年一遇洪水设计；厂房及其附属建筑物的洪水设计标准采用 200 年一遇洪水设计、1000 年一遇洪水校核。
本工程建筑物抗震设计烈度为 6 度，施工总工期为 6 年(72 个月)。
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结论与展望
结论
社会和经济的发展需求促进了电力行业的发展，电力建设工程的规模不断增加，传统的安全管理措施已经很难满足现代安全生产和管理的需求，尤其是对于抽水蓄能电站建设工程来说，这种相对新型的项目使用传统的安全管理办法出现了诸多弊端，各种安全事故时有发生，为电力企业带来了巨大损失的同时也影响了电力行业的发展，本文着重于探索抽水蓄能电站工程施工阶段的安全管理体系，提高抽水蓄能电站建设工程的安全管理水平，降低安全事故发生的概率。
本文从安全理论应用的角度出发，剖析了抽水蓄能电站施工安全管理的各个方面，探究了安全管理体系的应用前景与方式，将安全管理体系与评价指标应用于抽水蓄能电站工程施工阶段之中，通过专家问卷调查的形式确定了影响抽水蓄能电站工程施工阶段安全管理的关键因素与评价指标，并采用层次分析法确定了各级评价指标的占比，接着，以 Q 抽水蓄能电站为例引入模糊综合评价法，对 Q 抽水蓄能电站工程施工阶段安全管理体系进行了评价，根据评价结果分析了管理体系的不足，最后，根据评价结果进一步完善了 Q 抽水蓄能电站安全管理体系管理方针与手段。
通过本次研究，得出以下几个成果：
（1）提出了用系统的方法进行抽水蓄能电站建设工程施工阶段的安全管理，有效解决了传统安全管理措施在抽水蓄能电站建设过程中的诸多弊端。以安全管理理论和安全事故致因理论为基础，构建了适用于抽水蓄能电站建设工程的安全管理体系。
（2）在传统安全要素“人”、“设备”、“环境”、“管理”中加入了对施工材料的管理，形成了具有抽水蓄能电站工程施工阶段特点的“人”、“物”、“环境”、“管理”安全四要素（4M 要素），依据抽水蓄能电站施工相关特点，结合相关安全评价依据，编制了 4M要素之下的子指标及相关内容，构建了安全管理体系的指标要素。
（1）提出了用系统的方法进行抽水蓄能电站建设工程施工阶段的安全管理，有效解决了传统安全管理措施在抽水蓄能电站建设过程中的诸多弊端。以安全管理理论和安全事故致因理论为基础，构建了适用于抽水蓄能电站建设工程的安全管理体系。
（2）在传统安全要素“人”、“设备”、“环境”、“管理”中加入了对施工材料的管理，形成了具有抽水蓄能电站工程施工阶段特点的“人”、“物”、“环境”、“管理”安全四要素（4M 要素），依据抽水蓄能电站施工相关特点，结合相关安全评价依据，编制了 4M要素之下的子指标及相关内容，构建了安全管理体系的指标要素。
（3）采用了层次分析法对安全管理体系的各级指标进行了对比、计算，得出各准则层各要素的权重，结合抽水蓄能电站建设工程的特点提出了安全管理体系的设计要素和原则，设计了以安全管理机制、安全保障机制和安全监督机制为主的安全管理体系，具体内容包括各要素安全管理制度设计、安全管理组织设计和安全管理手段等方面。
参考文献（略）