第一篇:哈爾濱陽明灘大橋引橋坍塌事故分析與對策
哈爾濱陽明灘大橋引橋坍塌事故分析與對策
翁俊峰 20090140120
(土木工程學院,工程管理,0901班)
摘 要:本文依據哈爾濱陽明灘大橋的概況以及相關技術資料分析,主要從人為使用因素、設計規范因素、設計存在的問題、施工質量存在的缺陷、政府部門維護管理不到位、建設工期短和事故處理措施缺乏等方面進行深入的分析,并據此得出結論。最后,依據結論以及結合其他相關研究提出了相應的解決對策。
關鍵字:陽明灘大橋;坍塌事故;事故分析;解決對策
Yangming Harbin beach bridge collapse accident analysis and
Countermeasures
(Wengjunfeng 20090140120)Abstract: On the basis of Yangming Harbin beach bridge survey as well as the relevant technical information analysis, mainly from the human factor, design factors, the problems existing in the design, construction quality defects of government departments, maintenance and management is not in place, the construction period is short and accident treatment measures the respect such as lack of in-depth analysis, and to conclude.Finally, based on the conclusions and the integration with other related research and put forward the corresponding countermeasures.key words: Yang Mingtan bridge;collapsing accident;accident analysis;Countermeasures
一、哈爾濱陽明灘大橋概況
1、工程項目簡介:
陽明灘大橋位于哈爾濱市西部松花江干流上,因主橋穿越松花江陽明灘島而得名,工程于2009年12月5日開工建設,2011年11月6日建成通車,估算總投資18.82億元。為哈爾濱市首座懸索橋(雙塔自錨式懸索橋),全長7133米,其中橋梁部分長6464米,接線道路長669米,每小時車流量可達9800輛,橋面寬度41.5米,雙向8車道,主橋跨度427米,主塔高80米,橋下通航凈高不小于10米,可滿足松花江三級航道通航要求。
哈爾濱市是我國地理緯度最高的大城市。全年1月為最冷月,平均氣溫為-19.7℃,極低值為-41.1℃;全年7月最熱,有記錄以來最高氣溫為39℃。最大凍土深度2.05m。四季風向多變,以偏南風為主導風型,年平均風速4.1 m/s,歷年最大風速多介于14.5~26.0 m/s 之間。松花江哈爾濱江段屬于平原區寬灘性蜿蜒型多汊河段,具有坡降平緩、流速小、含砂量小等特點。松花江又是季節性封凍河流,每年11月下旬至次年4月為封凍時期,平均冰厚1.4 m。
2、主要技術標準:
1.道路等級:城市快速路(雙向8車道)2.設計行車速度:80 Km/h 3.橋梁設計荷載:公路I級;人群荷載3 KN/㎡
4.抗震設防標準:基本烈度6度,地震動峰值加速度為0.05g,抗震設防類別為A類; 5.橋梁設計洪水頻率:1/300 . 6.坡度:縱坡≤3%;橫坡:2%
7.其它基本指標按《公路工程技術標準》(JTGB01.2003)執行
3、主要參加單位:
建設單位:哈爾濱市城市建設投資集團有限公司
設計單位:哈爾濱市市政工程設計院,資質為市政行業甲級 監理單位:黑龍江省公路工程監理咨詢公司
施工單位:中交二航局
中國鐵建13局集團4公司
龍建路橋
中國施工單位為福建省交建集團工程有限公司
中鐵一局集團橋梁工程有限公司
4、結構設計概況: 1.加勁梁
主跨及錨跨87 m 范圍加勁梁為鋼—混凝土組合梁。組合梁由主系梁、橫梁和小縱梁組成的鋼梁與混凝土橋面板形成整體組合截面。
鋼梁部分采用縱、橫梁體系。2 根箱形主系梁,梁高3.2 m,寬2.1 m。2 根主系梁之間縱橋向設置橫梁,間距4 m,為工字形截面,高度與主系梁一致;橫梁分為主橫梁和副橫梁,主橫梁為吊索橫梁。橫梁頂板寬700 mm,與主系梁頂板對齊;底板寬500 mm,與主系梁底板對齊。主系梁之間共設置3 道小縱梁,主要作為橋面支撐,不參與主梁總體受力,-2-
小縱梁梁高1.2 m。鋼材采用Q370qE,以滿足哈爾濱地區- 40 ℃以下工作溫度。鋼梁根據節段劃分在工廠采用焊接,現場用高強度螺栓連接成整體。
鋼梁上擱置C55 鋼筋混凝土橋面板,板厚250 mm。橋面板與主系梁、橫梁、小縱梁之間采用22 mm × 200 mm 圓頭焊釘剪力鍵連接。在塔根部16 m范圍以及鋼—混凝土組合梁與混凝土梁結合段部分橋面板采用現澆,其余部分均采用預制板。鋼—混凝土組合梁橫斷面見圖1。
圖1 鋼—混凝土組合梁橫斷面(cm)過渡跨加勁梁為變高度預應力混凝土箱梁,伸入錨跨21 m,上、下行分幅布置,兩幅加勁梁凈距1.0 m。單幅加勁梁為單箱雙室截面,支點梁高4.58 m;跨中梁高2.3 m,梁高采用折線變化。單幅箱梁頂寬18 m,翼緣板懸臂長度3.5 m。在錨墩處設1 道大橫梁,寬3 m;邊支點處橫隔墻厚度2 m。箱梁采用雙向預應力設計,分為縱向預應力和頂板及橫梁的橫向預應力。主纜錨固在錨墩頂的箱梁上。鋼梁采用頂推施工,最大頂推跨度76 m。混凝土箱梁采用支架施工。鋼梁與混凝土箱梁合龍后,在鋼梁上鋪設預制橋面板和現澆段施工。加勁梁全部完成后架設主纜和吊索。
2.主塔
塔的主要承重結構為鋼筋混凝土H 式結構,塔主體結構高度80.5 m。塔柱截面為箱形,根據塔柱建筑造型布置和結構受力要求,塔柱共分成3 段: 上塔柱截面尺寸為5.4 m(縱)×3.1 m(橫);中塔柱截面尺寸為6.0 m(縱)×3.4 m(橫);下塔柱截面尺寸為8.0 m(縱)× 4.4 m(橫),混凝土C50。加勁梁下方設置1 道下橫梁,為預應力混凝土結構。塔頂處設置1 道上橫梁,為鋼桁架結構。兩塔柱橫橋向中心間距根據塔柱建筑外包尺寸以及車行道橋面寬度確定為41 m,橋面人行道繞道塔柱外側。
上塔柱根據建筑造型要求,采用外包鋼框架裝飾。上塔柱混凝土表面外包1 層12 mm 厚的鋼板,該鋼板主要起到兩重作用: 1)塔柱施工的外模板;2)作為鋼框架裝飾的預埋件。主塔墩基礎采用2 m的鉆孔樁,每個主墩下共28 根。主塔墩承臺為亞鈴形,厚5 m,根據GB /T50476—2008《混凝土結構耐久性設計規范》采用Ca40引氣混凝土,以滿足凍融環境的耐久性要求。承臺側表面鋪1 層花崗巖砌石,作為防
冰撞體。
3.纜索系統
全橋共設2 根主纜,為空間布置。每根主纜由37 股預制平行鋼絲索股組成,每股預制平行鋼絲索股由127 根5.1 mm 的鍍鋅高強鋼絲組成正六邊形。主纜采用標準強度1 670 MPa 的鍍鋅高強鋼絲,恒+活組合下最大纜力59 964 kN,主纜設計安全系數2.57。成橋狀態的主跨主纜矢跨比為1 /5。吊索采用PE 防護的7 mm 鍍鋅平行鋼絲標準強度拉索,上端錨頭采用40Cr 叉形熱鑄錨具,下端錨頭采用可以張拉的冷鑄錨具,鋼絲標準強度為1 770 MPa。吊索順橋向間距8 m,錨跨尾端短吊索距散索點16 m,索塔兩側第1 根吊索索距12 m;吊索橫橋向呈空間布置,角度2.6°~ 10.6°。吊索規格共2 類,PSS7 - 91 和PSS7 - 55。每個吊點處布置2 根吊索,縱橋向并排布置,全橋共196 根吊索。普通吊索的設計安全系數≥3,尾端短吊索的設計安全系數≥4。
4.索鞍與索夾
1)塔頂主索鞍。塔頂索鞍為全鑄鋼結構,材料牌號為ZG275 - 485H 焊接碳素鋼鑄件;底座支承板為Q345 厚鋼板焊接結構。鞍槽根據主纜線形設計成空間曲線形。為減輕施工時調整鞍座位置的頂推摩阻力,鞍座下方設四氟聚乙烯滑板,并作潤滑處理,以適應施工中的相對位移。
2)索夾和散索套。吊索上端通過索夾掛于主纜上,索夾采用上、下分合形式,上、下兩半索夾采用螺桿相連夾緊。索夾采用低溫沖擊韌性和焊接性能較優的ZG20Mn 低合金鑄鋼[1],螺桿采用40CrNiMoA。索夾分為有吊索索夾和無吊索索夾,共8 種類型。散索套也采用ZG20Mn 鑄鋼結構,左右分合形式,兩半散索套采用螺桿相連夾緊。
二、哈爾濱陽明灘大橋工程事故分析
1.超載運行
橋梁結構的整體計算應采用車道荷載:PK=360 KN;qk=10.5*121=1271 KN,單車道共計163噸,而實際荷載為4亮掛車,預計為400—500噸。雖然在設計上允許向一側偏,但是偏載有一定的限度,按現在交通部的相關標準,單側大概能承受150噸左右的重量,而事發時,停在塌橋中段的有3輛大掛車,每輛保守估計120噸到150噸之間,另外,還有一輛距離較遠的,損壞程度較輕,約為30噸。從現場看,3輛車停靠得比較近,合計將近500噸重量在單側壓著。而在設計上,該段橋梁的載重能力為單向50噸,也就是說,單個車道一次通過一輛載重50噸的貨車。3車停靠,出現將
近500噸重量,相當于超出橋梁承載能力七八倍。正如由于車輛對橋體造成偏載,使得橋整體傾覆下去。
2.地質勘查
地質勘查點位、深度、結層是否達標和詳細等,由于未能找到相關地質勘查資料,所以不能下定論,但個人認為這方面可能性少。如果有問題,全橋都會出現,不能只一個引橋。
3.設計缺陷
引橋采用“獨柱橋墩”結構,理論上有先天缺陷,塌橋長度一共120多米,橋面整體側翻。這120米,分成3塊,事故發生點集中分布在前兩塊,大概為前80米。橋的主要結構是鋼梁加混凝土,橋體側翻后,鋼梁一點沒變形,混凝土也沒有大的損害,二者間連接也較好,整體沒有任何地方斷裂。所以說,引橋采用“獨柱橋墩”結構,理論上有先天缺陷,作為設計者,可以適當在一些關鍵路段多考慮超載路段因素,加大安全系數還是必要的。
4.工程監理
不負責任、人情節點、專業水平低等,這方面的問題可能存在一部分。這家監理公司是很過硬的公司,從橋的質量分析沒多大題上,也可以斷定監理在工程監管中還是到位的。
5.施工質量差
不規范施工、野蠻作業等,這方面的問題可能存在一部分。雖然從現場情況看,傾覆的橋板上部、下部、周圍的橋體都沒有問題,且橋板是整塊傾覆,下墜后也沒有發生斷裂,T型橋墩的懸臂端只是在端部發生局部破壞,說明質量還是可以的。但在混凝土中發現木材和編織袋,在橋面板邊緣的板及護欄出現多處裂縫則說明施工存在一定的違規現象。
6.施工工期短
陽明灘大橋原計劃3年,實際18個月就完成了。但結合陽明灘大橋的實際橋型和施工工藝來說,鋼梁是從工廠里直接拉過來,直接澆混凝土,這種施工結構形式很快,當時也是專門挑選這種較快的形式,確定的施工方案和形象進度來控制計劃的。橋型施工快與慢,與趕工期不能捏在一起談。按理說,這樣的橋有幾部分是在加工廠預制的,傾覆的主體鋼梁也是在工廠預制的,現場施工部分只是占的比例很小。也就是說,其工程本身就用不了三年,所以這個應該不是主要因素。
7.政府的監管
為了政績、浮夸、作秀,不顧專業規律,這方面也可能含有部分因素。陽明灘大橋其建成通車,在建設規模、景觀設計、建設速度、技術創新等方面都創造了路橋建設的新紀錄。行政命令凌駕于科學決策之上、不尊重科學規律的做法。再者,橋頭并沒有立限重標識。
三、哈爾濱陽明灘大橋工程事故分析結論
綜上所述,哈爾濱陽明灘大橋引橋發生斷裂垮塌案件的產生,不是施工單位單一方面的因素而形成的結果,其原因是方方面面因素的積累,哈爾濱陽明灘大橋垮塌是必然的,是一起責任事故。
1.車輛超載是本次事故的直接原因,是誘因。
2.設計不合理是本次事故的主要原因。從下圖中可以看出,連續箱梁側翻,是因為墩帽斷裂了,說明墩帽設計不合理。該墩帽懸臂太長,如果不能增加墩柱縮短懸臂長度的話,就應該采取預應力墩帽或者加大墩帽鋼筋直徑和鋼筋數量,從圖片來看,很顯然,這方面措施不足或者沒有。
3.施工質量粗糙,也是可以肯定的,也有一定的責任。如下圖,箱梁底板鋼筋明顯的有偷漏鋼筋的跡象,而且沒按照要求綁扎,混凝土松散不密實,還有編織袋,木棍等雜物。
4.參與該橋的各級管理單位負有一定的責任。從以上的過程和結果來看,監理單位和建設單位的管理責任是肯定的。
四、哈爾濱陽明灘大橋事故解決對策
1)建立嚴格的橋梁安全問責機制,對相關責任人追究責任,落實建設、設計、施工、監理單位的橋梁安全責任。從根本上遏止橋梁垮塌事故屢屢發生現象。
2)嚴格按照法規和技術標準進行工程建設。加強新建城市橋梁過程質量安全監管,嚴把工程竣工驗收關,從源頭上杜絕危橋出現。
3)加強橋梁維護管理工作。建立城市橋梁維護及安全使用情況的動態檔案。健全定期檢測制度。據此做出科學分析,確定橋梁養護、維修、日常檢測方案。制訂明確的城市橋梁養護內容和管理責任,用好管好養護經費,逐一落實到位,加強維修把一些問題消除在萌芽狀態,防患于未然。
4)對目前存在嚴重安全隱患的城市橋梁,區別輕重緩急,本著迅速消險、及時加固、逐步實施的原則,制訂方案,抓緊實施消險工作,對橋梁結構進行詳細全面檢測。評估結構安全,以防病害進一步擴大。對病害特別嚴重、安全隱患較大的橋梁,立即實行限載。在對橋梁結構進行詳細全面檢測的基礎上完成消險工程。
5)在事故調查和消險措施中應當進行科學的工程分析。既要消除存在的嚴重安全隱患。不留遺撼:又要科學評估結構消險工程方案,節省資金。用好納稅人的錢。要認真分析事故原因,提出對策,為今后橋梁建設、設計、施工、維護管理提供借鑒,消除橋梁質量安全通病。
6)修訂我國城市橋梁結構設計規范,提高在安全與耐久性設置上的標準要求。7)政府有關部門要樹立正確的政績觀,對人民生命財產安全高度負責.從國家長遠利益出發,牢同確立百年大計、質量第一和安全責任重于泰山的觀念,在實施橋梁建設的過程中,認真開展前期預研、勘察論證,科學確定施工進度和施工工期,杜絕短命工程,消除安全隱患。提高橋梁結構的耐久性。
【參考文獻】
[1] 汪廣豐,城市橋梁垮塌事故的原因分析與對策建議,《中國市政工程》,2009(5)[2] 周南,塌橋之痛——近年中國橋梁垮塌事故之TOP8,《中國市場》2007(33)
[3] 康永興,基于AHP的某高架橋坍塌事故分析研究[期刊論文],《交通世界(建養機械)》2009(9)[4] 彭俊,哈爾濱市陽明灘大橋主橋總體設計,中國市政工程,2012(3)
第二篇:813鳳凰堤溪沱江大橋坍塌事故分析
8.13鳳凰堤溪沱江大橋坍塌事故分析
一、工程介紹
堤溪沱江大橋工程是湖南省鳳凰縣至貴州省銅仁大興機場鳳大公路工程建設項目中一個二級路的公路大型橋梁。大橋全長328.45m,橋面寬度13m,設3%縱坡,橋型為4孔65m跨徑高度為42米等截面懸鏈線空腹式無鉸拱橋,腹拱采用等截面圓弧拱。基礎則奠基在弱風化泥灰或白云巖上,混凝土、石塊構筑成基礎,全橋未設制動墩。大橋橋墩高33m,且為聯拱石拱橋。2003年6月,湖南省交通廳批準了鳳大公路工程項目初步設計,并于同年12月批準了鳳大公路項目開工報告。堤溪沱江大橋于2004年3月12日開工,計劃工期16個月。事故發生時,大橋腹拱圈、側墻的砌筑及拱上填料已基本完工,拆架工作接近尾聲,計劃于2007年8月底完成大橋建設所有工程,9月20日竣工通車。
建設單位湘西自治州鳳大公路建設有限責任公司(以下稱“鳳大公司”),隸屬于湘西自治州人民政府,為國有獨資公司。
設計和地質勘察單位華罡設計院,全民所有制,隸屬長沙理工大學。該院具有公路行業甲級《工程設計證書》、甲級《工程咨詢資格證書》和甲級《工程勘察證書》。
施工單位湖南路橋建設集團公司(以下稱“路橋公司”)。是國有獨資大型企業,下轄28個分(子)公司、參股公司(單位)。具有建設部頒發的“公路工程施工總承包特級、公路路基工程專業承包壹級、公路路面工程專業承包壹級、橋梁工程專業承包壹級、公路交通工程專業承包交通安全設施”《建筑企業資質證書》,2006年7月取得《安全生產許可證》。路橋公司實行三級管理體制,二級機構道路七公司負責堤溪沱江大橋的具體施工任務。
監理單位湖南省金衢交通咨詢監理有限公司。是由45位自然人股東持股的有限責任公司。具有公路工程甲級監理資質。事發前,當地媒體稱該橋“氣勢宏偉,古鄉古色,十分契合古城整體風貌,建成后必將成為古城的又一重要景觀”。
湖南湘西州當地媒體《湘西團結報》8月13日發布的報道稱,鳳大路建設由湘西州鳳大路建設有限責任公司負責,公司由湘西州公路局“抽調精兵強將組成”。公司“嚴格按照國家有關規定,對施工、監理等工程進行招標,”自開工以來,鳳大公司“積極推行工程建設精細化管理,著力抓好工程質量、安全、進度、成本、廉正管理五大控制。幾年來,建設工地從未發生一起安全責任事故,公司未收到舉報不廉的電話或信件,受到一致好評”。而且為了給預定在2007年9月20日舉行的“湘西州50周年州慶”獻禮,鳳大公路“工人們正抓緊時間施工”。“經常組織施工隊伍進行勞動競賽,在施工中掀起‘趕、比、超’的熱潮”。
二、事故回放
2007年8月13日,湖南省湘西土家族苗族自治州鳳凰縣正在建設的堤溪沱
江大橋發生特別重大坍塌事故,造成64人死亡、4人重傷、18人輕傷,直接經濟損失3974.7萬元。
2007年8月13日,堤溪沱江大橋建設工地的7支施工隊、152名作業人員正在進行1、2、3號孔主拱圈支架拆除和橋面砌石、填平層等施工作業。橋梁施工中,隨著拱上荷載的不斷增加,1號孔拱圈受力最大的多個斷面達到或接近極限強度出現開裂、掉渣,接著落下石塊。在最先達到完全破壞的0號橋臺側2號腹拱下方主拱斷面裂縫張大下沉,下沉量最大的斷面右側拱段(靠1號墩側)帶著2號橫墻向0號臺側傾倒,通過2號腹拱擠壓1號腹拱,因1號腹拱為三鉸拱,承受擠壓能力最低而迅速破壞下塌。受連拱效應影響,整個大橋迅速向0號臺方向垮塌。大橋坍塌過程持續了大約30秒。
三、各級響應
事故發生5分鐘后,鳳凰縣政府立即向州、省政府有關部門進行了報告,并由縣委、縣政府主要領導帶領機關干部、公安干警和醫務人員趕到現場搶救。省委、省政府領導率相關部門負責人迅速趕赴現場,指揮搶險搜救工作,并成立了事故處置指揮部。指揮部從省內緊急調集各方面專家和技術力量匯聚現場,組成了由公安、武警、醫務及政府其它相關部門的1857名干部群眾參加的現場救援隊伍,調用各類挖掘機械設備、救護車輛共計49臺(輛),進行現場清理和失蹤人員搜尋工作。經過5天的緊張工作,現場搶險搜救至8月18日結束。經過搜尋、核查確認,共有64名作業人員在事故中死亡,另有22人受傷,有88人生還。
黨中央、國務院高度重視這次事故。正在國外訪問的時任國家主席胡錦濤非常關心,專門作出重要指示,要求有關方面盡最大努力搜救下落不明人員,救治傷員。要迅速組織事故調查組,查明事故原因,嚴肅追究責任者。同時,要吸取事故教訓,舉一反三,嚴防類似事故再次發生。時任總理溫家寶作出重要批示,要求地方和有關部門盡快組織各方面做好搶救和善后工作,查明原因,嚴肅處理。國務委員兼國務院秘書長華建敏和建設部、交通部、衛生部、安全監管總局等有關部門負責人已趕到事故現場,指導搶救工作。
四、事故調查
國務院事故調查組經調查認定,這是一起嚴重的責任事故。由于施工、建設單位嚴重違反橋梁建設的法規標準、現場管理混亂、盲目趕工期,監理單位、質量監督部門嚴重失職,勘察設計單位服務和設計交底不到位,湘西自治州和鳳凰縣兩級政府及湖南省交通廳、公路局等有關部門監管不力,致使大橋主拱圈砌筑材料未滿足規范和設計要求,拱橋上部構造施工工序不合理,主拱圈砌筑質量差,降低了拱圈砌體的整體性和強度,隨著拱上施工荷載的不斷增加,造成1號孔主拱圈靠近0號橋臺一側3至4米寬范圍內,砌體強度達到破壞極限而坍塌,受連拱效應影響,整個大橋迅速坍塌。
五、事故原因
1.事故的直接原因
由于大橋主拱圈砌筑材料未滿足規范和設計要求,拱橋上部構造施工工序不合理,主拱圈砌筑質量差,降低了拱圈砌體的整體性和強度,隨著拱上荷載的不斷增加,造成1號孔主拱圈靠近0號橋臺一側約3至4m寬范圍內,即2號腹拱下的拱腳區段砌體強度達到破壞極限而坍塌,受連拱效應影響,整個大橋迅速坍塌。
2.事故的主要原因
一是施工單位路橋公司道路七公司鳳大公路堤溪沱江大橋項目經理部,擅自變更原主拱圈施工方案,現場管理混亂,違規亂用料石,主拱圈施工不符合規范要求,在主拱圈未達到設計強度的情況下就開始落架施工作業。
二是建設單位湘西自治州鳳大公路建設有限責任公司,項目管理混亂,對發現的施工質量問題未認真督促施工單位整改,未經設計單位同意擅自與施工單位變更原主拱圈設計施工方案,盲目倒排工期趕進度,越權指揮,甚至要求監理不要上橋檢查。
三是工程監理單位湖南省金衢交通咨詢監理有限公司,未能制止施工單位擅自變更原主拱圈施工方案,對發現的主拱圈施工質量問題督促整改不力,在主拱圈砌筑完成但強度資料尚未測出的情況下即簽字驗收合格。
四是設計和地質勘察單位華罡設計院,違規將勘察項目分包給個人,地質勘察設計深度不夠,現場服務和設計交底不到位。
五是湖南省、湘西州交通質量監督部門對大橋工程的質量監管嚴重失職。六是湘西自治州、鳳凰縣兩級政府及湖南省有關部門對工程建設立項審批、招投標、質量和安全生產等方面的工作監管不力。州政府要求盲目趕工期,向“州慶”50周年獻禮。
3.經調查認定這是一起責任事故。
六、處理結果
根據國務院常務會議的決定,湖南省有關部門對事故發生負有直接責任,涉嫌犯罪的湘西自治州公路局局長兼鳳大公司董事長胡東升、總工程師兼鳳大公司總經理游興富和湘西自治州交通局副局長王偉波等24人移送司法機關依法追究刑事責任。對事故發生負有責任的湖南省交通廳、湘西自治州政府相關負責人,省、州公路局和省路橋集團公司,以及設計、監理、質監等單位的32名責任人給予相應的政紀、黨紀處分。其中:湖南省交通廳廳長歐陽斌行政記過,原廳長李安行政記大過、黨內警告,副廳長、黨組成員詹新華行政記大過、黨內警告,廳黨組成員、省公路局局長、黨委書記李德旗撤銷行政職務和黨內職務。湘西自治州副州長、州安委會主任秦湘賽行政記大過、黨內警告。湖南省路橋集團董事長、黨委副書記陳志兵撤銷行政職務和黨內職務,總經理劉曉東撤銷行政職務、黨內嚴重警告,黨委書記、副董事長方聯名黨內嚴重警告。
2009年1月9日,湖南法院對鳳凰堤溪沱江大橋坍塌事故案件的相關責任人作出一審判決。株洲市荷塘區人民法院一審以玩忽職守罪、受賄罪、單位受賄罪數罪并罰判處原湖南省湘西自治州鳳大公路建設有限責任公司總經理游興富有期徒刑十九年,剝奪政治權利五年,并沒收財產人民幣五萬元,犯罪所得人民幣二十五萬九千元、美金一萬元予追繳,上繳國庫。攸縣人民法院一審以玩忽職守罪、受賄罪、單位受賄罪數罪并罰判處原湘西自治州鳳大公路建設有限責任公司董事長胡東升有期徒刑十九年;以玩忽職守罪分別判處該公司工程合約部部長陳昕有期徒刑三年;實驗室主任張飛有期徒刑四年;工程部副部長侯茂彪有期徒刑五年,相關犯罪所得予以沒收,上繳國庫。古首市人民法院一審以玩忽職守罪、貪污罪、受賄罪數罪并罰判處原湘西土家族苗族自治州交通局黨組副書記、副局長王偉波有期徒刑十五年,追繳犯罪所得三十萬八千元;以玩忽職守罪、受賄罪數罪并罰判處原湖南省交通建設質量監督站湘西自治州分站站長張仕成有期徒刑七年;以重大安全責任事故罪分別判處原湖南省路橋建設集團公司第七公司副經理、“鳳大公路”A1標段項目部經理夏友佳,湖南省金衢交通咨詢監理有限公司董事長胡偉等14名被告人五至十年有期徒刑。麻陽縣苗族自治縣人民法院一審以重大安全責任事故罪,受賄罪數罪并罰判處原湘西土家族苗族自治州鳳大公路建設有限責任公司副總經理兼總工程師吳志華有期徒刑十二年,并處罰金二萬元。
法院審理查明:被告人游興富不認真履行職責,玩忽職守,盲目地只抓工程進度,對質量問題未進行有效整改,對擅自變更施工工藝失察;利用職務上的便利收受賄賂,并對鳳大公司單位受賄罪負責任。被告人胡東升、陳昕、張飛、侯茂彪不展行或不認真履行質量監督檢查的職責,胡東升并對單位受賄承擔責任。被告人王偉波嚴重不負責任,不認真履行職責以致重大質量隱患沒得到根除導致大橋坍塌,侵吞公款并收受他人賄賂。被告人張仕成身為質監分站站長,嚴重不負責任,不認真履行職責,對事故負有直接責任,并收受賄賂。吳志華作為總工程師擅自批準施工單位提出變更的與設計要求不相符的大橋主拱圈施工方案,收受賄賂。被告人夏友佳、胡偉等14名被告人在大橋的施工、監理過程中違反國家規定,降低工程質量標準,是造成重大人員傷亡和重大經濟損失后果的直接責任人。2007年8月13日,鳳凰堤溪沱江大橋發生坍塌事故,造成64人死亡,4人受重傷,18人輕傷,直接經濟損失三千九百七十四點七萬元。依據上述事實,法院遂依法分別作出前述判決。
七、事故啟示
這次事故的發生不僅給患難家屬帶來了不幸,而且也讓國家蒙受巨大的經濟損失。相關責任人受到應有的懲處也是應該的。但是事件不能以處理就了事。我們應該從中加以總結,吸取教訓,防止事故的再發生。
啟示一:施工單位必須具備資質條件。施工方必須先查驗資質條件,再經過論證、聽證、招投標等程序進行承包。對不具備資質條件的施工單位,不能承包。政府部門一定要把好這一關口。
啟示二:政府部門必須加強對施工單位的監管,從質量上把關,嚴防其偷工減料。
啟示三:國家必須盡快完善《公路水運工程安全生產監督管理辦法》,便于設計部門在設計時操作。
啟示四:交通管理部門必須加強對載重車輛的安全檢查。發現載重車輛嚴重超載的,不能一罰了之,必要時可以吊銷駕駛執照,以消除安全隱患。
啟示五:有關部門必須加大施工的審計力度。審計監察等部門對橋梁施工必須全程參與,做到事前參與事中監督事后審計。發現有行賄受賄行為,立即懲處,嚴防腐敗的發生,把事故消除在萌芽狀態。
第三篇:重特大事故多發原因分析與對策
重特大事故多發原因分析與對策
[ 作者:羅云
來源:中國安全生產報
發布時間:2005-3-16
責編:周文國 ]
現狀2004年11月28日發生的陜西省陳家山煤礦特別重大瓦斯爆炸事故還未調查完結,今年2月14日,相隔不到3個月,又發生遼寧省阜新礦業(集團)公司孫家灣煤礦214人死亡的特大礦難。這是偶然,還是必然?是局部問題,還是全局問題?如果僅僅是個別現象,我們就不能定下是全局問題結論。但情況并非如此,我國的現實是:今年超過200人死亡的孫家灣特大礦難是我國1960年以來發生的最大煤礦瓦斯爆炸事故;2004年10月以來,短短幾個月內連續發生3次死亡百人以上的特別重大煤礦事故,如此頻繁發生礦難,在我國近20年來實屬罕見;我國已持續兩年(2003年和2004年)特別重大事故發生頻率居高不下,是1990年以來的高發期;中國的煤炭產量約占全球的35%,事故死亡人數則占近80%;我國的煤炭百萬噸死亡率是美國的100多倍,南非的30多倍,印度的10多倍;近3年全國平均每天發生約8起重大事故,每周發生近3起特大事故,每月發生1.2起特別重大事故;我國目前冶金的百萬噸鋼死亡率是美國的20倍、日本的80倍;特種設備的事故發生率是發達國家的5倍至6倍;道路交通萬車死亡率約10人,是美國的10多倍、日本的20余倍;近15年民航重大事故率是世界平均水平的近2倍、航空發達國家的約4倍。
值得注意的是,這種情況是在全社會高度重視安全生產工作的情況下發生的。這就讓我們不得不思考如下問題:是全社會對安全生產問題認識不夠,還是政府、經營者、部分從業人員安全生產意識不強?是對事故的癥節或原因認識不清,還是采取的安全生產措施不力?是微觀(現場)、局部(行業或企業)的原因,還是有深層次、全局性的根源?
筆者認為,相對重要的癥節是上述各組問題中的后者。
社會背景和宏觀根源分析我國安全生產工作或重大事故高發與社會大背景有密切關系。
一是,在計劃經濟向市場經濟轉軌過程中,由于涉及生產安全的許多深層次問題還遠未解決,適應社會主義市場經濟體制要求的生產安全支撐與保障體系尚未形成。比如我國的安全生產監管體制和安全生產運行機制就有待于加強和改善,國家安全監察與地方屬地管理的職責需要明晰。
二是,隨著經濟增長速度的加快和產業結構的調整,工業規模擴張,工業就業人員急劇增加,為生產安全帶來許多新情況、新問題,經濟快速增長與生產安全基礎薄弱的矛盾日益突出,事故隱患和危害日益嚴重。如煤炭行業近3年的原煤年產量為16億噸至20億噸,而具備生產安全保障能力的礦井(含露天礦)2000多處,生產能力約為每年12億噸,表明三分之一(近7億噸)的原煤產量提高沒有安全保障。
三是,礦產資源的長期大規模開發,埋藏于淺部的高品位礦產資源日益枯竭,大批礦山過渡到深部開采,水壓、地壓、地溫、瓦斯壓力都相應增加,自然條件不斷惡化,瓦斯突出、沖擊地壓等災害的復雜性和治理的難度在加大。如我國現有煤礦95%以上是地下開采,不但條件差、開采深度深,而且瓦斯含量高、煤層透氣性差,這就對安全生產的保障能力提出了高要求。
四是,隨著工業化進程的不斷加快,無論是老裝置的改造還是新裝置的建設,單套裝置生產規模日益擴大成為共同趨勢。如電網由區域電網向全國電網過渡,高電壓、遠距離和交直流混合輸變電技術在推廣使用;民航、鐵路、高速公路、水上交通步入高速發展時期,危險因素的種類增多,危害程度增加。
五是,隨著城市化進程速度的加快,輸送易燃、易爆物質的長距離輸送管道和城鎮輸送系統管道在大幅度增長。城市建筑密度越來越大,人口密度越來越高,如北京的人口密度已是紐約的1.7倍,城市災害事故放大、耦合、衍生的可能性和嚴重程度均在增加。如重特大事故均是在大中城市、國有大礦和大型飛機等人員密集和規模較大的區域或場所發生。
六是,隨著體制改革的不斷深入,經濟成分、經營方式、用工形式和生活方式都呈現多元化,私營、個體企業大量涌現,大批農民工進城務工,使安全管理及其監督監察的難度和復雜性加大。如我國的事故高發行業,一是礦山行業,特別是煤礦,二是建筑行業,它們都有從業人員數量多,整體素質低的特點。
七是,全社會安全文化基礎薄弱,全民安全素質還需進一步加強。一是各級政府官員在社會發展和經濟發展中,“以人為本”和安全生產與社會經濟科學協調發展的觀念要真正樹立。經營者在處理全局利益與自身利益、眼前效益與長遠效益、社會效益與經濟效益的關系時,缺乏科學的認識觀,從業人員自身的安全意識和防范能力也有待提高。
除了深層次的根源外,重大事故高發的直接原因還表現在:安全法規、標準的科學性和有效性有待提高,政府安全生產監管工作不到位,安全投入明顯不足(長期安全欠賬近千億元),事故查處力度不夠,特別是經濟處罰、法律處罰的力度不夠。
規律和特點無論是礦山事故、消防火災事故,還是交通事故、企業經貿事故等,都有其共同的本質和特性規律。近幾年,我國發生的重特大事故,如中石油川東北井噴事故、北京市密云縣踩踏事故、吉林市中百商廈火災事故等都是責任事故,都是生產過程或系統控制不當,造成秩序或能量失控所致。理論上講這些事故都是來自于技術系統的風險問題。對于技術風險現象,一般講都是人為可控的,它是人造系統不良和失控的表現,這種現象是能夠控制和防范的。如果我們在生產技術、作業管理等方面未做好工作,即本質安全和防范措施無力或失效,事故的發生就是必然的。
對重大事故的規律認識,要從其構成的要素入手。通過對火災、爆炸、塌翻、中毒等各類安全事故,以及道路交通事故、飛機失事、火車相撞等意外事故的分析,都能夠揭示出其規律,即不外乎人的不安全作為(人為因素)、生產或技術系統的不安全狀態(物質因素)、作業條件或環境不良(環境因素)、生產或經營管理欠缺(管理因素)等“四要素”所導致或構成。這里說的“四要素”,并不是說要同時存在,有的情況下一個要素就足夠引發一起事故。
“四要素”當中,從原因上講,人的因素是最重要的。人的因素直接地講就是作業人員或操作者違章或差錯。深入、細致地分析,技術、環境、管理的因素,歸根結底還是人的因素,如技術設計不合理、安全規范標準質量不到位等技術原因;現場管理不善、政府監管不力等管理原因,都是相關人員安全不作為或作為不良的結果。由此可以得出結論,如果政府管理部門的資質審核、發證、監督、管理等都照章辦事,企業生產過程中技術規范、管理有效、人員培訓嚴格、操作者遵章守紀,各種重大事故發生的可能性就大大降低。
對策思考遏制重大事故的高發,需要采取治本與治標相結合的綜合系統工程措施。在社會宏觀機制和安全生產戰略性措施方面,一是要在科學發展觀的指導下調整經濟發展速度、協調市場機制,合理構建行業(能源)結構,避免粗獷型發展模式;二是建立多元化安全投入結構和政策機制,首先國家要建立安全投入公益化機制,同時通過政策激勵,建立企業、社會、個人多元化的安全保障投入模式;三是推行“科技興安”戰略,發展安全生產科學技術,實現生產過程的本質安全;四是建設安全文化,提高全民安全素質,特別是提高政府官員的公共安全管理素質和責任意識,同時加強對企業經營人員的安全監管,提高企業的事故預防能力;五是在行政措施、法律措施的基礎上,強化經濟處罰力度,改變“安全違法成本低于事故預防成本”、“死得起,傷不起” 的現象,提高事故違法成本,提高事故賠償標準。
從微觀或安全專業理論上講(國際上發達國家的經驗也同樣證明),保障安全生產、防范安全事故的基本措施有三,稱為三大對策(三E對策):科學技術對策、安全文化對策和安全管理對策。
科學技術對策就是通過安全設施、安全設備、安全裝置和防護用品等安全工程與技術硬件的投入,實現生產技術系統的本質安全化。長期以來,我國推行的“三同時”審核制、安全預評價等措施和制度都是行之有效的方法。對于煤礦,就是要求具備基本的安全生產條件,要有瓦斯抽排放系統、瓦斯報警監控系統,配備良好的個體防護裝備等。
安全文化對策就是通過對全民,包括各級政府官員、企業法人代表、生產管理人員、企業員工,甚至社會大眾、學生等的安全培訓教育,以提高全民的素質,包括意識、知識、技能、態度、觀念等綜合素質。對于煤礦,要提高經營者的安全生產責任意識,提高礦工的自我防護意識,使其具備防火知識、使用滅火器材的技能等。
安全管理對策是指通過立法、監察、監督、檢查等管理方式,保障技術的條件和環境達標,以及人員的行為規范,以實現安全生產的目的。過去在計劃經濟體制下,我國主要靠行政管理的手段來保障安全生產。在新的經濟體制下,我國正在完善法制管理的手段。隨著國家管理體制變革和創新,以及“入世”后面對的國際和社會經濟背景,我國的安全管理應在經濟、科技、文化方面尋找新的手段。對于政府層面,在通常的領導批示、紅頭文件、電話會議、大檢查等手段的基礎上,要向管理深度、治本力度、預防效果方面發展。要在安全生產管理機制和體制上下功夫。在企業層面上,要建立現代的企業安全生產管理體系,落實科學、全面、有效的管理制度。對于煤礦,要加強政府監察,堅持“不達標、不投產”,完善各種現場管理制度,形成“當地政府、開采礦主和礦工”三方自律機制等。
(作者系中國地質大學(北京校區)教授)
第四篇:3.20電氣操作事故分析與對策報告
3.20電氣操作事故調查報告事故經過:
2011年3月20日上午11:10分左右,值班電工居述康接到放渣螺旋電機不能啟動的通知。檢查結果為放渣螺旋60A斷路器跳閘,在沒有查清跳閘原因的前提下合閘斷路器,造成1#、2#生產線跳閘兩次,原因是埋在土壤中電纜線接地過流造成正、反轉交流接觸器觸點熔焊,引起觸點短路。現將事故分析、處理方法簡介如下: 事故分析:
埋入土壤中3×10mm2+1×6 mm2電纜(放渣螺旋用),其中一相接地(黃色),因接地相電動機工作中電流較大,造成正、反轉交流接觸器觸頭熔焊(即接觸器觸點斷不開),引起短路跳閘。值班電工居述康接到放渣螺旋不能啟動的通知后趕到事故現場(新線配電室3#柜),找到放渣螺旋60A斷路器跳閘,在沒有查清跳閘原因,就合閘造成斷路器電源端短路,引起配電房1000A主斷路器跳閘一次。
由于第一次合閘短路產生電弧,燒斷放渣螺旋6 mm2電源線,以及鄰近的幾個斷路器電源線被灼傷,產生的氧化銅渣沒有清理干凈。居再次送電,引起空氣間隙間短路造成第二次跳閘。處理方法:
1、斷開上層400A隔離開關,暫停渣氣泵、出渣系統。在確保生產不受影響的前提下,清理事故柜內被灼傷的電線,氧化銅渣,更換有問題的斷路器、接觸器。經測試正常,于13:30恢復渣氣系統、出渣系統。
2、查找放渣螺旋電機電纜的接地相(黃色)并重新配線,有備用3×6 mm2+1×2.5 mm2電纜線,取其中兩根(黃色、紅色)替代3×10mm2+1×6 mm2接地相(黃色)。經測試正常,于15:30放渣螺旋開機正常。事故責任:
居述康在沒有查清事故發生原因的前提下合閘斷路器,造成1#、2#生產線跳閘兩次,負主要責任。整改措施:
1、事故處理完畢后,第一時間召集當事人居述康、電儀工黃俊,要求其講明事故的經過、分析原因,并說明事故的嚴重性(居述康手被輕微電灼傷)。強調值班中遇到問題,應按照第一時間找原因再下結論,后處理的過程進行操作。
2、集中全班電工,進行一次安全用電學習,并學習處理問題的心理狀態漸進式方法。通過本次事故的教訓,杜絕發生類似事故。
3、經常性地對全廠電纜、用電設備進行全面排查,做好記錄,做到心中有本明白的參數帳。處理建議:
1、為防止此類事故再次發生,本著“懲前毖后、治病救人”的原則,建議對主要責任人居述康處以100.00元人民幣的罰款。
2、對電儀主管陳玉榮、電工班班長口頭批評,并要求在今后加強員工操作技能、處理事故程序和安全意識培訓。
江西中氟化工有限公司 2011年3月21日
第五篇:美國三哩島核電站事故分析與對策
美國三哩島核電站事故分析與對策
39055207 馬喆
前言
美國三哩島核泄漏事故是核能史上第一起堆芯熔化事故,也是壓水堆型核電站發生的一次最大事故。1979年3月28日,位于美國賓西法尼亞州的三哩島核電站的2號堆,發生了核電史上第一次嚴重事故。這是由于水泵閥門信號燈故障和操作人員多次誤操作所造成的。反應堆堆芯兩次露出水面,使燃料元件破壞和大約三分之二的堆芯熔化。導致大量惰性氣體和放射性碘與其他一些放射性核素進入了安全殼內。并且由于鋯包殼和水發生化學反應,也產生許多氫氣,但沒有發生爆炸。因為安全殼的良好密封性和屏蔽作用,這次事故釋放到環境中的放射性物質很少。根據監測調查,對周圍80千米的200萬居民所帶來的總劑量僅為20人·Sv(希沃特),不到這地區居民年本底輻射總劑量的(核設施建設運行之前該地區的輻射劑量水平)1%(這地區的年本底輻射總劑量2400人·Sv),附近居民受到的最大個人劑量不到1毫希沃特,只與作一次X光胸部透視所受的劑量差不多。三里島核電站值班的118名工作人員,無一傷亡,只有3人的受照劑量超過季度允許劑量水平。
三哩島核電站 事故描述與分析 事故經過簡介
1979年3月28日,美國都市愛迪生公司設在賓夕法尼亞州哈里斯堡城附近的三哩島核電站二號動力堆發生了一次嚴重事故。事故是由一系列設備故障和操作失誤引起的。當天凌晨4時,反應堆二回路(即用來產生蒸汽推動汽輪機的回路)給水泵發生故障,使蒸汽發生器中的供水量和蒸汽產生量迅速降低,熱量帶不走。本應立即投入備用供水系統,但兩周前被操作人員違反操作規程給關閉了。于是,造成一回路(它將反應堆中的熱量帶出來在熱交換器中傳給二回路產生蒸汽)水的溫度和壓力升高。這時,一回路中的安全裝置——減壓安全閥自動開啟,把一回路中的高壓高溫水向排放箱排除,以降低堆內壓力保證安全。在正常情況下,當堆內壓力下降到正常值時,安全閥會自動關閉,但這次安全閥又恰好失靈,未能關閉,使大量水和中蒸汽不斷排出,排放箱容納不了,從而排放到反應堆大廳里(它在一個巨大的安全殼內)。這時,反應堆已自動停堆,堆芯自動冷卻系統自動向堆內注水,以控制堆芯還在大量釋放的熱量。如果到此結束,尚不能形成放射性外溢的重大事故,但操作人員又進行了一次誤操作,兩次關閉緊急冷卻系統共十五分鐘,使堆內溫度急劇上升,造成部分核燃料元件(內裝二氧化鈾,外有金屬鋯的包殼)損壞,從而造成了兩個嚴重后果:第一,由于燃料元件破損,使大量放射性物質進入一回路的水中,通過未閉合的安全閥進入反應堆大廳,通過輔助設備排入周圍大氣。次日,在電站外3.2公里處測得放射性最大劑量為核工業人員允許劑量的十九倍,這一數值隨時間而減弱。第二,由于堆芯溫度過高,元件的包殼材料鋯可能與冷卻水發生化學反應產生大量氫,聚在堆和大廳的頂部。氫與氧混合在一起,隨時可能發生爆炸,這將是災難性的事故(后來業已證明氧不可能發生)。因此,美國政府極為重視,采取了各種可能的措施來防止發生爆炸,并做了在最壞的情況下撤退居民的準備。但最后控制了態勢,沒有發生爆炸,也沒有人員的傷亡。
造成事故發生的要點
1、蒸汽發生器給水系統出現故障;
2、反應堆冷卻劑系統壓力升高,穩壓器卸壓閥開啟,反應堆停堆;穩壓器卸壓閥開啟后未能關閉,反應堆冷卻劑系統泄露;
3、操作人員將穩壓器卸壓閥“(要求)開”指示燈誤理解為穩壓器卸壓閥已關閉;
4、對穩壓器卸壓閥卡開造成的穩壓器水位上升現象,操作人員做了錯誤的判斷:以為反應堆冷卻劑系統已滿水,但實際上反應堆冷卻劑系統的1/2溶劑是空的;
5、因擔心反應堆冷卻劑系統水實體運行,操作人員停運了高壓安注系統。反應堆得不到冷卻,堆芯過熱;
6、當操作人員意識到反應堆冷卻劑系統發生了泄漏,立刻恢復了高壓安注系統和主泵的運行; 7、260℃的水涌入2760℃的堆芯,使堆芯燃料像玻璃一樣破裂,堆芯坍塌。
三哩島核電站事故示意圖
事故后果
1、堆芯熔毀:堆芯47的燃料熔毀,約20t二氧化鈾堆積在壓力容器底部。
2、放射性釋放:約2×106Ci(1Ci=3.7×1010Bq)的惰性氣體(氙-133)釋放到環境,占燃料釋放的放射性物質總量的2%。僅15Ci的碘-131釋放到環境,剩余6.7×107Ci的碘-131阻留在反應堆冷卻劑系統,反應堆廠房和輔助廠房。由于反應堆廠房的屏蔽作用,大部分放射性物質沒有泄漏出去。在80Km范圍內,兩百多萬居民實際接收的輻射劑量平均每人約為1.5×10?2mSv,為居民允許照射劑量的百分之一。
3、應急響應:3月30日,賓夕法尼亞州州長發布撤離勸告,勸告離電站5英里范圍內的孕婦和學齡兒童撤離,約4200人。實際上,由于擔心放射性危害,在離電站15英里的范圍內,有39%的公眾撤離,約14.4萬人。
核電廠嚴重事故的定義
核電廠嚴重事故severe accident of nuclear power plants指核電廠反應堆堆芯嚴重損壞,并有可能破壞安全殼的完整性,從而造成環境放射性污染及人身傷亡,產生巨大損失的事故。
現有核電廠基于縱深防御原則,設置了多道屏障及專設安全設施,采取了嚴格的質量管理和操縱員選拔培訓制度,同時,核電廠選址也有嚴格要求,因而核電廠抵御外來災害和內部事件的能力很強。只有在連續發生多重故障及操作失誤,才會導致嚴重事故。
相對于只考慮單一故障為特征的核電廠設計基準事故,嚴重事故又稱為超設計基準事故。嚴重事故的發生概率雖然低,但并不是不可能發生的。如果計算到1986年切爾諾貝利事故時為止,世界商用核電廠累積約4000堆年的運行歷史,其間發生過兩次嚴重事故(見三哩島核電廠事故、切爾諾貝利核電廠事故),發生概率達到5×10-4/(堆·年)。這說明,單純考慮設計基準事故,不考慮嚴重事故的防止和緩解,不足以確保工作人員、公眾和環境的安全。因此,認真研究嚴重事故,采取對策來防止嚴重事故的發生和緩解嚴重事故的后果十分必要。
嚴重事故的初因
經研究分析發現,導致堆芯嚴重損壞的假設始發事件與核電廠的設計特征有十分密切的關系。歸納起來,共同的主要假設始發事件大致是:
①失水事故后失去應急堆芯冷卻。②失水事故后失去再循環。③全廠斷電后未能及時恢復供電。④一回路與其他系統結合部的失水事故。⑤蒸汽發生器傳熱管破裂后減壓失敗,⑥失去公用水或失去設備冷卻水。
假設始發事件中如考慮外部事件,還應加上地震和火災。假設始發事件分析表明,可能導致堆芯嚴重損壞的主要假設始發事件不很多,因此,便于進一步考慮設計改進或事故預防。三哩島核事故的原因分析
發生小的事故時沒有引以為戒提高警惕
早在三哩島事故前18個月,即1977年9月24日,與三哩島核電站同類型的戴維斯貝斯核電站就發生過類似的事情。
當時,一個虛假信號導致了主給水隔離。輔助給水啟動,主蒸汽隔離閥關閉。反應堆冷卻劑系統壓力上升,穩壓器卸壓閥開啟。反應堆系統冷卻劑系統溫度上升,穩壓器水位上升。手動停堆后反應堆冷卻劑系統壓力迅速下降,但是穩壓器卸壓閥沒有關閉。高壓安注啟動。操縱員停止了安注。幸運的是,20分鐘后操縱員識別出了故障,關閉了穩壓器卸壓閥前的電動隔離閥,恢復了安注。
事件后,戴維斯貝斯核電站的反應堆供應商B&W公司(該公司在三哩島事故后退出核電市場)的一名高級工程師在一份備忘錄中措辭強烈地指責出:事件中操縱員錯誤地停止了高壓安注系統。這種錯誤如果再次發生,將會導致嚴重的后果。因此必須盡快向操縱員發出清晰明確(避免錯誤停止高壓安注系統)的指令。
但遺憾的是,沒有任何一個指令發出,13個月后,三哩島事故發生了?? 組織因素
操縱員和值長是最有可能發現問題并將這些問題反應給核電站設計者和管理層的人。但是,他們沒能在事故前發現這些問題。他們認為事故處置針對的是大問題。“既然大問題能應對,小問題也就能應對。”他們認為:如果非預期的事情發生了,操縱員憑借自己的知識和經驗是能夠臨機處置的。規程無法涵蓋每一種可能的時間組合,因此他們寄希望于操縱員的臨機處置。所以操縱員在很多的情況下需要做出基于知識的判斷。然而現在的人員績效理論指出:基于知識做出的臨機判斷的錯誤概率是50%。
例外運行(Operation by exception)——思維模式。操縱員的心理(思維)模式拘泥于例外運行。該心理(思維)模式假定:系統設備處于正常運行、正常發揮功能的狀態,除非儀表顯示、報警、交接班信息提供了例外信息——異常狀況。運行人員僅對異常采取響應。在這種思維模式下,交接班時重要信息(輔助給水電動閥隔離關閉)的遺失導致了嚴重后果。
操縱員培訓中的缺陷。管理者能夠知道非預期的事情發生,但他們指望操縱員能夠臨機處理。因此操縱員培訓非常注重于系統理論、系統設計、系統安裝以及系統相互作用方面的知識和細節。旨在以此豐富操縱員的知識和經驗,使其在遇到非預期瞬態時能夠正確地臨機處理。因此沒有將“緊急情況下操縱員要做什么”作為培訓重點。
規程針對大問題。設計者預期的大問題是反應堆冷卻劑系統大破口事故(大LOCA)。事故的進程非常短,只有幾分鐘時間。對每一個預期的事故,他們都有詳細的處理規程。針對反應堆冷卻劑系統大破口事故,有幾套獨立的注水系統用于補償冷卻劑泄漏。核電站設計者相信,只要這些系統按照設計要求發揮作用,反應堆就不會毀壞。但是他們錯了,因為在三哩島事故出現的是“小問題”——泄漏非常小。事故持續了數天。
處置事故的方法。事故處理規程的編寫是以時間導向為基礎的。如果操縱員能夠正確地識別故障,規程就會提供正確的處置方法。所有的事故培訓都要求操縱員能正確地識別故障,然后正確地執行相關事故處理規程。但是他們錯誤地識別了故障,采取了錯誤的行動。設計上的自滿
沒有提供觀察堆芯基本參數的儀表。反應堆基本的安全原則是保持堆芯冷卻。但是設計者沒有提供監視堆芯溫度的儀表。堆芯溫度是通過壓力容器出口的冷卻劑溫度推斷得出的。但是這是以又冷卻劑通過堆芯為前提的。如果斷流,將無法知道堆芯實際的溫度。
沒有提供可以發現堆芯異常的手段。如果堆芯溫度超過堆芯壓力對應的飽和溫度,表明堆芯出現過熱損壞。但設計沒有提供可以顯示堆芯出現沸騰工況的儀表,如堆芯過冷度儀表。
沒有提供重要參數的直接顯示。主控盤臺無輔助給水流量顯示儀表。操縱員通過泵的運行和閥門的開啟推斷輔助給水進入蒸汽發生器。事故期間,因輔助給水隔離閥在關閉狀態,輔助給水流量沒有建立達8分鐘。輔助給水隔離閥的狀態信息在交接班時丟失了。設計上的缺陷
專設安全系統。允許認為閉鎖安注信號;安注信號不自動觸發反應堆廠房(安全殼)隔離,導致放射性物質擴散到輔助廠房和大氣環境。
主控室的報警。主控室的控制盤臺上方的報警指示超過1300個。這些報警無優先級規定,顏色編碼無邏輯性。每一個報警都通過一個刺耳的高音喇叭發出聲音。新報警一出現,喇叭就發出一次高音。事故開始前的14分鐘,有超過800個報警出現。
計算機。當報警出現后,計算機對報警進行排序。計算機終端是一臺孔氏打印機,經常卡紙。打印機每分鐘打印不超過6行文字。而事故開始后的一分鐘就有超過100行的報警信息。
朦朧的感覺——不知道現場設備的現場狀況。看不到現場的設備;聽不到現場的設備;對現場的設備沒有真實感覺。(注:一套輔助監視系統如工業電視系統,可以幫助操縱員看到、聽到重要設備的現場狀況。)
嚴重事故的研究與對策開展
嚴重事故研究最早的國家為美國。1975年WASH一1400報告首次將概率安全分析技術應用到核電廠,對幾座典型美國核電廠做了第一次全面的分析,提供了以事件發生頻率為依據的事故分類方法,并建立了安全殼失效模式和放射性物質釋出模式。
WASH一1400報告首次指出,核電廠風險主要并非來自設計基準事故,而是堆芯熔化事故。1979年美國的三哩島事故是一次嚴重事故,它引起了世界核能界的震驚。這一事件無可質疑地肯定了WASH一1400報告的價值。
從此以后,美國的嚴重事故研究進入了全面深入開展的時期。1986年4月烏克蘭切爾諾貝利核電廠事故后,嚴重事故研究工作進一步獲得加速與推進。
在美國,作為三哩島事故響應的“未解決的安全課題”和“三哩島行動計劃”及從1983年開始執行的嚴重事故的研究計劃(severe accident research Program,SARP),將核安全研究范圍拓寬到事故概率、物理過程、事故處理、安全殼分析、裂變產物與源項、燃料元件行為、人因工程、事故后果與對策、法規與標準等十分廣泛的領域。其結果形成了一系列管理法規修訂和政策聲明,并在對事故機理了解的基礎上,形成了一系列配套的分析程序包。
三哩島事故之后,其他核電發達國家也相應地展開了嚴重事故的機理和處理研究,然而規模和課題廣度均不及美國。其中法國特別著重于事故對策,并開發出H及U系列規程和配套的專用設備。德國的研究側重于安全殼的完整性保障。日本、英國等則側重確保核電廠系統的運行可靠性。
至今,個別國家(如芬蘭、瑞士)已將嚴重事故以法規或提供導則的方式納入核安全監管的要求,提出對核電廠設計的修改或規程的變更。有些國家(如法國、意大利、荷蘭)已確定可接受的安全水平的安全目標,也有些國家(如加拿大)以適當擴展設計基準的方式來考慮嚴重事故。
為了進一步提高核電的安全性、經濟性,使公眾能夠接受,美國和歐洲國家的廠方、核安全部門及設計者分別研制出電力公司要求文件(URD)及歐洲電力公司要求(EUR),提出新一代核電廠的設計要求,日本及韓國也在上述兩種文件的基礎上提出了日本電力公司要求文件(J URD)及韓國電力公司要求文件(KURD)。這些文件建立了先進輕水反應堆的技術基礎。
對于現有的核電廠,國際上認為:它們的安全設計有很高的安全程度和保守程度,常常可以經受超設計基準事故。縱深防御的安全原則對于嚴重事故的早期預防和事故后果緩解也是有效的。
但是,由于安全設計主要考慮設計基準事故,有可能在應付嚴重事故方面存在著某些薄弱環節。為此,對現有的核電廠應做出各類嚴重事故序列分析,從分析中找出安全設計中的薄弱環節。解決的辦法是:硬件方面不作大的改動,而是努力完善運行規程以及與之配套的控制室布局調整,進一步強化操縱員的選拔與培訓,盡量提高運行水平,從而達到預防嚴重事故發生的目的。
這種對策已廣泛為各國所接受,相應的研究重點為安全參數顯示系統的開發,緊急運行規程的編制與論證,控制室設計的人因工程考慮,操縱員培訓大綱的改進,質量保證大綱的完善以及運行管理法規的強化。
目前,世界各國對嚴重事故的研究正以各自不同的重點和技術方向進行著。應該說,嚴重事故研究的重要性已為國際核能界所認識,已成為核電安全中必須考慮的基本間題。
中國核安全法規對設計中考慮嚴重事故的要求吸取了國際經驗及中國對嚴重事故研究成果,中國已將在設計中考慮嚴重故事的要求寫入核安全法規。在1991年修改的《核電廠設計安全規定》中,提出了設計中針對嚴重事故應考慮的事項,包括:
(l)針對特定設計,確定能導致嚴重事故的重要事件序列。
(2)考慮電廠的已有能力,包括超越其預定功能和設計標準時利用某些系統的可能,以及利用某些暫設系統使電廠恢復到受控制狀態,并減輕嚴重事故的后果。
(3)應對能降低這些事件出現的概率或能減輕這些事件后果的可能設計修改做出評價。若通過適當努力能提高總的安全性,則應進行這種設計修改。
(4)在計及有代表性的和起主導作用的嚴重事故的條件下,制定事故處理規程。
結語
三哩島核泄漏事故是核能史上第一起堆芯熔化事故,自發生至今一直是反核人士反對核能應用的有力證據。三哩島核泄漏事故雖然嚴重,但未造成嚴重后果,究其原因在于圍阻體發揮了重要作用,凸現了其作為核電站最后一道安全防線的重要作用。在整個事件中,運行人員的錯誤操作和機械故障是重要的原因,提示人們,核電站運行人員的培訓、面對緊急事件的處理能力、控制系統的友好性等細節對核電站的安全運行有著重要影響。