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摘要：天津市東麗區(qū)新立泵站作為東麗區(qū)排水系統(tǒng)的重要組成部分，既要承擔(dān)四號(hào)橋小河排澇區(qū)澇水和新立示范鎮(zhèn)安置區(qū)市政雨水的排水任務(wù)，又要滿足河道景觀補(bǔ)水的要求。根據(jù)工程任務(wù)和規(guī)模，從機(jī)組選型、工程布置、基礎(chǔ)處理等方面介紹了泵站擴(kuò)建工程的設(shè)計(jì)思路。
關(guān)鍵詞：泵站設(shè)計(jì)；布置方案；基礎(chǔ)處理；機(jī)組選型
1工程概況
天津市東麗區(qū)新立泵站位于天津市東麗區(qū)西南方向新立街上翟莊村境內(nèi)、四號(hào)橋小河與海河左堤（樁號(hào)19+377）相交處，建于1976年，原四號(hào)橋小河設(shè)計(jì)排澇區(qū)內(nèi)主要為農(nóng)田，排澇流量2.5m3/s。經(jīng)多年運(yùn)行設(shè)備損壞、老化嚴(yán)重，根據(jù)區(qū)域規(guī)劃排澇區(qū)內(nèi)用地性質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)用地，地面不透水面積增加，同頻率降雨的產(chǎn)流增加，為滿足排澇和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的要求，需對(duì)新立泵站進(jìn)行擴(kuò)建，擴(kuò)建后排澇流量10m3/s。另根據(jù)《東麗區(qū)總體規(guī)劃》，泵站附近新立示范鎮(zhèn)安置區(qū)屬于一個(gè)雨水泵站系統(tǒng)，排水面積2km2，規(guī)劃新建雨水泵站將雨水排至四號(hào)橋小河，排水流量12.4m3/s。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，區(qū)域雨水排入四號(hào)橋小河將增加河道排水壓力，需對(duì)河道進(jìn)行擴(kuò)挖，且河口泵站規(guī)模亦需加大，存在重復(fù)建設(shè)的問(wèn)題。本著精簡(jiǎn)節(jié)約、經(jīng)濟(jì)高效的原則，結(jié)合新立示范鎮(zhèn)雨水管網(wǎng)建設(shè)情況，合并建設(shè)新立排澇泵站和新立雨水泵站，即新立泵站擴(kuò)建工程包括新立排澇泵站擴(kuò)建和新立雨水泵站新建，設(shè)計(jì)排水流量22.4m3/s（10+12.4m3/s）；根據(jù)河道引水功能要求，設(shè)計(jì)景觀引水流量2m3/s。根據(jù)泵站等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，本工程確定為Ⅲ等中型工程。
2工程任務(wù)和規(guī)模
新立泵站擴(kuò)建工程由新立排澇泵站和新立雨水泵站組成，泵站主要任務(wù)為排除區(qū)域澇水和雨水，并兼顧河道生態(tài)補(bǔ)水和聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行要求。四號(hào)橋小河排水區(qū)域設(shè)計(jì)排澇標(biāo)準(zhǔn)為城區(qū)20a一遇1d暴雨24h排除，匯水面積為6.46km2，設(shè)計(jì)澇水流量為10m3/s；新立示范鎮(zhèn)排水標(biāo)準(zhǔn)為市政3a一遇暴雨及時(shí)排除，匯水面積為2km2，設(shè)計(jì)排水流量為12.4m3/s。由此，確定新立泵站總排水流量為22.4m3/s。
3.1機(jī)組選型
根據(jù)泵站設(shè)計(jì)流量和揚(yáng)程范圍，可選的泵型為立式、臥式和潛水軸流泵。其中，立式軸流泵占地面積小，通風(fēng)防潮條件好，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便，但要求設(shè)置主廠房，運(yùn)行噪音較潛水軸流泵大；臥式軸流泵拆裝檢修方便，但要求泵房較大，進(jìn)出水管彎曲較多，阻力損失較大，運(yùn)行噪音較潛水軸流泵大；潛水軸流泵機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊，泵站結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輔助設(shè)備少，但設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高，出現(xiàn)故障需返廠維修。新立泵站要求可靠性高，集中運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)行檢修要求較高，同時(shí)考慮運(yùn)行管理人員的熟練程度，綜合比選后推薦采用立式軸流泵方案。考慮河道蓄水能力小，在“大水大排、小水小排”的原則下，經(jīng)綜合比選，排澇泵站推薦采用2臺(tái)700ZLB-100+3臺(tái)900ZLB-125的裝機(jī)方案；雨水泵站推薦采用5臺(tái)900ZLB-70的裝機(jī)方案。
3.2布置方案
新立泵站采用正向進(jìn)水布置，經(jīng)綜合比選，排澇泵站和雨水泵站來(lái)水路徑不同，因此采用獨(dú)立進(jìn)水；泵站排水路徑均為海河干流，為縮小海河干流左堤破堤范圍、節(jié)約投資，推薦泵站共用出水系統(tǒng)方案。
3.2.1排澇泵站布置
排澇泵站由進(jìn)水段、進(jìn)水池段、泵房段、出水管和出水壓力水箱段、箱涵段、出水閘段組成。（1）進(jìn)水段由進(jìn)水渠和進(jìn)水閘組成。其中，進(jìn)水渠長(zhǎng)10.0m，為梯形斷面，采用混凝土預(yù)制塊護(hù)砌至2.0m，以上采用自嵌式擋墻護(hù)砌至地面，后接進(jìn)水閘翼墻，翼墻采用弧形鋼筋混凝土懸臂式擋墻；進(jìn)水閘順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)10.5m，垂直水流方向?qū)?.6m，順?biāo)鞣较蛞来尾贾没剞D(zhuǎn)式清污機(jī)、清污機(jī)橋兼做交通橋、閘門和檢修橋。（2）進(jìn)水池段長(zhǎng)24.0m，分為18.0m長(zhǎng)水平漸變段和6.0m長(zhǎng)豎向漸變段，均采用鋼筋混凝土U形槽結(jié)構(gòu)。其中，水平漸變段凈寬7.0~20.4m，右側(cè)設(shè)連通閘和箱涵接雨水泵站進(jìn)水閘；豎向漸變段墻高3.5~4.7m，左側(cè)設(shè)引水閘和箱涵接出水壓力水箱作為景觀引水通道。（3）泵房垂直水流方向由左至右依次布置安裝間、2臺(tái)700ZLB-125和3臺(tái)900ZLB-125型立式軸流泵，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)11.5m，垂直水流方向?qū)?7.0m，采用干室結(jié)構(gòu)，由下到上依次為進(jìn)水室層、水泵層和電機(jī)層；水泵通過(guò)出水管接入出水壓力水箱。（4）出水壓力水箱順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)11.5m，垂直水流方向?qū)捰?8.7m漸變至32.2m，為減小頂板跨度，頂板采用板、梁、柱結(jié)構(gòu)。（5）箱涵全長(zhǎng)45.0m，單段長(zhǎng)15.0m，為4孔整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。（6）出水閘為涵洞式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)6.0m、寬16.6m，采用4孔3.0m×2.0m鑄鐵閘門。
3.2.2雨水泵站布置
雨水泵站位于排澇泵站右側(cè)，由進(jìn)水閘段、進(jìn)水池段、泵房段、出水管和出水壓力水箱段組成；出水管段接排澇泵站出水壓力水箱，與排澇泵站共用一套出水系統(tǒng)。（1）進(jìn)水閘段為鋼筋混凝土箱式結(jié)構(gòu)，與市政雨水管道相接，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)10.8m，垂直水流方向?qū)?.6m，設(shè)2孔3.0m×3.0m鑄鐵閘門和2套回轉(zhuǎn)式清污機(jī)。（2）進(jìn)水池段長(zhǎng)18.5m，為鋼筋混凝土箱形結(jié)構(gòu)，由12.7m水平漸變段和5.8m豎向漸變段組成。其中，水平漸變段凈寬7.0~22.0m，豎向漸變段墻高4.9~6.2m。為減小頂板跨度，頂板設(shè)置橫梁和立柱，頂板上回填土至地面高程。（3）泵房垂直水流方向布置5臺(tái)900ZLB-70型立式軸流泵，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)11.5m，基礎(chǔ)垂直水流方向?qū)?4.0m，采用干室結(jié)構(gòu)，由下到上依次為進(jìn)水室層、水泵層、電機(jī)層和巡視通道層；水泵通過(guò)出水管接入出水壓力水箱。
3.3基礎(chǔ)處理方案
根據(jù)地質(zhì)勘察成果，排澇泵站進(jìn)水閘、翼墻、進(jìn)水池、泵房、出水閘和雨水泵站進(jìn)水閘、進(jìn)水池基礎(chǔ)均位于③層淤泥質(zhì)黏土層（承載力60kPa），雨水泵站泵房位于④層淤泥質(zhì)黏土層（承載力65kPa），且土體呈流塑—軟塑狀態(tài)，壓縮系數(shù)為0.46～0.79MPa-1，屬中—高壓縮性土；經(jīng)穩(wěn)定應(yīng)力、沉降計(jì)算，上述建筑物地基承載力不足，排澇泵站進(jìn)水閘與進(jìn)水池間、進(jìn)水池與泵房間沉降差大于5cm，雨水泵站進(jìn)水池與泵房間、泵房與出水壓力水箱間沉降差大于5cm，不滿足規(guī)范相鄰部位的最大沉降差不宜超過(guò)5cm的要求，需進(jìn)行基礎(chǔ)處理。經(jīng)綜合比選，基礎(chǔ)處理采用適應(yīng)性較廣、變形控制好的鉆孔灌注樁。
4結(jié)語(yǔ)
新立泵站作為東麗區(qū)排水系統(tǒng)的重要組成部分，既承擔(dān)了四號(hào)橋小河排澇區(qū)澇水和新立示范鎮(zhèn)安置區(qū)市政雨水的排水任務(wù)，又可以滿足河道景觀補(bǔ)水的要求。泵站總體布置和機(jī)組選型既滿足了泵站功能要求，又堅(jiān)持了精簡(jiǎn)高效、經(jīng)濟(jì)合理的原則，同時(shí)基礎(chǔ)處理方案適應(yīng)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件、安全可靠。該工程設(shè)計(jì)方案可以為類似工程的建設(shè)提供一定的參考。
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作者:付茂朋 單位:中國(guó)水利水電建設(shè)工程咨詢渤海公司