宝鸡峡王家崖泵站更新改造设计优化

2013-04-10闫杏枝

陕西水利 2013年2期

闫杏枝

（陕西省宝鸡峡工程局陕西宝鸡 721001）

1 泵站概况

宝鸡峡王家崖泵站位于塬上总干渠与王家崖水库交汇处，于1981年建成，设计流量25.2m3/s，设计总扬程16.4m。安装卧式湘江56-28型离心水泵机组4台，配套TD173/51-16、1250kW同步电动机，泵站总装机功率5000kW。泵站为水库放水洞接母管进水，侧向出水，主厂房、压力管道、出水池呈直线布置；主厂房为砖混结构，水泵电动机组呈一列式布置，厂内设20t双梁桥式起重机；泵站采用虹吸真空破坏阀断流方式；压力管道为单机单管，管径1600mm；建有35kV变电站1座，35kV输电线路长14km。泵站主要承担向总干渠补水任务，在灌区抗旱灌溉中发挥着骨干作用。

2 泵站改造设计原则

（1）维持泵站原有总体布置不变。泵站工程原灌溉系统、站址及渠系布置、机组选型等，经过四十多年运行，证明设计布局是合理的。因此，改造设计只在原泵站布置基础上进行更新改造；泵站原控制灌溉面积、设计流量、扬程等规模也保持不变；

（2）对老化失修、性能落后的机电及电气设备在重新计算复核的基础上进行更新。

（3）采用计算机监控技术，改善和提高泵站管理科技化水平。

3 泵站更新改造设计优化

3.1 主、副厂房

设计对主厂房更新改造拟定了加固改造和拆除重建两种方案，并进行了经济技术比较。加固改造方案主要内容包括：基础水泥浆液灌浆处理、砼立柱粘钢加固、更新部分屋架梁、新做屋面板及防水层、更新门窗等，直接工程费55万元。拆除重建方案：新建框排架结构主厂房546.48m2，直接工程费82万元。

相比之下，加固改造方案具有投资少、工期短的优点，但薄腹梁吊装过程中容易破坏，且厂房整体结构稳定性和工程衔接方面不如重建方案。加之泵站工程复核报告结论显示：王家崖泵站厂房无构造柱、底圈梁，抗震能力不能满足规范要求；由于受地下水位抬高的影响，经测定，厂房的砖墙部分砖体强度指标已经小于原砖体抗压强度MU10的75%，更由于原厂房施工时基础处理措施不到位，现主厂房产生许多裂缝。经综合考虑，主厂房推荐采用拆除重建方案。

根据水泵机组的布置，主厂房采用分层式布置，上层为通道层，下层为水泵层。安装4台水泵机组，中心间距9m，“一”字型布置，主厂房总长45.54m，跨度12m，总建筑面积546.48m2，其中检修间使用面积81.91m2，基坑面积 257.74m2。

主厂房结构型式为排架结构。屋面采用12m双坡钢筋混凝土屋面梁和1.5m×6m预应力混凝土屋面板。地面为彩色砼地面，室内墙面抹纸筋灰喷白色涂料，外墙为空心砖，室外装修用外墙涂料，单框双玻塑钢窗，进厂大门采用钢大门。

设计对副厂房更新改造也拟定了两种方案，进行了分析比较：“一层方案”无法满足泵站改造后设备布置要求，一是在垂直机组轴线方向加宽副厂房尺寸，但是原泵站厂区为台阶状，副厂房的扩宽将需回填基础，对以后厂房基础稳定造成不良影响，且对开关站对外交通形成阻碍；二是在沿机组轴线方向加长副厂房尺寸，需向厂右加长16m～18m，会占用原开关站多半位置，发生新的土地征用，不利施工。“两层方案”是在原副厂房位置适当加长，满足设备布置，宽度基本保持不变，厂右位置还可满足开关站布置，占地少，施工难度也不大。故副厂房采用二层方案设计。

考虑电气设备布置要求，将副厂房布置在主厂房右侧，与主厂房相互贯通，主副厂房呈“L”型布置。副厂房共两层，建筑面积411.76m2。一层布置有高压室、低压室、交接班室，高压室和低压室均布置在变电站一侧。二层布置有中控室、办公室、试验室。

副厂房结构型式为框排架结构，层高4.6m。屋面采用C15钢筋混凝土整体现浇，柱采用C20钢筋混凝土，梁采用C25钢筋混凝土，地面为铺瓷砖地面，屋面做保温、防水处理，室内墙面抹纸筋灰喷白色涂料，外墙为空心砖，室外装修用外墙涂料，单框双玻塑钢窗，除高压室和低压室采用防火门外，其余采用木门和塑钢门。

3.2 压力管道

泵站四条压力输水管道沿坝坡布置。设计采用原管道坡比1：1.64，出水型式仍采用虹吸出水，虹吸中心管高程为602.57m，管道出水口伸到出水池底部。泵出口设一套直径为1200mm的套管式伸缩节和蝶式止回阀，后接1m的正心大小头钢管，直径从1200mm渐变到1600mm，之后接直径1600mm预应力钢筋混凝土管。在管线中间设一电磁流量计阀井，阀井底盘、基础均采用C20钢筋混凝土，厚度20cm，井身采用M7.5Mu10砖砌结构。在管道最高点设一真空破坏阀，上部建阀井，阀井采用砖混结构。

管道敷设后进行回填掩埋，管顶回填厚度最少1.2m。坡面采用植草护坡，草种采用苜蓿。

3.3 水泵电动机组

因泵站原水机设备经多年运行，老化严重，性能下降，效率降低，虽经多次大修，仍难恢复设计性能。设计经选型比较，选用湘江56-28I型卧式离心泵4台，配套T1250-16/1730型电机，单机抽水流量5.35m3/s，功率1250kW，泵站总抽水流量21.40m3/s，总装机功率5000kW。

3.4 高低压配电设备

泵站原老化、淘汰的电气设备全部更新。泵站设6300kVA主变压器一台，选用35kV级S11系列电力变压器，35/10kV级S11系列三相油浸自冷式铜线电力变压器，为全国统一设计，电气性能好，损耗低；站用变压器选用三相树脂绝缘干式无励磁调压10kV电力变压器和35kV户外油浸变压器各1台，型号分别为SC11-250/10、S11-M-100/35。以上变压器均具有安全、防火、无污染、免维护、安装简便、综合运行成本低等特点。

3.5 金属结构

泵站现有金属结构经多年运用，锈蚀破损、老化严重，全部需要更新改造。为满足泵站安全运行和管理自动化要求，增设相关仪器仪表若干，主要有放水管控制钢闸门及20t启闭机4台套、液位显示仪，主厂房20t起重机1台、蝶阀10台，出水管道上流量计4套、真空破坏阀4台等。

3.6 主要管护设施

王家崖泵站建成于1981年，站内管护设施建设标准低、质量差，经多年使用老化严重，大多无法正常发挥功能，故对站内管护设施进行改造：①改造进站道路160m；②拆除现有危房，新建管护房1座，面积200m2；③完善配套供水设施，更换深井潜水泵1台，水塔1座；完善站内排水系统。

3.7 计算机监控系统

王家崖泵站改造根据灌区信息化建设要求，设计建设计算机监控系统，拟建成一个集中管理、分散控制、各部门相对独立，同时又具有整体统一性和连贯性的集行政管理、远程和本地监控、经济指标考核、信息共享、远程通信等于一体的技术先进、性能稳定、质量可靠、系统开放、扩展灵便和经济实用的管理、调度、监控系统。整个泵站(包括变电所)自动监控系统将与灌区的干、支口闸门自动监控系统及水量计量系统，灌区用水管理系统，河源水情、气象、墒情信息系统，办公自动化系统等一起构成大型灌区信息化系统。

泵站的自动化监控系统与互联网采用物理隔离，以保证实时控制系统的安全。泵站综合自动化系统由泵站实时监控系统、微机保护系统、实时通信系统、综合调度系统四大部分组成。本次改造增加泵站综合自动化设备1套，测流装置4套，使更新改造后泵站实现微机自动监控。