穿堤排涝泵站出水池的结构设计研讨

董小卓赵一晗宋 轩

（1.南京市水利规划设计院有限公司，江苏南京 210006；2.江苏省水利厅规划计划处，江苏南京 210029）

排涝泵站穿堤建筑物主要由出水池、出水涵洞、闸门井、出水口四个部分组成。出水池是连接出水管道和出水涵洞的衔接建筑物，主要使出水管道内的水流平顺而均匀地流入出水涵洞，并方便人员进入池内检修拍门。出水池根据水流方向划分为正向出水池和侧向出水池，前者指管口出流方向和池中水流方向一致，后者指管口出流方向和池中水流方向正交或斜交。侧向出水池由于出流方向改变，流态不好，一般在受地形限制的情况下才采用。考虑到排涝泵站一般主要选用卧式混流泵和轴流泵，本文对这两种泵型进行研究，采用正向出水池，泵室与出水池分开。

1 出水池设计

1.1 出水池宽度

单台泵的出水池宽度B=（2~2.5）D0（D0为出水管口直径）。

多台泵的出水池宽度［1］B=（n-1）δ+n（D0+2a）式中：

n—出水管数目；

δ—隔墩厚度，一般小型泵站可不设隔墩；

a—出水管边缘至池壁（侧向）或隔墩的距离，对多管出水池，为减小水流的相互撞击和干扰，可取a=（0.5~0.75）D0；根据管道或拍门的安装要求，管道的净间距不宜小于D0。

1.2 出水池收缩角

正向出水时，出水池收缩角一般为 30°~40°，最大不超过 60°。

1.3 管口下缘至池底的距离P

管口下缘至池底的距离P主要用以防止池中泥沙或杂物等淤塞出水口，以及便于出水管道和拍门的施工安装，一般采用：P=0.2~0.3 m。

1.4 管口至池壁（正向）的距离h

管口至池壁（正向）的距离h是为了防止出流受到对面边壁的阻挡而形成反向回流，导致出流不畅，池内水流紊乱，一般取h=4~5D0。

1.5 出水池的顶高程H1［2］

出水池的顶高程H1可按下式确定：

H1=H2+c式中：

H2—出水池最高水位，m；

c—安全超高。

出水池安全超高见表1。

表1 出水池安全超高（m）

1.6 出水池的长度L

出水池的长度L由水平段长度Ls和渐变段长度Lg组成。

式中：

B—出水池宽度；b—出水箱涵宽度。

出水池水平段Ls可根据管口至池壁（正向）的距离h调整，以方便安装进出池内的铁爬梯。

2 减小出水池尺寸的措施

2.1 卧式混流泵机组

（1）根据工程实施经验，常用的20寸卧式混流泵（500 HW）的机组间距宜为3 m，26寸卧式混流泵（650 HW）的机组间距宜为3.6 m，管道进入出水池前可向中间旋转收缩靠拢。

（2）泵型为 26寸（650 HW）卧式混流泵标准件是左出水，泵型为20寸（500 HW）卧式混流泵标准件是右出水。遇到650 HW混流泵和500 HW混流泵组合运用时，应利用出水方向不同的特点，将管道紧靠着布置在泵中间。

2.2 轴流泵机组

轴流泵可以通过机组旋转向中间收拢转向，减少管道弯头，减小出水池尺寸。

3 防止泵室和出水池不均匀沉降的措施

（1）可在出水池与泵室之间设置柔性接头以适应站身和出水池之间出现较大的不均匀沉降。柔性接头一般有钢质柔性接头和橡胶质柔性接头两大类，工程中一般采用橡胶质柔性接头，防腐效果好，价格便宜，适应变形能力强。

（2）若不均匀沉降较小，可在出水池和泵室处设置穿墙钢套管。在钢套管和出水管道之间填充沥青油麻丝和石棉水泥，套管四周设翼环。

4 出水池的引水功能

泵站的功能越来越多样，既要考虑排涝又要考虑能引水灌溉，但二者要求的涵洞底高程相差较大。一般排涝泵站采用高涵，可以减少工程投资和闸门的启闭次数；引水涵洞考虑到引水多，一般采用低涵。可在排涝和引水之间选择一个合适的高程，在出水池设闸门控制，让排涝和引水共用出水涵洞。

泵站采用在出水池与检修间之间设引水涵洞，并在出水池处设置铸铁闸门，安装手动螺杆启闭机1台套控制。

5 结论

采用650 HW混流泵和500 HW混流泵组合时，应利用出水方向不同的特点将管道紧凑地布置在泵中间，以减小出水池尺寸。

轴流泵通过机组旋转和卧式混流泵通过管道旋转的合理布置可节省出水池的工程量。

排涝和引水共用出水涵洞时，在出水池与检修间之间设引水涵洞，在出水池设闸门控制，一池两用，可节约工程投资。

［1］ 储 训，刘复新.中小型泵站设计与改造.南京：河海大学出版社，2001.

［2］ 刘 超，徐 辉.水泵及水泵站.南京:中国水利水电出版社，2009.