世行贷款洼地治理北淝河下游常郢站设计

2015-11-04苏健

建材与装饰 2015年36期

关键词：前池洼地泵房

苏健

（安徽省水利水电勘测设计院安徽合肥 230088）

世行贷款洼地治理北淝河下游常郢站设计

苏健

（安徽省水利水电勘测设计院安徽合肥 230088）

常郢站是北淝河下游洼地泵站，承担南、西南、北三个方向排涝及向西、北两个方向灌溉渠道补水任务。常郢站场地有限，且兼顾排、灌任务，故泵站布置进行多次优化，对其它类似工程设计具有一定的参考作用。

布置；优化

1　工程概况

安徽省淮河流域有多处洼地，由于地势低洼，汛期长时间受外水位顶托，内水自排机会较少，同时该地区已建排涝工程设计标准低，排涝能力不足，致使该地区洪涝灾害频繁发生，问题十分突出。为了提高淮河流域洼地的排涝能力，为该地区经济社会发展创造有利条件，安徽省利用世行贷款开展淮河流域重点平原洼地治理工程。

北淝河下游洼地为安徽省淮河流域重点洼地之一，位于涡河口以下至沫河口的沿淮淮北地区，西起怀洪新河符怀新河段右堤，东至五河县沫河口镇仇冲坝，南起淮北大堤，北达怀洪新河澥河洼、香涧湖段分水岭，流域面积505km2、耕地44.12万亩、总人口31万人。北淝河下游是淮河干流的一级支流，汛期长时间受淮河洪水顶托，涝水积于区内洼地，形成严重内涝，往往一次暴雨就会形成持续多日的高水位，且原有建筑物标准偏低、年代久远、设备老化、排涝不畅，汛期险情时有发生，每年都给防汛造成很大压力。针对北淝河下游工程状况以及存在的主要问题，在世行贷款项目通过堤防、涵闸、泵站等工程对北淝河下游洼地进行综合治理。

常郢站是北淝河下游洼地一座小型排涝泵站重建工程，站址位于周口圩桩号11+290处。泵站除抽排功能外，兼具自排和抽灌功能。根据世行贷款淮河流域重点平原洼地治理规划要求，常郢站抽排排涝面积2.87km2，设计抽排流量1.2m3/s；自排排涝面积2.87km2，设计自排流量3.0m3/s；灌溉面积0.5万亩，设计抽灌流量0.5m3/s。泵站新站装机2台，单机容量为45kW，总装机容量90kW。根据《泵站设计规范》（GB50265-2010）的规定，确定泵站工程等别为Ⅴ等，工程规模属小（2）型。

2　老站工程情况

常郢站老站位于蚌埠市淮上区境内，1977年建成，共3台机组，建筑物主要由前池、泵房、出水池、1座自排涵、1座排涝出水闸、2座灌溉出水闸及变电站组成，见图1。

排涝期，南侧渠道涝水汇至前池，西南侧及北侧涝水通过暗涵汇至前池，若外河水位低于前池水位，则通过自排涵排涝；反之，则关闭自排涵及灌溉出水闸，水泵抽水至出水池，通过排涝出水闸排涝。灌溉期，关闭自排涵及排涝出水闸，水泵抽水至出水池，通过灌溉出水闸引水至灌溉渠道。

常郢站老站为浆砌块石结构，经过三十多年运行，工程存在严重安全问题，达不到安全运行要求。存在砌筑砂浆强度低、勾缝剥落、砌筑砂浆侵蚀的共性病害；各闸启闭机梁、闸门局部钢筋锈蚀；砖瓦结构泵房墙体开裂、屋顶老损漏雨；无拦污栅、检修设备，进水铸铁泵管锈蚀、漏水，管道控制阀均锈损，缺失缺损；启闭机存在锈蚀、卡阻，部分启闭机缺件报废。

在本次世行贷款洼地治理项目中对常郢站进行拆除重建。

图1　常郢站老站平面布置图

3　新站设计

3.1总体布置

新建泵房为堤后式。主厂房内安装2台500ZLB-4水泵，配套电机型号为YL280S-6，单机容量为45kW，总装机容量为90kW。变电站紧靠主厂房东北角布置。

进水渠及前池：利用老站原有的进水渠（涵）将圩内涝水引至前池。从进水渠新建浆砌块石护坦，其后与前池、进水池相接。泵站前池布置成正向进水，水平段底高程12.40m，前池水平段底板为0.5m厚钢筋混凝土结构，梅花形布设φ100@1500冒水孔，下设反滤层，分别为碎石、瓜子片、中粗砂各150mm。前池两侧采用钢筋混凝土悬臂式挡墙，最大墙高为6.5m，墙面设置孔径100mm、间距2m的排水孔。

泵房：泵房内共布置2台500ZLB-4水泵。泵站进水室采取正向进水方式。泵房底板高程为12.40m，水泵层高程为13.80m，电机层高程为18.50m。在泵房进水流道的进口设置拦污栅（人工清污）。在每台泵流道出口处均设拍门。因常郢站兼有自排、抽排和抽灌功能，故厂房进出水流道分为两层，下层为进水流道（兼自排和反向引水灌溉流道），上层为水泵出水流道。

主厂房设2台机组，间距为2.9m。安装间布置于主厂房右侧。主厂房垂直水流向总长9.9m，其中机组段长6.3m，安装间长3.6m。电机层和水泵层之间在安装间位置布设钢梯连接上下交通。

副厂房紧靠主厂房下游侧布置于压力水箱上方，地面高程同电机层，为18.50m，自左至右依次布置有低压配电室和值班室。副厂房总长为9.9m。

压力水箱：压力水箱平面上呈梯形，水箱中设有一道隔墩，水箱总宽度为6.3～3.8m，底板高程为13.80～14.55m，顶板底部高程16.30m。顶板设拍门检修进人孔，孔口设钢闷盖。

灌溉涵及灌溉控制段：压力水箱左侧开孔，连接19.2m长钢筋混凝土灌溉涵主洞，后接3m长岔洞段，自岔洞段向北、向西各引出一个灌溉支洞，长度分别为12.0m、4m，支洞末端均设灌溉控制段，分别与北侧和西侧现有的灌溉渠道平顺相接。灌溉涵底板高程15.30～16.40m，单孔，孔口尺寸（宽×高）为0.8m×1.0m。

10月19日，，该项目总投入为170亿元，计划于2020年建成投产，规划年产能30万辆。上汽大众新能源工厂占地面积40.56万m2，是大众汽车全球首个专门生产MEB平台纯电动车型工厂。新工厂将结合工业4.0的理念，采用最新的生产和自动化技术，大幅提升效率和劳动生产率。在自动化方面，新工厂将采用超过1 400多台工业机器人，其中车身车间拥有约1 000台机器人。

排灌控制段：压力水箱后接3.5m长排灌控制段，单孔，分为上、下两层，底层底板高程12.40m，上层底板高程14.55m，上、下层孔口尺寸（宽×高）均为2.6m×1.75m。当自排和抽灌时，闸门提起（抽灌时须封闭上孔）；抽排时，闸门落下关闭。排灌控制段后经5.2m长渐变段与穿堤箱涵控制段相接。

穿堤箱涵：为钢筋混凝土结构，底板高程13.7m，单孔，孔径（宽×高）为1.8m×1.8m，顶、底板及边墙厚度均为0.4m，与其出口渐变段之间设两道橡皮止水，出口控制段设防洪闸门，并在外河侧设一道检修门槽，防洪门检修平台高程为17.4m，启闭台高程21.0m，启闭台通过交通栈桥与堤顶相接。涵洞出口共计20m范围的堤防外坡采用C20混凝土预制块护坡。

出口U型槽及护砌：涵洞出口采用钢筋混凝土U型槽结构，长8.0m，底板高程13.7m，净宽1.8～5.0m，共设2道钢筋混凝土撑梁。U型槽后设10.4m长浆砌块石护底，圆弧形浆砌石挡墙前为浆砌块石护坡，渠道两侧为C20混凝土预制块护坡。

变电站：布置于新建泵房东北角，平面尺寸6.0m×5.5m，站内地坪高程18.30m。

站区道路：在泵站东北和东南侧分别自堤顶顺堤坡布置1条进厂道路，厂区内布置至泵房、变电站的交通道路。

3.2方案优化

泵站南、西南、北三个方向来水汇至进口渠道，将进口渠道底高程降至12.4m作为前池，与进水池底板高程12.4m平顺衔接；进水池两侧平行的边墙改为设八字墙，宽度由7.0m渐变至5.1m，长度3.2m，根据《泵站设计规范》（GB50265-2010）P33，泵站抽排流量1.2m3/s，此时进水池水下容积54m3，为45倍设计流量，满足规范中进水池水下容积按30～50倍设计流量要求。

泵房进口检修平台原设计中布置拦污栅和检修门，考虑小型泵站进口渠道较窄，枯水期检修水位较低，可通过临时围堰封堵进口渠道以进行检修，故取消检修门，保留拦污栅，进口检修平台长度由4.0m改为2.0m。

主厂房在原设计中按规范要求上下游通道净宽不宜小于1.5m，另考虑水泵及立柱尺寸，取总宽度5.7m；但该站为小型泵站，受场地限制，故压缩上游通道，下游维持不变，优化后主厂房总宽度4.8m。

副厂房配电柜2台，单列布置，单台尺寸1.0m×1.0m。根据《3～110kV高压配电装置设计规范》（GB50060-2008）P16，配电装置屋内通道的最小宽度维修通道800mm，操作通道1200+单车长（mm），1.0m的配电柜单车长约0.8m，即操作通道最小2000mm。原设计中柜体上游操作通道2.5m，下游维修通道1.0m，优化时按满足规范下限取值，取上游操作通道2.0m，下游通道0.8m。

副厂房之后的压力水箱渐变段长度由3.5m改为3.3m，另起点上移1.3m，则副厂房之后的压力水箱渐变段长度由4.0m优化为2.5m。

排灌控制段长度维持9.2m不变。穿堤箱涵取消标准段，保留控制段与排灌控制段衔接，长度由14.5m优化为9.0m。

经过上述优化措施，从泵站前池进口至箱涵出口总长度由原设计52.0m减少为35.0m，经过布置，堤线仅需外移约7.0m，在满足规范要求和不影响泵站功能的前提下，较好的解决了站区占地、堤线外移等矛盾，布置见图2。