锦西灌区渠首泵站布置形式优化比选浅析

任思飞

(北大荒建设集团有限公司直属三公司，哈尔滨 150000)

1 工程概况

锦西灌区位于富锦市西部，行政区隶属于富锦市锦山镇、头林镇、上街基镇，地理坐标为E131°30′-132°37′，N46°48′-47°14′。灌区北靠松花江，东至幸福灌区与富锦支河下段；南至外七星河与友谊农场相望，西与二九一农场和红卫灌区相邻。

项目区内除有别拉音山等低山丘陵外，均为广阔的平原区，地势低平，耕地连片。大地形呈西高、东低，北高、南低，地面坡降 1/8000-1/12000，平原区地面高程在 56.0-65.0m 之间。

锦西灌区设计灌溉面积 110 万亩。灌区工程由渠首水源泵站和灌区输配水工程及 6 座排水泵站组成。

锦西灌区以松花江干流为主要水源，富锦市锦西灌区渠首灌溉泵站位于现有的宏伟村下游7.0km处，地面高程60-62m，地貌单元为松花江漫滩；站后接新建总干渠。

锦西灌区渠首泵站总体布置由引水渠道、防洪闸、拦污栅段、进水池段、进口闸门段、主厂房(副厂房)、出水池等组成。

2 渠首泵站布置形式简述

因渠首泵站机组功率较大，结合渠首泵站站址选择成果，依据泵站布置原则进一步对泵站布置形式进行优化比选。

优化比选方案为：方案1防洪闸与泵房结合布置方案和方案2防洪闸与泵房分离布置方案。

方案1：防洪闸结合布置

1)引水渠道：引渠位置与从松花江主河道取水，结合《锦西渠首泵站取水影响数学模型计算分析》模型试验分析成果，引渠轴线与河道水流方向成60°夹角布置，结合防洪闸过流要求和泵房机组进口宽度确定引渠底宽40.0m；结合模型试验流速控制要求仅对边坡进行防护。

2)堤防交通段：结合对设备台数优化、金属结构专业要求将拦污栅桥与泵房分开布置，泵房布置于堤防背水侧不参与松花江防洪，引渠后与泵站堤防交通段衔接，交通桥采用4跨单跨10m的预制钢筋混凝土交通桥与堤防连接，桥后接拦污栅前连接段。

3)拦污栅段：堤防交通段后与拦污栅段之间布置采用扶壁式挡土墙和钢筋混凝土底板形式；该段设置8道通栅；采用清淤抓斗清淤，同时为便于进水池检修，设置8扇检修门与拦污栅同槽；拦污栅段后进水池段以1∶4.0底坡与厂区交通段连接，进水池段采用扶壁式挡土墙和100cm厚钢筋混凝土底板铺装。堤防交通段堤后挡土墙顶高程65.00m，高出部分采用堤防交通段参与挡水。

4)厂区交通段：拦污栅段后进水池与泵房前厂区交通段连接，进水池布置采用扶壁式挡土墙和钢筋混凝土底板型式；泵房闸室段设6扇拦污栅(兼做检修门槽使用)；闸门设置6道液压工作闸门。

5)泵房：泵房采用块基型泵房，结构为整体式板墙结构，泵房内从上至下分别为：电机层、水泵层、吸水池层，泵房内安装6台立式混流泵，进口采用肘型进水流道，主厂房内水泵呈“一”字型布置；主厂房内设电动双梁桥式起重机1台，副厂房位于主厂房的下游侧，为单层布置，主要电气设备布置于主厂房电机层和副厂房内。水泵出口后接出水池。

6)出水池：水泵出口采用驼峰式出水流道，后接出水池。泵站出水池溢流段长10m；宽53.70m，出水池与干渠衔接渐变段长60m。

7)泵站厂区：厂区高程64.30m，不再单独设置进场交通，厂区内交通通过堤防交通两侧堤防与厂区交通段连接，为便于运行管理厂区设置道路(位于出水池连接段)与总干渠渠顶道路连接，路面宽5.0m。

方案2：防洪闸分离布置

1)引水渠道：同结合布置一致。在此不再赘述。

2)防洪闸：本次设计对设备台数优化、结合金属结构专业要求将拦污栅桥与泵房分开布置，泵房布置于堤防背水侧不参与松花江防洪，引渠后与泵站防洪闸衔接，闸后接拦污栅前连接段。

3)拦污栅段：同结合布置基本一致。在此不再赘述。

4)泵房进口段：拦污栅段后进水池与泵房前闸室段连接，进水池布置采用扶壁式挡土墙和钢筋混凝土底板形式；进水池斜坡段长24.68m(水平长度)，泵房闸室段设6扇拦污栅；闸门设置6道检修闸门。

5)泵房：同结合布置基本一致。在此不再赘述。

6)出水池：同结合布置基本一致。在此不再赘述。

7)泵站厂区：厂区设置交通与锦西堤防连接，路面宽5.0m，纵坡5%；堤后厂内高程64.30m；厂内交通布置于厂区交通段，桥宽5.5m，泵房出口处设计4.0m宽检修平台；同时为便于运行管理厂区设置连接道路与总干渠渠顶道路连接。

3 方案优缺点浅析

3.1 方案1

优点：通过堤防交通段与泵站厂区分离布置，泵房主体施工不受松花江洪水期影响，为泵房主体施工保证了时间，泵房管理范围与堤防分离，利于泵站独立运行管理和维护。因堤防未设置防洪闸主体工程投资优于设置防洪闸方案；拦污栅段增设检修闸门满足进水池段出现险情时闸门关闭处理险情。

缺点：为方便堤防交通与泵房交通衔接，堤防交通段与泵房距离大，投资较大，因堤防交通段未设置防洪闸，在洪水期间防洪影响大，该段长期处于水中，如出现安全隐患、抗洪抢险难度增大；同时非运行期间冬季江水位较低，滩地处水面均结成冰，冰冻问题对堤防交通段、拦污栅段挡墙、拦污栅结构稳定影响较大，当发生险情时无闸门挡水。

3.2 方案2

优点：通过防洪闸与泵房主体分离布置，泵房主体施工不受松花江洪水期影响，为泵房主体施工保证了时间，同时降低了泵站本身的防洪压力，泵房管理范围与堤防分离，利于泵站独立运行管理和维护。泵房前连接段挡墙高度降低至65.00m，降低了混凝土和钢筋用量，利于挡墙稳定。

缺点：冬季期间防洪闸闸门需采取人工清冰措施。

以上二个方案施工总工期一样；防洪闸分离布置方案与防洪闸结合布置方案围堰都只需经历秋汛或春汛，泵站主体施工度汛可在堤防保护下施工，二个方案度汛难度基本相当。二个方案围堰、防渗及基坑排水投资基本相当。

4 结 论

通过方案比选，方案2(防洪闸分离布置)投资优于方案1(防洪闸结合布置)，防洪闸与泵房主体分离布置，外部交通与厂区各自独立，更便于运行管理，保证了泵房部位施工、运行管理和维护不受外江水位影响，考虑到防洪闸解决了泵房及厂区的防洪要求，结合机组布置为减少厂区回填方量、减少投资，因此确定采用方案2(防洪闸分离布置)作为选定方案。