托里县那仁苏供水工程泵站布置方案比选分析

孙宏磊

（新疆塔城地区水利水电勘察设计院,新疆 塔城 834700）

1 工程概况

托里县那仁苏供水工程解决远期托里县城、县城周边15 个村的生活用水及水厂周边规划建设1125 亩林地的绿化用水。该工程水源为那仁苏河，本工程由首部拦河闸、泵站及供水管道等组成。根据《防洪标准》（GB 50201-2014）及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252-2017）的规定，确定工程等别为IV等，工程规模为小（1）型，拦河闸主要建筑物级别为3 级，泵站主要建筑物级别为4 级，供水管道主要建筑物级别为4 级，次要建筑物级别为5 级。

2 泵站布置方案选择

2.1 一级供水和两级供水的选择

本工程水源为河水，新建拦河闸一座，设水源泵站一座，泵站设计流量0.3 m3/s，设计净扬程102 m。供水管道沿地面敷设，压力输水管道采用球墨铸铁管，长度10470 m，管道中途无分水任务，直供县城水厂。本阶段拟按两级供水和一级供水方案进行比较。

（1）一级供水

泵站设计流量0.3 m3/s，安装水泵机组4 台（三用一备），单台设计流量0.1 m3/s，设计净扬程102 m。水泵配套低压电动机功率220 kW，总装机功率880 kW。压力供水管道采用DN700球墨铸铁管，管长10470 m，泵站总建筑面积约400 m2。

（2）两级供水

一级站：泵站设计流量0.3 m3/s，安装水泵机组4 台（三用一备），单台设计流量0.1 m3/s，设计净扬程约40 m，水泵配套电动机功率90 kW，合计360 kW，泵站总建筑面积约280 m2。二级站：泵站设计流量0.3 m3/s，安装水泵机组4 台（三用一备），单台设计流量0.1 m3/s，设计净扬程约62 m，水泵配套电动机功率110 kW，合计440 kW，泵站总建筑面积约350 m2。

（3）对比分析

表1为两种泵站的基本参数对照表。由表1可知：两级供水和一级供水泵站装机功率基本相同，但两级供水配套管理人员比一级供水增加一倍，且总建筑面积更大。由于本工程压力供水管道沿线均无村镇，二级泵站生产、生活条件极为脆弱。二级站的设置增加了输电线路、进站道路、工程征地和投资。同时在运行上，两级泵站水泵出水流量完全一致，增加了配水管理难度，故选择一级供水方案。

表1 两种泵站的基本参数对照表

2.2 泵站站址和结构形式的选择

由于地形条件限制，拦河闸枢纽后方河道狭窄，河岸高耸，无建站条件，故本工程泵站位置选择只能在拦河闸枢纽上游。初步选定了三处位置，其中A、C两处位于蓄水淹没区域以外的井式泵站，另一处B点在拦河闸上游蓄水淹没区域内塔式泵站。

（1）A方案

本方案泵站位于淹没区外左岸，泵站位置地面高程1684 m，水泵机组进水管中心高程1675.70 m。地面覆盖层较浅，泵房基础可放在基岩上。站址为由东向西的一处较大缓坡，坡比40‰，地形较开敞，有利于布置泵站配电室、控制室等附属建筑物，泵站井为圆形，全为基岩开挖，井室成型后浇筑，工程量较大。夏季考虑坡面洪水影响泵站。泵站进水管道长度110 m。距离在建道路砂石料场2.2 km，即本方案对比段管线长度2.2 km。泵站进场道路可完全利用进出拦河闸枢纽施工道路，进一步修建成永久进站道路。本方案在厂区布置有极大优势，后期运行管理、泵站维护中有较大便利，输水管线短的优点。

表2 方案对比表

（2）B方案

本方案泵站位于淹没区内左岸近拦河闸处，泵站位置地面高程1673 m，水泵进水管中心高程1675.70 m。塔身东侧25 m岸坡为陡坎，地面基岩裸露，圆形塔式泵房直接放在基岩上，基础处理后无开挖，钢混现浇成塔。塔式泵房位于淹没区内。控制室，配电室布置在岸坡以上，泵房和控制室等由栈桥与泵房连接，栈桥兼具施工工作桥和运行维护管理工作桥，泵房内检修层、栈桥，岸坡上控制室等均设计在校核洪水位以上。泵站直接在淹没区内取水。距离在建道路砂石料场2.6 km即本方案对比段管线长度2.6 km，施工时泵站进场道路可完全利用进出拦河闸枢纽施工道路，进一步修建成永久进站道路。本方案取水方面有优势，征、占地面积较小。缺点：陡峭的岸坡较大影响了控制室的布置，控制室场地平整工程量较大，进出泵站道路及施工难度均较大，塔式泵房塔身壁厚设计厚度1m，需要考虑抗浮稳定及塔身较好的防渗处理。冬季结冰时，冰层冻胀对塔身和栈桥桥墩的影响极大，以及冬季冰雪极大地增加对往返于控制室和泵房内巡检难度。

（3）C方案

本方案泵站位于淹没区外拦河闸对岸，泵站位置地面高程1684 m，水泵机组进水管中心高程1675.70 m。地面覆盖层较浅，泵房基础可放在基岩上。厂址为由东向西的一处较大缓坡，坡比45‰，较开敞，有利于布置泵站配电室、控制室等附属建筑物，泵站井为圆形，全为基岩开挖，井室成型后浇筑，工程量较大。夏季考虑坡面洪水影响泵站。泵站进水管道长度140 m。距离在建道路砂石料场3 km即本方案对比段管线长度3 km，泵站进场道路需新建1.15 km。本方案在泵站布置有优势，后期运行管理、泵站维护中有较大便利，建设期和运行管理期就就近利用在建省道，施工道路和永久进站道路长度短。缺点：输水管线长，征、占地多，对施工进度有一定影响。

三个方案针对站址的几个方面:取水方便程度、进水管长度，输水管线长度、进站道路长度，施工难度，冬季冰雪天气对泵站结构影响及运行管理维护多方面进行了对比，见表2。

经比选：B方案水池左水域内建塔式泵站时，工作桥排架存在易受冻胀破坏安全隐患，且极易出现冬季出行工作桥行走困难的问题，同时水下运行管理难度加大。C方案在水池右岸拟建岸坡井式泵站结构，距离挡水设施较远，两侧管理难以协调，同时，施工工作面受布置受场地限制，又要求大开挖进水管槽，施工强度较大。A方案从供水安全保障方面、施工难易程度方面以及后期管理方面，都有明显优势。

3 结论

通过从泵站布置、结构复杂程度、运行管理条件及施工等方面对三个方案进行对比，方案A在厂区布置有很大优势，可与拦河闸挡水设置统一布设，便于布设施工道路及设置后期运行管理措施，输水管线短，后期运行管理、泵站维护中有较大便利。选择A方案，即：拦河蓄水区左岸坡设置井式泵站，为本次工程使用方案。

与二级泵站相比，一级泵站在配套人员管理、泵房面积、输电线路、进站道路、工程征地和投资方面具有显著优势，选取一级供水方案。