东莞粤海银瓶合作创新区排水系统改造升级实践

梁文深

(东莞市谢岗镇水务工程运营中心，广东 东莞 523000)

1 工程概况

1.1 工程现状

谢岗镇隶属于广东东莞，位于东莞市东部，其地势高低不平。地貌类型主要为丘陵台地、冲积平原。勘察区地势低洼，大部分为易于积水的埔田及鱼塘沟渠，镇域整个形成一个身北的漏斗状集雨区。周边地表水系发育，现境内主要河流有5条截洪渠，过境主要河流有潼湖水谢岗涌和石鼓水。截洪渠之间的区域为涝区，通过支渠与谢岗涌、截洪渠相连，通过泵站强排解决区域内涝。谢岗镇降雨主要集中在4—9月份，暴雨类型主要有锋面雨和台风雨。从降水量及过程特征分析，造成局部地区洪涝灾害的降水主要为短历时暴雨，其特点是暴雨历时短、强度大。流域洪水由暴雨形成，洪水出现时间与暴雨出现时间相一致，本区属于南方湿润地区，一般为蓄满产流，且产流量较大，洪水快涨缓落，洪水历时大多在1 d左右。为构建便捷高效交通运输体系、循环利用现代水务体系和安全可靠防灾减灾体系，东莞粤海银瓶合作创新区进行排水系统改造，解决粤海银瓶创新区雨水排涝主要渠系及主干管网问题，是谢岗镇总体规划实施的需要，也是区域地块整合利用的需要。

1.2 主要问题分析

(1)现状防洪能力不足。根据地形图，防洪岸堤与现状地面标高基本一致，堤防将园区核心地区分为四个涝区。根据水动力数学模型计算结果可知，在遭遇潼湖流域 10 a一遇洪水，同时园区内发生50 a一遇洪水时，赵林截洪渠、谢岗截洪渠、大厚湖截洪渠、黎村截洪渠洪水位均达到 11.0～11.5 m，已超过现状河堤高程，均不能满足防洪需求。

(2)河道淤积较严重。随着经济的发展和人口的剧增，建设用地需求增大，对河道进行缩窄、侵占、堵塞，废弃堰坝及岸边建筑物等造成过流断面缩窄，底泥的严重淤积，导致河道过流断面萎缩，严重影响河道的过流能力及可调蓄能力，尤其对于各截洪渠受谢岗涌洪水顶托后渠内水位较高，淤积后的河道断面必然增加防洪压力，因此针对防洪现状实施相应清淤、清障工程显得尤为必要。

(3)防洪排涝安全性较低。周边地块原本多为鱼塘，工业园的开发和建设使下垫面发生变化，调洪能力降低，使得片区洪涝灾害加重。另外，工业园建成后，片区地块的重要性将大大提高。因此，工业园的开发建设，需首先解决片区的排涝问题。项目区现有的排水系统也随着项目工程的实施被打乱，局部排渠将被填埋，洪水威胁加剧。因此，为满足片区防洪要求，建立完善的防灾减灾体系，落实水利发展规划，建设防洪排涝工程，保障片区社会经济防洪排涝安全，实施本项目是必要的。

2 排水系统改造升级措施

2.1 排水渠布置

工程采用1∶2边坡开挖，根据水力计算结果确定断面尺寸，边坡迎水面常水位以上采用草皮护坡，符合目前环保及土地利用规划要求，且每米排渠单价最小。缺点为同等排水规模下工程占地较大，在社会经济发达地区受用地条件限制，较难征地。本工程综合考虑在规划用地满足要求的情况下优先推荐采用土渠梯形断面以节省造价，在用地范围较小的区段采用阶梯式生态挡墙断面，在无法征地修建明渠位置采用箱涵断面。

2.2 新建泵站布置

2.2.1 泵站设计

泵站厂房为正面进水，厂房长轴平行于堤轴线布置，总装机容量1120 kW，装机台数4台，水泵采用立式轴流泵，单机设计排涝流量为4.1 m3/s，总排涝流量16.4 m3/s，满足设计流量、扬程要求，需占地更小，且泵站在运行时，运行更方便。采用湿室型泵房，顺水流方向长22.5 m，宽29.7 m。泵房分主厂房、副厂房、检修间、自排闸。泵房共有6跨，第一跨(顺水流方向由左往右)设闸门库及循环水池，第二至五跨设4台机组流道，第6跨为自排闸流道。自排闸净宽4 m。

根据水泵设计选型手册，两泵机组中心距最少需3.5 m，结合电气设备及楼梯、卫生间布置需要，最终确定泵房跨度均为4.8 m。泵站为湿室型泵房，主要特点是下部为湿室，即一个与前池相通的进水池。湿室不仅起着进水池的作用，同时湿室中的水重可以平衡部分水的浮托力，增加泵房的整体稳定性。泵房的结构形式为箱式湿室型，泵房三面挡土、每台水泵之间设隔墩。

泵站厂房垂直于堤线布置，厂房轮廓线距原堤内侧堤脚最近约2.7 m，厂房顺水流总长度为22.5 m。泵房按照进水方向依次分为二道拦污栅兼检修门槽、副厂房、主厂房、防洪闸。副厂房上游侧设置2.7 m长二道拦污栅兼检修门槽段。经机组间距要求计算，拟定主厂房长29.7 m，宽7.5 m，机组间距4.8 m，主厂房上部框架安装吊车梁及桥式桁车，吊车最大起重量初估160 kN。出水侧设置检修孔及防洪闸，检修孔尺寸1.2 m×1.8 m，共设4个检修孔，顶面高程11.9 m，机组水泵出口自由侧翻式拍门设于检修井内。另利用开挖弃土整平场区地面高程到9.8 m。

2.2.2 稳定性分析

根据《泵站设计标准》(GB 50265—2022)，利用泵站基底应力和泵站抗滑计算公式可计算各工况下泵房的整体稳定。在各种工况下，泵房抗滑稳定计算结果见表1。

表1 泵房抗滑稳定计算成果

从表1可见，泵房的抗滑稳定满足规范要求。

3 主体工程管控措施

3.1 水泥搅拌桩施工控制要点

水泥搅拌桩开钻之前，首先用水清洗整个管道并检验管道中有无堵塞现象，待水排尽后方可下钻。为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求[1-3]。在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制[4]。对每根成型的搅拌桩质量检查重点为水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。

为确保桩体每米掺合量以及水泥浆用量达到设计要求，每台机械均应配备电脑记录仪。同时现场配备水泥浆比重测定仪，以备监理工程师和项目经理部质检人员随时抽查，检验水泥浆水灰比是否满足设计要求。水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻，喷浆量应小于总量。水泥搅拌桩施工完成后，根据相关规范要求进行桩身质量和承载能力的检测，检测合格后方能进行上部结构工程施工。

3.2 机电设备安装控制要点

及时调整泵基础层、电机基础层与流道进口基础层三者相互之间的垂直高差及2个支座相对于基础的对称情况[5]。调整斜垫铁，校正支座水平度在0.05 mm/m以下，并使支座下表面与斜垫铁完全接触，对好中心线，然后灌浆固定地脚螺栓。

在进口密封组件上放置枕木或槽钢、工字钢及其他支撑物，不得损坏密封压盖结合面，将组装好的转子体组件安放在上面。用天车的主钩和副钩同时吊起组装好的主轴部件，用套筒螺母将泵轴拉杆与下拉杆联结好，并点焊以防松脱，然后将主轴与转子体联结紧固[5]。同时在泵支座上放置好支撑物，吊起导叶体穿过主轴放在上面。安装橡胶轴承，以定位销定位并连接好，与导叶体固定。再装好导水锥。

吊起中间接管与导叶体连接牢固，结合面涂密封胶。再吊起该组合件，撤去支撑物，放在支座上。检查中间接管精加工面的水平度，确认水平度在0.05 mm/m以内[6]。如不能满足此要求，调整斜垫铁，直至达到要求。待地脚螺栓孔内的第一次混凝土彻底硬化后，拧紧地脚螺栓的螺母，将泵支座固定[7-8]。

3.3 生态保护措施

施工期间，禁止施工人员乱砍滥伐、随意开挖。本工程破坏的植被是本地的常见物种，采取适地适树的生态学原则恢复植被。生态恢复工作在施工临时用地完工后立即进行。依据项目水土保持方案，严格落实项目水土保持措施。

施工过程中，采用先进的施工工艺及作业设备；合理控制施工强度，并尽量缩短水下作业时间，以降低水下作业对水生生态环境的影响。加强施工设备的管理和维护，杜绝泄露石油类物质以及所运送的建筑材料等，减少对水生态环境污染的可能性。

4 经济评价

4.1 经济效益评价

本工程属于社会公益性建设项目，没有直接财务收入，经济评价以国民经济评价为主，不进行财务评价，仅从正常运行的角度进行财务分析，提出维护工程正常运行的年运行管理费用来源，其计算结果见表2。

表2 国民经济评价成果

由表2可见，在折现率8%情况下，该工程的经济内部收益率均大于规定的社会折现率，经济净现值大于零，经济效益费用比>1.0。本工程在经济上是合理的。

4.2 敏感性分析

影响项目经济评价指标的主要因素是项目的费用与效益，考虑到计算期内各种投入物，产生物价格可能发生变动，预测的各种指标可能会出现误差，为此对项目费用与效益计入浮动指标，估算项目可能承担的风险，进行敏感性分析。本项目在费用和效益单项浮动10%时，各项经济指标仍能满足《建设项目经济评价方法与参数》及《水利建设项目经济评价规范》(SL 72—2013)要求，说明该项目具有一定的抗风险能力。

工程的效益主要是防洪排涝的效益，考虑到工程计算期内预测的效益可能偏小或偏大，因此按效益减少10%分析对评价指标的影响。投资变化按增加10%分析对国民经济评价指标的影响程度。在折现率8%情况下，分析成果见表3。

表3 敏感性分析成果

工程的实施解决了粤海银瓶创新区雨水排涝主要渠系及主干管网问题，促进与域内经济的可持续发展，改善居民的生活质量，工程在经济上合理，社会效益显著。

5 结 语

工程实施以后，东莞粤海银瓶合作创新区排水速度加快，在同等强度面雨量情况下，减少或免除地区积水以及由此引起的经济损失和不良的社会影响，提高了粤海银瓶合作创新区防涝抗灾能力。工程建设有利于规划区行洪排涝，减少积水阻断交通的不利影响，减轻汛期淹没损失，本次整治工程的实施，对促进谢岗经济的稳定、持续和高速发展，保护人民生命财产安全将发挥巨大作用，社会经济效益显著。