潛水泵在河道范圍內(nèi)建設(shè)泵站中的應(yīng)用

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潛水泵在河道范圍內(nèi)建設(shè)泵站中的應(yīng)用      摘要：通過對傳統(tǒng)泵型和潛水泵在河道范圍內(nèi)建設(shè)取水泵站的比較，表明潛水泵站具有工程造價低、安裝與運行維護簡單、管理方便、占用河道過流面小等優(yōu)點，對類似工程具有一定的借鑒意義。 關(guān)鍵詞：河道范圍 潛水泵 自動耦合裝置  矩形井筒結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)  1 工程概況  鼎湖區(qū)永安自來水廠取水泵站位于西江下游的肇慶市景豐聯(lián)圍赤頂段，樁號30+250處的西江河灘地上，泵站處的堤頂高程為12.914m，河灘地面高程為7.30m；泵站距離堤腳邊30m，距離取水頭部入水口46m。泵站下部采用鋼筋混凝土矩形井筒結(jié)構(gòu)，地上部分采用開敞式框架結(jié)構(gòu)，泵站安裝三臺潛水泵，日供水量為6萬m³/d，泵型為400WQ1500-22-132，單機流量為1500m³/h，揚程為22m。三臺潛水泵的出水口各自單獨通過閘閥與一條DN800輸水管相連，輸水管沿外坡堤向下游鋪設(shè)，在樁號31+665處采用虹吸管的形式穿過堤圍，將水輸送至水廠作凈化處理。               2 水文、地質(zhì)情況 2.1 水文 根據(jù)西江高要水文站多年實測資料統(tǒng)計，西江多年平均流量為7010m³/s，歷年平均最大流量為10300m³/d，最小流量為3390m³/d；西江水位的變化與徑流量的變化相一致，泵站處多年平均水位為2.2m（珠基，下同），最高年平均水位為3.33m,最低平均水位為1.32m,歷年最低水位-0.45m, 歷年最高水位12.55m,大部分年份的最高水位與最低水位之差都超過10m，水位變化比較大。 2.1 地質(zhì) ① 表土：厚0.4～０.5m，灰黃色，以粉質(zhì)沙土為主，松散。 ② 粘土：以黃色、深黃色為主，硬塑，粘性好，具韌性，分布連續(xù)，厚度7～８m，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=210 kpa。 ③ 粉質(zhì)粘土：以黃色為主，含少量細(xì)沙，濕潤，飽和，粘性較好，可塑狀態(tài)，中等壓縮性，厚度9～10m，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=200 kpa。 3 泵房形式的選擇 由于泵站處的水位變化較大，泵房內(nèi)機組臺數(shù)不多，從地質(zhì)條件和泵站所處的位置上考慮，本工程設(shè)計了兩個方案。 3.1 方案一  采用圓形干室型泵房 為了保證泵站在汛期能夠安全運行和設(shè)備的正常維修、更換，同時考慮到泵站是建在河道內(nèi)，在水位高于7.0m時，會對西江的行洪產(chǎn)生影響，故采用圓形干室型泵房，可使水流平順。設(shè)計泵房內(nèi)徑10m，地下部分壁厚800mm，地上部分壁厚500mm，泵房內(nèi)地面高程為-2.0m，底板厚2m。泵房內(nèi)安裝三臺離心泵，單機流量Q=1350m³/h，內(nèi)設(shè)樓梯、吸水井、集水井和照明、通風(fēng)、排水等設(shè)備，泵房在高程13.8m處通過寬3m的棧橋與堤圍相連。本方案工程總投資達(dá)226萬元。 本方案是目前較常見的一種取水泵房，有著比較成熟的操作、管理經(jīng)驗和技術(shù)水平，但由于整個泵房要承受水位變幅達(dá)13m，需要通過加大泵房筒壁和底板的厚度以增加自重，來解決泵房的抗浮問題，從而增加了基礎(chǔ)的開挖深度，加大了施工難度，延長了施工工期，增加了泵房的投資。 3.2方案二   采用潛水泵房 根據(jù)實際情況，泵房立面分上、中、下三部分，總高為10.2m(不包括泵房下部)。利用潛水泵潛入水中運行的特點，泵房下部建成鋼筋混凝土矩形井筒結(jié)構(gòu)，露出地面0.4m，外形尺寸為9.1m×4.0m，筒壁及底板厚度均為0.5m，井筒內(nèi)板高程為-1.5m；中部為混凝土框架；上部為檢修操作間以及與堤圍相連的棧橋，棧橋高程13.0m，寬3.0m，檢修操作間凈高5.0m。此時的泵房下部結(jié)構(gòu)實際上是一個吸水池。池內(nèi)安裝潛水泵基礎(chǔ)三個，潛水泵均可通過自動耦合裝置與泵基相連。本方案工程總投資達(dá)135萬元。 本方案與方案一相比，其泵房平面尺寸大為減少，結(jié)構(gòu)簡單，土建工程量少，可縮短工期，泵房不存在抗浮問題；同時本方案基本上不影響西江河的行洪，即基本上不減少河道的過流斷面，因此，工程項目在報批時，容易獲得水行政主管部門的同意。因此，本工程采用潛水泵方案。 4 采用潛水泵站的優(yōu)越性  （1）節(jié)省工程投資、項目審批容易。近年來，在河道范圍內(nèi)建設(shè)取水泵站，已較多地采用潛水泵替代原常用的干室水泵。潛水泵的基建投資少，合理布置的潛水泵站可節(jié)省基建投資35%左右，同時可節(jié)約泵站占地面積。潛水泵站的地面以上部分結(jié)構(gòu)簡單，地面至最高水位之間采用架空的框架結(jié)構(gòu)時，其阻水面積很小，基本上不會影響河道的行洪，在報批水行政部門時，容易獲得其批準(zhǔn)。 （2）安裝拆卸、維修保養(yǎng)方便。潛水泵站使用的潛水泵是機電一體化產(chǎn)品，且均在水中運行，具有結(jié)構(gòu)緊湊，相對體積小，重量輕，節(jié)約資材；采用自動耦合式安裝時，可以很方便地對其進行安裝和拆卸；其主要特點是：水泵安裝時，在重力作用下，潛水泵沿著導(dǎo)管滑至出水管座，耦合架和出水管座配合斜面楔緊，泵和出水管座密封面緊密貼合，完成自動耦合安裝。拆卸時，只需將水泵吊起，水泵就可自動與出水管座分離。水泵的安裝和拆卸不受河流水位變化的影響。 （3）改善運行條件、便于實現(xiàn)自動化。潛水泵在水下工作和輔機少的特點，使其排放的熱量和噪音少，因面改善了廠房和控制室的溫度、通風(fēng)和采光條件；機組開停機操作和保護在為簡單，有利于對泵站實現(xiàn)遙控和自動控制，減輕了工人操作管理的強度。 （4）縮短施工周期，加快施工進度。潛水泵為整體結(jié)構(gòu)，并采用自動耦合裝置，現(xiàn)場安裝方便、快捷；同時，潛水泵結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少，水工結(jié)構(gòu)簡單，可以縮短施工周期，加快施工進度；可以在非汛期將工程施工完畢，避開水行政部門要求在汛期不準(zhǔn)在河道范圍內(nèi)施工的有關(guān)規(guī)定，以免影響工程進度。 5 結(jié) 語     在河道范圍內(nèi)建設(shè)取水泵站，利用潛水泵自耦安裝與水下運行的特點，是適應(yīng)取水水位變幅較大的新型取水方式。與采用傳統(tǒng)泵型的干室泵房相比，可有效地降低工程量和投資，具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝管理方便，占用河道過流斷面小等優(yōu)點，對在河道范圍內(nèi)建設(shè)取水泵站的類似工程具有一定的借鑒意義。