发布时间：2022-10-05 10:06 热度：
摘要：本文主要对南渡江河口段左岸防洪工程海口段排涝泵站设计进行了探讨，可供参考。
关键词：防洪工程;设计原则;水泵选型;泵房规模
Abstract: this paper mainly to the NaDuJiang estuary section of flood control works on the haikou period of draining pump station design was discussed, and the available for reference.
Keywords: flood control projects; Design principle; Water pump selection; Pump room size
中图分类号：TV87 文献标识码：A 文章编号：
前 言
南渡江河口左岸海口段防洪工程已于1999年9月动工兴建并已全部建成受益。海口市的防洪能力达到100年一遇的标准，解决了外洪的威胁，避免了洪潮灾害。但由于大堤以西市区地形比较平缓，地面高程平均为3m(国家85高程，下同)左右，已修建的滨江路的路面高程也在3m左右，最低标高为2.665m。当外江洪水位或潮水位高于堤内地面高程时，必须关闸挡水，堤内的来水无法自流排放，必然出现严重的内涝。因此，在解决外洪威胁的同时，必须同步解决内涝问题。海口市政府部门着手建设南渡江河口段左岸防洪工程海口段排涝泵站是非常必要的。只有这样，才能充分发挥防洪工程的整体效益。
本次工程新建排涝泵站有国兴泵站、流水坡泵站和山内村泵站，本次仅针对国兴泵站进行浅论，
1、海口市排涝现状及排涝计算
1.1排涝现状
海口市由于堤防工程不完善，标准低，不少地方甚至没有防洪堤。当台风暴雨发生时，受洪水影响，在有防洪闸的部分，如海甸岛、新埠岛及山内村附近只能关闸待机排水，待南渡江及琼州海峡低水位(潮位)时，部分排水。南渡江的河口溪两侧尚未形成成片发展区，目前坑塘仍可以调蓄，在南渡江水位低于河口溪河道水位时，可以自流至南渡江排洪;当南渡江洪水水位高时需下闸防倒灌，堤内洼地只能待机排水。1996年9月18号强台风期间，因受南渡江水位影响，关闸待机排水，沿河地区淹水深度约达0.5m左右。
1.2城市排涝计算
2、设计原则及范围
2.1充分调查研究，找出存在的问题及其原因。
2.2充分利用现有设施，全面完善系统，合理分期实施。
2.3按照可研报告批复文件确定的方案及工程规模，进一步优化管渠和泵站的施工方案、泵站总平面布置，尽可能减少施工对环境的影响。
2.4既重工程设施，又重运行管理，治理方案要有可靠的工程设施保证，又要有可行的运行管理办法。
2.5注重环保及节能要求。
2.6充分利用先进技术及设备，提高自动控制及管理水平。
2.7优化设备选型，力求技术可靠、经济合理。
3 、泵站站址
泵站选址应根据《海口市城市总体规划》和《海口市中心区城市防洪规划》，结合地形、地质、排涝区、对外交通、工程占地、施工、管理等因素，综合比较选定在排水干道尾端。根据规范，国兴泵站(1#)占地面积控制指标为0.6～0.8 m2/(L·s)，占地面积为5640～7520m2，建议本次工程平面尺寸为BxL=37mx45m，占地为1665m2，位于国兴大道北侧，滨江西路A、B道之间的绿化带下，海南省省委东门的正出口方向北侧约360m。其中距A道路缘石约为20m，距B道路缘石为35m，A、B道之间路面高差约为3.6m。
4 、泵房设计
4.1水泵选型
水泵选型主要是根据扬程和排涝流量确定水泵的类型、型号和配置台数等。由于电动机、传动方式、辅助设备和泵站建筑物的设计布置以及泵站的经济运行都是以水泵选型为依据的，如选型不合理不仅会增加工程投资和泵站的能耗及运行费用，而且会降低水泵的运行效率。因此，对于水泵的选型必须十分重视。
(1)水泵选型的基本原则：
必须满足设计的最大排涝流量和工作扬程;水泵应在高效工作范围内运行;
选取的水泵在长期运行中，能保持较高效率和较低能耗，且运行稳定，费用较低;
按所选的泵型和台数设计的泵站，其工程投资相对较少;
在各种设计工况下，水泵机组均能安全运行，并不出现气蚀、振动和超载等现象;
便于安装、维修和运行管理。
(2)水泵类型
根据本泵站低水头运行的特点，适用的水泵主要有立式轴流泵、立式潜水轴流泵和贯流泵等三种泵型。现从泵站建设、运行和管理等方面对上述三种泵型进行比较。
三种泵型优缺点比较
水泵类型优点缺点
卧式轴
流泵水下运行、噪声较低;泵机一体，水平同轴布置。土建占地大，结构复杂，投资大。
立式轴
流泵结构简单，由于其电动机安装位置高，电动机防潮问题易于解决，泵站电机层布置整洁;土建结构相对立式潜水轴流泵复杂，投资较大。
立式潜水轴流泵电机与水泵构成一体，结构紧凑，无需在安装现场进行复杂的找正、对中7B49装配工序，安装相对简单、快捷;水泵运行时，水流从电机周围通过，故电机冷却条件好，噪声也低。土建结构相对简单。检测维修较立式轴流泵麻烦，
根据本次工程泵站的运行特点并经综合比较，本设计推荐采用立式潜水轴流泵。
(3)水泵扬程
国兴泵站(1#)规模如前述Q=9.40m3/s，选用3台水泵，则，每台水泵扬程计算如下：
泵前水位(停泵水位)0.765m，南渡江水位按百年一遇洪水位为6.045m，出水管管中心标高为6.345m，因此水泵设计总扬程计算如下：
水泵总扬程：H≥h1+h2+h3
h1—出水管沿程水头损失(m)，则：
h1=iL=0.0035x100=0.35m;
h2—压力管最高水位与水泵最低工作水位之差(m)：
h2=6.345m-0.765m=5.58m;
h3—局部水头损失，经计算h3=1.109m;
水泵设计扬程H= h1+h2+h3 =0.35+5.58+1.109=7.04m。
国兴泵站(1#)内设3台900ZQ-75D潜水轴流泵型，叶片安装角度为+4.0°，单泵参数为Q=3025～3192～3362L/s，H=7.96～6.99～6.28m，n=490r/min，电机功率N=315kw，轴功率287.8～261.2～252.4 kw，效率82.0%～ 83.7%～82.0%。
在实际工作中水泵工作台数可根据实际排水量组合调整。
机泵大修在泵房4.765m平台上进行。
5、泵房规模的确定
5.1泵房
排涝泵站泵房形式均采用湿式矩形泵房，泵房由格栅、集水间和水泵间两部分组成。集水间格栅栅条间隙采用80mm，雨水过栅流速采用0.6～0.8m/s，格栅安装角度采用75°，国兴泵站(1#)设3套格栅，每套格栅有效宽度、有效长度均为3.0m，截流在格栅上的杂物采用机械清除，每套格栅各设单独的清除系统。格栅除污机耙出的杂物装到除污车中运出站外。
国兴泵站(1#)泵房及格栅间总平面尺寸为B×H=17.20m×10.100m，地下部分深H=6.20m。
5.2泵房格栅间净空高度确定
泵房格栅间净空高度H= h1+f+c+l+ h2(m)
式中 h1-单轨吊车工字钢的高度(m);
f-工字钢底部至吊钩的高度(m);
c-起重绳的垂直长度(m);
l-闸门板的高度，取2m;
h2-吊起物底部与泵房平台的距离(一般不小于0.2m，取0.5m)。
根据闸板和MD12-12型小车型电动葫芦参数表，格栅间净空高度不小于H=5310mm，即格栅间平台高度为4.765m，梁底标高不小于10.075m。
5.3泵房检修间净空高度确定
泵房检修间净空高度H= h1+hmax+ h+ h2+ h3+ h4(m)
式中 h1-双轨工字钢的高度(m);
hmax –双轨工字钢至工字钢轨道梁底部的高度(m);
h-工字钢轨道梁底部至吊钩的高度(m);
h2-起重绳的垂直长度(m);
h3-水泵的高度(m);
h4-吊起物底部与泵房平台的距离(一般不小于0.2m，取0.3m)。
根据水泵和LX型电动单梁悬挂起重机参数表，检修间间净空高度不小于H=6700mm，即检修间平台高度为4.765m，梁底标高不小于11.465m。
5.4泵房进水方沟
本次设计考虑从滨江西路国兴排出口段雨水方沟引入泵房进水方沟，方沟断面和坡度与排出口段雨水方沟一致，断面BxH=4400x2000，坡度i=0.001，采用钢筋砼材料。进水方沟水力计算如下：
当最大流量时(设计流量)：
BxH=4400x2000， i=0.001，v=1.45m/s，实际流量Q=12.92m3/s;
根据地勘报告，雨水方沟基本作用在②粗砂(Q4al)上，局部作用在①杂填土(Qml)上，沟槽基础处理采用200mm碎石，200mm中粗砂找平。
5.5集水池容积
本次设计泵站集水池含进水前池和格栅间，面积约为152 m2，有效水深为H=1.1m，则集水池有效容积为V=182x1.1=167.2m3。
最大一台水泵30s的出水量Q=3.13x30=94m3;
根据规范，集水池容积不应小于最大一台水泵30s的出水量，因此，根据以上计算，集水池容积满足规范要求。
5.5泵房出水管道
本次设计管材采用钢管，主要是钢管施工简单，施工期短。
国兴泵站(1#)出水压力管采用三根钢管，公称直径为DN1400，外径为1420mm，壁厚δ=12mm，出水管水力计算如下：
当最大流量时(设计流量)，每根出水管：
Q=3.13m3/s v=2.01m/s i=3.50‰
泵站出水压力管穿防洪堤排入南渡江，钢管采用内外壁均需防腐，焊接接口，砼满包基础。
原滨江西路施工时，已预留穿滨江西路段泵房出水管，采用钢管，管道公称直径为DN1200，但本次设计选址已经偏移，原已预埋该段泵房出水管不能利用，新增出水管需顶管穿滨江西路。
5.6出水口
国兴泵站(1#)出水压力管管径DN1400，出水管管中标高为6.345m。
为防江水回灌，保护滨江西路片区附近居民的生命财产安全，管道出口端需设拍门，以增加安全性能。
5.7出水池
出水池的布置应根据站址、出水管线及防洪堤布置情况选择，出水池要满足池内水流顺畅，稳定，水力损失小的要求。泵站出水管道出口均布置在防洪堤顶以下约0.6m处，属于自由出流。为了消除水流对防江堤外坡脚的冲刷，使水流能平衡顺畅的与外江水位相衔接。在防洪堤外坡脚处建筑出水池。根据水力计算，泵站出水池尺寸如下：
国兴泵站出水池，跌坎高5.7m，出水池宽度15m，池深1m，池长10m。
出水池四周结构为浆砌石挡土墙，墙高5.67m～8.49m，墙顶宽度0.5～1.0m边坡1：0.6，池底为厚0.9m的砼。
为了使出水池中的水流畅地排入江中，各泵站出水池均需修建尾水渠，根据地形、地质情况及水力计算成果，泵站尾水渠尺如下：
国兴泵站尾水渠为梯形断面，长度45.2m，底宽为8m，边坡系数为1.5，水深1m，比降1/400，渠底高程由1.045m降到地面高程0.935m。渠道底及边坡采用砌石护底，尾端为抛石护底。
5.8钢管防腐
所有钢制管件及构件在安装前或安装后必须进行防腐处理。防腐施工前应对管构件进行预处理， 清除工件表面油污，尘土，焊渣，浮锈，达到干净无污，除锈标准达Sa2.5级。处理后进行涂层检测，电火花试验3Kv。
(1)外露大气或水中的钢制管件及构件采用外涂IPN8710-E3高分子防腐涂料，加强防腐处理，做法为一布三油。平均用量应大于0.85KG/m2。漆膜厚度：湿180μm，干130μm。
(2)埋地钢管内防腐采用IPN8710-H3高分子防腐涂料法，加强级防腐，作法为一布三油。涂料平均用量应大于0.85Kg/m2。漆膜厚度：湿180μm，干130μm。
(3)埋地钢管外防腐采用D97-2厚浆型环氧煤沥青防腐涂料，加强级防腐，作法为二底二布三面。涂料平均用量为1.4～1.6Kg/m2。漆膜厚度：湿650μm，干550μm。
6、泵站附属建筑
根据排水工程建设标准，泵站需设置高、低压变配电房、柴油发电机房、维修、仓贮、管理、值班休息用房等。
上述用房合建为附属建筑物，总面积均为223.35m2。
7、结 语
通过上述工程实例介绍，说明随着海口市城市化、城镇化进程的加快，原没有排涝泵站的城市已严重制约了城市的发展，急需新建一批排涝泵站，以提高城市的排涝减灾能力。本次工程新建排涝泵站有国兴泵站、流水坡泵站和山内村泵站，本次仅针对国兴泵站进行浅论，谨供同行们参考、指正。
