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        齊齊哈爾江西泵站(阿倫河)形式探討

        2015-03-27 03:26:40王吉永
        黑龍江水利科技 2015年12期
        關(guān)鍵詞:泵房護(hù)岸水池

        王吉永

        (齊齊哈爾市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,黑龍江 齊齊哈爾161006)

        1 概 況

        江西泵站位于齊齊哈爾市梅里斯達(dá)斡爾族區(qū),由10 座泵站組成,均為灌溉泵站。即江西泵站、西地房子泵站、阿倫河泵站、西臥泵站、沿江泵站、音欽泵站、雅爾塞泵站、鮮明泵站、齊齊哈泵站和樺木泵站。

        總裝機(jī)臺(tái)數(shù)77 臺(tái),總裝機(jī)容量6 320 kW,總設(shè)計(jì)流量56.7 m3/s。依據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》和《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》,江西泵站更新改造工程等別為Ⅱ等,泵站規(guī)模為大(2)型[1]。

        本次設(shè)計(jì)的阿倫河泵站址位于東臥牛吐堤5+036 迎水側(cè),距三道江引水口688 m。進(jìn)水池底板頂高程至地面高差5.1 m,裝機(jī)功率800 kW,設(shè)計(jì)流量7.79 m3/s,泵站等級(jí)Ⅳ等,設(shè)計(jì)防洪水位20 a一遇,校核水位50 a一遇。

        由于泵站離嫩江主槽很近,同時(shí)泵站形式的選擇對(duì)工程造價(jià)和施工的難易程度影響很大,因此,對(duì)阿倫河泵站的形式初步選用框架式樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和箱體式結(jié)構(gòu)進(jìn)行方案比較。

        2 泵站形式比較

        泵站的比選型式分為框架式樁基結(jié)構(gòu)和箱式結(jié)構(gòu)[2]。

        2.1 框架式樁基結(jié)構(gòu)

        2.1.1 護(hù)岸

        引渠取水口兩側(cè)分別設(shè)護(hù)岸,共304 m。護(hù)岸的護(hù)腳底高程在水流平順段一般護(hù)至坡度為1∶3 ~1∶4的緩坡河床處,但深泓逼岸段護(hù)岸至深泓線。護(hù)岸在高程150.16 m 處設(shè)置2 m 寬戧臺(tái),戧臺(tái)為格賓石籠結(jié)構(gòu),從上到下依次為格賓石籠40 cm、拋石、礫石墊層20 cm、無紡布一層,到岸腳平段5 m。

        戧臺(tái)以上為干砌石結(jié)構(gòu),從上到下依次為干砌石30 cm、礫石墊層20 cm、無紡布一層,護(hù)岸頂高程151.80 m 設(shè)2 m 平段,干砌石護(hù)岸底設(shè)100 m×100 m鋼筋石籠。

        2.1.2 引渠

        取水口和泵站進(jìn)水池之間通過688 m 引渠連接,底高程147.72 ~147.60 m,引渠底寬12 m,邊坡比1∶2.5,渠底以上2.6 m 處設(shè)2 m 寬戧臺(tái)。

        取水口端邊坡與護(hù)岸邊坡相連,靠近進(jìn)水前池一端引渠彎段彎轉(zhuǎn)半徑35 m,為防止水流對(duì)渠坡的沖刷設(shè)30 m 混凝土板護(hù)砌,從上到下依次為現(xiàn)澆混凝土板15 cm、礫石墊層10 cm、無紡布一層、砂墊層10 cm,渠頂和渠底分別設(shè)20×50 cm 混凝土封邊和40×80 cm 混凝土齒墻。戧臺(tái)處設(shè)30×60 cm 混凝土齒墻和20×50 cm 混凝土封邊。

        2.1.3 前池

        前池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),兩側(cè)邊墻為懸臂式擋土墻結(jié)構(gòu),邊墻凈高2.8 ~4.0 m,中間是鋼筋混凝土底板,底板厚0.8 m,前池底寬12 ~15.20 m,順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)16 m,前8 m 底板高程147.60 ~146.40 m,后8 m 底板高程146.40 m。

        2.1.4 進(jìn)水池

        進(jìn)水池為開敞式,布置在泵房下面,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),平面形狀為矩形,進(jìn)水池順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)8.5 m,垂直水流方向?qū)挒?5.2 m,進(jìn)水池底板為平底板,底板頂高程146.40 m,底板厚0.8 m。邊墻為懸臂式擋土墻結(jié)構(gòu),邊墻凈高4.0 m。

        為了保證水泵有良好的吸水條件,水流平穩(wěn),池中各泵之間設(shè)置隔墩,厚0.5 m,高4.0 m,進(jìn)水互不干擾,隔墩前設(shè)置攔污柵。進(jìn)水池水下容積470 m3>30 Q設(shè)。

        2.1.5 泵房

        泵房建在進(jìn)水池上面,基礎(chǔ)為框架式樁基結(jié)構(gòu),由20 根直徑0.8 m 混凝土灌注樁支撐,順?biāo)鞣较虿贾? 排,前3 排每排7 根,后1 排6 根,樁間距4.0 m、5.0 m。進(jìn)水池底板預(yù)留孔洞,灌注樁穿過進(jìn)水池底板,并設(shè)置伸縮縫。

        泵房共分3 層,分別為進(jìn)水池層、水泵安裝層、廠房層。水泵安裝在水泵層上,水泵選用4 臺(tái)潛水軸流泵。泵房上部為泵站廠房,廠房層高程155.40 m,建筑面積344 m2。

        2.1.6 交通橋

        交通橋?yàn)榻鉀Q泵房對(duì)外交通,泵房設(shè)交通橋與外界相連,交通橋長(zhǎng)16 m,寬5.0 m,板厚0.36 m,鋼筋混凝土灌注樁平板結(jié)構(gòu)。

        2.1.7 出水池

        出水池為正向出水,U 型槽結(jié)構(gòu),底板厚0.8 m,邊墻凈高3.0 ~2.63 m。前10 m 底板凈寬8.8 m,出水池與干渠之間有一逐漸收縮的過渡段長(zhǎng)6 m,底寬8.8 ~6.0 m,底板高程152.56 ~152.93 m,收縮角13.1°,詳見圖1。

        圖1 框架式樁基結(jié)構(gòu)圖

        2.2 箱式結(jié)構(gòu)

        護(hù)岸、引渠、前池、交通橋、出水池均與框架式樁基結(jié)構(gòu)的基本相同,進(jìn)水池采用U 型槽結(jié)構(gòu),邊墻凈高9 m,凈寬22.3 m,順?biāo)鏖L(zhǎng)度10.6 m。垂直水流方向設(shè)計(jì)3 個(gè)鋼筋混凝土隔墩厚0.5 m,泵房在進(jìn)水池上方,利用進(jìn)水池U 型槽做基礎(chǔ),采用箱式結(jié)構(gòu),設(shè)兩層板梁式工作平臺(tái)[3-4]。詳見圖2。

        圖2 箱基結(jié)構(gòu)圖

        表1 江西泵站兩種型式工程量比選 m3

        3 泵站的型式的確定

        兩方案地形地質(zhì)條件、建筑材料、工期、環(huán)境影響、運(yùn)行條件基本相同。工程布置大同小異,僅進(jìn)水池和泵房結(jié)構(gòu)不同。主要從3 個(gè)方面進(jìn)行比選:

        3.1 工程量方面比較

        框架式樁基結(jié)構(gòu)與箱式結(jié)構(gòu)。從表1 可知,鋼筋混凝土箱式結(jié)構(gòu)比框架式樁基結(jié)構(gòu)多6 687 m3,但造孔少598 m,框架式比樁基結(jié)構(gòu)略顯優(yōu)勢(shì)。

        3.2 施工條件方面比較

        由于泵站臨近嫩江,地下水位較高,箱式結(jié)構(gòu)的進(jìn)水池基礎(chǔ)底高程比框架式樁基結(jié)構(gòu)的要低1.6 m,增加了施工難度,故框架式樁基結(jié)構(gòu)顯優(yōu)勢(shì)。

        3.3 工程投資方面比較

        經(jīng)投資估算,兩方案投資相差不大,為29.4 萬元,箱式結(jié)構(gòu)略多,另外臨時(shí)工程方面箱式結(jié)構(gòu)由于挖深更大,需要排水臺(tái)時(shí)數(shù)更多[5]。

        3.4 方案確定

        綜合論證比較,框架式樁基結(jié)構(gòu)應(yīng)用于岸邊灌溉站具有節(jié)省工程造價(jià),施工方面樁基礎(chǔ)對(duì)施工條件要求低,特別是工程緊鄰主河道,減少開挖深度,降低了施工排水的費(fèi)用也減小了施工難度,因此,本采用框架式樁基結(jié)構(gòu),同時(shí)也為以后類似工程積累經(jīng)驗(yàn)。

        [1]齊齊哈爾市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司.黑龍江省齊齊哈爾市江西泵站(阿倫河、鮮明)更新改造工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R].齊齊哈爾:齊齊哈爾市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司,2015.

        [2]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50265—2010 泵站設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2010.

        [3]水利部農(nóng)村水利司,中國(guó)灌溉排水發(fā)展中心.GB/T50363—2006 節(jié)水灌溉工程技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2006.

        [4]中華人民共和國(guó)水利部.SL482—2011 灌溉與排水渠系建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)水利水電出版社,2011.

        [5]丘傳忻.取輸水建筑物叢書:泵站[M].北京:水利水電出版社2004.

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