丁家杰

【摘 要】近年來，隨著氣候的異常變化，全國各地多個城市極端降雨現(xiàn)象頻發(fā)，造成城市內(nèi)澇狀況屢見不鮮，對城市交通產(chǎn)生了巨大的影響，打亂城市的正常生活秩序，情況嚴重的地區(qū)不僅造成了人民財產(chǎn)的極大損失，甚至出現(xiàn)了人員傷亡的現(xiàn)象，政府面臨著前所未有的壓力。本文就地下式雨水泵站設(shè)計進行探討分析。

【關(guān)鍵詞】雨水泵站；優(yōu)化設(shè)計；注意問題

引言

眾所周知，雨水系統(tǒng)設(shè)計遵循高水高排、低水低排、分散排放、重力流自排的原則。遇特殊地形，雨水系統(tǒng)難以自排進人河渠時，通常在雨水管網(wǎng)的終端設(shè)置雨水提升泵站，將雨水抽排人受納的河渠。

一、設(shè)計資料收集

在我國，工廠雨水泵站及排出管的位置可以設(shè)在廠區(qū)內(nèi)，也可以設(shè)在廠區(qū)外。市政雨水泵站位置應(yīng)根據(jù)市政規(guī)劃及設(shè)計需要而定。在雨水泵站及排出管的位置確定后， 以 1：500 或 1：1000 的比例測量廠站的地形，并提出鉆探深度及征地要求。其測量范圍應(yīng)根據(jù)泵站及附屬構(gòu)筑物所需占地面積的大小而定，一般不宜小于泵站面積的四倍。而對雨水管及泵站排出管的測量范圍可以采用沿管道中心線兩側(cè)各 20～30m。

雨水泵站設(shè)計前還應(yīng)注意的另兩個主要因素是：準確的設(shè)計計算降雨強度；雨水排出口處的河、渠水文資料的可靠性、準確性。否則整個設(shè)計將建立在不可靠的基礎(chǔ)上，從而造成浪費。如某國外設(shè)計單位對洛陽澗河及洛河的水文地質(zhì)資料了解不深入、不準確，該雨水泵站建成四十多年以來從未使用過，雨水一直從岔道排走，造成了不應(yīng)有的浪費。

二、工藝流程

目前我國工廠及城市雨水泵站流程一般都采用以下方式：

雨水干管→格柵間→進水管→雨水調(diào)節(jié)池→雨水泵站→水泵壓力出水管→出流井（或緩沖池）→排水管（渠）→出口翼墻（有時還設(shè)有防洪閥門）→水渠→河流或海洋。

以上流程并不是一成不變的，可以根據(jù)每個地區(qū)的具體情況合并或減少。如格柵間、雨水調(diào)節(jié)池均可設(shè)在雨水泵站內(nèi)，合并成一個構(gòu)筑物。如遇高潮位及洪水位時，可設(shè)計成岔道，當中低潮位（中低洪水位）時自流排入水體，而在高潮位（高洪水位）時，用水泵將雨水排入水體。一般雨水泵站的平面布置比較緊湊，排水量大，故多采用軸流泵。這樣一來，設(shè)置格柵時，除了要考慮便于清理外，還應(yīng)使進水穩(wěn)定，不要造成漩渦，保證水泵在高效段運行穩(wěn)定。

三、雨水量的計算

雨水量的計算要求準確，過大會造成浪費，過小會造成事故。如北京東郊某廠，由于設(shè)計計算降雨強度偏低，造成 13000m2的廠房被淹，積水深達 0.3m使該廠全面停產(chǎn)。雨水泵站的設(shè)計水量應(yīng)和全廠或城市雨水管網(wǎng)的設(shè)計同時進行，必要時應(yīng)考慮發(fā)展，設(shè)計時，除了根據(jù)廠區(qū)及城市雨水排水總干管的設(shè)計流量來進行設(shè)計外，還應(yīng)用全部管網(wǎng)處于壓力流時的流量來校對。同時應(yīng)考慮以下因素：廠區(qū)或城市的地形及廠區(qū)或城市是否允許短時間內(nèi)積水；降雨量是變量，雨水量波動較大，設(shè)計時應(yīng)考慮初雨、小雨、中雨及暴雨的雨水水量的排除；廠區(qū)或城市雨水管網(wǎng)中都有一定數(shù)量被污染的廢水排入。如排入的生產(chǎn)廢水量不超過雨水量的 8%，設(shè)計時可不考慮。如大于雨水量的 10%，設(shè)計流量則應(yīng)包括該流量。

四、雨水泵的選擇

國內(nèi)大、中型雨水泵站，大多選擇軸流泵。據(jù)了解，上海地區(qū)雨水泵站多年運轉(zhuǎn)情況是，泵站中雨水泵的運轉(zhuǎn)時間一般為 1 h 左右， 最長時間也不超過3 天，而一年內(nèi)水泵僅在雨季運轉(zhuǎn)，故一般不考慮經(jīng)常電費。但必須保證所選用的每臺水泵在任何情況下都能及時運轉(zhuǎn)，在地面不積水的原則下，水泵運轉(zhuǎn)時間宜長。為了適應(yīng)雨量變化的要求，雨水泵宜選擇多臺大、中或中、小型水泵組合，建議采用設(shè)計雨水量的 1/2、1/3 及 1/4 的組合。其中兩臺或一臺小泵宜選用無極變速電機或可調(diào)整葉片的軸流泵，使水泵可以利用電機變速或調(diào)整葉輪角度來調(diào)整水量，以便減少水泵臺數(shù)，使水泵使用率提高，運轉(zhuǎn)靈活，并可節(jié)約投資。

由于雨水泵流量大、功率高，故雨水泵站（包括土建及配套電器和設(shè)備、道路等）的一次投資高。建議所選用的雨水泵不得少于 2 臺，也不宜多于 5 臺。當雨水泵的流量確定后， 還要確定水泵的揚程。每臺泵單獨運轉(zhuǎn)時，有一定的啟止水位。如需另一臺泵參加運轉(zhuǎn)時，則另有啟止水位。雨水泵的啟動及停止一般是按積水深度來確定的。故第一臺水泵及第二臺水泵之間應(yīng)有不同的啟止水位，但啟動及停止水位差不宜過大，通常在 0.3～0.6m之間。雨水泵揚程應(yīng)根據(jù)水泵第一次啟動水位與壓力出水管標高差再加上所需的自由水頭和局部阻力來確定，并應(yīng)用水泵停止水位來復(fù)核。

如果降雨歷時短而雨水徑流量集中，這時雨水管內(nèi)易形成壓力流，那么所選雨水泵的臺數(shù)宜少，泵的流量大，否則，所選雨水泵的臺數(shù)宜多一些。單臺雨水泵的流量宜小一些。在選擇雨水泵的數(shù)量時，除了按設(shè)計流量考慮外，尚需考慮初雨及非暴雨的雨量的排除。水泵宜選用同一型號。當水量變化較大時，應(yīng)考慮水泵大小搭配，但型號不宜過多，或采用可調(diào)速電機。不設(shè)備用泵。當有條件設(shè)置一定容量的雨水調(diào)節(jié)池時，可適當減少水泵數(shù)量。

五、雨水泵站設(shè)

雨水泵站應(yīng)根據(jù)選用水泵的型號及規(guī)格，設(shè)計成干室淹設(shè)式。如水泵臺數(shù)為 3 臺及 3 臺以下，應(yīng)采用圓形，如水泵臺數(shù)超過 3 臺，則宜采用矩形。水泵站內(nèi)集水池的有效容量的計算應(yīng)從全部水泵中的最低啟動水位計算到所有水泵中的最高停止水位。但不得小于全部水泵 1 分鐘的流量。如有生產(chǎn)廢水排入雨水泵站，則集水池內(nèi)應(yīng)考慮防腐措施。電機間的標高應(yīng)高于最高水位 0.5 m以上。集水池底標高根據(jù)水泵樣本和吸水喇叭口的要求確定。水泵壓力出流管在穿墻時應(yīng)水平設(shè)置，并予埋套管，同時考慮減小轉(zhuǎn)動軸不平穩(wěn)而產(chǎn)生的應(yīng)力。應(yīng)采用柔性接頭。水泵間除考慮水泵的布置外，還應(yīng)考慮設(shè)置小泵排水，檢修場地。

六、地下式雨水泵站設(shè)計中值得注意的問題

地下式泵站因?qū)⒆兣潆婇g、格柵間等均設(shè)置于地下，應(yīng)選用性能可靠、運行穩(wěn)定的設(shè)備，以盡可能減少設(shè)備維修的工作量。

必須安裝臭氣處理設(shè)施。目前，在國內(nèi)真正實現(xiàn)嚴格的雨、污分流的地區(qū)極少。

地上式雨水泵站因進水簾格井升至地面上，環(huán)境空氣擴散條件較好，產(chǎn)生的臭氣較易擴散。地下式雨水泵站因進水簾格井位于地下空間，空氣擴散條件差，H2S、CO等有害氣體易積聚， 為保護泵站管理人員的安全、降低酸性氣體對設(shè)備的腐蝕程度，必須保證地下空間內(nèi)的空氣質(zhì)量。

在地下的格柵間、污水截流泵房等處須設(shè)臭氣處理設(shè)施。

位于地下的格柵間與變配電間、風(fēng)機房應(yīng)完全分開，并單獨設(shè)置出入口，以免格柵間內(nèi)產(chǎn)生氣體腐蝕電氣設(shè)備。應(yīng)盡量提高沉井內(nèi)部的電纜預(yù)留孔標高。建議電纜敷設(shè)采用"上進上出"的方式，以確保變配電間、風(fēng)機房等生產(chǎn)用房的安全性。建議選用電機位于頂端的移動懸吊葫蘆抓爪式格柵除污機，并盡量提高格柵間內(nèi)的配電箱、控制箱等的防護等級，最好采用 IP68。從而保證即使在超標暴雨、集水井水位超過地下一層平臺的情況下，格柵除污機等設(shè)備也能正常工作。要根據(jù)所選設(shè)備對檢修的不同要求，分別考慮不同設(shè)備的檢修面。雨水泵、變壓器等大型、較重、檢修幾率較小的設(shè)備可考慮采用汽車吊裝的方式，為此，泵站道路設(shè)計中應(yīng)考慮汽車吊設(shè)備的進出；對于變配電間、風(fēng)機房內(nèi)如控制柜、配電柜、風(fēng)機等設(shè)備，可通過設(shè)備吊裝孔上所安裝的電動葫蘆進出。拍門、污水泵等重量較輕的設(shè)備則通過手拉葫蘆進行檢修。

七、結(jié)束語

雨水泵站將傳統(tǒng)的雨水管渠上設(shè)置調(diào)節(jié)池的方法引用到泵站設(shè)計中，既可減小泵站設(shè)計規(guī)模，節(jié)省基建投資和運轉(zhuǎn)費用，同時又能提高水泵利用率，延長水泵使用壽命。

參考文獻：

[1]冀偉江，紀碩，邢芳芳.全地下式多功能雨水泵站的工藝設(shè)計[J].冶金動力.2014（02）

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