呂坤 劉兆正 蔣雯

淺析泗陽二站清污設(shè)施存在的問題及對策

呂坤 劉兆正 蔣雯

一、工程概況

泗陽二站位于江蘇省泗陽縣城東郊，與泗陽第一抽水站、泗陽節(jié)制閘及泗陽船閘共同組成中運(yùn)河泗陽水利樞紐工程。該站是南水北調(diào)第四梯級站，其主要作用是抽引二河閘下泄的淮水或北送淮陰站轉(zhuǎn)送的江水，滿足泗陽閘上游地區(qū)用水需求。

泗陽二站建于1996年，工程總投資6300萬元?？傃b機(jī)容量5600kW，設(shè)計流量為66m3/s。裝設(shè)高郵水泵廠生產(chǎn)的2.8ZLQ-70液壓全調(diào)節(jié)軸流泵2臺，單機(jī)流量33m3/s，配套天津發(fā)電設(shè)備廠生產(chǎn)的TDL325/56-40立式同步電機(jī)2臺套。采用堤身式布置，肘形進(jìn)水流道，虹吸式出水流道，真空破壞閥斷流。

二、工程現(xiàn)狀

泗陽二站清污機(jī)橋位于泗陽二站站身下游引河約120m處，清污機(jī)橋安裝有攔污柵和YLQ-III型移動抓斗式清污機(jī)。原清污機(jī)橋建設(shè)工程為江蘇省加強(qiáng)灌溉農(nóng)業(yè)世界銀行貸款項(xiàng)目，工程于1995年12月開工，1996年10月完工，1997年3月正式投入運(yùn)行。

清污機(jī)橋設(shè)計橋面高程為20.0m，共計17孔，中間9孔安裝攔污柵，每孔安裝2扇，攔污柵合計18扇，現(xiàn)狀攔污柵柵距10cm，設(shè)計水位差1.5m。

清污機(jī)橋上原安裝的YLQ-III型移動抓斗式清污機(jī)，由于設(shè)計、制造等各種原因，該清污機(jī)自建成以來一直無法投入正常運(yùn)行。2003年5月，經(jīng)協(xié)調(diào)將泗陽二站的清污機(jī)緊急調(diào)往沙集站使用,目前泗陽二站下游只剩下清污機(jī)橋土建部分和2排軌道，平時只能依靠固定攔污柵攔污擋草。由于缺少有效的清污設(shè)施，攔污柵前經(jīng)常聚集大量水草等雜物，致使攔污柵前后水位差很大，最大達(dá)2.5m以上，導(dǎo)致泵站進(jìn)水池水位達(dá)不到設(shè)計要求，存在安全隱患。

三、工程主要缺陷

1.清污機(jī)橋過高，攔污柵變形較大

主橋橋墩高度為14m，攔污柵垂直高度為14m，安裝坡度為75°，兩層搭接固定，整體變形大，柵條無法調(diào)整對齊，極易導(dǎo)致抓斗在接縫處卡死，造成翻車事故，存在重大安全隱患，建成后，操作人員不敢操作抓斗機(jī)。

2.清污橋橋面過窄，維護(hù)困難

受總投資限制，原設(shè)計的清污機(jī)橋頂總寬度僅為3.5m，長度約145m，且未設(shè)置固定起吊設(shè)施，無法使用吊車對攔污柵進(jìn)行吊裝、清理、養(yǎng)護(hù)等作業(yè)，可維護(hù)性差。

3.清污機(jī)無法正常使用

因受當(dāng)時社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平限制，原清污機(jī)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不高，且多年來運(yùn)行工況與原設(shè)計工況變化較大，現(xiàn)狀清污能力嚴(yán)重不足，沒有設(shè)置機(jī)械過載裝置，液壓剎車漏油，動作可靠性差，下降時無柵條對齊裝置，容易導(dǎo)致抓斗脫落軌道，無法正常使用。

4.柵條間距較小，阻水嚴(yán)重

單扇攔污柵寬度為6m，高度為6.4m，主次梁為20號工字鋼，側(cè)向支承為5號槽鋼，柵條為5mm×100mm，柵條間距為10cm。從抽水運(yùn)行情況來看，過流斷面偏小，柵前后水位差較大，阻水嚴(yán)重，導(dǎo)致機(jī)組經(jīng)常在非設(shè)計工況下運(yùn)行，過負(fù)荷嚴(yán)重，存在較大的安全隱患。

四、工程運(yùn)行管理中存在問題

1.由于設(shè)計、制造等各種原因，該清污機(jī)一直無法投入正常運(yùn)行

抓斗抓力小，無法對水花生等河道水生物進(jìn)行有效抓取。另外清污機(jī)橋高程較高，導(dǎo)致抓斗升降時清污機(jī)搖晃劇烈，經(jīng)常出現(xiàn)卡阻等問題，無法保證清污機(jī)安全運(yùn)行，一直處于停用狀態(tài)，平時只能依靠固定攔污柵攔污擋草。

2.攔污柵前后水位差大，降低泵站運(yùn)行效率，增加了能源消耗

機(jī)組抗旱運(yùn)行時，攔污柵前后水位差最大達(dá)2.8m（2004年6月1日曾出現(xiàn)柵前水位12.77m，柵后水位9.97m，水位差2.80m），最小也在1.8m左右，致使過流斷面減小，流態(tài)紊亂，嚴(yán)重降低機(jī)組效率。機(jī)組設(shè)計最低水位10.5m，而近年來進(jìn)水水位在9.95～10.15m，機(jī)組長期在非正常工況下運(yùn)行，振動、氣蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，對機(jī)組安全運(yùn)行造成極大威脅，存在重大的安全隱患。另外由于揚(yáng)程高于設(shè)計揚(yáng)程，泵站效率降低，功率增大，能耗增加。

3.清除攔污柵前水草，耗費(fèi)大量人力物力

由于清污設(shè)施不能正常投入使用，因此每年需安排專門人員進(jìn)行清理。開機(jī)前只能采用人工劃船打撈清污的辦法，勞動強(qiáng)度大，效率低下，對人的生命安全有很大威脅，并且很難及時將攔污柵上雜草清除干凈，特別是水下部分雜物更是無法清除。人工費(fèi)用不斷增加，清雜的投入也逐年增加。另外，為了便于清除柵條上的水草，需要減少流量或停機(jī)，也降低抽水效率。

4.清污設(shè)施改造方案

為了徹底解決泗陽二站清污設(shè)施存在的問題，改善機(jī)組運(yùn)行條件，更好地發(fā)揮工程效益，管理單位針對存在的問題，廣泛征求設(shè)計單位、設(shè)備生家廠家和科研部門意見和建議，制定了清污設(shè)施改造方案。

（1）工程總體布置依據(jù)現(xiàn)狀地形布置，將原清污機(jī)橋墩頂高程由19.20m下降至15.10m，并吊裝預(yù)制好的工作橋，保持橋面高程為16.00m，橋面寬度4.5m；安裝清污機(jī)和皮帶輸送機(jī)，同時在引河北岸新建垃圾中轉(zhuǎn)平臺，既可以將皮帶輸送機(jī)輸送過來的雜草等漂浮物利用卡車運(yùn)輸出去，同時整理引河與中運(yùn)河相交的三角地帶，改善水流條件，也美化了環(huán)境。

（2）清污機(jī)孔口總凈寬共42m，共7孔，設(shè)回轉(zhuǎn)式清污機(jī)7臺，清污機(jī)與水平面成75°角布置，設(shè)計水位差2.0m，設(shè)計過柵流速1.5m/s，設(shè)計清污能力20t/h。清污機(jī)柵條，齒耙采用不銹鋼制造，結(jié)構(gòu)件采用碳鋼制作。7臺清污機(jī)配一臺水平運(yùn)輸皮帶輸送機(jī)用于運(yùn)送污物，水平運(yùn)輸皮帶輸送機(jī)帶寬800mm，運(yùn)輸長度65m，帶速1.0m/s。雜物運(yùn)輸?shù)狡л斔蜋C(jī)的一端空地，利用垃圾中轉(zhuǎn)車將垃圾從空地運(yùn)到中轉(zhuǎn)平臺，卡車通過中轉(zhuǎn)平臺將垃圾全部運(yùn)輸出場。

（3）清污機(jī)橋南岸新增150m長混凝土路面連接場外，以備在北岸不通時，卡車可通過新清污機(jī)橋?qū)⒗\(yùn)到場外。

（4）南北兩岸堤坡分別新建3.4m寬混凝土踏步與堤頂?shù)缆废噙B，工程范圍內(nèi)安裝路燈等照明亮化設(shè)施，新建配電管理用房120m2，泵站下游引河口設(shè)攔河浮筒，便于日常管理。

五、綜合評價

清污設(shè)施改造工程實(shí)施后，泗陽二站的清污系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化，提高站前水位，較大幅度減少泵站運(yùn)行成本，提高泵站的運(yùn)行效率和安全性，也能提高了泵站的綜合效益。

1.運(yùn)行安全性

原清污機(jī)橋面高程20.0m降低至16.0m，降低了攔污柵垂直高度，減小攔污柵整體變形，且改選回轉(zhuǎn)式清污機(jī)，極大提高了工作效率及工作可靠性。增大柵間距，改善攔污柵過流條件，可有效減小機(jī)組振動、氣蝕現(xiàn)象，確保機(jī)組在設(shè)計工況、正常負(fù)荷下運(yùn)行，消除以前存在的安全隱患。

2.運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性

新安裝的回轉(zhuǎn)式清污機(jī)清污能力很強(qiáng)，整體運(yùn)行保障性高，再不需組織人工利用小船進(jìn)行撈草，減少撈草成本。

3.運(yùn)行高效性

回轉(zhuǎn)式清污機(jī)是集攔污柵和清污機(jī)于一體的連續(xù)清污裝置。以攔污柵為基礎(chǔ)，通過繞柵回轉(zhuǎn)鏈條將清污齒耙驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)連續(xù)清污，全過水?dāng)嗝媲逦郏逦坌矢?。柵體過梁支撐于混凝土基礎(chǔ)之上，使清污機(jī)整機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，工作可靠。電機(jī)隱身于機(jī)架內(nèi)部，防護(hù)效果好，實(shí)現(xiàn)無障礙清污。不銹鋼牽引鏈條保證水下工作無銹蝕，免維護(hù)。另外，輸送機(jī)將水草等雜物直接裝車，省時省工?？傊剞D(zhuǎn)式清污機(jī)撈草效率更高。

4.便于維護(hù)

攔污柵橋面降低后，橋面凈寬增加至4.5m，有利于對攔污柵進(jìn)行維護(hù)?？梢越鉀Q過去橋面窄無法使用吊車對攔污柵進(jìn)行吊裝、清理、養(yǎng)護(hù)等作業(yè)問題。

5.環(huán)境效益

實(shí)施泗陽二站清污設(shè)施改造工程，不僅可以實(shí)現(xiàn)泗陽二站清污系統(tǒng)的自動化、現(xiàn)代化，而且通過實(shí)施水保和環(huán)保措施，在減少水土流失的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步美化環(huán)境，實(shí)現(xiàn)站區(qū)園林化，打造優(yōu)美的水利風(fēng)景區(qū)，全面提升水管單位形象

（作者單位：江蘇省駱運(yùn)水利工程管理處223800）

（專欄編輯：顧梅）