楊雪林 鄧金榮 王忠海

【摘要】針對小型排澇泵站揚程低、年運行時間短、分布點廣、區(qū)域內(nèi)數(shù)量多的特點，探討在同一排澇區(qū)域內(nèi)小型規(guī)模泵站集中設(shè)計的可行性，對泵房及進出水流道進行優(yōu)化設(shè)計，并對整個區(qū)域內(nèi)的泵站輔助系統(tǒng)進行統(tǒng)一優(yōu)化配置。

【關(guān)鍵詞】小型泵站；區(qū)域化；設(shè)計

1.前言

近年來，隨著全球氣溫變暖，暴雨、臺風(fēng)等極端天氣的出現(xiàn)越來越頻繁；由于我國城市化速度較快，綠地面積不斷縮小，導(dǎo)致匯流時間大幅縮短；加上排水管網(wǎng)設(shè)計標準偏低，排水不暢；低洼地區(qū)內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)，對人們的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成了嚴重的威脅。為此，我國很多城市和地區(qū)興建了排澇泵站，效果顯著。

2.小型排澇站特點及現(xiàn)狀

排澇泵站的設(shè)計揚程普遍較低，按流量規(guī)?？煞譃榇?、中和小型泵站。其中，小型排澇泵站的總流量在10m3/s以下，但其數(shù)量多，分布點廣，年運行時間較短，連續(xù)運行時間一般在幾天到一周左右，年累計運行時間一般不超過一個月。

目前，已建的小型排澇泵站缺乏統(tǒng)籌設(shè)計，同一排澇區(qū)域內(nèi)往往存在立式軸流泵、潛水軸流泵、潛水貫流泵等多種泵型及泵站結(jié)構(gòu)型式，每種泵型的運行、管理和維護方式各不相同，給區(qū)域管理工作帶了一定的困擾。區(qū)域管理人員中往往存在大量年齡偏大、文化水平偏低的臨時兼職人員，日常的維護和保養(yǎng)工作不到位，當汛期來臨時，泵站往往不能充分發(fā)揮排澇功能。

3.區(qū)域化設(shè)計

3.1 泵型選擇

立式軸流泵是國內(nèi)外廣泛使用的泵型，有成熟的設(shè)計、制造和運行、管理經(jīng)驗。電機布置在地面上，運行維護方便，安全可靠。立式軸流泵一般需要設(shè)置地面泵房。

立式潛水軸流泵也是一種成熟的泵型，在國外和國內(nèi)被廣泛使用，也有成熟的設(shè)計、制造和運行、管理經(jīng)驗。該泵型可不設(shè)地面泵房。

對于排澇泵站而言，上述兩種水泵均屬于成熟可靠的泵型，且水力性能基本一致。下面對上述兩種泵型進行詳細的技術(shù)分析：

a.安裝

立式軸流泵組的安裝質(zhì)量將直接影響水泵的安全運行，安裝步驟是水泵后電機，先固定部分后轉(zhuǎn)動部分的順序進行（拆除過程與安裝過程相反）。安裝前要嚴格按照所設(shè)計的安裝高程定出高程控制點，并放置水泵的縱、橫軸線；安裝過程需嚴格控制泵軸和電機軸的同心度、垂直度，葉輪間隙以及軸瓦與軸頸處的間隙等。泵組安裝過程復(fù)雜，安裝時間較長。

立式潛水軸流泵電機與水泵構(gòu)成一體，現(xiàn)場安裝方便、快捷。小型潛水軸流泵多采用井筒式安裝，即潛水泵依靠自重落在座環(huán)上，安裝時只需將水泵吊入井筒就位即可，檢修時將泵組整體吊出。安裝過程中無同心、水平及高程調(diào)整等步驟。泵組安裝過程簡單，安裝時間短。

b.運行管理

立式軸流泵啟動前，主軸密封處需先進行充水潤滑；運行過程中，電機也可能需要提供冷卻水。小型泵站往往沒有專門的自來水接入，需要協(xié)調(diào)市政部門專門提供自來水管路，若水壓不夠，還需在管路上設(shè)置增壓泵。

潛水軸流泵水流從電機四周經(jīng)過，冷卻條件好，無需外接冷卻（潤滑）水。非汛期可將泵組整體吊出，放置在區(qū)域管理單位的倉庫內(nèi)，并進行基本的維護，汛期再將泵組投入流道，可在一定程度上避免水質(zhì)對泵組的腐蝕。

c.密封要求

立式軸流泵電機安裝在地面上，無特殊的密封要求。

立式潛水軸流泵的電機在流道內(nèi)，必須有可靠的密封部件。目前，國產(chǎn)潛水軸流泵多采用兩道以上的機械密封，使電機與水密封隔離，并在機械密封之間設(shè)集水腔，集水腔內(nèi)設(shè)漏水報警裝置，可有效的對潛水電機進行保護。

綜上所述，在區(qū)域管理單位許可的前提下，建議小型排澇泵站采用潛水軸流泵。

3.2泵站設(shè)計

a.泵房設(shè)計

隨著生活水平的不斷改善，人們對環(huán)境景觀的要求也越來越高，泵房的建筑方案已經(jīng)成為設(shè)計的難點之一，既要滿足泵站的功能性需求，又要與周邊的建筑風(fēng)格、環(huán)境景觀相統(tǒng)一。

為簡化設(shè)計，建議區(qū)域內(nèi)小型潛水軸流泵站可不設(shè)計地面廠房，泵室上部采用輕質(zhì)蓋板或陽光棚，該布置方式可大幅度減小土建施工費用及施工周期，基本不會對泵站所在位置的環(huán)境風(fēng)貌造成破壞。

b.進出水流道及斷流方式

大中型立式泵多采用肘型、鐘型和簸箕型流道進水，水流條件好，但進水流道型線復(fù)雜、開挖深度大；小型立式泵可采用開敞式進水、水泵喇叭管吸水方式，以簡化進水流道型式，減少土建開挖量。出水流道采用直管出水的方式，設(shè)拍門配合斷流。

水泵出水管出口底高程可設(shè)計在出水側(cè)常水位以上，常水位停機狀態(tài)下，泵站外河水不會滲漏或倒流至內(nèi)河。此布置方式可以取消進水側(cè)工作閘門，進水側(cè)僅設(shè)置檢修門槽。出水池底板高程可設(shè)計在外河常水位附近，泵組和拍門僅考慮在非汛期進行檢修，因此，出水側(cè)檢修閘門也可以取消。

該布置方式的優(yōu)點是簡化了泵房設(shè)計，減少了土建和閘門的投資。缺點是當出水側(cè)水位較低時，水泵揚程將被抬高，泵組軸功率增大，耗電量將有所增加，但考慮到小型排澇站軸功率較小，且年累計運行時間較短，能耗的增加較為有限。故小型排澇泵站采用該流道型式是合理的。

c.輔助系統(tǒng)配置

小型潛水軸流泵站的輔助系統(tǒng)主要是檢修排水系統(tǒng)和起重設(shè)備。由于泵站不設(shè)置地面廠房，無法采用傳統(tǒng)的橋式起重機或電動葫蘆起吊。以往的設(shè)計中，設(shè)計人員往往不專門配置起吊設(shè)備，或建議運行人員采用汽車吊。事實上，汽車吊的租賃價格較高，而且可能會受到泵站所在位置道路交通條件的影響，無法到達泵站現(xiàn)場。

泵站進行區(qū)域化設(shè)計，建議采用移動式龍門架+手拉葫蘆的起吊方式，該起吊方式不受地形和道路條件的限制，操作方便，運行人員經(jīng)過簡單培訓(xùn)即可輕松完成操作。

區(qū)域泵站的檢修排水系統(tǒng)可采用移動式潛水排污泵（帶軟管），整個區(qū)域內(nèi)共用若干臺檢修泵，檢修泵平時可放在倉庫，需要時由運行管理人員帶到現(xiàn)場排水。

4.結(jié)語

綜上所述，同一排澇區(qū)域內(nèi)的小型泵站，可統(tǒng)一采用潛水軸流泵，并簡化泵房設(shè)計和輔助系統(tǒng)，優(yōu)化泵站進出水流道，達到節(jié)約投資，方便管理的目的。

參考文獻：

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