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        臨泉縣李灣排澇站除險(xiǎn)加固與擴(kuò)建綜述

        2020-05-21 05:14:08郭振武
        治淮 2020年3期
        關(guān)鍵詞:泵站工程設(shè)計(jì)

        郭振武

        一、工程簡(jiǎn)介

        臨泉縣李灣排澇站位于臨泉縣城關(guān)李灣村,興建于1998年6月。該站集水面積7.45km2,機(jī)排流量7.0m3/s,自排流量14.0m3/s。共安裝4 臺(tái)32ZLB-125 型立式軸流泵,總裝機(jī)容量460kW。該站和城區(qū)雨水管網(wǎng)、十字河及李灣排水涵工程組成完善的排水系統(tǒng),承擔(dān)著老城區(qū)的排澇任務(wù)。

        二、除險(xiǎn)加固背景

        1.發(fā)生排澇事故險(xiǎn)情

        李灣排澇站建成后多次開(kāi)機(jī)排澇,發(fā)揮了良好的工程效益。但在管理過(guò)程中也暴露出了一些運(yùn)行安全隱患及工程設(shè)施不完善的問(wèn)題。2003年6月20日至7月22日,臨泉縣城累計(jì)降雨量848mm。其間7月3日遭遇暴雨襲擊,李灣站因抽排不及發(fā)生泵站淹沒(méi)事故,城區(qū)部分地方積水受淹,群眾財(cái)產(chǎn)遭受一定損失。泵站淹沒(méi)險(xiǎn)情發(fā)生后,臨泉縣防汛抗旱指揮部采取緊急搶險(xiǎn)措施。經(jīng)過(guò)15 個(gè)小時(shí)的搶修,泵站恢復(fù)了運(yùn)行。

        2.事故險(xiǎn)情原因分析

        (1)降雨強(qiáng)度大,超過(guò)了泵站設(shè)計(jì)排水標(biāo)準(zhǔn)

        從2003年7月3日降雨分析:24h 降雨量187mm,1h 降雨強(qiáng)度達(dá)到38.9mm。李灣站設(shè)計(jì)機(jī)排模數(shù)不足1.0m3/s·km2,降雨強(qiáng)度超過(guò)了泵站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),積水受淹在所難免。

        (2)老城區(qū)蓄水調(diào)節(jié)庫(kù)容小

        城區(qū)洼地溝塘可儲(chǔ)存部分雨水,緩沖對(duì)泵站排澇的壓力,特別是在暴雨強(qiáng)度較大、搶排不及的情況下可起到一定的調(diào)節(jié)作用,使城區(qū)免于積水或降低積水深度。因城區(qū)人水爭(zhēng)地矛盾突出,絕大部分溝塘洼地已被填墊,溝塘的排泄和調(diào)蓄暴雨洪水的能力大大降低。

        (3)泵站電機(jī)層設(shè)計(jì)高程低

        根據(jù)《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50265-2010)中4.2.3條“排水泵站站址宜選擇在排水區(qū)地勢(shì)低洼、能匯集排水區(qū)澇水,且靠近承泄區(qū)的地點(diǎn)”。地面高程34.50~35.00m,較排水區(qū)一般地面高程低1.0~1.5m,李灣站站址選擇符合規(guī)范要求。因?qū)儆诟咚团?,易于發(fā)生泵站淹沒(méi)事故。泵站高低壓配電室處于汛期淹沒(méi)的高風(fēng)險(xiǎn)之中,危及泵站運(yùn)行人員安全。

        (4)泵站運(yùn)行環(huán)境差

        老城區(qū)為雨水、污水合流制排水系統(tǒng),漂浮的雜物影響泵站排澇的正常運(yùn)行。

        三、加固擴(kuò)建項(xiàng)目實(shí)施的必要性

        1.完善城市防洪排澇工程體系的需要

        根據(jù)臨泉縣城市防洪規(guī)劃,城區(qū)除澇標(biāo)準(zhǔn)是20年一遇最大24h 暴雨24h 排出。李灣站設(shè)計(jì)機(jī)排模數(shù)不足1.0m3/s·km2,排水標(biāo)準(zhǔn)較低。擴(kuò)建李灣站達(dá)到城區(qū)除澇標(biāo)準(zhǔn),是提高城市整體防洪能力的組成部分。

        2.提高縣城防洪安全的需要

        臨泉老城區(qū)是全縣政治、經(jīng)濟(jì)和文化的中心,人口密集,財(cái)富集中。老城區(qū)地面高程37.20~33.80m,其中35.00m 以下的低洼地2km2。泉河、流鞍河在此交匯,直接威脅著城區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。因此,加固擴(kuò)建李灣站是縣城防洪安全的需要。

        3.實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的需要

        李灣站加固擴(kuò)建項(xiàng)目的實(shí)施,能夠提高城市防洪排澇標(biāo)準(zhǔn),改善投資環(huán)境,人民群眾安居樂(lè)業(yè),為城區(qū)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展提供保障。

        四、增建李灣東站

        1.設(shè)計(jì)流量計(jì)算

        李灣站集水區(qū)為臨泉中心城區(qū),按照20年一遇最大24h 降雨24h 排除標(biāo)準(zhǔn)確定泵站規(guī)模,李灣站排澇流量計(jì)算見(jiàn)表1。

        扣除李灣西站的流量7.0m3/s,應(yīng)增建泵站流量5.18m3/s。

        2.工程等別和建筑物級(jí)別

        李灣東站實(shí)際設(shè)計(jì)抽排流量5.25 m3/s,進(jìn)水池設(shè)計(jì)水位33.50m,出水池設(shè)計(jì)水位35.23m,設(shè)計(jì)凈揚(yáng)程為1.73m。兩站工程等別屬Ⅳ等,故主要建筑物泵室為4 級(jí),翼墻等次要建筑物及臨時(shí)性建筑物為5級(jí),穿堤涵洞按泉河堤防標(biāo)準(zhǔn)為3級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。

        表1 李灣站排澇流量計(jì)算表

        3.泵室電機(jī)層樓板高程確定

        根據(jù)李灣站最高內(nèi)水位36.00m 確定:對(duì)于4級(jí)泵站,安全超高在設(shè)計(jì)情況下為0.3m,估計(jì)波浪、壅浪高度為0.2m,按設(shè)計(jì)情況核算,則為:▽36.00+0.3+0.2=▽36.50m。

        4.泵站擴(kuò)建項(xiàng)目實(shí)施

        2012年12月,李灣東站建設(shè)工程經(jīng)阜陽(yáng)市發(fā)改委批準(zhǔn)建設(shè),批復(fù)投資600 萬(wàn)元。李灣東站工程于2013年12月完工,共安裝3 臺(tái)32ZLB-125 型立式軸流泵,總裝機(jī)容量345kW。擴(kuò)建后的李灣站總裝機(jī)805kW。

        五、加固李灣西站

        1.項(xiàng)目實(shí)施

        李灣西站為汾泉河治理工程項(xiàng)目,存在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低、設(shè)施配套不完善問(wèn)題。2006年實(shí)施了李灣西站維修加固工程,批復(fù)投資200 萬(wàn)元。工程于2006年12月開(kāi)工,2007年5月完工。

        2.主要除險(xiǎn)加固措施

        (1)電機(jī)座抬高

        電機(jī)采用加裝水泵傳動(dòng)鋼制機(jī)座的方式抬高,鋼制結(jié)構(gòu)機(jī)座結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高,且具有良好的吸振性。

        (2)配電柜基礎(chǔ)抬高

        高、低壓配電柜采取基礎(chǔ)加高方式抬高。原高壓柜為少油斷路器開(kāi)關(guān)柜,體積大,保護(hù)功能單一,操作不便。更新為全絕緣全封閉充氣式環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)設(shè)備,其優(yōu)點(diǎn)是送電操作方便,環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng),運(yùn)行安全可靠,結(jié)構(gòu)緊湊,體積小。

        (3)起動(dòng)柜更新改造

        原低壓?jiǎn)?dòng)柜設(shè)計(jì)為自耦降壓起動(dòng),更新為軟啟動(dòng)器啟動(dòng)方式。該方式能夠平滑啟動(dòng)電動(dòng)機(jī),降低啟動(dòng)電流。停機(jī)時(shí)還能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速逐漸下降的軟停車(chē),避免自由停機(jī)時(shí)水泵產(chǎn)生的水錘沖擊。

        (4)水泵大修

        長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中,葉片與葉輪外殼間隙增大,從而使機(jī)組效率降低,振動(dòng)增大。對(duì)葉片及葉輪外殼進(jìn)行了全部更換。橡膠軸承和軸套是機(jī)組的易損件,原為碳鋼材料,全部更換為不銹鋼軸套,使用壽命將更長(zhǎng)久。

        (5)完善攔污清污設(shè)施

        鑒于李灣站多為塑料袋及編織袋等漂浮垃圾物,不易攔截、易于纏繞水泵葉輪等特點(diǎn),設(shè)計(jì)在前池入口處設(shè)置攔污柵,清污平臺(tái)結(jié)合交通橋進(jìn)行布置。攔污柵采用活動(dòng)式。自排水時(shí)打開(kāi),抽排水時(shí)安裝,減少了排水清污工作量。李灣站為站閘結(jié)合的泵站,在泵室進(jìn)水口處設(shè)置防護(hù)柵。

        (6)增做污水處理設(shè)施

        老城區(qū)為合流制排水系統(tǒng),所排水體富營(yíng)養(yǎng)化,污染較重。污水產(chǎn)生能夠腐蝕金屬和破壞絕緣材料的氣體介質(zhì),從而造成泵站設(shè)備的腐蝕損壞。采取的工程措施是對(duì)污水進(jìn)行站前截流,另建污水泵站抽排進(jìn)入城區(qū)污水管道進(jìn)行處理。

        3.除險(xiǎn)加固效果

        (1)泵站建設(shè)規(guī)模已達(dá)標(biāo),符合《臨泉縣城市排水(雨水)除澇綜合規(guī)劃》(2017-2030年)泵站排澇標(biāo)準(zhǔn)。

        (2)泵站機(jī)電設(shè)備處于防洪安全水位以上,消除了泵站安全隱患。

        (3)增做了泵站防腐除污等基礎(chǔ)設(shè)施,改善了泵站運(yùn)行環(huán)境。

        六、工程效益

        隨著老城區(qū)的發(fā)展,地面硬化及不透水面積的逐漸增多,雨水匯集速度加快,地面下滲能力大幅減小,溝塘排泄和調(diào)蓄暴雨洪水的能力降低,李灣站的排水壓力明顯加大。運(yùn)行管理單位在總結(jié)2003年汛期泵站淹沒(méi)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,深入查找工程的險(xiǎn)點(diǎn)、漏洞和薄弱環(huán)節(jié),有針對(duì)性地采取除險(xiǎn)加固措施和擴(kuò)建泵站,取得了良好效果。效益主要體現(xiàn)在以下方面:

        1.經(jīng)濟(jì)效益

        城區(qū)內(nèi)主要有臨泉化工股份有限公司、文王釀酒股份有限公司等支柱企業(yè),工業(yè)產(chǎn)值20 億元。城內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施完善,商貿(mào)繁榮,人口13 萬(wàn)。項(xiàng)目的實(shí)施避免或減少大洪水年份洪澇淹沒(méi)損失,避免或減輕對(duì)工業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)影響,減少因防洪搶險(xiǎn)而調(diào)用人力物力等損失。

        2.社會(huì)效益

        避免大洪水年份泵站及洼地積水淹沒(méi)可能造成的人員傷亡,避免可能給社會(huì)帶來(lái)的震蕩,避免或減少給市民生產(chǎn)生活造成的影響,為地區(qū)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)保障■

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