臧雪 徐英釗

天津城建設(shè)計(jì)院有限公司，中國·天津 300122

1 引言

近年來，水澇災(zāi)害頻發(fā)，路面積水尤其是地道積水給居民帶來了嚴(yán)重的危害，因此如何快速有效的排除地道積水備受關(guān)注。地道排水泵站通常規(guī)模較小，以往的設(shè)計(jì)大都采用傳統(tǒng)泵站，但是傳統(tǒng)泵站一般占地面積較大、施工工期較長，且施工工程中對(duì)周邊環(huán)境影響較大。而一體化泵站可以克服傳統(tǒng)泵站的上述缺點(diǎn)，因此憑借其自身優(yōu)勢在地道排水泵站中得到越來越多的應(yīng)用[1,2]。

2 一體化泵站在排水工程中的應(yīng)用特點(diǎn)

一體化泵站通常由主體加輔助裝置組成，主體包括進(jìn)出水管道及閥門、筒體、內(nèi)置水泵、通風(fēng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、服務(wù)平臺(tái)等；輔助裝置包括格柵（粉碎格柵或提籃格柵）、液位控制系統(tǒng)、泵耦合器等[3]。

與傳統(tǒng)的地道排水泵站相比一體化泵站在地道泵站應(yīng)用中具有以下特點(diǎn)[4]，見表1。

表1 一體化泵站的特點(diǎn)

續(xù)表1項(xiàng)目傳統(tǒng)鋼筋混凝土泵站一體化預(yù)制泵站采用先進(jìn)的智能化系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制泵站，不需設(shè)專人在泵站值守二次利用與拆除控制系統(tǒng)需要在泵站設(shè)置管理人員和專門的值班室；前期投入和后期管理費(fèi)用都較高混凝土池體難以二次利用且不便于拆除預(yù)制泵池整體可進(jìn)行二次利用，可用于其他類似工程，且易于拆除室外安裝要求由于泵站占地面積較大，因此施工時(shí)需要較大的施工場地，并且若在居住區(qū)施工還要考慮拆遷和交通導(dǎo)行的問題由于占地較小，因此對(duì)場地的要求比較靈活，可以在較小的綠化帶乃至道路范圍內(nèi)安裝工程投資傳統(tǒng)泵站總體投資較高，且后期成本高，維修機(jī)率高一體化泵站的投資主要取決于泵筒的大小、內(nèi)置設(shè)備是否進(jìn)口及人工成本，總體造價(jià)略有優(yōu)勢

3 工程應(yīng)用實(shí)例

3.1 工程概況

中國天津市某地道泵站改造項(xiàng)目位于天津市中心城區(qū)，地道改造涉及的道路為團(tuán)結(jié)路，工程起點(diǎn)為現(xiàn)狀西青道輔道（樁號(hào)為K0+025.625），終點(diǎn)為現(xiàn)狀團(tuán)結(jié)環(huán)路（樁號(hào)為K0+635.631），路線全長約610m，其中樁號(hào)K0+337.957 ～K0+415.262 為現(xiàn)狀下穿鐵路箱體，樁號(hào)K0+270.864 ～K0+303.381 為新建鐵路箱體。此外因團(tuán)結(jié)路地道縱坡的限制，團(tuán)結(jié)路與江源道交口為下沉平交路口，需對(duì)江源道的局部路段進(jìn)行改造，改造范圍約為260m。

3.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

雨水量計(jì)算采用下列公式

Q=q·F·ψ

式中：Q——雨水設(shè)計(jì)流量（L/s）；

q——暴雨強(qiáng)度（L/s·ha）；

F——收水面積（ha）；

ψ——徑流系數(shù)，本工程僅收集路面雨水，因此徑流系數(shù)取ψ=0.9。

其中，暴雨強(qiáng)度q 采用天津市第Ⅰ分區(qū)暴雨強(qiáng)度公式：

式中：P——設(shè)計(jì)重現(xiàn)期（a），收集地道雨水，根據(jù)規(guī)范本工程重現(xiàn)期P=30a。

附表中羅列出社會(huì)服務(wù)工作者能夠?yàn)椴∪颂峁┑囊恍ｉT性服務(wù)活動(dòng)。在諸多沒有被記錄的病例之中，許多病人沒有完成治療是由于缺乏資金。所有對(duì)病人的服務(wù)項(xiàng)目都包括向病人總體性介紹醫(yī)院，病人在不同診室轉(zhuǎn)診中各類醫(yī)療服務(wù)之間的相互關(guān)系，促使病人做好聽從醫(yī)生建議的心理準(zhǔn)備，提供病人的背景性信息。還有許多相關(guān)活動(dòng)難以在列表中反映出來。報(bào)告是由不同的社工撰寫的，所以列表也因想法和呈現(xiàn)內(nèi)容的不同而有所差異。盡管結(jié)果顯示尚有大量病人沒有得到服務(wù)，但是前述的一般性服務(wù)項(xiàng)目已經(jīng)普遍實(shí)施，而且有關(guān)病人家庭的信息都登記在冊(cè)以便醫(yī)生隨時(shí)查詢。

t——降雨歷時(shí)（min）：t=t1+t2。其中，t1——集水時(shí)間，收集路面雨水時(shí)，t1取5min；t2——管內(nèi)雨水流行時(shí)間（min）。

3.3 工程設(shè)計(jì)

3.3.1 匯水面積的確定

本工程的兩個(gè)鐵路箱體均位于團(tuán)結(jié)路上，團(tuán)結(jié)路下沉段兩駝峰之間的長度約為370m。本工程地道泵站的匯水面積主要為團(tuán)結(jié)路下沉段兩駝峰之間的路面雨水及江源道改造段的路面雨水，總服務(wù)面積約1.56ha，不承接轉(zhuǎn)輸雨水，周邊客水主要通過U 槽的防撞擋墻及加高的欄桿基礎(chǔ)阻擋。

3.3.2 泵站規(guī)模及揚(yáng)程的確定

根據(jù)上述設(shè)計(jì)參數(shù)及匯水面積，經(jīng)計(jì)算泵站規(guī)模約為1.0m3/s。

本工程收集的地道雨水通過水泵提升后，經(jīng)棄流池對(duì)初期雨水進(jìn)行棄流，之后排入附近的景觀湖中。工程泵站進(jìn)水管道管底高程為-0.948m，泵站出水管道管中高程為1.61m，結(jié)合泵站及管道水損，經(jīng)計(jì)算本泵站的揚(yáng)程為11.0m。

3.3.3 一體化泵筒的設(shè)計(jì)

①水泵選型。

由于本工程所在地地下水位相對(duì)較高，道路下沉后路基浸入地下水中，為避免地下水對(duì)路基的造成的不良影響，本工程設(shè)置d300mm 軟式透水管將工程范圍內(nèi)的地下水收集排入地道泵站。

結(jié)合工程實(shí)際情況，本工程設(shè)置兩大一小三臺(tái)工作泵。其中，水泵性能如下：兩臺(tái)流量為0.425m3/s 的潛污泵，揚(yáng)程為11m，電機(jī)配用功率75kW，2 用0 備；兩臺(tái)流量為0.150 m3/s的潛污泵，揚(yáng)程為11m，電機(jī)配用功率37kW，1 用0 備。

②有效容積的計(jì)算。

一體化泵筒有效容積的大小對(duì)工程設(shè)計(jì)影響較大，有效容積較小時(shí)，會(huì)造成內(nèi)置水泵電機(jī)啟停頻繁而過載，而有效容積較大時(shí)，又會(huì)造成水泵運(yùn)行周期較長，增加堵塞和沉淀的概率[5]。此外，筒體有效容積的大小還會(huì)影響到筒體的高度和造價(jià)，進(jìn)而影響整個(gè)工程的投資[6]。

根據(jù)CJJ/T 285—2018《一體化預(yù)制泵站工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，目前國際上一體化泵站內(nèi)置水泵的最大允許啟停次數(shù)一般為10～30 次。本工程一體化泵筒的有效直徑為3.8m，水泵啟停次數(shù)為13 次，經(jīng)計(jì)算有效容積為29.4m3，取值30m3。

③筒體高度確定。

根據(jù)有效容積和筒體直徑，本工程計(jì)算的有效水深為2.65m，啟泵水位為-1.048m，停泵水位為-3.693m，結(jié)合選用水泵的最小淹沒水深，桶底標(biāo)高為-5.143m。此外根據(jù)泵站所在場地周邊標(biāo)高情況，泵站設(shè)計(jì)地面標(biāo)高定為4.1m，根據(jù)上述數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算筒體高度約9.4m。

④筒體材質(zhì)。

筒體是一體化泵站的主要組成部分，其材質(zhì)宜采用高密度聚乙烯和強(qiáng)化玻璃鋼等高強(qiáng)度、耐腐蝕、重量輕的材料，不宜選用低碳鋼等防腐性能差、重量大且運(yùn)輸困難的材料[4]。根據(jù)中國一體化泵站的工程經(jīng)驗(yàn)，本工程一體化筒體采用玻璃鋼材質(zhì)，該筒體包含防滲層、防腐層、結(jié)構(gòu)層和外保護(hù)層。

4 結(jié)語

近年來，一體化泵站憑借其自身優(yōu)勢在排水工程得到越來越多的應(yīng)用。在一體化泵站應(yīng)用設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)水泵選擇、有效容積、筒體深度等進(jìn)行合理優(yōu)化設(shè)計(jì)。論文對(duì)一體化泵站在排水工程的應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行了簡單介紹，并以具體工程實(shí)例詳細(xì)介紹了一體化泵站在地道排水泵站中應(yīng)用設(shè)計(jì)，以期為一體化泵站在地道排水泵站工程中的應(yīng)用提供一定的參考。