陳業(yè)芹 陳 敏 王艾艾

（1.上海宏波工程咨詢管理有限公司 上海 201700 2.宿城區(qū)水利工程建設(shè)服務(wù)中心 宿遷 223800）

1 工程概況

1.1 馬陵河概況

馬陵河作為宿遷市老城區(qū)的骨干排澇河道，于1974年由人工開挖而成，位于宿遷老城區(qū)東部、中運(yùn)河與古黃河之間。河道北起運(yùn)河堤路、南至思虞路，河道全長5.2km，排澇面積5.7km2。馬陵河周邊呈現(xiàn)北高南低、西高東低的地形。馬陵河為內(nèi)河，澇水自北向南通過城南排澇站排入中運(yùn)河。隨著城市的發(fā)展，對城區(qū)河道提出了排澇、蓄水、生態(tài)循環(huán)、換水及處理管網(wǎng)事故污水等多重功能要求。經(jīng)宿遷市宿城區(qū)發(fā)改局批復(fù)實(shí)施了宿遷市馬陵河城南排澇二站，以解決馬陵河抽排能力不足問題，實(shí)現(xiàn)水位有效控制、水生態(tài)循環(huán)、換水及應(yīng)對城市水污染事件。

1.2 特征水位

1.2.1 進(jìn)水側(cè)水位

2017年3月10日，宿遷市馬陵河綜合整治指揮辦公室組織召開城南排澇站改擴(kuò)建項(xiàng)目相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)對接會，確定的城南排澇站二站的主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

排澇工況：設(shè)計(jì)水位17.0m、最低水位16.5m、最高水位19.5m。

輔助排澇、換水：設(shè)計(jì)水位16.0m、最低水位15.0m、最高水位19.5m。

水生態(tài)循環(huán)、污水事故：設(shè)計(jì)水位15.5m、最低14.8m、最高水位16.0m。

1.2.2 出水側(cè)水位

（1）中運(yùn)河南水北調(diào)調(diào)水水位：南水北調(diào)第一期工程規(guī)劃出洪澤湖350m3/s，入駱馬湖275m3/s。在洪澤湖北調(diào)控制水位不低于11.9m 時(shí)，利用中運(yùn)河淮陰～劉老澗段向北輸水230m3/s，劉老澗～宿遷閘段輸水175m3/s。河道設(shè)計(jì)輸水水位為：劉老澗閘上18.98m，宿遷閘下18.76m。劉老澗站上最高輸水水位19.5m。

（2）中運(yùn)河行洪水位：中運(yùn)河設(shè)計(jì)行洪流量500m3/s，相應(yīng)行洪水位為：中運(yùn)河與分淮入沂交匯口14.43m，劉老澗閘上18.0m，宿遷閘下18.87m。設(shè)計(jì)行洪流量1000m3/s，相應(yīng)行洪水位為：中運(yùn)河與分淮入沂交匯口14.25m，劉老澗閘上19.22m，宿遷閘下20.43m。

綜合以上，泵站排澇時(shí)，考慮出水箱涵、過閘門槽損失等，確定泵站出水池設(shè)計(jì)水位19.00m，出水池最高水位20.50m。

1.3 泵站規(guī)模

城南排澇二站工程等別為Ⅲ等，工程規(guī)模為中型。主要建筑物3 級，次要建筑物4 級，臨時(shí)建筑物為5 級。泵站設(shè)計(jì)抽排流量17.0m3/s（含換水流量2 .0m3/s），設(shè)計(jì)循環(huán)及污水事故流量0.36m3/s，泵站總流量17.36m3/s（見表1）。

根據(jù)城南排澇二站功能和綜合利用要求，考慮裝機(jī)效率、投資、施工、運(yùn)行管理及對周邊的影響等方面進(jìn)行水泵選型、工程布置設(shè)計(jì)。

1.4 地質(zhì)

場地鉆探深度范圍內(nèi)所揭示的土層可分為人工堆填土和自然沉積土兩大類。泵站所處位置處自上而下土層依次為：

（1）Q4

ml灰黃色輕、中粉質(zhì)壤土雜石塊，為人工堆土。

（2）Q4al-pl②1灰黃色中、重粉質(zhì)壤土、含腐殖質(zhì)，②2灰黃色重粉質(zhì)沙壤土；③黃灰色粉質(zhì)粘土，夾沙壤土薄層；④黃灰色粉質(zhì)粘土。

（3）Q3

al⑤棕黃、褐黃色重粉質(zhì)壤土，含鐵錳質(zhì)結(jié)核。

（4）Q3

al⑥灰黃色重粉質(zhì)壤土夾粉砂薄層。

（5）Q3al⑨棕黃、灰白雜黃色粉質(zhì)粘土，含鐵錳質(zhì)結(jié)核及砂漿，局部夾細(xì)砂薄層。

表1 城南排澇二站規(guī)模表

圖1 方案一： 3 臺套1400ZLB-125（0°）站身縱剖圖

圖2 方案二： 3 臺套1400QZ-160（0°）站身縱剖圖

圖3 方案三： 3 臺套1400QGL-160（0°）站身縱剖圖

根據(jù)地質(zhì)參數(shù)，泵站底板在③層，承載力為150kPa，采用天然地基即可滿足要求。

2 水泵選型

根據(jù)泵站的功能要求，主泵設(shè)計(jì)流量15.0m3/s、副泵（兼換水）設(shè)計(jì)流量2.0m3/s，設(shè)計(jì)循環(huán)及污水事故流量0.36m3/s，泵站總流量17.36m3/s?？紤]到泵站為城市排澇泵站結(jié)合地方單機(jī)規(guī)模運(yùn)行管理習(xí)慣，為提高排澇保運(yùn)行證率，主泵選擇3 臺、副泵2 臺、循環(huán)泵3 臺?？紤]到副泵及循環(huán)泵單機(jī)流量較小，本文僅對規(guī)模較大的主泵進(jìn)行水泵選型方案分析。

2.1 主泵

方案一：3 臺套1400ZLB-125（0°）軸流泵

泵站主泵采用3 臺套1400ZLB-125（0°）水泵，3 臺水泵呈一字型布置，泵室凈寬3.6m，水泵梁梁頂高程16.00m，水泵葉輪安裝高程14.86m，泵室底板頂面高程13.00m，見圖1。

方案二：3 臺套1400QZ-160（0°）潛水軸流泵

泵站主泵采用3 臺套1400QZ-160（0°）水泵，呈一字型布置，泵室凈寬3.6m，水泵葉輪安裝高程14.86m，泵室底板頂面高程13.00m，見圖2。

方案三：3 臺套1400QGL-160（0°）潛水貫流泵

泵站主泵采用3 臺套1400QGL-160 （0°）水泵，呈一字型布置，泵室凈寬3.6m，水泵軸線安裝高程15.00m，見圖3。

上述三種方案對比情況見表2。

從對比表可以看出，三種方案水泵設(shè)計(jì)點(diǎn)效率在83.4%～84%，效率均在高效區(qū)，方案一略高，各方案性能參數(shù)均能滿足要求。設(shè)計(jì)點(diǎn)單機(jī)流量在5.7 ～6m3/s，均滿足要求，方案一略高。投資方面，方案一最低。施工方面，方案一電機(jī)與泵體分離布置，安裝要求同心度較高；方案二泵主體位于水下，上部結(jié)構(gòu)布置簡單，泵體固定型式，安裝簡單；方案三為井筒式安裝，進(jìn)出口需設(shè)置流道，施工安裝要求較高。檢修維護(hù)方面，方案一較為簡單，管理所管理人員能夠自行檢修維護(hù)；方案二為整體結(jié)構(gòu)，泵體及電機(jī)均位于水下，密封性要求較強(qiáng)，自行檢修難度大，基本均需返廠維修；方案三與方案二較為相似，檢修維護(hù)相對最困難。環(huán)境友好方面，方案一噪音較大、環(huán)境較為吵鬧，方案二噪音較小、環(huán)境友好，方案三為井筒式、噪音與方案一相差不大、環(huán)境吵鬧。

綜上所述，從效率、能耗、投資及管理方面綜合考慮，方案一的水泵運(yùn)行效率較高，水泵技術(shù)成熟，設(shè)備穩(wěn)定性能好，檢修方便，投資相對較低。結(jié)合以上各因素分析，本次采用方案一。

2.2 副泵及循環(huán)泵

副泵選用2 臺套600ZQ-100（+2°）水泵，水泵并排布置泵室西側(cè)，泵室凈寬2.4m、水泵梁頂高程15.40m、水泵葉輪安裝高程13.84m，泵室底板頂面高程13.00m。循環(huán)泵選用3 臺200QW400-7 型潛污泵，3 臺水泵布置在鋼筋混凝土井式進(jìn)水池內(nèi)。

3 工程布置

歷經(jīng)多年的發(fā)展，整個(gè)城區(qū)的水系系統(tǒng)已形成，現(xiàn)有建筑物周邊的供電、交通、管理等已完善，經(jīng)多年的實(shí)踐驗(yàn)證，原建筑物場址選擇基本合理，故此次工程在原址拆建城南排澇站二站。

城南排澇站二站采用堤后式布置，濕室型墩墻結(jié)構(gòu)。3臺主泵、2 臺副泵沿馬陵河南端與城南一站呈一字型布置，泵站采用正向進(jìn)水、正向出水，單向流道泵房。水泵出水管穿越泵室后墻后直接入出水池，出水池經(jīng)收縮段并入兩孔穿堤箱涵，箱涵斜穿中運(yùn)河堤防后入中運(yùn)河，箱涵出口處設(shè)有擋洪閘。3 臺循環(huán)泵布置在西側(cè)鋼筋混凝土井式進(jìn)水池內(nèi)，進(jìn)水池通過箱涵與市政管網(wǎng)建箱涵相連，泵站出水管路合并后一支接入運(yùn)河，一支接入城南污水處理廠。

主泵采用3 臺套1400ZLB-125（0°）水泵，配套YLS-560-16 電機(jī)，單機(jī)功率355kW，3 臺水泵一字型布置在泵站的東側(cè)，泵室寬3.6m，進(jìn)水池長11.5m；水泵梁梁頂高程16.00m，水泵葉輪安裝高程14.86，泵室底板頂高程13.00m；電機(jī)層高程21.40m。副泵采用2 臺套600ZQ-100（+2°）水泵，配套75kW 電機(jī)，水泵并排布置泵室西側(cè)；水泵梁頂高程15.40m，水泵葉輪安裝高程13.84m，泵室底板頂高程13.00m；電機(jī)層高程21.40m。3 臺換水泵均采用200QW400-7 型潛污泵，配套15kW 電機(jī)，3 臺水泵布置在鋼筋混凝土井式進(jìn)水池內(nèi)。

表2 三種方案對比表

泵站出水池采用開敞式結(jié)構(gòu)，5 臺水泵兩兩之間均設(shè)有導(dǎo)流墩，出水池總寬由19.5m 漸縮至8.3m，兩臺主泵水流匯入凈寬為3.5m 的箱涵，1 臺主泵加2 臺副泵水流匯入凈寬為3.0m 的箱涵，箱涵凈高2.5m。箱涵出口處設(shè)防洪閘，設(shè)置3.0m×2.5m、3.5m×2.5m 鑄鐵閘門各一扇。

4 結(jié)論及建議

城南排澇二站主泵采用3 臺1400ZLB 軸流泵+副泵采用2 臺600ZQ 潛水泵+循環(huán)泵采用3 臺200QW400 潛污泵，有效地解決了城市排澇、蓄水、水循環(huán)、換水及對水污染事件應(yīng)急等多重功能問題。本文通過對城南排澇二站的水泵選型、工程布置等詳細(xì)設(shè)計(jì)，有針對性地應(yīng)對了城市節(jié)點(diǎn)排澇站的多重功能要求，為類似城市排澇站的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供參考■