王琴紅

（遼寧省水利工程建設(shè)技術(shù)審核中心，遼寧沈陽(yáng)110003）

1 工程概況

南河沿排灌站位于大洼區(qū)東風(fēng)鎮(zhèn)境內(nèi)，距大遼河河口32.8km，處于渤海灣感潮段，是大洼灌區(qū)一座歷史較長(zhǎng)的大型排灌兩用泵站。工程灌溉引水與排水承泄河道均為大遼河，擔(dān)負(fù)著2.433萬(wàn)hm2的水田灌溉及100.6km2的排水任務(wù)。泵站廠房臨大遼河右岸背水坡而立，經(jīng)穿堤涵與大遼河相通，廠房?jī)?nèi)設(shè)7臺(tái)立式軸流泵，單機(jī)流量8m3/s，設(shè)計(jì)總流量56m3/s，總裝機(jī)容量7000kW。

南河沿排灌站建于20世紀(jì)六七十年代，又經(jīng)歷過(guò)海城地震，水工建筑物損毀嚴(yán)重。近年來(lái)各類問(wèn)題日漸突出，導(dǎo)致泵站建筑主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，不均勻沉降造成水泵和電機(jī)整體性能下降，機(jī)組存在異常停機(jī)等問(wèn)題，整體性能下降，已影響到泵站的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)揮，泵站安全綜合評(píng)定為四類，擬拆除重建。

2 站址方案

由于南河沿排灌站規(guī)模較大，施工復(fù)雜，工期較長(zhǎng)，如果在原閘址處拆除重建將影響2.433萬(wàn)hm2水田的灌溉及100.6km2的排水任務(wù)。因此，除險(xiǎn)加固擬對(duì)該站進(jìn)行移址重建，站址的選擇遵循以下原則：

1）泵站選址根據(jù)工程規(guī)模、運(yùn)行特點(diǎn)和綜合利用要求，考慮地形、地質(zhì)、水源、樞紐布置、對(duì)外交通、占地、施工、管理等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定[1]。

2）新建站應(yīng)盡量保證原灌區(qū)灌溉要求，避免因新建站施工影響灌區(qū)灌溉。

3）站址選擇要考慮節(jié)約土地資源和有利于綜合利用[2]。

4）站址宜選擇在巖土堅(jiān)實(shí)、抗?jié)B性能良好的天然地基上，不應(yīng)設(shè)在大的活動(dòng)性斷裂構(gòu)造帶及其他不良地質(zhì)地段。

5）占地選擇應(yīng)盡量選擇在交通方便和靠近電源的地方，以方便機(jī)械設(shè)備、建筑材料的運(yùn)輸和減少輸電線路長(zhǎng)度。

6）選址時(shí)要注意進(jìn)水水流的平穩(wěn)、流速分布均勻、不發(fā)生流向改變以及形成回流、漩渦等現(xiàn)象。

綜合考慮現(xiàn)狀南河沿排灌站排澇、灌溉渠道均已形成，為使新建泵站與原有渠系能很好銜接，利用老站已形成的排水渠系、供電體系及管理設(shè)施，節(jié)省工程投資和減少征地拆遷面積。同時(shí)考慮施工期不影響灌溉，擬將站址選擇在現(xiàn)有排灌站南側(cè)100m處。

3 平面布置方案比選

該站具有排灌功能，根據(jù)站址地形、地質(zhì)條件和泵站樞紐功能，確定兩種布置型式。兩方案主要區(qū)別在于穿堤箱涵、匯水箱、出水池、灌溉引渠與原渠道銜接等規(guī)模與平面形態(tài)上的差異。

1）方案一：排灌站順?biāo)鞣较蜉S線與東西方向夾角為0°，順灌溉進(jìn)水方向依次布置防洪閘、穿堤箱涵、灌溉進(jìn)水閘、匯水箱、泵室、出水池、灌溉出水閘、灌溉引渠。其中穿堤箱涵長(zhǎng)71.0m，匯水箱為矩形，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度為20.0m，寬度為58.4m，出水池為梯形，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度為28.0m，寬度由58.4m漸變至25.6m，新建灌溉引渠長(zhǎng)度為472.0m。

2）方案二：排灌站順灌溉水流方向軸線的方向角為南偏西65°，順灌溉進(jìn)水方向依次布置防洪閘、穿堤箱涵、灌溉進(jìn)水閘、匯水箱、泵室、出水池、灌溉出水閘、灌溉引渠。其中穿堤箱涵長(zhǎng)62.0m，匯水箱在平面上呈梯形結(jié)合矩形布置。梯形段順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度為11.9m，垂直水流方向?qū)挾扔?3.6m漸變至58.4m。矩形段順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度為8.1m，寬度為58.4m。出水池在平面上呈矩形結(jié)合梯形布置，矩形段順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度為12.43m，寬度為57.8m，梯形段順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度為15.57m，寬度由57.8m漸變?yōu)?6.8m。新建灌溉引渠長(zhǎng)度為128.0m。

4 方案比選

1）技術(shù)比選。方案一泵站出水口在原灌溉渠道北側(cè)，若要達(dá)到灌溉正向進(jìn)水、正向出水運(yùn)行條件，需要新建一段472.0m長(zhǎng)灌溉引渠與原有渠道銜接，新建灌溉渠道的位置為魚(yú)塘，地質(zhì)條件較差。方案二泵站出水口基本在原灌溉渠道上，達(dá)到同等運(yùn)行條件，僅需在原灌溉渠道上拆建128.0m灌溉引渠，渠道堤防基礎(chǔ)經(jīng)過(guò)多年沉降固結(jié)，安全有保證。

方案一匯水箱為矩形，為適應(yīng)匯水箱的布置，需要對(duì)排水暗溝進(jìn)行改線，影響排澇水力條件。方案二匯水箱的平面形態(tài)有效適應(yīng)了地形條件，減少占地面積，并且不影響排水暗溝的水力條件，有利于澇水的快速排出。方案一出水池為梯形，大流量時(shí)會(huì)產(chǎn)生水流集中，影響灌溉進(jìn)水閘的水力條件。方案二出水池在梯形段采用圓弧與灌溉進(jìn)水閘邊墩相銜接，有效改善了進(jìn)水閘水流條件。在施工復(fù)雜程度上方案二較方案一略復(fù)雜。

2）經(jīng)濟(jì)比選。方案樞紐主體結(jié)構(gòu)布置基本相同，工程量和投資主要差別是在于灌溉引渠、穿堤箱涵、匯水箱、出水池、臨時(shí)工程投資等。方案一由于建筑物占用原灌溉渠道范圍較大，建筑物體量較大，無(wú)法在一個(gè)排澇和灌溉間歇期完成全部工程施工并具備運(yùn)行條件，影響泵站灌溉期的正常運(yùn)用，施工初期需要先對(duì)灌溉渠道進(jìn)行改線，臨時(shí)工程費(fèi)用相對(duì)較高。方案二大部分建筑物布置在原灌溉渠道以外，對(duì)原泵站運(yùn)行影響較小，不需要對(duì)灌溉河道進(jìn)行改線，臨時(shí)工程相對(duì)較小。兩種方案的可比部分造價(jià)見(jiàn)表1。

表1 站身布置方案可比部位投資表 萬(wàn)元

3）方案選定。綜上分析，方案一施工期對(duì)灌排任務(wù)影響較大，臨時(shí)費(fèi)用高，總投資也較高。方案二樞紐工程布置合理，工程占地少，減少了開(kāi)挖量，空間利用率高，有利于工程集中運(yùn)行管理。另外可保證施工期間的農(nóng)業(yè)灌溉，施工便利，施工干擾小，運(yùn)行效率高，節(jié)約了投資。因此綜合方案比較結(jié)果，推薦方案二為排灌站的布置方案。

5 結(jié)語(yǔ)

南河排灌站布置方案的優(yōu)化研究綜合考慮了運(yùn)行條件、投資、施工難易程度、施工干擾性等因素，既保證了施工期原有排灌任務(wù)不受影響，又節(jié)省了工程投資，初設(shè)階段補(bǔ)充的方案二與可研階段方案一相比具有較大的優(yōu)勢(shì)，最終確定采用初設(shè)階段補(bǔ)充方案為除險(xiǎn)加固方案是合適的。