梨洲街道浦口泵站重建工程探析

王富强，符银桥，陈林江

（余姚市江河水利建筑设计有限公司，浙江 余姚 315400）

0 引 言

城市街道整治过程中，通常需要重新修建配套排涝泵站。一方面，重建排洪泵站可以提升排水能力，加快积水区域的排水速度，减轻城市内部的水患压力，进而保障城市安全，尤其是在恶劣天气和突发性降雨情况下，可以有效地避免城市内部的水灾事故[1]。另一方面，重建排洪泵站可以优化城市环境，改善城市内部的排水状况，并提高其社会效益。据此，文章以梨洲街道浦口泵站重建工程为例，对泵站重建设计、泵站机组选择等进行深入探析，旨在为其他相似工程设计及施工提供借鉴与参考。

1 工程概况

梨洲街道南接四明山麓，东邻陆埠镇，西与兰江街道交界，北临姚江，辖区总面积110.22 km2，为余姚城区面积最大的街道。下辖7个社区，20个行政村，在册常住人口8.4万人，流动人口4.2万人。境内水资源丰富，植被茂盛，梁辉水库蓄水量为3 077万m3。

本次工程位于梨洲街道黄箭山村浦口自然村，主要承担黄箭山村北侧浦口片1.70km2的排涝，出口为十五桥江。现状浦口泵站为28寸圬工泵1台，设计排涝流量1.0m3/s。由于设备年久，出力不足，该区域经常出现受淹，尤其在2021年台风“烟花”，无法有效承担该片区域的排涝能力。

2 泵站设计规范及方案

本工程在下阶段管理房设计时，按照《公共建筑节能设计标准》进行设计；按《建筑节能工程施工质量验收规范》进行工程施工及验收[2]。

泵站底板顺水流方向长9.3m，宽10.5m，底板顶高程-0.87m，泵室地坪高程4.13m。水泵共2孔，水泵单孔净宽2.5m，水闸共1孔，净宽2.5m，总净宽7.5m。中、边墩厚均为0.6m，水泵梁板顶高程1.63m，厚0.5m；每台泵出水口扩管后设Φ700拍门1座；闸门采用铸铁闸门，尺寸为2.5m（宽）×2.0m（高），采用SDQ2-10t启闭机。上游设有2.0m宽检修桥，桥板厚0.20m，共3跨，净跨2.5m，桥板顶高程为2.93m。泵闸上部布置管理房3间，建筑面积为64.35m2。基础采用Φ800钻孔灌注桩处理，顺水流方向布置3根，垂直水流方向布置4排；泵站最低起排水位为0.93m。

3 泵站设计

3.1 泵站设计流量

本工程所在区域面积1.7km2，区域内主要河道有刘家河、东姜直河、东姜横河及姜家渡塘直河、东江塘汇河等河道，水域面积为35 200m2，水面率为2.2%。现状东姜十五浦及浦口两座泵站流量为2.5m3/s，排涝能力稍显不足，且浦口泵站为老式圬工泵，设备年久，出力不足，需对其进行改造，更换泵型。

泵站排涝流量计算公式，表示为：

式中，Q表示设计排水流量，单位为m3/s；F1表示水田面积，单位为km2；F2表示旱地面积，单位为km2；F3表示河湖面积，单位为km2；h1、h2表示水田、河湖调蓄深度，单位为mm；P表示设计暴雨，单位为mm；Φ表示旱地暴雨径流系数；T、N表示抽排时间，其中T单位为h，N单位为d。

通过公式（1）计算，得出泵站的配置流量为3.0m3/s，本次设计水泵选用2台600ZLB-125DP，设计流量为1.5m3/s。

3.2 水利计算

按照20a一遇3d暴雨3d排出标准。“设计暴雨310mm，设计净雨为257.3mm，洪水过程按“菲特”台风雨型。

除水量排出以外，还要分析河道最高水位[3]。排涝期间，水闸关闭，区域涝水由强排泵排出；根据河道水量平衡原理用试算法进行调洪计算：

水位~蓄水量关系如表1所示。

表1 区域水位蓄水量关系表

根据以上调节过程，本区域内河道面积较小，经初步调查，区域内农田片高程为1.5m左右，村庄地势高程为2.2~2.6m，故考虑水位高于1.50m时漫滩，受淹区主要为村庄周边农田。

经计算，当泵站流量为2.5m3/s时，淹没时间和水位均较高；泵站流量为3.0m3/s及3.5m3/s时，区域内基本能达到排涝效果，故本次设计排涝泵站流量为3.0m3/s，淹没时间为25h，最大淹没深为0.41m。

4 泵站地基应力计算

根据《泵站设计规范》，设计泵站地基允许承载力[4]。计算公式表示为：

式中，[R1/4]表示泵房基础底面宽度1/4的地基允许承载力；B表示泵房基础底面宽度；D表示泵房基础埋置深度；C表示地基土黏结力；γB表示泵房基础底面下土的重力密度；γD表示泵房基础底面下土的加权平均重力密度。

结合本项目实际情况，通过计算，确定泵站地基承载力：本泵站最大水平荷载258.3kN；桩径Φ800的钻孔灌注桩单桩允许水平向承载力（控制桩顶位移值0.5cm）为200~250kN；在当前水平荷载下，计算出桩顶的水平位移值为0.05cm，小于桩顶位移控制值[5]。通过地基处理，各项计算成果均满足规范要求。

5 水泵机组选择

5.1 泵型选择

根据上述设计参数、工程周边环境等情况分析，泵型选用轴流泵。该泵型的安装适宜采用立式安装或潜水泵立式安装形式，不宜采用卧式安装或贯流泵[6]。出于避免水泵被杂物堵塞进而影响水泵运行的考虑，应设置大口径的水泵[7]。基于此，本项目选用2台600ZLB-125DP轴流泵。

5.2 水泵特性

本工程泵站排涝规模为1.5m3/s，排涝水泵选型时选用2台600ZLB-125DP。水泵特性指标具体如表2所示。

表2 水泵特性

6 泵站的布置

6.1 变压器及供电系统

泵站的主电源从电力部门指定的10kV配电室专线接入，经站内低配供泵站的水泵电机、照明等全部用电。根据水泵选型，按变压器功率因数0.8计，水泵2台电机功率74kW，启闭机电机功率3kW，则总功率为77kW，根据水泵功率配S10-100/10变压器1台，本次变压器位于室外，配电部分由供电部门实施。

6.2 金属结构

本工程金属结构部分主要包括拦污栅、出水管道、拍门等。泵站上游侧设拦污栅，共2扇，尺寸为2.74m×3.9m，水泵后接Φ0.70m出水散钢管，并设伸缩节1个，管道出口设Φ0.75m拍门1个。金属结构主要设备规格、工程量汇总情况如表3所示。

6.3 消防设计

泵站工程的泵室、控制室及值班室的火灾危险性类别为丙类，耐火等级为一级。地面建筑物均为砖混结构，火灾类型为电气类火灾，火灾危险性等级为轻危险级[8]。泵室均设置2只F/ABC4（55B）贮压式磷酸铵盐干粉手提式灭火器，控制室及人员易接近的地方设置3只F/ABC4（55B）贮压式磷酸铵盐干粉手提式灭火器。手提式灭火器，配合初期灭火[9]。

7 结 语

综上所述，排洪泵站对城市防洪排涝具有积极意义。为提升排洪泵站运行时效，需要对其进行重建。以重建工程实践视角而言，排洪泵站重建是一项复杂的工程，在重建排洪泵站过程中，需要考虑诸多因素，如排水能力、设备选型等，使排洪泵站能够发挥出社会效益与经济效益。文章以梨洲街道浦口泵站重建工程为例，对项目案例中的泵站设计、泵站机组选择、泵站布置进行深入探析。