淺談茨淮新河沿岸中小型排灌站設計與施工經(jīng)驗

劉安慶

一、基本情況

茨淮新河是安徽省淮北平原的一條大型人工河道，是以防洪排澇為主，兼有灌溉、排澇、航運、城市供水等綜合利用的工程。茨淮新河灌區(qū)是全國大（1）型灌區(qū)，現(xiàn)狀有效灌溉面積約176萬畝，近期規(guī)劃灌溉面積201萬畝。沿岸建有一級灌排泵站88座，二級灌溉泵站270座。灌排泵站在促進地方經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、維持社會健康穩(wěn)定等方面發(fā)揮了巨大的作用。

灌排站大多建于20世紀70年代，經(jīng)過近40年的運行，機電設備已嚴重老化，效率低、能耗大，電氣設備和主體結構（大部分為圬工結構）在運行管理過程中也存在較多安全隱患。灌溉效率的持續(xù)低下，嚴重挫傷了群眾種糧積極性，使得灌區(qū)有效灌溉面積逐年減少，糧食產(chǎn)量降低，影響了地方經(jīng)濟的發(fā)展速度。

2005年以來，國家加大了對灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程的投資力度，經(jīng)過幾年的更新改造，現(xiàn)已完成了約60座灌排泵站的拆除重建工程建設。本文根據(jù)泵站設計和施工管理過程中存在的一些問題提出一些建議，以供參考。

二、工程設計

茨淮新河沿岸泵站大多數(shù)為?。?）型，少數(shù)為中型，工程特點是規(guī)模小、功能齊全。一般泵站均具有自排、抽排、提灌和引水自流灌溉功能，所以結構設計和運行控制也較為復雜。工程的另一特點是灌排泵站一般灌溉揚程要比排澇揚程大得多。根據(jù)經(jīng)驗，在設計中有以下幾點值得注意。

一是工程總體布置及結構設計。盡量選擇正向進出水方式，改善進出水流態(tài)，提高泵站裝置效率；檢修閘和攔污柵閘分開布置，檢修閘布置在泵室進水側(cè)，攔污柵閘布置在引排大溝上，采用簡易結構，節(jié)省投資，方便運行管理；變電所和管理房宜分開布置在泵房兩側(cè)，各自形成相對獨立的空間，消除安全隱患；壓力水箱上下層孔口尺寸盡可能一致，這樣布置時采用一扇閘門就可以控制上下層，優(yōu)化了灌排控制段結構設計。

由于封山禁采，石料比較緊張，加之砌石施工工期較長，因此在設計時盡量少采用砌石結構，包括翼墻、護坡等最好采用鋼筋混凝土結構，縮短工期，節(jié)省投資。

二是機泵選型。灌溉和排澇揚程相差較大，選泵時宜兼顧兩者，盡量選擇同一泵型，減少裝機臺數(shù)。同時因茨淮新河灌區(qū)泵站灌溉機率大，排澇機率小，所以宜以滿足灌溉揚程為主選泵。布置在外河側(cè)的單灌站宜選用臥式泵，采用軸流泵時泵軸過長，運行時易產(chǎn)生振動。

三是電氣設計。茨淮新河泵站管理大多為村鎮(zhèn)管理模式，管理人員非專業(yè)水平，因此，配電控制柜宜采用GGD，不宜采用MNS控制方式。管理人員對GGD配電柜的運行控制及維修有較多經(jīng)驗，方便管理和維護。另外，大部分泵站沒有專用供電線路，一般是“T”接其他線路引線，設計時應充分調(diào)查干線線路容量，復核線路電壓降和電機啟動參數(shù)，確保電機正常運行。

四是金屬結構。閘門宜采用滑塊式平面鋼閘門，除有特殊要求外，不宜采用滾輪式；配備的螺桿啟閉機必須配有限位裝置。所有鋼爬梯和鋼蓋板應采用國標產(chǎn)品或單獨設計，以消除安全隱患。

三、工程施工

1.土方施工

泵站一般位于堤防棄土區(qū)，基坑開挖較深，挖填土方量較大。施工中應根據(jù)設計要求先做好土方挖填平衡工作，布置好堆土區(qū)，優(yōu)化土方挖填工序，避免土方多次挖運，降低棄土量，減少征地工程量。

基坑開挖的坡度和應該留的施工平臺必須按照設計和規(guī)范要求進行，開挖后的土方要堆到離建筑物一定距離的地方，減小岸坡上的土壓力，保證施工人員和基坑安全。

土方回填是工程施工中的重要環(huán)節(jié)，但實際上大部分施工單位只重視主體工程而輕視土方回填，由此而引發(fā)的工程質(zhì)量缺陷或工程事故常有發(fā)生，因此在工程施工中應重點關注土方回填工作，特別是穿堤涵洞兩側(cè)及堤防回填、翼墻后回填等。施工單位在做這項工作時應該端正態(tài)度，嚴格按規(guī)程規(guī)范要求施工，確保工程安全。

2.施工圍堰和基坑降水

大部分外河側(cè)施工圍堰高程超過5m，有的施工圍堰還有臨時交通功能，因此施工圍堰應有專門的設計和施工方案，這一點常常是施工單位容易忽視的地方，因施工圍堰填筑不過關而影響工程進度的事情時有發(fā)生。建議工程各參建單位高度重視圍堰填筑，在施工時，應該按照相關規(guī)范和設計要求，分層填筑和碾壓，同時要考慮工程跨汛期施工時，圍堰的度汛安全。

茨淮新河泵站的建基面下一般均存在一層中等透水的砂壤土層，且建基面高程一般低于外河水位4m以上，基坑降水的好壞是工程能否順利實施的關鍵。因此，在制定排水方案時一定要根據(jù)地質(zhì)報告提供的地質(zhì)資料，結合工地實際情況，拿出合理的排水方案。根據(jù)經(jīng)驗，一般均采用深井降水方式，每個泵站沿基坑兩側(cè)各布置4~6眼井，井底高程低于建基面10~15m為宜。

3.混凝土施工

在茨淮新河沿河泵站中大多數(shù)帶穿堤涵洞，水泵的和泵室的類型也不相同，涵洞及泵站的上下部結構尺寸相差甚大，所以模板的尺寸和材料選擇方面變化大。為了工程工期的要求，現(xiàn)在一般在大體積混凝土澆筑方面都采用成品混凝土，這樣對模板在材料和支撐方面要求也比較嚴格。一般下部結構和涵洞的模板盡量采用大面積的組合模板（選擇鋼模最好），上部結構和啟閉臺、排架部分盡量采用小型的木模。如果模板材料和支撐不能滿足混凝土的流動壓力的要求，將會造成模板破裂或者支撐失去作用，以及混凝土外泄等情況，嚴重時會對施工人員的安全構成威脅，造成工地安全事故。

在進行混凝土的澆筑時容易出現(xiàn)混凝土外泄、脹模和漏漿等現(xiàn)象，在泵站施工過程中，因為泵室結構復雜，上下部不同，而且斷面尺寸小，現(xiàn)在工地大多數(shù)使用的都是泵送的商品混凝土，所以在澆筑的過程中，對模板的強度、混凝土的平倉、振搗各個方面都要注意。否則會出現(xiàn)崩模和混凝土蜂窩麻面等現(xiàn)象；在門槽及其他部位預留澆二期混凝土時，要注意混凝土的和易性和混凝土的振搗，以免出現(xiàn)空洞、漏筋。在澆筑混凝土涵洞側(cè)墻或者中墩時，如果墻厚超過40cm，一定要用插入振搗器雙排振搗，以避免墻面蜂窩甚至漏空的現(xiàn)象。在澆筑斷面尺寸很小或者鋼筋密度很大的混凝土時，應該選擇適當?shù)恼駬v器或者進行人工振搗■