寶雞峽王家崖泵站更新改造設(shè)計(jì)優(yōu)化

閆杏枝

（陜西省寶雞峽工程局 陜西 寶雞 721001）

1 泵站概況

寶雞峽王家崖泵站位于塬上總干渠與王家崖水庫交匯處，于1981年建成，設(shè)計(jì)流量25.2m3/s，設(shè)計(jì)總揚(yáng)程16.4m。安裝臥式湘江56-28型離心水泵機(jī)組4臺(tái)，配套TD173/51-16、1250kW同步電動(dòng)機(jī)，泵站總裝機(jī)功率5000kW。泵站為水庫放水洞接母管進(jìn)水，側(cè)向出水，主廠房、壓力管道、出水池呈直線布置；主廠房為磚混結(jié)構(gòu)，水泵電動(dòng)機(jī)組呈一列式布置，廠內(nèi)設(shè)20t雙梁橋式起重機(jī)；泵站采用虹吸真空破壞閥斷流方式；壓力管道為單機(jī)單管，管徑1600mm；建有35kV變電站1座，35kV輸電線路長14km。泵站主要承擔(dān)向總干渠補(bǔ)水任務(wù)，在灌區(qū)抗旱灌溉中發(fā)揮著骨干作用。

2 泵站改造設(shè)計(jì)原則

（1）維持泵站原有總體布置不變。泵站工程原灌溉系統(tǒng)、站址及渠系布置、機(jī)組選型等，經(jīng)過四十多年運(yùn)行，證明設(shè)計(jì)布局是合理的。因此，改造設(shè)計(jì)只在原泵站布置基礎(chǔ)上進(jìn)行更新改造；泵站原控制灌溉面積、設(shè)計(jì)流量、揚(yáng)程等規(guī)模也保持不變；

（2）對(duì)老化失修、性能落后的機(jī)電及電氣設(shè)備在重新計(jì)算復(fù)核的基礎(chǔ)上進(jìn)行更新。

（3）采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)，改善和提高泵站管理科技化水平。

3 泵站更新改造設(shè)計(jì)優(yōu)化

3.1 主、副廠房

設(shè)計(jì)對(duì)主廠房更新改造擬定了加固改造和拆除重建兩種方案，并進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。加固改造方案主要內(nèi)容包括：基礎(chǔ)水泥漿液灌漿處理、砼立柱粘鋼加固、更新部分屋架梁、新做屋面板及防水層、更新門窗等，直接工程費(fèi)55萬元。拆除重建方案：新建框排架結(jié)構(gòu)主廠房546.48m2，直接工程費(fèi)82萬元。

相比之下，加固改造方案具有投資少、工期短的優(yōu)點(diǎn)，但薄腹梁吊裝過程中容易破壞，且廠房整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和工程銜接方面不如重建方案。加之泵站工程復(fù)核報(bào)告結(jié)論顯示：王家崖泵站廠房無構(gòu)造柱、底圈梁，抗震能力不能滿足規(guī)范要求；由于受地下水位抬高的影響，經(jīng)測定，廠房的磚墻部分磚體強(qiáng)度指標(biāo)已經(jīng)小于原磚體抗壓強(qiáng)度MU10的75%，更由于原廠房施工時(shí)基礎(chǔ)處理措施不到位，現(xiàn)主廠房產(chǎn)生許多裂縫。經(jīng)綜合考慮，主廠房推薦采用拆除重建方案。

根據(jù)水泵機(jī)組的布置，主廠房采用分層式布置，上層為通道層，下層為水泵層。安裝4臺(tái)水泵機(jī)組，中心間距9m，“一”字型布置，主廠房總長45.54m，跨度12m，總建筑面積546.48m2，其中檢修間使用面積81.91m2，基坑面積 257.74m2。

主廠房結(jié)構(gòu)型式為排架結(jié)構(gòu)。屋面采用12m雙坡鋼筋混凝土屋面梁和1.5m×6m預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板。地面為彩色砼地面，室內(nèi)墻面抹紙筋灰噴白色涂料，外墻為空心磚，室外裝修用外墻涂料，單框雙玻塑鋼窗，進(jìn)廠大門采用鋼大門。

設(shè)計(jì)對(duì)副廠房更新改造也擬定了兩種方案，進(jìn)行了分析比較：“一層方案”無法滿足泵站改造后設(shè)備布置要求，一是在垂直機(jī)組軸線方向加寬副廠房尺寸，但是原泵站廠區(qū)為臺(tái)階狀，副廠房的擴(kuò)寬將需回填基礎(chǔ)，對(duì)以后廠房基礎(chǔ)穩(wěn)定造成不良影響，且對(duì)開關(guān)站對(duì)外交通形成阻礙；二是在沿機(jī)組軸線方向加長副廠房尺寸，需向廠右加長16m～18m，會(huì)占用原開關(guān)站多半位置，發(fā)生新的土地征用，不利施工?！皟蓪臃桨浮笔窃谠睆S房位置適當(dāng)加長，滿足設(shè)備布置，寬度基本保持不變，廠右位置還可滿足開關(guān)站布置，占地少，施工難度也不大。故副廠房采用二層方案設(shè)計(jì)。

考慮電氣設(shè)備布置要求，將副廠房布置在主廠房右側(cè)，與主廠房相互貫通，主副廠房呈“L”型布置。副廠房共兩層，建筑面積411.76m2。一層布置有高壓室、低壓室、交接班室，高壓室和低壓室均布置在變電站一側(cè)。二層布置有中控室、辦公室、試驗(yàn)室。

副廠房結(jié)構(gòu)型式為框排架結(jié)構(gòu)，層高4.6m。屋面采用C15鋼筋混凝土整體現(xiàn)澆，柱采用C20鋼筋混凝土，梁采用C25鋼筋混凝土，地面為鋪瓷磚地面，屋面做保溫、防水處理，室內(nèi)墻面抹紙筋灰噴白色涂料，外墻為空心磚，室外裝修用外墻涂料，單框雙玻塑鋼窗，除高壓室和低壓室采用防火門外，其余采用木門和塑鋼門。

3.2 壓力管道

泵站四條壓力輸水管道沿壩坡布置。設(shè)計(jì)采用原管道坡比1：1.64，出水型式仍采用虹吸出水，虹吸中心管高程為602.57m，管道出水口伸到出水池底部。泵出口設(shè)一套直徑為1200mm的套管式伸縮節(jié)和蝶式止回閥，后接1m的正心大小頭鋼管，直徑從1200mm漸變到1600mm，之后接直徑1600mm預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管。在管線中間設(shè)一電磁流量計(jì)閥井，閥井底盤、基礎(chǔ)均采用C20鋼筋混凝土，厚度20cm，井身采用M7.5Mu10磚砌結(jié)構(gòu)。在管道最高點(diǎn)設(shè)一真空破壞閥，上部建閥井，閥井采用磚混結(jié)構(gòu)。

管道敷設(shè)后進(jìn)行回填掩埋，管頂回填厚度最少1.2m。坡面采用植草護(hù)坡，草種采用苜蓿。

3.3 水泵電動(dòng)機(jī)組

因泵站原水機(jī)設(shè)備經(jīng)多年運(yùn)行，老化嚴(yán)重，性能下降，效率降低，雖經(jīng)多次大修，仍難恢復(fù)設(shè)計(jì)性能。設(shè)計(jì)經(jīng)選型比較，選用湘江56-28I型臥式離心泵4臺(tái)，配套T1250-16/1730型電機(jī)，單機(jī)抽水流量5.35m3/s，功率1250kW，泵站總抽水流量21.40m3/s，總裝機(jī)功率5000kW。

3.4 高低壓配電設(shè)備

泵站原老化、淘汰的電氣設(shè)備全部更新。泵站設(shè)6300kVA主變壓器一臺(tái)，選用35kV級(jí)S11系列電力變壓器，35/10kV級(jí)S11系列三相油浸自冷式銅線電力變壓器，為全國統(tǒng)一設(shè)計(jì)，電氣性能好，損耗低；站用變壓器選用三相樹脂絕緣干式無勵(lì)磁調(diào)壓10kV電力變壓器和35kV戶外油浸變壓器各1臺(tái)，型號(hào)分別為SC11-250/10、S11-M-100/35。以上變壓器均具有安全、防火、無污染、免維護(hù)、安裝簡便、綜合運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。

3.5 金屬結(jié)構(gòu)

泵站現(xiàn)有金屬結(jié)構(gòu)經(jīng)多年運(yùn)用，銹蝕破損、老化嚴(yán)重，全部需要更新改造。為滿足泵站安全運(yùn)行和管理自動(dòng)化要求，增設(shè)相關(guān)儀器儀表若干，主要有放水管控制鋼閘門及20t啟閉機(jī)4臺(tái)套、液位顯示儀，主廠房20t起重機(jī)1臺(tái)、蝶閥10臺(tái)，出水管道上流量計(jì)4套、真空破壞閥4臺(tái)等。

3.6 主要管護(hù)設(shè)施

王家崖泵站建成于1981年，站內(nèi)管護(hù)設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差，經(jīng)多年使用老化嚴(yán)重，大多無法正常發(fā)揮功能，故對(duì)站內(nèi)管護(hù)設(shè)施進(jìn)行改造：①改造進(jìn)站道路160m；②拆除現(xiàn)有危房，新建管護(hù)房1座，面積200m2；③完善配套供水設(shè)施，更換深井潛水泵1臺(tái)，水塔1座；完善站內(nèi)排水系統(tǒng)。

3.7 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

王家崖泵站改造根據(jù)灌區(qū)信息化建設(shè)要求，設(shè)計(jì)建設(shè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，擬建成一個(gè)集中管理、分散控制、各部門相對(duì)獨(dú)立，同時(shí)又具有整體統(tǒng)一性和連貫性的集行政管理、遠(yuǎn)程和本地監(jiān)控、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)考核、信息共享、遠(yuǎn)程通信等于一體的技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠、系統(tǒng)開放、擴(kuò)展靈便和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的管理、調(diào)度、監(jiān)控系統(tǒng)。整個(gè)泵站(包括變電所)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)將與灌區(qū)的干、支口閘門自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)及水量計(jì)量系統(tǒng)，灌區(qū)用水管理系統(tǒng)，河源水情、氣象、墑情信息系統(tǒng)，辦公自動(dòng)化系統(tǒng)等一起構(gòu)成大型灌區(qū)信息化系統(tǒng)。

泵站的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)采用物理隔離，以保證實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的安全。泵站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)由泵站實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)、綜合調(diào)度系統(tǒng)四大部分組成。本次改造增加泵站綜合自動(dòng)化設(shè)備1套，測流裝置4套，使更新改造后泵站實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)監(jiān)控。

4 結(jié)語

泵站改造工程設(shè)計(jì)是對(duì)其整體構(gòu)成、材料元件使用、技術(shù)應(yīng)用的再次優(yōu)化，要求對(duì)癥施治，注重創(chuàng)新。王家崖泵站改造設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)際精心籌謀，擇優(yōu)定案，經(jīng)改造完成后實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)，可供同類工程借鑒。陜西水利