灌南縣2015年小型農(nóng)田水利重點(diǎn)縣項(xiàng)目復(fù)興南站拆建泵站設(shè)計(jì)的思考與分析

徐建赟 汪練練

【摘要】本文分析了灌南縣小農(nóng)水重點(diǎn)縣實(shí)施前項(xiàng)目區(qū)泵站存在問題，以復(fù)興南站拆建為例，從設(shè)計(jì)流量、設(shè)計(jì)水位、機(jī)泵選擇和穩(wěn)定計(jì)算等方面分析，闡述其選用400QSZ-5.5-37型單機(jī)組潛水泵的原因。

【關(guān)鍵詞】灌南縣；泵站拆建；技術(shù)分析

1、項(xiàng)目概況

灌南縣地處北緯33°59′～34°27′、東經(jīng)119°07′～119°48′之間，縣域面積1041km2，東濱黃海，東南隔灌河與響水相望，西及西南分別與沭陽和漣水為鄰，北有新沂河同灌云相隔。灌南縣2015年小型農(nóng)田水利重點(diǎn)縣項(xiàng)目總投資3000萬元，對三口、百祿、新集3鎮(zhèn)12村2.48萬畝農(nóng)田綜合治理，共計(jì)整治渠道93.20km，其中砼襯砌渠道61.52km；拆建大溝引水閘1座，新建節(jié)制閘13座；拆建、改造、新建灌溉泵站9座529kW；建設(shè)渠系配套建筑物2742座；疏浚中小溝23.76km，土方19.01萬方；新增灌溉面積0.22萬畝，改善灌溉面積2.26萬畝。

2、泵站改造前存在問題

2.1 泵房年代久遠(yuǎn)，土建損壞嚴(yán)重。泵站主體工程建設(shè)年代較長，大多損壞，見明顯沉降斷裂，砂漿普遍脫落；進(jìn)、出水池砌石護(hù)坡坍塌，毀壞嚴(yán)重；水泵梁、電機(jī)梁砼碳化，部分泵站水泵梁斷裂；部分出水池開裂，漏水，護(hù)砌長度不足，見明顯沖坑。其中徐圩站、復(fù)興南站泵房為磚混結(jié)構(gòu)，墻體、引水渠裂縫嚴(yán)重，無法使用。

2.2 機(jī)泵老化銹蝕，電氣設(shè)備陳舊。改造前的泵站大多建于上世紀(jì)九十年代，由于受當(dāng)時(shí)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)條件及建筑材質(zhì)限制，大多數(shù)泵站運(yùn)行效率日益減退。機(jī)泵設(shè)備老化，尤其是電氣設(shè)備問題突出，有的不符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，有的成為國家明令淘汰的產(chǎn)品，泵站更新改造非常困難。特別是復(fù)興南站機(jī)泵型號(hào)已停產(chǎn)多年，零部件無處購置，毀壞無法維修。

2.3 泵站運(yùn)行耗能大，效率低下。由于泵站配置標(biāo)準(zhǔn)低，且缺乏必要的維修保養(yǎng)，導(dǎo)致泵站機(jī)組運(yùn)行效率極為低下。由于其運(yùn)行效率低，耗能高，項(xiàng)目區(qū)群眾自己花錢抽水比泵站灌溉更為劃算。

3、復(fù)興南站改造設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)流量。復(fù)興南站控制灌溉面積1200畝，種植結(jié)構(gòu)為稻麥兩季輪作，泵站設(shè)計(jì)流量取水稻灌溉高峰期用水量。項(xiàng)目區(qū)設(shè)計(jì)凈灌水率為2.0m3/s萬畝，灌溉水利用系數(shù)取0.65，則設(shè)計(jì)灌溉流量：Q=0.12×2.0/0.65=0.37m3/s。根據(jù)《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50265-2010）第2.0.2條確定該泵站等級(jí)為Ⅴ等，泵站規(guī)模為?。?）型。

3.2 設(shè)計(jì)水位

3.2.1 泵站進(jìn)水池水位確定。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)溝渠多年運(yùn)行情況，設(shè)計(jì)水位為1.5m，低水位基本在1.0m，高水位為2.5m。

3.2.2 泵站出水池水位確定。為了滿足灌溉的要求，各級(jí)渠道入口處要具有足夠的水位。水位是根據(jù)灌溉面積上控制點(diǎn)的高程加上各種水頭損失，自下而上逐級(jí)推算。

根據(jù)計(jì)算，出水池設(shè)計(jì)水位：H出=3.5+0.1+900/3000+0.1=4.0m。

3.3 機(jī)泵選型

3.3.1 泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程。H=出水池設(shè)計(jì)水位-進(jìn)水池設(shè)計(jì)水位+損失揚(yáng)程=H凈+H損，損失揚(yáng)程按凈揚(yáng)程的30%計(jì)算，則設(shè)計(jì)揚(yáng)程H=（4.0-1.5）×1.3=3.25m。

3.3.2 泵站最高揚(yáng)程。H=出水池最高水位-進(jìn)水池低水位+損失揚(yáng)程=H凈+H損，損失揚(yáng)程按凈揚(yáng)程的20%計(jì)算，則設(shè)計(jì)揚(yáng)程H=（4.0-1.0）×1.2=3.6m。

3.3.3 機(jī)泵型號(hào)選擇。根據(jù)Q設(shè)=0.37m3/s，H設(shè)=3.6m。參照潛水泵產(chǎn)品目錄選型，則泵站應(yīng)選用1臺(tái)400QSZ-5.5-37型潛水泵，電機(jī)功率37kW，水泵設(shè)計(jì)流量0.45m3/s，設(shè)計(jì)揚(yáng)程5.5m，其工作性能參數(shù)表如下。

3.4 結(jié)構(gòu)布置。泵站進(jìn)水池底板、墩墻采用C25鋼筋砼結(jié)構(gòu)，進(jìn)水池長3.40m，潛水泵坐落在鎮(zhèn)墩上，進(jìn)水池前設(shè)攔污柵格網(wǎng)。泵房采用分基型結(jié)構(gòu)，尺寸為3.6×6.2m。泵站出水池尺寸為3.3×2.8m，墩墻為C25鋼筋砼結(jié)構(gòu)，高2.2m，底板采用C25鋼筋砼結(jié)構(gòu)，厚0.4m。

3.5 穩(wěn)定計(jì)算。進(jìn)水池底板底高程為-0.90m，根據(jù)地質(zhì)資料，底板坐落在淤泥層中，經(jīng)計(jì)算底板地基應(yīng)力為G=41kPa，該層地基允許承載力為35kPa，大于地基承載力，需進(jìn)行地基處理，基礎(chǔ)采用長6m杉木樁，小頭直徑不小于16cm，共12根。

3.6 電氣設(shè)計(jì)。水泵配套電動(dòng)機(jī)功率為37kW，電氣部分的設(shè)計(jì)范圍為變壓器以下所有供用電設(shè)施的配套設(shè)計(jì)。

3.6.1 泵站電源采用380V低壓電源供電，電源由原建筑物供電變壓器低壓側(cè)通過電纜穿管暗埋引至配電房內(nèi)低壓計(jì)量+進(jìn)線柜。

3.6.2 泵站配置GGD型低壓配電柜2只，分別為低壓計(jì)量+進(jìn)線柜和饋線柜。采用單母線不分段的0.4kV配電系統(tǒng)，從饋線柜獲取電源，向各類動(dòng)力負(fù)荷、照明及生活負(fù)荷設(shè)備等供電。

3.6.3 為防止直擊雷電造成泵站損害，在泵站屋頂裝設(shè)避雷帶作為保護(hù)措施，避雷帶通過柱內(nèi)專設(shè)引線與接地體連接。工程的工作接地、保護(hù)接地、防雷接地共用一套接地網(wǎng)，接地網(wǎng)利用建筑物基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為自然接地體，并配置一定數(shù)量和面積的人工接地體，二者可靠連接。接地網(wǎng)工頻接地電阻不大于4W，低壓計(jì)量+進(jìn)線柜、動(dòng)力配電柜在配電房內(nèi)一列式集中安放。