水電泵站工程規(guī)劃設(shè)計及其施工管理的分析

鄧 燕，高文強(qiáng)

（中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司，天津 300202）

受到需求驅(qū)動的影響，水電泵站工程建設(shè)勢頭呈現(xiàn)出不斷增長的趨勢。因此，從泵站運(yùn)行效益目標(biāo)實現(xiàn)的角度出發(fā)，深度分析此課題，提出有效的把控策略，具有重要的意義。目前，水電泵站工程規(guī)劃與建設(shè)的質(zhì)量控制面臨著巨大挑戰(zhàn)，需要圍繞規(guī)劃設(shè)計與施工管理，做好細(xì)節(jié)與整體的把控，以此來確保泵站的質(zhì)量與性能達(dá)標(biāo)。

1 案例概述

以某水利水電泵站重建項目為例，該泵站排澇區(qū)域集水面積為5.86 km2，住宅區(qū)和水田面積共計193.30畝，人口共計3萬人。整個區(qū)域的地勢相對較低，田面高程大約為6.80～7.60 m，若遇到暴雨洪水情況，外靠大堤抗洪，內(nèi)則依靠排澇泵站提水排澇。原建設(shè)雨水排澇泵站1座，3臺裝置，總裝機(jī)容量為270 kW，設(shè)計排水流量為4.70 m3/s，建設(shè)自排涵閘1座，按照十年一遇24 h暴雨3 d排干標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，來解決整個區(qū)域內(nèi)的內(nèi)澇災(zāi)害。從泵站運(yùn)行的情況進(jìn)行分析，為當(dāng)?shù)匕l(fā)展提供了一定的支持。但是隨著周圍區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。如果遇暴雨情況，原來的設(shè)施難以有效應(yīng)對，使得部分農(nóng)田與村莊極易出現(xiàn)洪澇災(zāi)害，給灌區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)與生活造成影響，因此對水電泵站工程進(jìn)行重建，現(xiàn)結(jié)合此項目進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計與建設(shè)管理經(jīng)驗的總結(jié)。

2 水電泵站工程規(guī)劃設(shè)計分析

2.1 低水位的確定

從規(guī)劃設(shè)計角度分析，排澇泵站的最低水位高程能夠有效排除內(nèi)澇，使得泵站建設(shè)成本降低，為區(qū)域發(fā)展發(fā)揮積極的作用。對匯水區(qū)域的排水系統(tǒng)進(jìn)行分析，尤其是建設(shè)了排水灌渠系統(tǒng)的地區(qū)，排澇泵站的最低水位高程，給灌渠系統(tǒng)和相關(guān)排水設(shè)施運(yùn)行帶來了很大影響。傳統(tǒng)的設(shè)計理念提出，要按照排澇泵站要求設(shè)計，最低水位要比來水干管管底低。根據(jù)泵站建設(shè)實踐分析，按照上述原則設(shè)計，存在著不足之處，需考慮泵站前面是否存在調(diào)節(jié)池。

2.2 無調(diào)節(jié)池

水電泵站的最大排水能力設(shè)計是根據(jù)匯水區(qū)來水量確定的，實踐中考慮泵站內(nèi)配置多臺水泵，按照順序運(yùn)行要花費3～5 min，當(dāng)管渠水位達(dá)到泵站設(shè)計來水量水位的前3～5 min，開始啟動首臺水泵，按照順序啟動各個水系，達(dá)到設(shè)計來水量水位時，泵站水泵全部投入運(yùn)行，同時和匯水區(qū)排水系統(tǒng)一起運(yùn)行，使得系統(tǒng)排水設(shè)施處于理想狀態(tài)?；诖?，對于泵站的最低水位，要低于設(shè)計來水量水位0.20 ～0.30 m。如果設(shè)置得過高，那么排水管渠達(dá)到設(shè)計來水量，配置的水泵無法全部啟動，引發(fā)內(nèi)澇災(zāi)害，造成重大的危害，致使泵站無法發(fā)揮作用。如果設(shè)置得過低，那么水泵將會提前運(yùn)行，致使管渠的作用難以發(fā)揮。而關(guān)鍵點在于泵房埋深過大，泵站施工作業(yè)難度大，建設(shè)成本高，尤其是設(shè)計來水量很大。

2.3 有調(diào)節(jié)池

開展水泵站規(guī)劃設(shè)計要考慮到建設(shè)區(qū)域的實際情況，即用地緊張且環(huán)保要求高等，因此，排水泵站不建議設(shè)置調(diào)節(jié)池。實際建設(shè)時受到歷史因素與資金因素等影響，很多排澇泵站的調(diào)節(jié)池按照以下流程運(yùn)行：當(dāng)來水量比較小時，水位沒有達(dá)到水泵設(shè)計的最低水位，那么來水只能在池底滯留，達(dá)到充盈調(diào)節(jié)池的效果。當(dāng)來水量很大時，管渠來水水位達(dá)到設(shè)計的最低水位，此時水泵投入運(yùn)行。來水量高于泵站排水量時，建設(shè)的調(diào)節(jié)池開始發(fā)揮作用，當(dāng)洪峰過后，水量開始變少，但是調(diào)節(jié)池的水位還處于升高的狀態(tài)。

2.4 分區(qū)排水

水電泵站規(guī)劃設(shè)計，要根據(jù)江河防洪規(guī)劃與城建規(guī)劃情況，結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H需求，堅持遠(yuǎn)近結(jié)合的原則，分期實施建設(shè)，做好與市政部門和水利部門的協(xié)調(diào)。分區(qū)排水方案的應(yīng)用能夠達(dá)到高水高排和低水低排的目標(biāo)，充分自排并且減少裝機(jī)容量。對城區(qū)雨水泵站，多采取分區(qū)排水方案，如果受到排水出路影響，無法分區(qū)排水，那么要建設(shè)截止閥，實現(xiàn)高地區(qū)有計劃地排水。

2.5 泵站與涵閘工程的設(shè)計

泵站規(guī)劃設(shè)計要選擇適宜的水泵。一般來說，按照排水性質(zhì)主要包括污水泵站和雨水泵站等。其中，雨水泵站的揚(yáng)程相對較低，流量大，多選擇ZLB型立式軸流泵，但是由于此裝置耐腐蝕性比較差，因此污水排放不建議經(jīng)過泵室。按照緊湊原則布置，實現(xiàn)對功能和成本的有效控制。

2.6 優(yōu)化后的設(shè)計方案

此泵站優(yōu)化后的設(shè)計方案如下：①取消泵房進(jìn)水口的檢修閘門。項目可行性研究中，對泵房進(jìn)水口布置檢修閘門和配套相關(guān)設(shè)備的方案，圍繞成本和后期運(yùn)行效益進(jìn)行分析。經(jīng)過優(yōu)化后取消這一方案，只保留檢修閘門門槽，實現(xiàn)對投資成本的控制。②對前池攔污閘上提式平板鋼閘門進(jìn)行優(yōu)化，調(diào)整為水力自控式單鋼閘門。此方案的應(yīng)用不需要機(jī)械啟動關(guān)閉，進(jìn)而減少了建設(shè)和后期使用成本。實際應(yīng)用中，在初期水利樞紐工程實施之后，設(shè)置正常蓄水位為6.50 m，依據(jù)回曲線進(jìn)行推算，發(fā)電上限流量達(dá)到250 m3/s，回水到泵站的水位達(dá)到6.68 m，使得閘門內(nèi)外水位相差不大，進(jìn)而前池攔污閘會關(guān)閉，渠水通過自排渠排除。如果超過250 m3/s，那么發(fā)電站停止發(fā)電[1]。

3 水電泵站工程施工管理策略總結(jié)

3.1 做好設(shè)備安裝施工管理

從水電泵站工程施工管控角度分析，對于機(jī)電設(shè)備的安裝，要注重施工前的把控。作業(yè)前要根據(jù)設(shè)置的安裝方案與設(shè)計方案等，做好相應(yīng)的交底，使得工程人員能夠了解并且依據(jù)設(shè)計規(guī)范和要求、施工工序和流程進(jìn)行操作。在安裝作業(yè)期間，要嚴(yán)格按照設(shè)計的方案，做好各類設(shè)備安裝的把控。

3.2 做好機(jī)械設(shè)備與人員管理

對于施工作業(yè)所需要的機(jī)械設(shè)備和人力資源等要做好相應(yīng)的管理。其中，機(jī)電設(shè)備的維護(hù)管理，主要從內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境兩方面入手，對于新購進(jìn)的機(jī)械設(shè)備，要做好進(jìn)場把控，包括記錄以及檢查。制定相應(yīng)的維護(hù)保養(yǎng)制度，落實到工程管理實踐中。對使用的機(jī)械設(shè)備，要做好安全檢查。落實定期維護(hù)與保養(yǎng)工作，及時發(fā)現(xiàn)存在的故障問題，采取消除措施，保障作業(yè)的效率和安全。從外部環(huán)境的控制角度分析，做好燃油與潤滑油的質(zhì)量把控。

3.3 提高管理的信息化水平

從泵站施工作業(yè)分析，引入信息化技術(shù)手段，打造智慧化工地，能夠助力生產(chǎn)的安全與質(zhì)量控制，促使管理效益目標(biāo)的實現(xiàn)。基于此，要圍繞項目建設(shè)全過程，在施工現(xiàn)場管理、合同管理和材料管理等多個方面，搭建信息化管理系統(tǒng)，引入信息化技術(shù)手段，輔助項目管理工作的開展，在最大程度上保障項目效益目標(biāo)的實現(xiàn)。

4 結(jié)語

水電泵站工程實踐中對于質(zhì)量的把控要圍繞規(guī)劃設(shè)計和建設(shè)各個環(huán)節(jié)，做好嚴(yán)格控制。實踐中依據(jù)設(shè)計的建設(shè)方案，認(rèn)真落實建設(shè)質(zhì)量與安全的把控，最大程度上保障工程的效益和質(zhì)量。