興電灌區(qū)大型泵站更新改造中的關(guān)鍵技術(shù)措施探討

何少榮

（甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅蘭州730030）

泵站為灌溉水源及澇區(qū)排水過程中常用的基礎(chǔ)設(shè)施之一，是現(xiàn)代水利工程的重要構(gòu)成，其運(yùn)行效率關(guān)系著整個(gè)水利系統(tǒng)效能的高低。雖然近些年國(guó)家相關(guān)部門已認(rèn)識(shí)到建設(shè)泵站對(duì)促進(jìn)水利行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大意義，但回顧以往幾十年泵站的發(fā)展歷程，國(guó)內(nèi)各地區(qū)泵站項(xiàng)目存在著建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)整體偏低、年久失修、零部件磨損與老化等諸多不足，亟待改造完善。

1 泵站更新改造的意義

糧食安全始終是關(guān)系我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定和國(guó)家自立的全局性重大戰(zhàn)略問題。黨和國(guó)家高度重視糧食安全問題，陸續(xù)推出了保證糧食安全的相關(guān)政策措施，鼓勵(lì)發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，在水利項(xiàng)目方面也作出更大投入，以提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，如針對(duì)存在質(zhì)量、功能缺陷的灌排泵站進(jìn)行更新改造，強(qiáng)化其灌溉、排水能力，進(jìn)而維護(hù)我國(guó)糧食生產(chǎn)的安全性[1]。國(guó)內(nèi)排灌區(qū)域基本是工農(nóng)商業(yè)主產(chǎn)集中區(qū)，應(yīng)做好老舊泵站的整改工作，以此為支撐降低運(yùn)行成本，逐漸提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，幫助農(nóng)民獲得更大經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。

2 工程概況

興電灌區(qū)大型泵站更新改造工程一標(biāo)段是新建泵站，興電一泵站是臨近河移址新建泵站。設(shè)計(jì)流量9.6 m3/s，凈揚(yáng)程40.32m，總揚(yáng)程45.60m。安設(shè)9套臥式中開單級(jí)雙吸離心泵機(jī)組9套，裝機(jī)容量9320 kW；進(jìn)出口水泵工作閥門共設(shè)置18臺(tái)（套），廠內(nèi)起重機(jī)1套，排水設(shè)備2臺(tái)（套）；配置高壓開關(guān)柜14面、SC10-200/10型無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓干式站用變壓器2臺(tái)、照明及低壓開關(guān)柜7面；新建檢修門、攔污柵及埋件等194 t，啟閉設(shè)備1臺(tái)（套），重量大概45 t，移址重建一泵站進(jìn)水口、廠房、壓力管道、出水池以及管理房維修等。

3 關(guān)鍵技術(shù)措施

3.1 隱蔽鐵附件及埋管

嚴(yán)格依照施工圖紙內(nèi)設(shè)定的內(nèi)容，擬編鐵附件制作方案及相匹配的改造圖紙，結(jié)合土建工程的施工進(jìn)度計(jì)劃與現(xiàn)實(shí)進(jìn)度，在圖紙上清晰標(biāo)注各高程方位的埋件名稱、走行、數(shù)量；并考慮各類設(shè)備設(shè)施改造過程便捷性問題，澆筑混凝土階段在適當(dāng)部位埋設(shè)臨時(shí)支撐、牽引、起吊鐵件[2]。在保證改造過程安全及質(zhì)量符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)情況下，盡量減縮改造時(shí)間。待安裝工序整體結(jié)束后，去除影響工程外部美觀度的鐵屑頭。

3.2 主水泵的更新改造

主水泵是促進(jìn)泵站供排水功能正常發(fā)揮的重要支撐，科學(xué)選擇水泵為泵站更新階段的重要一環(huán)，其在壓縮工程成本方面體現(xiàn)出良好效能。水泵葉輪內(nèi)徑改造是重要內(nèi)容之一，若能確定泵站的離心泵與低轉(zhuǎn)速混流泵出現(xiàn)如下狀況，就提示要整改葉輪內(nèi)徑[3]：一是現(xiàn)有水泵型號(hào)與泵站改造設(shè)計(jì)要求存在出入。二是現(xiàn)有水泵流量與揚(yáng)程均明顯高于水泵的現(xiàn)實(shí)需求，且運(yùn)行效率整體偏低。三是水泵的現(xiàn)實(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況未出現(xiàn)較明顯改變。要重視葉片角度的改造，過往很多大型軸流泵與導(dǎo)葉式泵多選用半調(diào)節(jié)或全調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)葉片，若確定有水泵結(jié)構(gòu)信號(hào)和整改后的泵站表現(xiàn)不匹配，則要進(jìn)行水泵葉片角度的整改，以進(jìn)一步保證水泵運(yùn)行過程的安穩(wěn)性。

本工程改造階段，先組織施工人員校準(zhǔn)進(jìn)出水預(yù)埋穿墻管所處方位，而后放出機(jī)組安裝縱、橫軸線于高程準(zhǔn)線，檢測(cè)水泵、電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)螺栓預(yù)留孔洞、規(guī)格及垂直度指標(biāo)等的準(zhǔn)確度，確定無(wú)誤并整平后，安置機(jī)墩一期砼面，把螺母與設(shè)備一并吊放于墊鐵上，螺栓絲頭旋出螺母面5～6個(gè)螺距為佳。水泵就位后用千斤頂接長(zhǎng)方木等器具，調(diào)控縱橫軸線、水平以及高程指標(biāo)，框式水平法檢測(cè)水平度并予以初調(diào)整，調(diào)整效果達(dá)標(biāo)后方可澆筑地腳螺栓孔，澆筑階段實(shí)時(shí)檢測(cè)螺栓的垂直度和孔壁距離，禁止出現(xiàn)側(cè)傾、偏移等情況，待檢測(cè)到砼強(qiáng)度＞80%時(shí)予以精調(diào)，并擰緊螺母，本泵站內(nèi)水泵安裝應(yīng)符合如下標(biāo)準(zhǔn)：螺栓的垂直度：＜10/1 000 mm；螺栓與孔壁間距：≥15 mm；安裝高程允許誤差±2 mm，軸向水平0.01/1 000 mm；進(jìn)出口中心偏差±2 mm[4]。

3.3 圍堰設(shè)計(jì)改造

圍堰設(shè)計(jì)本著“安全可靠實(shí)用、成本低廉、穩(wěn)定及抗?jié)B和抗沖刷能力符合安全要求，遵照結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于施工，就地取材”的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)便于工程結(jié)束后方便拆除及滿足工程工期施工要求。

圍堰邊坡與土石料的性質(zhì)、河水深度等有關(guān)，由于水位較深，本工程圍堰填筑邊坡屬自然坡降，根據(jù)本工程可利用土石料的性質(zhì)及水深特點(diǎn)，參照已建工程類似圍堰的邊坡設(shè)計(jì)，初步擬定圍堰填筑后內(nèi)外邊坡坡度為1∶1.7，迎水面邊坡受水流沖刷大，迎水面邊坡采用鉛絲石籠護(hù)坡拋設(shè)鉛絲石籠護(hù)底，以減小此處圍堰迎水面坡度，確保圍堰的穩(wěn)定性。

基坑土石方開挖時(shí)，在確保圍堰穩(wěn)定的情況下，將背水面圍堰占用基坑部分予以挖除。

圍堰填筑采用立堵法，填筑主要采用進(jìn)占法施工，考慮到水流流速較大，圍堰填筑過程中先將較大石塊拋入河中，將河底淤泥等雜物向兩側(cè)擠開，上層采用巖石與土混合填筑，圍堰高度超過水面1.5 m以上，采用壓路機(jī)分層碾壓，自卸汽車運(yùn)輸土料，裝載機(jī)攤鋪，壓路機(jī)碾壓，反鏟挖機(jī)修整。

堰堤進(jìn)占從原進(jìn)場(chǎng)路開始由岸邊向河道中心進(jìn)占，在圍堰填筑過程中先在河床底鋪設(shè)2 m厚鉛絲石籠塊石，減小迎水面水流沖刷，防止回填過程中對(duì)圍堰的水流沖刷。填筑高度至水面以上1 m左右，按堰體設(shè)計(jì)邊坡坡比修整，確保邊坡臨時(shí)穩(wěn)定（作業(yè)時(shí)設(shè)專人監(jiān)護(hù)邊坡及機(jī)械安全）。填筑時(shí)定時(shí)用全站儀監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)誤差及時(shí)調(diào)整。

圍堰水面以上填筑采用層鋪法，分層厚度300～400 mm，碾壓系數(shù)設(shè)定為0.75，反鏟碾壓，碾壓遍數(shù)3遍（根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果調(diào)整），少量大塊石盡量趕至兩側(cè)；填筑寬度必須保證圍堰斷面尺寸。用反鏟將兩側(cè)邊坡修整平滑、圓順，維持局部的安穩(wěn)性。

3.4 建設(shè)泵站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

在技術(shù)水平及設(shè)備設(shè)施配置等多種因素的制約下，20世紀(jì)六七十年代建成的泵站運(yùn)行階段在管理體制方面暴露出多種問題，難以適應(yīng)當(dāng)下機(jī)組優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)的現(xiàn)實(shí)需求。微電子與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)近些年均有很大發(fā)展進(jìn)步，促進(jìn)了泵站技術(shù)智能化發(fā)展進(jìn)程，提示泵站更新改造階段應(yīng)積極打造全自動(dòng)化運(yùn)作模式。因此，針對(duì)那些已完工建設(shè)的泵站，一定要對(duì)設(shè)備設(shè)施加以科學(xué)改造，在此基礎(chǔ)上打造泵站綜合智能化系統(tǒng)，推動(dòng)泵站的智能化進(jìn)程。

4 結(jié)束語(yǔ)

泵站改造是一項(xiàng)系統(tǒng)性、復(fù)雜度較高的工程，泵站改造前期一定要前往工程現(xiàn)場(chǎng)全面調(diào)查分析既有泵站設(shè)施，深度分析各類指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上擬編最適宜的改造方案，改造階段認(rèn)真使用關(guān)鍵技術(shù)，并加強(qiáng)改造質(zhì)量控制，高度重視泵站運(yùn)行安全性、高效性，力爭(zhēng)使改造后的泵站創(chuàng)造更大效益。