基于澇區(qū)排水站更新改造設(shè)計(jì)綜述

陳桂新

(新民市水利服務(wù)中心，遼寧 新民 110300)

1 遼養(yǎng)柳澇區(qū)基本概況

遼養(yǎng)柳澇區(qū)位于新民市中部，東靠養(yǎng)息牧河，西鄰柳河，北部為彰武縣，包括大柳鎮(zhèn)、高臺子鄉(xiāng)，新城和東城街道，總面積455.14km2，其中耕地30.25萬畝。該區(qū)域地勢低洼，土質(zhì)貧瘠，鹽堿化嚴(yán)重，屬于新民重點(diǎn)澇區(qū)。多年來，在新民市防洪排澇工程中北山排水站、二龍眼2排水站和巨流河1排水站發(fā)揮了很大作用。北山排水站、二龍眼2排水站和巨流河1排水站均建設(shè)于20世紀(jì)70年代，并于20世紀(jì)90年代進(jìn)行過維修，現(xiàn)已運(yùn)行多年，排水站效能低下，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。北山排水站位于新民市東城街道，遼河右岸，于1975年建站，由3臺20HB-70混流泵組成，裝機(jī)功率165kW，設(shè)計(jì)排澇流量1.5m3/s。二龍眼2排水站位于新民市遼濱街道，遼河右岸，于1994年建站，由8臺20ZLB-70軸流泵組成，裝機(jī)功率470kW，設(shè)計(jì)排澇流量5.6m3/s。巨流河1排水站位于新民市東城街道，遼河右岸，于1975年建站，由6臺28ZLB-70軸流泵組成，裝機(jī)功率930kW，設(shè)計(jì)排澇流量9.0m3/s。

由于多年運(yùn)行，排水站機(jī)電設(shè)備破損嚴(yán)重、水工建筑物老化變形，且上游機(jī)排干溝淤積嚴(yán)重，龍眼2排水站上游機(jī)排干溝現(xiàn)狀無跨溝橋梁，排水站日常管護(hù)、附近村民的出行和生產(chǎn)均需要繞行，為盡快完善城市防洪排澇體系，改善排澇條件，提高其減災(zāi)抗災(zāi)能力及保證渡汛安全，確保人民群眾生產(chǎn)、生活及交通安全，急需對北山排水站、二龍眼2排水站和巨流河1排水站進(jìn)行改造，對上游機(jī)排干溝進(jìn)行清淤和橋梁改建[1-3]。

2 排水站更新改造的原因

2.1 排水站改造工程

近年來，隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，為配合農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，相關(guān)水利配套設(shè)施的建設(shè)亦應(yīng)同時(shí)跟上，以適應(yīng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的步伐。雖然每年汛前都對皮水站進(jìn)行一次檢查，由于資金不到位等檢修不及時(shí)，致使排水站損壞部分大多數(shù)未維修或維修少部分，加之長期維修不及時(shí)、不到位，排水站運(yùn)行效率極低已基本無法正常運(yùn)行。

2.1.1 北山排水站

1)建筑工程：進(jìn)水池已塌陷破壞，出水池出現(xiàn)輕微破損；泵房破損嚴(yán)重。

2)機(jī)電工程：水泵、變壓器現(xiàn)已嚴(yán)重老化腐蝕，不能正常使用；啟動(dòng)柜和配電柜已丟失。

2.1.2 二龍眼2排水站

1)建筑工程：進(jìn)水池上游護(hù)坡和出水池下游護(hù)坡已塌陷破壞，進(jìn)水池和出水池出現(xiàn)輕微破損；泵房破損嚴(yán)重，外墻皮已脫落，門窗和屋頂多處漏水。

2)機(jī)電工程：水泵、啟動(dòng)柜、配電柜和變壓器等現(xiàn)已嚴(yán)重老化腐蝕，不能正常使用。

3)金屬結(jié)構(gòu)工程：進(jìn)水池?cái)r污柵、進(jìn)人口爬梯、出水池閘門和啟閉機(jī)等已腐蝕損壞。

2.1.3 巨流河1排水站

1)建筑工程：進(jìn)水池護(hù)坡和出水池已塌陷、破壞；泵房破損嚴(yán)重，外墻皮已脫落，門窗及屋頂多處漏水；管理房破損，外墻皮已脫落，門窗和屋頂多處漏水。

2)機(jī)電工程：水泵現(xiàn)已嚴(yán)重老化腐蝕，不能正常使用；啟動(dòng)柜和配電柜不能運(yùn)轉(zhuǎn)；變壓器(1240KVA)已丟失。

3)金屬結(jié)構(gòu)工程：進(jìn)水池?cái)r污柵、鋼格柵、出水口閘門和啟閉機(jī)等已腐蝕損壞。

2.1.4 機(jī)排干溝清淤工程

排水站改造工程涉及機(jī)排干溝3條，為北山排水站上游機(jī)排干溝、二龍眼2排水站上游機(jī)排干溝和巨流河1排水站上游機(jī)排干溝。此外，3條機(jī)排干溝排澇能力低，溝道經(jīng)多年排澇、未經(jīng)清理，雜草叢生、淤積堵塞嚴(yán)重，排澇能力不足10a一遇。同時(shí)由于城市化進(jìn)程加快，硬覆蓋面積加大，雨水徑流量增加，增加了排水的壓力，造成排水不暢[4]。

2.1.5 橋梁改建工程

由于農(nóng)村機(jī)械化的發(fā)展和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，交通流量增加，二龍眼2排水站上游機(jī)排干溝現(xiàn)狀無跨溝橋梁，排水站日常管護(hù)、附近村民的出行和生產(chǎn)均需要繞行，給日常生產(chǎn)和居民出行帶來不便。為保證排澇度汛安全和人民群眾生產(chǎn)、生活及交通安全，急需改建橋梁1座。

2.2 更新改造的必要性

1)解決地區(qū)易澇問題的需要。北山排水站、二龍眼2排水站和巨流河1排水站均建設(shè)于20世紀(jì)70年代，于20世紀(jì)90年代進(jìn)行過維修，現(xiàn)已運(yùn)行多年，排水站效能低下，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。通過對排水站的改造，優(yōu)化周邊區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有的引、排系統(tǒng)，為充分發(fā)揮工程效益提供保證，也是農(nóng)田水利可持續(xù)發(fā)展的迫在眉捷的關(guān)鍵所在。因此，對其實(shí)施更新改造有利于農(nóng)田水利自身的可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)工程勢在必行。

2)保證生產(chǎn)糧食安全的需要。我國的糧食生產(chǎn)是豐年有余，欠年不足，但面臨著工業(yè)、城市化的發(fā)展、耕地人均占有量持續(xù)下降及人口增多，保障糧食生產(chǎn)安全至關(guān)重要。為保證糧食穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)和人民生活水平的提高，都要求完善農(nóng)田水利工程建設(shè)，充分發(fā)揮農(nóng)田水利的工程效益，從而提高單產(chǎn)，增加總產(chǎn)，從糧食生產(chǎn)安全保障社會(huì)穩(wěn)定，工程建設(shè)更顯得十分必要。

3)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。新民市大部分耕地面積屬低洼易澇地區(qū)，通過水利工程，生物措施和農(nóng)業(yè)措施綜合配套，改變了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，由于工程的能力下降，維修力度不夠造成了農(nóng)田增產(chǎn)滯后，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，嚴(yán)重制約區(qū)域的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。因此，修建農(nóng)田水利工程，不僅是節(jié)約水資源、充分發(fā)揮工程效益的需要，也是保證社會(huì)穩(wěn)定和當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要[5]。

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 排水站改造工程

排水站改造工程涉及排水站3座，為北山排水站、二龍眼2排水站和巨流河1排水站，具體如下。

3.1.1 北山排水站

1)進(jìn)水池上游護(hù)坡。對進(jìn)水池上游護(hù)坡新建，護(hù)坡總長度為50m。結(jié)構(gòu)型式為C25鋼筋混凝土板結(jié)構(gòu)，岸坡削坡至1∶2.0，防護(hù)高度至岸頂高程，混凝土板厚度為80mm，下鋪100mm粗砂墊層。護(hù)腳采用C25素混凝土護(hù)腳，矩形斷面結(jié)構(gòu)，護(hù)腳頂寬0.5m，埋深0.8m。

2)進(jìn)水池工作橋。對進(jìn)水池拆除重建，結(jié)構(gòu)型式為C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。進(jìn)水池分為入口處、陡坡段和水平段，入口處底板厚0.5m，底板順?biāo)鞣较蜷L3.0m，兩端設(shè)齒墻，齒墻埋深1.0m，同時(shí)，入口處設(shè)攔污柵1處，攔污柵兩側(cè)邊墩兼作工作橋橋墩使用，邊墩厚0.5m，高1.7m。進(jìn)水池進(jìn)水口首端向兩岸設(shè)直角拐墻，末端設(shè)齒墻，進(jìn)水側(cè)兩側(cè)墻為懸臂式結(jié)構(gòu)，對進(jìn)水池?cái)M拆除重建人行橋1處。

3)出水池?fù)跬翂暗装?。對底板表面維修，結(jié)構(gòu)型式為M7.5砂漿抹面，抹面厚度20mm。

4)泵房及內(nèi)外墻、門窗及屋頂。北山排水站泵房兼作管理房使用，擬對泵房屋頂進(jìn)行拆除重建，重建屋頂結(jié)構(gòu)為型鋼構(gòu)架，屋頂面采用紅色彩鋼瓦，屋頂面總面積為110.27m2。泵房窗戶擬更換為塑鋼窗(雙層玻璃)，泵房進(jìn)戶門擬更換白色鋼制門，泵房內(nèi)墻面及外墻面均進(jìn)行重新粉刷。

3.1.2 二龍眼2排水站

1)進(jìn)水池上游護(hù)坡。對進(jìn)水池上游護(hù)坡拆除重建，重建總長50m，其結(jié)構(gòu)型式和護(hù)腳同北山排水站。

2)進(jìn)、出水池。進(jìn)、出水池底板表面破損，對進(jìn)水池表面進(jìn)行維修，結(jié)構(gòu)型式為M7.5砂漿抹面，抹面厚度20mm。

3)出水池下游護(hù)坡。對出水池下游護(hù)坡拆除重建，重建總長度為30m。結(jié)構(gòu)型式為C25鋼筋混凝土板結(jié)構(gòu)，護(hù)腳采用C25素混凝土，矩形斷面結(jié)構(gòu)，護(hù)腳寬0.5m，埋深0.5m。

4)泵房、內(nèi)外墻皮、門窗及屋頂。擬對泵房屋頂拆除重建，重建屋頂結(jié)構(gòu)為型鋼構(gòu)架，屋頂面采用紅色彩鋼瓦，屋頂面總面積為181.21m2。泵房窗戶、進(jìn)戶門、內(nèi)外墻面處理同北山排水站。

3.1.3 巨流河1排水站

1)進(jìn)水池上游護(hù)坡。對進(jìn)水池上游護(hù)坡拆除重建，重建護(hù)坡總長度為50m，結(jié)構(gòu)型式、護(hù)腳同北山排水站。

2)人行橋橋墩及橋板。擬拆除重建人行橋1處，總長31.3m。分5跨，兩邊孔跨徑4.7m，中間孔跨徑5.0m，中墩為寬0.6m、高3.95m，橋墩基礎(chǔ)埋深1.3m。人行橋邊墩為C25重力式擋墻型式，中墩及邊墩均為C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

3)出水池下游護(hù)坡。對出水池下游護(hù)坡拆除重建，重建總長度為50m，結(jié)構(gòu)型式為C25鋼筋混凝土板結(jié)構(gòu)，護(hù)腳采用C25素混凝土，梯形斷面結(jié)構(gòu)，護(hù)腳頂寬0.5m，護(hù)腳底寬0.8m，埋深0.8m。

4)管理房、管理設(shè)施。擬對管理房屋頂進(jìn)行拆除重建，重建屋頂結(jié)構(gòu)為型鋼構(gòu)架，屋頂面采用紅色彩鋼瓦，屋頂面總面積為74.1m2。管理房窗戶擬更換為塑鋼窗(雙層玻璃)，管理房進(jìn)戶門擬更換木質(zhì)防盜門，管理房內(nèi)墻面及外墻面均進(jìn)行重新粉刷。

3.2 機(jī)排干溝清淤工程

排水站改造工程涉及機(jī)排干溝3條，為北山排水站上游機(jī)排干溝、二龍眼2排水站上游機(jī)排干溝和巨流河1上游機(jī)排干溝。其中，北山排水站上游機(jī)排干溝清淤長度3.59km，設(shè)計(jì)渠底寬4.0m，縱坡比降為0.0002，清淤邊坡坡比為1∶2，清淤平均深度為0.5m；二龍眼2排水站上游機(jī)排干溝清淤長度5km，設(shè)計(jì)渠底寬11.0m，縱坡比降為0.0003，清淤邊坡坡比為1∶2，清淤平均深度為0.5m；巨流河1排水站上游機(jī)排干溝清淤長度5km，設(shè)計(jì)渠底寬5.0-16.0m，縱坡比降為0.0002，清淤邊坡坡比為1∶2，清淤平均深度為0.5m。

3.3 橋梁改建工程

擬建新建橋中線與河道中心線成90°交角，橋跨總長為12m，屬于小橋。根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)程，橋梁防洪標(biāo)準(zhǔn)為25a一遇，考慮工程所在河道無水文測站，設(shè)計(jì)洪水采用無資料地區(qū)的計(jì)算方法，該方法無25a一遇相關(guān)計(jì)算參數(shù)，故橋梁采用10a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，并設(shè)一定的富于度；橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)為公路-Ⅱ級，使用年限50a，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100a。

3.3.1 上部結(jié)構(gòu)

橋梁上部構(gòu)為2跨變截面普通鋼筋混凝土連續(xù)梁橋，跨徑為6m。實(shí)心斷面，懸臂為0.25m，梁高為0.42m，橋?qū)挒?.0m，橫橋向布置2個(gè)支座。

3.3.2 下部結(jié)構(gòu)

橋臺為重力式橋臺，材料選用M10漿砌石結(jié)構(gòu)，橋臺高2.0m。橋臺頂端設(shè)臺帽，臺帽長6.0m，高0.5m，寬1.2m。臺帽上背墻寬0.38m，橋臺基礎(chǔ)采用M10漿砌石結(jié)構(gòu)，寬2.2m，深1.6m，橋臺基礎(chǔ)需落至中風(fēng)化巖層。

3.3.3 其他附屬工程

1)伸縮縫、支座及橋面連續(xù)：全橋共設(shè)3道80型型鋼伸縮縫，分別在0#、2#橋臺和1#橋墩處。伸縮縫橡膠材料要求必須采用三元乙丙橡膠。

橋臺采用板式橡膠支座，規(guī)格為GYZd28mm，全橋共6塊。支座必須水平安裝，并且盡量在年平均氣溫時(shí)進(jìn)行。

2)抗震擋塊：在臺帽上設(shè)混凝土抗震擋塊，位于臺帽兩側(cè)，寬度0.82cm，防震擋塊內(nèi)側(cè)黏貼200x200x80mm橡膠緩沖塊。

3)橋頭搭板：在機(jī)動(dòng)車道范圍內(nèi)設(shè)置搭板，橋頭搭板一端搭在橋臺背墻上，長度為5m，為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)；橋頭搭板下填土密實(shí)度應(yīng)≥0.95。

4 效益分析

遼養(yǎng)柳澇區(qū)付家窩堡澇片北部排水站改造工程的實(shí)施建成，將使地區(qū)農(nóng)業(yè)建設(shè)得到一個(gè)很大的提高，使城市環(huán)境和人民的生活水平有一個(gè)質(zhì)的飛躍，并顯著改善社會(huì)、投資和生態(tài)環(huán)境，提高區(qū)域功能，帶動(dòng)周邊經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[6]。

4.1 社會(huì)效益

工程實(shí)施后，排水站和上游機(jī)排干溝將達(dá)到10a一遇排澇標(biāo)準(zhǔn)，水系基本功能得到有效恢復(fù)，水環(huán)境得到明顯改善，提升機(jī)排干溝水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，自然形態(tài)得到保護(hù)。此外，將達(dá)到河暢水清、岸綠景美、功能齊全、水系暢通，引得進(jìn)、排的出，可調(diào)控的良好局面，改善農(nóng)村的生活條件和人居環(huán)境，提高當(dāng)?shù)貜V大農(nóng)村居民的生活質(zhì)量，維護(hù)區(qū)域社會(huì)穩(wěn)定，社會(huì)效益顯著。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

工程的建設(shè)不但提高了當(dāng)?shù)氐呐艥衬芰?，更改變了農(nóng)村的生產(chǎn)生活環(huán)境，對農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和市場繁榮起到了促進(jìn)作用，著力提高了防御的支撐和保障能力，進(jìn)一步完善了區(qū)域防洪排澇減災(zāi)體系，有效減低澇災(zāi)造成的損失，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4.3 生態(tài)效益

澇區(qū)特定的自然環(huán)境條件是澇災(zāi)形成的主要原因。項(xiàng)目區(qū)工程實(shí)施后，通過采取相應(yīng)的工程措施，大大地改善了當(dāng)?shù)剞r(nóng)村水環(huán)境和生物棲息的自然條件，使區(qū)域生態(tài)健康發(fā)展，而且調(diào)解了當(dāng)?shù)剞r(nóng)村小氣候，真正達(dá)到人水和諧，建設(shè)生態(tài)環(huán)境的目的，使廣大農(nóng)村居民充分體會(huì)到回歸自然、享受自然的快樂，達(dá)到保護(hù)自然景觀，改善人居環(huán)境等方面的作用[7]。

5 結(jié) 語

遼養(yǎng)柳澇區(qū)排水站改造工程是優(yōu)化城市戰(zhàn)略發(fā)展空間，落實(shí)新民市總體規(guī)劃，加快城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目。工程的實(shí)施設(shè)為沿線片區(qū)及其它基礎(chǔ)設(shè)施的完善提供了實(shí)施的平臺，為沿線居民、企事業(yè)單位的各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)提供了充分的硬件支撐。實(shí)施后，可使于遼養(yǎng)柳澇區(qū)整體形象得到極大改善，在工程設(shè)計(jì)的各方面充分體現(xiàn)了人與自然的和諧相處，為沿線的人民提供一個(gè)旅游、休閑、消暑納涼的好去處，對于促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展具有重大意義。