西海咀泵站擴(kuò)建工程位于廣州市番禺區(qū)鐘村鎮(zhèn)，主要任務(wù)是與原西海咀站、原西海咀閘一起，通過采用將內(nèi)河涌(屏山河)的水抽排到外江(陳村水道)的方法解決鐘村排澇區(qū)，特別是廣州南站區(qū)域內(nèi)的排澇問題，并兼有改善水環(huán)境的利用效益。

原西海咀泵站設(shè)計(jì)流量5 m3/s，擴(kuò)建泵站工程布置4 臺立式軸流泵，裝機(jī)4 ×630 kW，設(shè)計(jì)流量35 m3/s，主泵房尺寸31.50 m×17.00 m×22.55 m(長×寬×高)。泵站等別Ⅲ等，規(guī)模為中型，主要建筑物為3 級建筑物，次要建筑物為4 級建筑物，泵站出水建筑物及防洪閘防洪標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于堤圍防洪標(biāo)準(zhǔn)，采用100 a 一遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL265－2001)，其級別采用防洪堤的級別，為1 級建筑物。泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程2.63 m，最高揚(yáng)程4.76 m。擴(kuò)建泵站站址選擇以及工程布置設(shè)計(jì)思路和一般原則如下:

(1)滿足工程功能、特點(diǎn)和運(yùn)用要求;

(2)保證結(jié)構(gòu)可靠、運(yùn)行安全，并盡可能做到施工方便、占地拆遷少、節(jié)約工程投資、管理靈活;

(3)施工期不能影響原泵站及水閘的防洪排澇功能;

(4)充分利用原有施工條件和施工場地;

(5)建筑物布置應(yīng)結(jié)合城市遠(yuǎn)景規(guī)劃布局，兼顧近期各方面需求。

1 站址選擇

西海咀泵站擴(kuò)建工程的任務(wù)是與原西海咀泵站、原西海咀水閘共同作用，將內(nèi)河涌(屏山河)的水抽排到外江(陳村水道)，解決區(qū)域內(nèi)防洪排澇問題。為滿足西海咀泵站擴(kuò)建工程任務(wù)要求，及時排凈澇水，將擴(kuò)建工程布置在原泵站站址附近，緊靠外江(承泄區(qū))，這樣的布置經(jīng)濟(jì)、有利。

原西海咀水閘及西海咀泵站自西向東依次布置在屏山河與陳村水道交匯口，水閘及泵站出水口均垂直陳村水道水流向。水閘西側(cè)為林地、園地等，地勢平坦、開闊;原泵站東側(cè)布置有變電所。

根據(jù)該部位地形、地質(zhì)條件及現(xiàn)有建筑物布置情況，西海咀泵站擴(kuò)建工程可供選擇位置有:原泵站部位(原站址)和水閘西側(cè)園、林地部位(西站址)。

1.1 原站址方案

若采用原站址方案，只有將擴(kuò)建的泵站布置在原泵站出水口下游堤外側(cè)。該方案主要優(yōu)點(diǎn)有:對防洪堤影響較小，征地移民費(fèi)用較低。主要缺點(diǎn)有:①泵站主泵房布置在堤外側(cè)臨近外江，防洪(潮)及地基要求較高，土建及基礎(chǔ)處理工程量較大。②泵站擴(kuò)建施工期影響原泵站及水閘的正常運(yùn)行。③對原泵站及水閘出水建筑物影響較大，需增加原有建筑物的安全穩(wěn)定措施。

1.2 西站址方案

西海咀水閘西側(cè)為林地、園地等，地勢平坦、開闊，有利于擴(kuò)建后的泵站布置。站址選擇在該部位具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)總體布置協(xié)調(diào)、運(yùn)行管理方便。

(2)可合理布置施工圍堰和施工場地。

(3)擴(kuò)建泵站建設(shè)期間原水閘及泵站可以保持正常運(yùn)行，防潮排澇均不受影響。

(4)泵站正向進(jìn)水，水流條件好，有利于機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行。

不利條件是征地費(fèi)用相對較高。

綜合考慮兩方案總體布置、地質(zhì)條件、水流條件、工程量、施工及運(yùn)行條件等方面因素，推薦西站址方案。

2 工程布置設(shè)計(jì)

由于泵站機(jī)組揚(yáng)程較低，單機(jī)流量較大，進(jìn)水管道、機(jī)組的尺寸較大，機(jī)組對泵房基礎(chǔ)的整體性和穩(wěn)定性要求較高，故采用抗浮、抗滑和結(jié)構(gòu)整體性、對地基條件適應(yīng)性均較好的塊基型泵房。

采用的堤后式泵房方案具有如下優(yōu)點(diǎn):

(1)工程站址地段內(nèi)，堤頂寬度小，且堤頂有交通要求，采用堤后式泵站可不改變原有大堤的交通布置，泵站廠區(qū)交通與堤頂交通分離，有利改善泵站的運(yùn)行及管理環(huán)境;

(2)主泵房不直接擋水，可在汛前完成主要建筑物的混凝土澆筑及堤身碾壓回填，不需設(shè)置外江高水圍堰，施工費(fèi)用相對較低。

(3)堤后式泵房較堤身式泵房更遠(yuǎn)離主河道，淤泥層深度相對較淺，基礎(chǔ)處理工程量相對較小。

(4)建筑物的地下輪廓線設(shè)計(jì)條件較好，有利于地基的滲流穩(wěn)定，提高泵站及堤身的安全度。

根據(jù)選定的站址、泵站布置型式及機(jī)組臺數(shù)等確定具體布置如下:西海咀泵站擴(kuò)建工程裝機(jī)4 臺630 kW 機(jī)組，共裝機(jī)2 520 kW。工程布置在原西海咀水閘西側(cè)，屏山河左岸，采用堤后式泵房布置型式，主要建筑物由引水渠、清污檢修橋、進(jìn)水前池、泵房及副廠房、出水箱涵、防洪閘等組成。

2.1 引水渠

引水渠位于橫埂河與泵站前池之間，軸線長99.00 m，渠道進(jìn)口寬度78.60 m，渠道末端寬度25.00 m。設(shè)計(jì)渠底高程為－1.50 m。堤頂高程為2.50 m。為使引水渠中水流盡量平順地進(jìn)入前池，并盡量減少引水渠的工程量，設(shè)計(jì)渠道軸線采用R150 m 和R50 m 的兩段圓弧與前池平順連接，并在引水渠末端設(shè)置5.00 m長的直線連接段。為使水流平順和結(jié)構(gòu)美觀，引水渠橫斷面采用矩形結(jié)構(gòu)，擋水墻采用鋼筋混凝土懸臂式擋墻。墻頂高程2.50 m，底板頂面高程－1.50 m。渠底采用M7.5漿砌石砌護(hù)，引水渠末端5 m 護(hù)底采用C25 混凝土結(jié)構(gòu)，兼作檢修進(jìn)水池時的鋪蓋。護(hù)底與清污檢修橋底板及兩側(cè)擋墻底板之間設(shè)置止水紫銅片防滲。

2.2 清污檢修橋

清污檢修橋?yàn)殇摻罨炷琳w式結(jié)構(gòu)，順?biāo)鞣较蚩傞L12.00 m，總寬26.60 m，共分5 孔，單孔凈寬4.16 m，總凈寬20.80 m，中墩厚1.00 m，邊墩厚0.80 m，墩頂高程2.70 m;底板厚0.80 m，底板頂面高程－1.50 m。橋板為簡支實(shí)心板，板寬6.00 m。橋板上游側(cè)布置清污機(jī)，共5 臺，選用GH－4100 型回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)，并配備PD800 型皮帶輸送機(jī)，泵站運(yùn)行時清污機(jī)撈上的垃圾直接落到皮帶機(jī)上，然后輸送到一端的垃圾箱后集中運(yùn)走。在橋板下游側(cè)設(shè)檢修門槽，用以檢修進(jìn)水前池和進(jìn)水流道。

2.3 進(jìn)水前池

進(jìn)水前池連接引水渠與進(jìn)水流道，以改善水流流態(tài)和調(diào)蓄水體。進(jìn)水前池順?biāo)鞣较蜷L15 m，首端寬度25 m，底板頂面高程－1.50 m;末端寬度23 m，底板頂面高程－4.00 m。進(jìn)水前池底板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚0.50 m，池底高程－1.50～－4.00 m。進(jìn)水前池兩側(cè)為鋼筋混凝土扶壁式擋墻，墻底板面高程為－1.50～－4.00 m，頂高程2.50 m。

2.4 主泵房及副廠房

2.4.1 進(jìn)水流道

西海咀泵站擴(kuò)建工程共布置4 臺機(jī)組，水泵選用1600ZLQ9－3.3 型 立式軸 流泵，配套電 機(jī)為TL630－24/1730 型同步電動機(jī)?？紤]到本泵站為排澇泵站，年利用小時數(shù)低，經(jīng)比較，此次設(shè)計(jì)采用鐘形進(jìn)水流道。根據(jù)地形地基條件、選定的水泵機(jī)組特性及進(jìn)水池最低運(yùn)行水位并考慮一定的汽蝕裕量，確定水泵安裝基準(zhǔn)面高程為－2.00 m。

設(shè)計(jì)進(jìn)水流道凈寬為5.00 m，進(jìn)口上緣高程為－1.60 m，底板為平底板，高程為－4.00 m，在進(jìn)水喇叭口下設(shè)導(dǎo)水錐。在每孔進(jìn)水流道上游側(cè)均布置有攔污柵槽及檢修閘門槽，單孔凈寬5 m，并設(shè)4 扇攔污柵和一扇檢修閘門(水泵檢修時用)。

2.4.2 主泵房

主泵房結(jié)構(gòu)型式采用塊基型結(jié)構(gòu)，主泵房由機(jī)組段和安裝檢修段組成。泵房至下而上分別由進(jìn)水流道層、水泵層、聯(lián)軸層和電機(jī)層組成。主泵房長31.50 m，2.5 m高程以下泵房寬17.00 m;2.5 m高程以上泵房寬13.00 m。在內(nèi)河側(cè)2.5 m高程處設(shè)檢修閘工作平臺，寬4.00 m。電機(jī)層以上的廠房平面尺寸為31.50 m×13.00 m，總建筑面積409.5 m2。

進(jìn)水流道層底板頂面高程為－4.00 m，底板厚1.00 m，流道凈寬5.00 m，共設(shè)4 個進(jìn)水流道，流道之間中墩厚1.00 m，邊墩厚1.00 m。在進(jìn)水流道的首端設(shè)一道攔污柵，攔污柵后設(shè)檢修閘門槽。進(jìn)水流道層的下游側(cè)設(shè)有集水廊道，機(jī)組檢修時的排水及滲漏水均可匯集到集水廊道，通過集水廊道排至集水井，由排水泵定時排走。

水泵層底板頂面高程－1.00 m，安裝4 臺1600ZLQ9－3.3型水泵，另布置有水系統(tǒng)等主機(jī)輔助設(shè)備。為便于檢修人員進(jìn)出集水廊道，在該層兩端地面分別設(shè)有0.80 m×0.80 m的進(jìn)人孔。

聯(lián)軸層地面高程2.00 m，水泵和電機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器在該層連接。聯(lián)軸層設(shè)有工作橋，作為工作人員巡視檢修水泵的通道。

電機(jī)層樓面高程6.30 m，屋頂高程17.70 m。該層安裝有4 臺TL630－24/1730 型電機(jī)，樓面布置有電氣柜等，電機(jī)層上空設(shè)有LDA－10t 型電動單梁吊車，軌頂高程15.30 m。為便于設(shè)備的垂直運(yùn)輸，在電機(jī)層樓板上設(shè)有一個1.50 m ×3.00 m的吊物孔直達(dá)水泵層。從電機(jī)層可直接通到副廠房二層的中控室和安裝檢修場。水泵層、聯(lián)軸層、電機(jī)層通過設(shè)置在泵房西端上游側(cè)及安裝場的樓梯相連通。

安裝檢修場位于機(jī)組段西側(cè)，分3 層。底層底板高程－4.00 m，與集水廊道聯(lián)成一體;中間層地面高程－1.00 m，主要用于布置檢修排水泵及檢修閘門;上層為安裝檢修場，地面高程6.30 m，在面向外河側(cè)布置進(jìn)廠大門，與堤頂公路相通，是設(shè)備進(jìn)出泵房的主要通道。安裝檢修場與機(jī)組段為整體結(jié)構(gòu)，不分縫。

2.4.3 副廠房

副廠房布置在主泵房的東側(cè)，結(jié)構(gòu)上與泵房分離，共分3 層，單層建筑平面尺寸為16.50 m ×13.00 m。底層為高低壓配電室，主要布置有高壓室、低壓室和變壓器室，地面高程2.80 m;中間層主要布置中控室，地面高程7.50 m，通過中控室可直接監(jiān)控機(jī)組運(yùn)行情況，并通過隔音透明玻璃窗可直視電機(jī)層，在面向外河側(cè)布置有進(jìn)出副廠房的大門，直通堤頂公路;上層為泵站運(yùn)行管理層，樓面高程12.60 m，設(shè)有會議室、值班室和衛(wèi)生間等。由于副廠房外地面標(biāo)高為2.50～5.20 m，為保證廠內(nèi)防滲防潮，對地面以下的副廠房內(nèi)墻采用水泥防滲結(jié)晶材料進(jìn)行處理，外墻采用改性瀝青防水卷材進(jìn)行處理。

2.5 出水箱涵

水泵出水方式一般有直管式出水和虹吸式出水。直管式出水流道的設(shè)計(jì)、施工比較簡單，且運(yùn)行簡單、可靠，投資較省。虹吸式出水流道的技術(shù)要求較高，設(shè)計(jì)、施工比較復(fù)雜，該工程選擇直管式出水流道，管線布置為下降式。

出水流道進(jìn)口設(shè)5.00 m 長漸變段，由直徑1.8 m的圓形斷面變?yōu)殚L方形斷面，漸變段以后流道寬5.00 m，高1.80 m。流道底高程由1.65 m下降為－1.30 m，出口上緣高程為0.50 m。流道底板和頂板厚度均為0.50 m，4 條流道為一整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，為4 孔箱涵，中墩厚1.00 m，邊墻厚0.50 m，整個箱涵寬24.00 m。

2.6 防洪閘

在出水流道的外河側(cè)設(shè)防洪閘和斷流拍門，防洪閘順?biāo)鞣较蜷L7.00 m，單孔凈寬5.00 m，共4孔，防洪閘總寬為25.00 m，閘底板高程為－1.30 m，閘頂高程為5.20 m，與大堤防浪墻頂同高。閘頂以上設(shè)啟閉機(jī)剛架，上設(shè)啟閉機(jī)房，啟閉機(jī)房平面尺寸為25.00 m ×4.60 m，建筑面積115 m2。啟閉機(jī)工作平臺高程9.70 m。為減小拍門寬度，在防洪閘外側(cè)每孔中部設(shè)隔墩，拍門孔口尺寸2.25 m×1.80 m，共8 扇，泵站出水流道出口處平均流速為1.08 m/s，小于1.50 m/s。

2.7 出水渠

防洪閘通過出水渠與外河主河道連接，出水渠長25.00 m，前段為擴(kuò)散段，長15.00 m，梯形斷面，渠底寬度由23.00 m擴(kuò)散到30.00 m，出水渠以外疏浚即可。因泵站出水為淹沒出流，且出口速度不大，其下游水深可滿足淹沒水躍的要求，無需另設(shè)消能工。但由于泵站尾水渠位于淤泥質(zhì)粉砂基礎(chǔ)上，抗沖刷能力較差，因此在出水口后仍設(shè)置一定長度的護(hù)坦、海漫及護(hù)岸保護(hù):擴(kuò)散段采取0.50 m厚混凝土結(jié)構(gòu)護(hù)底，其下游長10.00 m范圍內(nèi)采用0.80 m厚鋼絲石籠護(hù)底。出水渠兩岸15.00 m長擴(kuò)散段采用0.50 m厚漿砌石護(hù)坡，以外采用拋石護(hù)坡。

3 結(jié) 語

通過綜合分析地質(zhì)條件、水流條件、工程量、施工及運(yùn)行條件等各種因素，對西海咀擴(kuò)建泵站的站址進(jìn)行選擇，并對工程布置進(jìn)行了細(xì)致研究，滿足了各項(xiàng)功能要求，目前泵站已經(jīng)正式投入運(yùn)行，為解決廣州市鐘村鎮(zhèn)特別是廣州南站區(qū)域的排澇問題發(fā)揮了關(guān)鍵作用，社會效益顯著，對區(qū)域內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展將起到很大的促進(jìn)作用。