袁龍剛
(廣東省中山市水利水電勘測設(shè)計(jì)咨詢有限公司 中山市 528403)
廣東省博羅縣園洲鎮(zhèn)和安澇區(qū)農(nóng)村易澇區(qū)整治試點(diǎn)工程(以下簡稱移動泵站)位于沙河以南、東江以北的和安澇區(qū),是博羅縣園洲鎮(zhèn)人民政府的所在地。新建任屋泵站設(shè)計(jì)排水流量為22.8 m3/s。設(shè)計(jì)采用3 臺1600QGL100-560 潛水貫流電泵,配套電機(jī)為YQGN850-6P-560。
移動泵站,整體采用泵閘合建、泵室一體的布置方式,設(shè)計(jì)流量為22.8 m3/s,其主要包括前池、進(jìn)水池、泵房、出水箱涵、防洪閘及出口擴(kuò)散段等建筑物,采用堤后式布置,正向進(jìn)水、正向出水。
按工程總體布置,移動泵站的金屬結(jié)構(gòu)從內(nèi)河向外河依次布置1 套Y G3500 型液壓抓斗清污機(jī)、3 扇攔污柵、1 扇進(jìn)口檢修閘門(與攔污柵共門槽)、3扇水泵進(jìn)口支承座(簡稱支承座)、3 扇泵閘結(jié)合的水泵工作閘門(簡稱工作閘門)、3 扇出口防洪事故閘門(簡稱防洪閘門)以及相應(yīng)的啟閉設(shè)備(圖1)。
圖1 移動泵站剖面圖
水泵及閘門的運(yùn)行工況為:當(dāng)內(nèi)河水位高于外河水位時(shí),泵站處于自排狀態(tài),水泵存放在置泵平臺上。當(dāng)內(nèi)河水位低于外河水位時(shí),需水泵排水(機(jī)排),此時(shí)依次關(guān)閉防洪閘門、工作閘門、支承座,然后將水泵安裝在工作閘門及支承座之間。水泵與支承座的結(jié)合方式為:楔形滑道緊壓接觸結(jié)合;水泵與工作閘門的結(jié)合方式為:利用安裝在水泵出口的法蘭盤與安裝在工作閘門的法蘭盤之間的O 型橡膠圈壓緊,使水泵與工作閘門緊密密封結(jié)合,安裝定位后開啟防洪閘門,啟動水泵排水,工作閘門自帶的浮箱式拍門被水流沖開,泵站進(jìn)入機(jī)排狀態(tài)。水泵停機(jī)后,工作閘門上帶的浮箱式拍門自動關(guān)閉斷流,然后關(guān)閉防洪閘門,吊起水泵,放置在置泵平臺上,再吊起支承座,等外江水位降落至開閘水位時(shí)開啟防洪閘門,最后開啟工作閘門,泵站進(jìn)入自排狀態(tài)。
移動泵站中的水泵、支承座、工作閘門的啟閉均由廠房內(nèi)設(shè)置的1 臺QD 型32/5 噸吊鉤橋式起重機(jī)完成。
在離任屋移動泵站20 m 處,有一個(gè)類似的早期建設(shè)的舊任屋移動泵站,通過運(yùn)行發(fā)現(xiàn):由于考慮便于工作閘門的出入槽,在設(shè)計(jì)泵閘結(jié)合的水泵工作閘門時(shí),閘門與門槽之間設(shè)有6 mm 間隙,當(dāng)水泵排水運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)問題。問題一:由于工作閘門與門槽的間隙導(dǎo)致工作閘門上布置的前止水與門槽上的止水座板粘貼不緊密,容易漏水,特別是當(dāng)水泵在高揚(yáng)程運(yùn)行時(shí)漏水嚴(yán)重。問題二:由于水泵與泵室底板沿水流方向無固定限位措施,而水泵與出口的工作閘門之間又有間隙,導(dǎo)致水泵沿水流方向無法有效定位與固定,從而水泵的振動容易引起自身及工作閘門的疲勞破壞。
針對上述情況,為了消除在新建移動泵站的設(shè)計(jì)時(shí)工作閘門漏水及振動疲勞的隱患,保持整個(gè)金屬結(jié)構(gòu)的布置大致不變,在水泵進(jìn)口處增加了支承座的同時(shí),著重優(yōu)化了支承座與工作閘門的設(shè)計(jì),即:支承座與工作閘門的支承滑塊改為楔形滑塊,并在水泵與支承座處設(shè)有楔形滑道。具體設(shè)計(jì)情況如下:
(1)水泵支承座??卓诔叽纾▽挕粮撸?.50 m×2.98 m,孔口數(shù)量3 孔,支承座數(shù)量3 扇,底檻高程-0.50 m(圖1),支承座與門槽之間采用楔形滑塊支承,楔形滑塊的尺寸及安裝位置(圖2),水泵與支承座通過楔形滑道支承限位(圖3),支承座承受最大水泵軸向水推力為11t,靜水啟閉。
圖2 支承座、工作閘門楔形滑塊安裝示意圖
圖3 水泵與支承座連接示意圖
圖4 水泵與工作閘門連接示意圖
(2)工作閘門??卓诔叽纾▽挕粮撸?.50 m×4.60 m,孔口數(shù)量3 孔,閘門數(shù)量3 扇(圖1),底檻高程-0.50 m,工作閘門與門槽之間采用楔形滑塊支承,楔形滑塊的尺寸及安裝位置見圖2,工作閘門與水泵之間采用O 型橡膠圈密封連接(圖4),工作閘門在外河側(cè)自帶一扇浮箱式拍門,工作閘門設(shè)計(jì)水頭:外河為8.03 m、內(nèi)河為3.00 m,靜水啟閉。
(3)楔形滑塊及楔形滑道的安裝。安裝位置需根據(jù)施工現(xiàn)場調(diào)試確定。第一步:安裝工作閘門的楔形滑塊,即通過不斷調(diào)試安裝位置后,安裝好楔形滑塊,使閘門入槽到底后前止水能自然貼上止水板的同時(shí)閘門與門槽的主反軌均能保持無間隙配合。第二步:確定支承座的楔形滑塊,通過不斷調(diào)試安裝位置后,安裝好楔形滑塊,使支承座入槽后,座體與門槽的主反軌均能保持無間隙配合。第三步:按設(shè)計(jì)位置點(diǎn)焊好支承座及水泵進(jìn)口處的楔形滑道,并在水泵出口的連接法蘭密封槽安裝好O 型密封圈,然后將水泵吊入流道,根據(jù)水泵與支承座及水泵與工作閘門的結(jié)合緊密程度,確定調(diào)試支承座楔形滑道的位置,通過反復(fù)幾次調(diào)試,最終確定支承座及水泵進(jìn)口處的楔形滑道的位置,將其焊牢安裝好。調(diào)試安裝好后,將工作閘門、支承座及水泵同時(shí)入槽放置在正常工作運(yùn)行位置,確保支承座、水泵、工作閘門及門槽之間互相配合緊密,無任何間隙,當(dāng)受到水泵運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的自振影響時(shí),上述各設(shè)備均能保持固定位置不產(chǎn)生位移,從而沒有產(chǎn)生振動疲勞,同時(shí)工作閘門的前止水與門槽止水座板一直保持粘貼緊密,排水運(yùn)行過程中整個(gè)移動泵站避免了工作閘門漏水及水泵振動疲勞現(xiàn)象的出現(xiàn),起到了顯著保護(hù)效果。
移動泵站設(shè)計(jì)時(shí)在維持整體金屬結(jié)構(gòu)的典型布置基本不變的情況下,將水泵支承座和與水泵出口結(jié)合的工作閘門的滑塊改成楔形滑塊,同時(shí)在水泵進(jìn)口與支承座的連接處設(shè)有楔形滑道,通過現(xiàn)場調(diào)試確定楔形滑塊及楔形滑道的安裝位置,使水泵、支承座、工作閘門及門槽之間相互配合緊密,無縫隙對接,確保水泵排水時(shí)無漏水及振動疲勞現(xiàn)象,克服了以前類似移動泵站的缺點(diǎn),效果顯著。