張震

（山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030024）

西范灌區(qū)泵站設置方案比選

張震

（山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030024）

多級泵站工程是西范灌區(qū)東擴工程設計的重要組成部分，各級泵站采用結合設置方案還是分離設置方案，其綜合社會效益和經(jīng)濟效益有明顯的區(qū)別。從廠房布置、壓力管道、工程造價、運行管理等分析比選，推薦西范灌區(qū)二級站與西范東擴二級站采用結合設置方案。

泵站工程；結合設置；分離設置；西范灌區(qū)

1 工程簡介

西范灌區(qū)東擴工程主要是解決萬榮縣城東部、聞喜北垣、稷山縣汾南灌區(qū)南部、新絳陽王等地干旱缺水問題，并兼顧恢復改善原西范灌區(qū)17913.33hm2及汾南灌區(qū)7733.33hm2耕地而興建。

從禹門口一級站改擴建工程提取黃河水，經(jīng)汾河清水復流北趙連接段工程引水到西范灌區(qū)一級站，分水流量13.8m3/s。工程輸水主線總長50.23km，共設四級泵站加壓，三級渠道輸水。四級泵站分別是一級泵站、二級泵站、塢堆泵站、南池泵站，累計地形揚程399.68m，泵站壓力管線總長4.92km；三級輸水渠線總長45.3km。萬榮縣城東支線設仁和泵站加壓，壓力管線長3.56km。

2 比選依據(jù)

根據(jù)山西省發(fā)改委和水利廳對西范灌區(qū)東擴工程“應進一步研究西范二級站與東擴二級站結合的具體方案”的審批意見，結合西范揚水工程管理局“二站合一，便于管理”的具體要求，以及西范一級站泵改與東擴結合實施的成功經(jīng)驗，對兩站是分離設置還是結合設置進行了方案比選。

3 方案比選

3.1 分離設置方案

3.1.1 西范二級站更新改造工程布置

西范灌區(qū)二級站位于南張鄉(xiāng)萬榮莊村東，萬榮至榮河公路以北。為平地下挖泵站，下挖尺寸為59m× 55m×25m（長×寬×深）；進站道路外接萬榮公路，由進水側下坑。依據(jù)灌區(qū)總體規(guī)劃，二級站分別向二級南干渠、二級干渠、西毋莊站送水，設計總流量4.92m3/s，相應地形揚程為24.4m、28.4m和44.4m，流量分別為0.94m3/s、2.8m3/s和1.18m3/s。泵站前池及進水池漿砌塊石底部沉陷、翼墻裂縫；泵房磚混結構，承重墻體傾斜、裂縫；管道、出水池及消力池損毀嚴重。泵站更新改造考慮原址拆除重建。

前池為開敞式正面進水，形狀為扇形，前池進口寬2m，出口寬28.8m，長16m，底板縱坡為1/12，深2.8～4.72m。進水池長4m，寬28.8m，深4.72m。為減少前池和進水池的泥沙淤積，改善池內流態(tài)，滿足水泵進水要求，將前池和進水池分隔成3廂，每兩臺機組為1廂；側墻、隔墩均為現(xiàn)澆C20鋼筋混凝土結構，邊墩頂寬0.4m，底寬1.0m，隔墻頂厚0.4m，下部厚1.0m。前池和進水池的底板采用現(xiàn)澆C20混凝土，厚0.5m。與前池相連的是交通橋兼清污橋，橋前安裝清污機。

泵房內6臺機組，采用一列式布置，由北向南分別為1號、2號機組，型號為500S59A，并聯(lián)運行，出水流量為1.18m3/s，給西毋莊站供水；3號、4號水泵型號為800S32（A），單機單管運行，出水流量2.8m3/s，給二級干渠供水；5號、6號水泵型號為600S32A，并聯(lián)運行，出水流量0.88m3/s，給二級南干渠供水，也可作為二級干渠供水的調節(jié)機組。根據(jù)確定的機墩尺寸，滿足規(guī)范要求的機組最小凈距，確定大機組間距為2.2m，大小機組間距為1.5m，確定廠房尺寸為52.5m×10.98m，共布置10間，其中泵房占7間，每間5m寬，檢修間布置在左側，5m寬，配電間為2間兩層，6m寬。廠房基坑深3.45m，基礎為條形基礎?；右韵聻殇摻罨炷两Y構，以上采用磚混結構，外墻為37墻，廠房內排架柱為現(xiàn)澆C30鋼筋混凝土結構。

壓力管道共4根，管徑DN1000mm，管材選用鋼套筒混凝土管；管基采用M7.5水泥砂漿砌磚管床，下墊碎石。在管路轉彎處設現(xiàn)澆C25混凝土鎮(zhèn)墩，共2個；出水方式采用虹吸式出流，由上升段、駝峰段、下降段和出水段組成，并在駝峰頂部設直徑300mm通氣孔斷流。

3個出水池分別給二級干渠、二級南干渠、西毋莊輸水渠供水，皆為正向出水。池長6m，深3.5m，為現(xiàn)澆C20鋼筋混凝土結構，底板厚0.3m，胸墻、側墻高3.5m，頂寬0.3m，底寬1.5m。出水池與渠道采用漸變段連接，長3.0m，為現(xiàn)澆C20混凝土結構。

3.1.2 西范東擴二級站工程布置

西范灌區(qū)東擴工程二級站布置于萬榮縣南張鄉(xiāng)萬榮莊村北，原西范灌區(qū)二級站西北約400m處，控制灌溉面積2.33萬hm2，流量7.8m3/s，共布置4臺機組，總裝機容量5000kW。

泵站主廠房長42m，寬12m，地面以下為鋼筋混凝土結構，地面以上為磚混結構，泵房地面高程511.00m，安裝間高程514.40m，水泵安裝高程513.00m，廠外地坪514.20m。廠房基礎處理采用灰土擠密樁，樁深15m，樁徑0.5m，樁距1.0m，梅花型布置，上覆1.0m厚3∶7灰土墊層，擴大范圍至基礎外邊線1.0m。

副廠房位于主廠房出水側，為單層磚混結構，長42m，寬7.5m，由中控室、站變室、低壓配電室、高壓開關室、電容器室、電氣實驗室、35kV開關室等組成。

泵站進水池采用扇形進水池，為C20鋼筋混凝土結構，設計取水位512.60m，池底高程507.64m，底板厚0.3m?；A處理采用灰土擠密樁，樁深10m，樁徑0.5m，樁距1.0m，梅花型布置，上覆1.0m厚3∶7灰土墊層。

進、出水管采用鋼管，進水管直徑1.2m，出水管直徑1.0m，出廠房后4根出水管合并為2根主管，主管直徑1.6m，壓力等級0.6MPa，后接DN1600PCCP輸水管道至出水池，流速1.94m/s。

壓力管坡采用埋管式，管頂埋土深度不小于1.5m，管間凈距1m，管床采用厚20cm砂礫石墊層，基礎處理采用1.0m厚3∶7灰土墊層。管道在變坡點設鋼筋混凝土鎮(zhèn)墩。

出水池采用正向進水，水位545.6m，地形揚程33.0m，出水池采用C20鋼筋混凝土結構，底板厚0.5m，基礎處理采用灰土擠密樁，樁深10m，樁徑0.5m，樁距1.0m，梅花型布置，上覆1.0m厚3∶7灰土墊層。

3.1.3 投資計算

西范二級站更新改造建筑工程投資為624萬元，機電設備及安裝工程投資為971萬元；西范東擴二級站建筑工程投資為1026萬元，機電設備及安裝工程投資為1343萬元。以上直接工程投資合計3964萬元。

3.2 結合設置方案

3.2.1 工程布置

二級站位于萬榮縣南張鄉(xiāng)萬榮莊村北，原西范灌區(qū)二級站站址處，廠外地坪513.20m，控制灌溉面積35666.67hm2。根據(jù)西范灌區(qū)東擴各部分灌溉供水區(qū)灌溉制度及灌溉面積，確定二級站流量為11.95m3/s，共布置9臺機組，總裝機容量6430kW。1號、2號機組向西毋莊站供水，控制灌溉面積2786.67hm2，設計流量0.93m3/s。3～5號機組向東擴灌區(qū)供水，控制灌溉面積23286.67hm2，設計流量7.8m3/s。6號、7號機組向三級站供水，控制灌溉面積6913.33hm2，設計流量2.31m3/s。8號、9號機組向二級南干供水，控制灌溉面積2680hm2，設計流量0.90m3/s。

泵站主廠房長60m，寬18m，地面以下為鋼筋混凝土結構，地面以上為磚混結構，泵房地面高程508.5m，安裝間高程513.40m，水泵安裝高程510.5m，廠房基礎處理采用2m厚3∶7灰土墊層，擴大范圍至基礎外邊線2m。

副廠房位于主廠房出水側，為單層磚混結構，長60m，寬8.1m，由中控室、站變室、低壓配電室、高壓開關室、電容器室、電氣實驗室、工具室、值班室等組成。

泵站采用扇形進水池。設計取水位510.83m，進水池底高程505.7m，采用C20鋼筋混凝土結構，底板厚0.3m?；A處理采用1m厚3∶7灰土墊層。

進水管采用鋼管，1號、2號機組進水管直徑0.6m，3～5號機組進水管直徑1.4m，6號、7號機組進水管直徑0.9m，8號、9號機組進水管直徑0.6m。1號、2號機組出水管直徑0.5m，出廠房后合并為1根主管，主管直徑0.8m，后接DN800PCCP輸水管道至西毋莊站。3～5號機組出水管直徑1.2m，出廠房后各采用1根直徑1.4m壓力鋼管，后接DN1400PCCP輸水管道至東擴灌區(qū)。6號、7號機組出水管直徑0.8m，出廠房后合并為1根主管，主管直徑1.2m，后接DN1200PCCP輸水管道至三級站。8號、9號機組出水管直徑0.5m，出廠房后合并為1根主管，主管直徑0.8m，后接DN800PCCP輸水管道至二級南干。

壓力管坡采用埋管式，管頂埋土深度不小于1.5m，管間凈距不小于1m，管床采用厚20cm砂礫石墊層，基礎處理采用1.0m厚3∶7灰土墊層。管道在彎道及變坡點設鋼筋混凝土鎮(zhèn)墩。

出水池采用正向進水，至西毋莊站出水池水位為556.0m，地形揚程45.17m；至東擴灌區(qū)出水池水位為545.7m，地形揚程34.87m；至三級站出水池水位為540.0m，地形揚程29.17m；至二級南干出水池水位為536.0m，地形揚程25.17m。采用C20鋼筋混凝土結構，底板厚0.5m，基礎處理采用灰土擠密樁，樁深10m，樁徑0.5m，樁距1.0m，梅花型布置，上覆1.0m厚3∶7灰土墊層。

3.2.2 投資計算

結合設置方案建筑工程投資為1541萬元，機電設備及安裝工程投資為1966萬元，以上直接工程投資合計3507萬元。

4 結論

西范二級站與西范東擴二級站結合設置方案與分離設置方案比較，優(yōu)點是直接投資節(jié)省457萬元，減少了工程占地，泵改工程與東擴工程均由西范揚水工程管理局實施并管理，二站合一，工程實施及運行管理比較方便。缺點主要是泵改工程與東擴工程分屬兩個項目，投資及竣工驗收干擾比較大。

綜合考慮，結合設置方案技術上是可行的，經(jīng)濟上是合理的，故推薦“二站合一，結合設置”。

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1004-7042（2017）08-0016-02

張震（1984-），男，2012年畢業(yè)于河海大學水利水電工程專業(yè)，工程師。

2017-06-18；

2017-07-29