徐躍飛

(重慶市設(shè)計(jì)院，重慶400015)

國內(nèi)有的城市在雨季產(chǎn)生了多種問題，道路地面的下水道承受雨水排放壓力很重；沿海城市產(chǎn)生海水倒灌情況的幾率也逐漸提高，而市政排水系統(tǒng)總體效率很低。因此大雨后的城市道路出現(xiàn)非常嚴(yán)重的積水現(xiàn)象?？茖W(xué)有效的雨水泵站設(shè)計(jì)應(yīng)能解決城市的內(nèi)澇情況。

大中型城市在布局方面，往往管渠位置低于洪水水位，影響到雨水泵站的工作。所以雨水泵站規(guī)劃關(guān)系到排水系統(tǒng)的應(yīng)用效果，雨水泵站的投資較大，設(shè)計(jì)方面的不科學(xué)會(huì)造成大的經(jīng)濟(jì)損失。

1 雨水泵站設(shè)計(jì)的信息采集

市政雨水排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要求把泵站施工周邊環(huán)境的地勘信息準(zhǔn)備齊全。雨水泵站的檢測范圍很大，通過附屬建筑結(jié)構(gòu)的面積來采集勘探信息，直觀上看超過雨水泵站所占范圍的4倍。按照地下項(xiàng)目的泵站埋設(shè)深度要求勘測機(jī)構(gòu)應(yīng)達(dá)的鉆探深度，歷年雨水狀況、暴雨情況、水渠信息等應(yīng)全面且真實(shí)。

雨水泵站的地址選擇應(yīng)當(dāng)按照水渠、水文環(huán)境及周圍河流狀況進(jìn)行考慮。泵站與排水管不得距離太遠(yuǎn)，避免雨水泵站于暴雨季節(jié)被淹，泵站入水總管標(biāo)高應(yīng)保證雨水不會(huì)出現(xiàn)回灌［1］。泵站設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要科學(xué)設(shè)置排水量，強(qiáng)降雨導(dǎo)致市內(nèi)洪澇災(zāi)害十分嚴(yán)重，設(shè)計(jì)時(shí)需提升排水系統(tǒng)的作用，減少洪澇對生態(tài)的污染，確保人們?nèi)粘９ぷ骷吧罘€(wěn)定。城市市政建設(shè)應(yīng)當(dāng)對暴雨重現(xiàn)時(shí)間進(jìn)行重新確定，不同區(qū)域的暴雨重現(xiàn)時(shí)間存在差異，由此排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)當(dāng)隨之出現(xiàn)變化，以配合市政內(nèi)澇預(yù)防工作的順利開展［2］。要求分析如下雨水量影響要素：

(1)下雨后的雨水流量匯聚水量計(jì)算，全面兼顧到地區(qū)內(nèi)水流流量，不能漏算。

(2)針對市政關(guān)鍵區(qū)域不能出現(xiàn)積水，而偏遠(yuǎn)與人口稀疏的區(qū)域則能夠有少量短時(shí)間積水。

(3)兼顧到匯水地區(qū)的用地狀況，防止水池浪費(fèi)及機(jī)械閑置。

(4)應(yīng)當(dāng)兼顧暴雨、小雨等均可以通過雨水泵站進(jìn)行排出，以解除淹情。

2 雨水泵站規(guī)劃

2.1 水位設(shè)置與進(jìn)水條件

雨水泵站的入水標(biāo)高確定，不僅要全面兼顧內(nèi)澇排除的質(zhì)量，還可以發(fā)揮出泵站的調(diào)控功能，實(shí)現(xiàn)雨水泵站設(shè)計(jì)建設(shè)效益最佳化［3］。雨水泵站的最低水位一般在水管下部，為防止泵站過深，作業(yè)難度系數(shù)加大，可比水管底部稍高一點(diǎn)，適合流量偏大的泵站設(shè)計(jì)有較好的效果，泵站的進(jìn)水管水位可以與最低水位平齊。泵站的最大設(shè)計(jì)水位要選擇低于進(jìn)水管渠上部0.2～0.3 m為最佳。水位升高至進(jìn)水部位，泵站全面運(yùn)行，匯水排水結(jié)構(gòu)同步運(yùn)行，使整個(gè)市政項(xiàng)目排水結(jié)構(gòu)處于最好狀態(tài)。

水泵前池入水應(yīng)當(dāng)正向進(jìn)水，有限制因素的可采取側(cè)向入水、分流設(shè)備，保證穩(wěn)定的進(jìn)水環(huán)境，提升水泵的運(yùn)行效率。

2.2 水泵吊裝設(shè)備

雨水泵站規(guī)劃中要考慮起重機(jī)的選取，這就要按照泵站的設(shè)施重量及體積大小來確定。在實(shí)際生產(chǎn)過程，大中型水泵無法采取電動(dòng)雙軌橋型吊車，水泵的整體重量大，起重機(jī)選用能吊整體設(shè)備的吊車。

3 工藝流程

當(dāng)前，國內(nèi)各大城市之中正在運(yùn)作的雨水泵站，通常都采用以下幾種形式：當(dāng)雨水進(jìn)到水泵管道之內(nèi)，通過進(jìn)水管道進(jìn)到調(diào)控池或者閘門井內(nèi)，接著進(jìn)到格柵之中，把雨水之中摻雜的物質(zhì)阻攔下來，進(jìn)到泵房吸水池內(nèi)，通過泵抽水提升后，再進(jìn)到壓力出水池內(nèi)，排進(jìn)河道以前，為了控制雨水對河床帶來的沖刷作用，要先通過拍門，然后將之排入到河道內(nèi)［4］。出水管道上安裝旁通道與泵室中的放空井結(jié)合起來，能夠在試車循環(huán)用水過程中使用。

雨水進(jìn)到調(diào)節(jié)池的過程要保持進(jìn)水角度與閘門相垂直，集水池空置后，清掏是需閉合閘門，雨量非常豐富時(shí)盡量采用進(jìn)水閘門井；部分城市降水布局、氣候性明顯，旱季與雨季簡化設(shè)備處理流程，可不安裝閘門井，維修泵站進(jìn)行泵房清污工作。

4 雨水泵站設(shè)施選型

4.1 雨水泵站的格柵

格柵的作用是用來阻攔雨水內(nèi)摻雜的雜質(zhì)，市政雨水泵站中通常采取機(jī)械格柵，雜物采取人工清掏或者機(jī)器清除。雨水泵站進(jìn)水池按照水泵吸水性能，集水池標(biāo)準(zhǔn)容積要滿足最大一臺(tái)水泵30 m3/s流量，并明確集水池的最大水位、最小水位與正常水位。泵站的集水池容量沒有調(diào)節(jié)功能，符合基本的吸水要求就可行。此外，在規(guī)劃集水池時(shí)還應(yīng)兼顧到污泥狀況，對城市內(nèi)污泥量需進(jìn)行必要的信息檢驗(yàn)，確保雨季排污水平在標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)［5］。格柵阻攔降水、生活廢水及工業(yè)污水內(nèi)大的懸浮物與雜物，起著凈化水體、保護(hù)水泵的功能。大、中雨水與合流水泵的格柵很寬，為提升除污效果，需把格柵分為小跨，采取多個(gè)固定式除污器。柵條斷面要按照跨度、格柵先后水位差及攔污量運(yùn)算確定。柵條寬度適合采取15 mm，柵條強(qiáng)度必須符合埋深很大的雨水泵站施工需求。

4.2 雨水泵選型

選取雨水泵應(yīng)統(tǒng)籌思考，考慮到泵站性質(zhì)與雨量，按照水泵規(guī)劃數(shù)量來決定單獨(dú)雨水泵規(guī)格。按照泵站出入水的水位研究、管道水頭損耗制定水泵規(guī)劃方案。水位于高位與低位揚(yáng)程中，水泵可高效率運(yùn)作；不管是單臺(tái)運(yùn)作或者多臺(tái)組合運(yùn)作下，均有很高的生產(chǎn)效率及安全穩(wěn)定的工作狀態(tài)。雨水泵站特點(diǎn)參數(shù)確定后，結(jié)合水量、水質(zhì)及提升高度，采用后續(xù)檢修容易、質(zhì)量合格、能耗少的水泵。排水泵通常選擇離心泵、軸流泵、潛水泵、混流泵［6］。城市雨水泵站規(guī)劃中要兼顧到流量大、揚(yáng)程短等特征，軸流泵更加適用，而立式軸流泵由于占地范圍小，管理與檢修簡便是最常用的一種。直聯(lián)式廢水泵的特征在于大通道葉輪，該種廢水泵動(dòng)能大，且效率也大；直聯(lián)式結(jié)構(gòu)泵框架緊湊，安裝簡單、運(yùn)作穩(wěn)定，機(jī)械傳動(dòng)能耗少。泵的軸封采取雙道設(shè)備密封串聯(lián)設(shè)施，密封穩(wěn)定性大，軸材料采取不銹鋼，能確保在泵的整個(gè)運(yùn)行過程不用更換。采取立式框架，后開門，無需拆除泵體就可以檢修水泵，水泵的維修工作更為便捷。

規(guī)模很小的泵室通常采取潛水除污泵，泵室是濕式泵室；規(guī)模很大的泵室通常采取軸流泵和混流泵，泵室是干式泵室。規(guī)模很小的泵室底部設(shè)計(jì)為圓形，方便沉井法作業(yè)，規(guī)模大的泵室能設(shè)計(jì)成方形。雨水泵室通常采取自灌型泵室，潛污泵設(shè)置時(shí)帶自灌設(shè)備，方便安裝與檢修。

泵室大小與分布要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的水泵設(shè)備間的凈距離及水泵和墻體間的凈距離需要。以方便操作、安裝與后續(xù)檢修。水泵之間要搭建平臺(tái)，平臺(tái)每層的高度要按照水泵設(shè)備、電氣設(shè)施、起吊機(jī)、安裝、運(yùn)作燈等來確定。為縮小泵室整體高度，用來起吊水泵的平臺(tái)邊緣安裝移動(dòng)欄桿。泵室起吊機(jī)要結(jié)合需吊運(yùn)設(shè)施來確定，起吊重量不超過1 t的，合適采用手動(dòng)葫蘆；起吊重量在1～2 t之間的，適合采用電動(dòng)葫蘆；起吊重量超過2 t的，采用電動(dòng)單梁和雙梁起吊設(shè)備。

4.3 精準(zhǔn)計(jì)算雨水量

因?yàn)榻涤炅吭O(shè)計(jì)太小極易導(dǎo)致廠房被淹等問題，如果太大就會(huì)造成浪費(fèi)。所以，在計(jì)算雨水量時(shí)需根據(jù)本地歷年降雨?duì)顩r來計(jì)算，盡量精準(zhǔn)。在計(jì)算時(shí)，需注意如下幾點(diǎn)問題：

(1)保證城市和全長的雨水管道設(shè)計(jì)和市政雨水泵站的水量規(guī)劃同步進(jìn)行；在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，不僅要考慮城市和廠房的排水總管網(wǎng)的規(guī)劃流程，還應(yīng)當(dāng)使用全部的管網(wǎng)于壓力流條件下的流量來校對雨水量。

(2)考慮城市或是廠區(qū)的地形條件，并了解城市和廠區(qū)內(nèi)短期的積水情況是否被允許。

(3)市政或是廠區(qū)的雨水管道內(nèi)，均排進(jìn)了大量的污水，若污水排入量不大于8%的雨水量條件下，雨水流量規(guī)劃時(shí)能不予以考慮；如果污水排入超過10%的雨水量，在規(guī)劃流量時(shí)，需要兼顧到污水的流量。

(4)因?yàn)榻涤炅繉儆谝粋€(gè)變量，且變化很大，所以，在設(shè)計(jì)流量時(shí)，需整體考慮小雨、中雨與暴雨等各種降雨強(qiáng)度過程的雨水量狀況。

5 結(jié)束語

綜上所述，在國內(nèi)市政排水結(jié)構(gòu)雨水泵站設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要堅(jiān)持以人為本的原則，使泵站之中各個(gè)細(xì)節(jié)獲得優(yōu)化調(diào)整；而且，在施工組織規(guī)劃與雨水泵站設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，還需要準(zhǔn)備完整地質(zhì)、水文勘探工作與預(yù)期性信息，編制出適用性很強(qiáng)的工藝流程，嚴(yán)格管理雨水泵站的具體運(yùn)行狀況，充分發(fā)揮雨水泵站的作用。