喻春花，曾 云

(江西省贛西土木工程勘測(cè)設(shè)計(jì)院，江西 宜春 33600)

1 胡家邊電灌站改造的基本思路

(1)積極開展電灌站的改造維護(hù)工作。對(duì)電灌站工程進(jìn)行全面的檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，積極開展改造維護(hù)工作，直到質(zhì)量安全達(dá)到要求后，才能夠重新投入使用。

(2)及時(shí)更換電灌站的機(jī)電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)。保證機(jī)電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)安裝穩(wěn)固，在機(jī)電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)安裝更換的過程中，對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行全面控制，確保電灌站在投入使用后不會(huì)出現(xiàn)任何問題，從根本上避免滲漏水現(xiàn)象的出現(xiàn)。根據(jù)泵站設(shè)計(jì)流量Q設(shè)，設(shè)計(jì)揚(yáng)程H設(shè)，初步選出相應(yīng)的水泵型號(hào)，然后按照具體的布置要求，結(jié)合水池水位情況，繪制所需要的曲線圖，得到實(shí)際運(yùn)行工況的工作點(diǎn)，經(jīng)過初步校核，最終得到具體的水泵安裝高程。

(3)及時(shí)更換進(jìn)出水管道。進(jìn)出水管道的安裝更換工作非常重要，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行具體分析計(jì)算，并且保證進(jìn)出水管道的出水率和供水率，不能出現(xiàn)漏水問題。

(4)加強(qiáng)資金的落實(shí)。除了政府給予的輔助資金之外，政府也可以和企業(yè)進(jìn)行合作，拓寬資金來源渠道，及時(shí)的對(duì)電灌站進(jìn)行維護(hù)。

(5)建立全面的管理制度和監(jiān)督機(jī)制[3]。管理制度和監(jiān)督機(jī)制的主要作用在于保證電灌站對(duì)日常工作狀態(tài)穩(wěn)定，在實(shí)際施工改造過程中也要全面落實(shí)管理制度和監(jiān)督機(jī)制。

(6)全面強(qiáng)化水利工程的節(jié)能降耗問題。在電灌站改造過程中，想要真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，就要根據(jù)當(dāng)?shù)氐墓喔让娣e、灌溉方式等方面進(jìn)行分析，從而設(shè)計(jì)出科學(xué)的引水流量。在改造施工過程中，可以從現(xiàn)場(chǎng)工作質(zhì)量控制入手，針對(duì)施工材料、施工計(jì)劃等多個(gè)方面進(jìn)行節(jié)能降耗。

2 電灌站改造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)與技術(shù)

2.1 工程概況

胡家邊電灌站改造工程位于奉新縣胡家邊村境內(nèi)，工程所在地距奉新縣城中心位置約2 km。其間有天工大道等公路，交通便利。但是胡家邊電灌站工程系2003年安裝，運(yùn)行15年，因此水泵等各部件均出現(xiàn)不同程度的損耗，機(jī)組電器設(shè)備老化，不僅如此，進(jìn)水管局部銹蝕嚴(yán)重，出現(xiàn)多處漏水的情況，泵房外墻及內(nèi)墻大面積墻皮脫落，泵房環(huán)境較差。此外，該工程的出水管為混凝土預(yù)制管，因受到其他工程建設(shè)的影響，需要對(duì)局部管線進(jìn)行改造維護(hù)，而且目前該電灌站的泵房缺少自動(dòng)化管理設(shè)備。該電灌站引水來自大寨渠，提灌流量為0.220 m3/s，灌溉面積約為146.67 hm2，流域內(nèi)農(nóng)作物以水稻為主，有少量旱作物，是一座以灌溉為主的小型灌溉泵站。根據(jù)水利部門的有關(guān)規(guī)定來看，該工程屬于Ⅴ等，主要永久性建筑物為5級(jí)，次要建筑物為5級(jí)，洪水標(biāo)準(zhǔn)按10 a一遇設(shè)計(jì)，20 a一遇校核，根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》 GB 18306—2015的界定，本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05 g[4]。

2.2 基礎(chǔ)性設(shè)計(jì)

由上可知，該電灌站的提灌流量為0.220 m3/s，灌溉面積約為146.67 hm2，且主要用于灌溉農(nóng)作物，因此結(jié)合胡家邊的農(nóng)業(yè)種植情況以及灌溉方式，明確機(jī)器停歇時(shí)間以及設(shè)備每天的工作時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，最終可以確定，當(dāng)提灌流量為0.220 m3/s，當(dāng)水泵流量設(shè)計(jì)為0.232 m3/s 時(shí)，基本可以滿足灌溉用水需求。期間運(yùn)用到的公式如式(1)所示：

Q=mA/3600Ttη

(1)

式中：Q為泵站設(shè)計(jì)流量，m3/s；m為最大一次灌水定額，m3/hm2；A為灌溉面積，hm2； 3600為時(shí)間常數(shù)，s/h；T為灌水延續(xù)時(shí)間，指灌區(qū)最大一次灌水定額所需的延續(xù)天數(shù)，d；t為水泵每天工作時(shí)間， h/d；η表示的灌溉水的有效利用系數(shù)。

由上可知，本次水泵最大凈揚(yáng)程47.2 m，設(shè)計(jì)揚(yáng)程37.0 m，引水流量為0.232 m3/s，因此，采用型號(hào)300S58B型水泵，n=1450 r/min，m=599 kg；Y315M-4型異步電機(jī)N=132 kW；SK-0.8型真空泵，Q=0.8 m3/min，2.2 kW；S11-M-200/10型變壓器。離心泵進(jìn)水管喇叭口與建筑物距離根據(jù)規(guī)范要求，垂直布置時(shí)，喇叭口的懸空高度取0.6D=300 mm，喇叭口的淹沒深度取1.0D=500 mm，喇叭管中心線距離后墻距離取1.0D=500 mm，喇叭管中心線與側(cè)墻距離取1.5D=750 mm，喇叭管中心線至進(jìn)水室進(jìn)口距離取4.0D=2000 mm。期間運(yùn)用到的公式為：

(2)

式中：D內(nèi)為壓力管內(nèi)徑，m;Q為引水流量,m3/s。通過帶入相應(yīng)的數(shù)據(jù)就能夠得到上述參數(shù)數(shù)據(jù)。除了引水流量和管道內(nèi)徑之外，其他參數(shù)數(shù)據(jù)也要進(jìn)行確定，考慮到當(dāng)前該電灌站的高程不需要變化且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此不需要對(duì)泵站廠房結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。

2.3 機(jī)電金屬結(jié)構(gòu)

現(xiàn)如今，電氣設(shè)備更新?lián)Q代速度較快，由上可知，如果一直采用傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備，那么會(huì)對(duì)工作人員的生命安全造成直接的影響，還會(huì)威脅到正常灌溉用水的需求，電灌站的工作效率也會(huì)隨之降低，在這樣的情況下，工作效率也隨之降低，因此必須要對(duì)機(jī)電金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面更新，以此切實(shí)提高機(jī)電金屬結(jié)構(gòu)，保證設(shè)備的可靠性。在充分考慮到電灌站的負(fù)荷容量、供電方式等情況后，考慮到電站規(guī)模問題，最終僅選擇了一臺(tái)機(jī)組，具體情況見表1～表3。

表1 胡家邊電灌站使用的機(jī)電金屬結(jié)構(gòu)

在確定了胡家邊電灌站使用的機(jī)電金屬結(jié)構(gòu)后，還要確定具體的安裝高程，在實(shí)際計(jì)算過程中要考慮到具體的工作情況，結(jié)合水泵計(jì)算安裝高程、進(jìn)水池最低運(yùn)行水位、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、氣化壓力、水的密度、必須汽蝕余量、進(jìn)水管進(jìn)口至水泵之間的水力損失、許用安全余量等參數(shù)，計(jì)算得到水泵高程為40.79 m，安裝高度為3.99 m，期間利用到的公式如下：

(3)

式中：Za表示水泵計(jì)算安裝高程，m；Zmin表示進(jìn)水池最低運(yùn)行水位，m；P0表示標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，Pa；Pv表示氣化壓力，Pa；ρ表示水的密度，kg/m3；[NPSH]r表示必須汽蝕余量，m；Δh表示進(jìn)水管進(jìn)口至水泵之間的水力損失，m；K表示許用安全余量，取0.3～0.5 m。

表2 電源接入系統(tǒng)方式

表3 主變壓器容量的選擇

2.4 施工組織設(shè)計(jì)

由上可知，在對(duì)電灌站進(jìn)行施工過程中，還要建立健全嚴(yán)格的管理制度，認(rèn)真落實(shí)施工管理制度，確保施工工程效益得到最大程度的發(fā)揮。只有切實(shí)加強(qiáng)工程的管理，才能夠保證電灌站的生產(chǎn)安全高效，從根本上扭轉(zhuǎn)被動(dòng)局面。水利工程設(shè)施施工過程中，設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)，施工是關(guān)鍵，一個(gè)良好的電灌站工程，不僅需要完善的參數(shù)和機(jī)電金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還需要保證施工組織的完善，施工組織會(huì)對(duì)施工造成最為直接的影響。

以胡家邊電灌站為例，結(jié)合具體的施工條件，在施工前，制定了詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)，合理進(jìn)行施工布置，科學(xué)地安排施工工序。重點(diǎn)針對(duì)建筑材料、主要工程施工、對(duì)外交通及施工總布置，以及施工進(jìn)度安排等方面進(jìn)行管理，確保所有施工環(huán)節(jié)的安全性、穩(wěn)定性。并且配置了專門的管理人員，進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，確保各項(xiàng)制度得到真正的落實(shí)。胡家邊電灌站工程施工的總工期為3個(gè)月，因此，在正式開工的前兩個(gè)月就已經(jīng)開始進(jìn)行準(zhǔn)備，確保主體工程可以按時(shí)開始，在施工過程中采用了土方開挖、混凝土拆除、土方填筑、混凝土澆筑、球墨鑄鐵管安裝、鋼筋制安、粗砂墊層等方式完成施工。

2.5 節(jié)能降耗設(shè)計(jì)

除了上述幾個(gè)方面之外，新時(shí)期節(jié)能降耗也是國(guó)家對(duì)電灌站所提出的要求，因此，對(duì)于胡家邊電灌站工程而言，這也是非常關(guān)鍵的問題。水利工程本身就具有一定的公益性，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，不僅可以提高供水率，對(duì)后續(xù)的管理工作也起到一定的幫助，可以避免一些不必要的損失。胡家邊電灌站工程主要土建施工項(xiàng)目有：土方開挖、球墨鑄鐵管安裝，土方填筑、水泵安裝等。根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定，對(duì)施工方法、施工設(shè)備進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)。從實(shí)際情況上看，胡家邊電灌站施工期主要耗能項(xiàng)目包括四個(gè)方面，分別為：主體工程施工、施工輔助生產(chǎn)系統(tǒng)、生產(chǎn)性建筑物以及營(yíng)地及生活配套設(shè)施。工程施工期耗電總量為0.65萬kW·h，柴油消耗量為5.40 t。值得一提的是，該工程在實(shí)際施工過程中建立了規(guī)范的工程管理制度，設(shè)備的日常維護(hù)、檢修管理等方面的工作也得到根本上的落實(shí)。

表4 土建工程量

從表4可以看出，工程施工期間涉及的范圍較大，內(nèi)容較多，因此，想要減少浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約，要全面提高工作人員的節(jié)能降耗意識(shí)，落實(shí)目標(biāo)責(zé)任，有效降低各種損耗問題，真正實(shí)現(xiàn)效益最大化。

3 結(jié) 語

綜上所述，新時(shí)期必須要進(jìn)一步提高水利工程的發(fā)展速度，以此為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更高的質(zhì)量支撐。電灌站作為水利工程中基礎(chǔ)組成部分，在實(shí)際改造中，必須要充分結(jié)合地區(qū)實(shí)際發(fā)展情況，從參數(shù)設(shè)計(jì)、機(jī)電金屬結(jié)構(gòu)、施工組織、節(jié)能降耗等方面入手，結(jié)合具體數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，以此保證電灌站的作用得到最大程度的發(fā)揮，讓農(nóng)村水利得到健康發(fā)展，并且推動(dòng)國(guó)家水利工程實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。