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摘要：天津市东丽区新立泵站作为东丽区排水系统的重要组成部分，既要承担四号桥小河排涝区涝水和新立示范镇安置区市政雨水的排水任务，又要满足河道景观补水的要求。根据工程任务和规模，从机组选型、工程布置、基础处理等方面介绍了泵站扩建工程的设计思路。
关键词：泵站设计；布置方案；基础处理；机组选型
1工程概况
天津市东丽区新立泵站位于天津市东丽区西南方向新立街上翟庄村境内、四号桥小河与海河左堤（桩号19+377）相交处，建于1976年，原四号桥小河设计排涝区内主要为农田，排涝流量2.5m3/s。经多年运行设备损坏、老化严重，根据区域规划排涝区内用地性质转变为城镇用地，地面不透水面积增加，同频率降雨的产流增加，为满足排涝和当地经济社会发展的要求，需对新立泵站进行扩建，扩建后排涝流量10m3/s。另根据《东丽区总体规划》，泵站附近新立示范镇安置区属于一个雨水泵站系统，排水面积2km2，规划新建雨水泵站将雨水排至四号桥小河，排水流量12.4m3/s。经分析发现，区域雨水排入四号桥小河将增加河道排水压力，需对河道进行扩挖，且河口泵站规模亦需加大，存在重复建设的问题。本着精简节约、经济高效的原则，结合新立示范镇雨水管网建设情况，合并建设新立排涝泵站和新立雨水泵站，即新立泵站扩建工程包括新立排涝泵站扩建和新立雨水泵站新建，设计排水流量22.4m3/s（10+12.4m3/s）；根据河道引水功能要求，设计景观引水流量2m3/s。根据泵站等级划分标准，本工程确定为Ⅲ等中型工程。
2工程任务和规模
新立泵站扩建工程由新立排涝泵站和新立雨水泵站组成，泵站主要任务为排除区域涝水和雨水，并兼顾河道生态补水和联合调度运行要求。四号桥小河排水区域设计排涝标准为城区20a一遇1d暴雨24h排除，汇水面积为6.46km2，设计涝水流量为10m3/s；新立示范镇排水标准为市政3a一遇暴雨及时排除，汇水面积为2km2，设计排水流量为12.4m3/s。由此，确定新立泵站总排水流量为22.4m3/s。
3工程设计
3.1机组选型
根据泵站设计流量和扬程范围，可选的泵型为立式、卧式和潜水轴流泵。其中，立式轴流泵占地面积小，通风防潮条件好，运行维护简便，但要求设置主厂房，运行噪音较潜水轴流泵大；卧式轴流泵拆装检修方便，但要求泵房较大，进出水管弯曲较多，阻力损失较大，运行噪音较潜水轴流泵大；潜水轴流泵机组结构紧凑，泵站结构简单，辅助设备少，但设备结构复杂，造价较高，出现故障需返厂维修。新立泵站要求可靠性高，集中运行时间长，运行检修要求较高，同时考虑运行管理人员的熟练程度，综合比选后推荐采用立式轴流泵方案。考虑河道蓄水能力小，在“大水大排、小水小排”的原则下，经综合比选，排涝泵站推荐采用2台700ZLB-100+3台900ZLB-125的装机方案；雨水泵站推荐采用5台900ZLB-70的装机方案。
3.2布置方案
新立泵站采用正向进水布置，经综合比选，排涝泵站和雨水泵站来水路径不同，因此采用独立进水；泵站排水路径均为海河干流，为缩小海河干流左堤破堤范围、节约投资，推荐泵站共用出水系统方案。
3.2.1排涝泵站布置
排涝泵站由进水段、进水池段、泵房段、出水管和出水压力水箱段、箱涵段、出水闸段组成。（1）进水段由进水渠和进水闸组成。其中，进水渠长10.0m，为梯形断面，采用混凝土预制块护砌至2.0m，以上采用自嵌式挡墙护砌至地面，后接进水闸翼墙，翼墙采用弧形钢筋混凝土悬臂式挡墙；进水闸顺水流方向长10.5m，垂直水流方向宽8.6m，顺水流方向依次布置回转式清污机、清污机桥兼做交通桥、闸门和检修桥。（2）进水池段长24.0m，分为18.0m长水平渐变段和6.0m长竖向渐变段，均采用钢筋混凝土U形槽结构。其中，水平渐变段净宽7.0~20.4m，右侧设连通闸和箱涵接雨水泵站进水闸；竖向渐变段墙高3.5~4.7m，左侧设引水闸和箱涵接出水压力水箱作为景观引水通道。（3）泵房垂直水流方向由左至右依次布置安装间、2台700ZLB-125和3台900ZLB-125型立式轴流泵，顺水流方向长11.5m，垂直水流方向宽27.0m，采用干室结构，由下到上依次为进水室层、水泵层和电机层；水泵通过出水管接入出水压力水箱。（4）出水压力水箱顺水流方向长11.5m，垂直水流方向宽由18.7m渐变至32.2m，为减小顶板跨度，顶板采用板、梁、柱结构。（5）箱涵全长45.0m，单段长15.0m，为4孔整体式钢筋混凝土结构。（6）出水闸为涵洞式钢筋混凝土结构，顺水流方向长6.0m、宽16.6m，采用4孔3.0m×2.0m铸铁闸门。
3.2.2雨水泵站布置
雨水泵站位于排涝泵站右侧，由进水闸段、进水池段、泵房段、出水管和出水压力水箱段组成；出水管段接排涝泵站出水压力水箱，与排涝泵站共用一套出水系统。（1）进水闸段为钢筋混凝土箱式结构，与市政雨水管道相接，顺水流方向长10.8m，垂直水流方向宽8.6m，设2孔3.0m×3.0m铸铁闸门和2套回转式清污机。（2）进水池段长18.5m，为钢筋混凝土箱形结构，由12.7m水平渐变段和5.8m竖向渐变段组成。其中，水平渐变段净宽7.0~22.0m，竖向渐变段墙高4.9~6.2m。为减小顶板跨度，顶板设置横梁和立柱，顶板上回填土至地面高程。（3）泵房垂直水流方向布置5台900ZLB-70型立式轴流泵，顺水流方向长11.5m，基础垂直水流方向宽24.0m，采用干室结构，由下到上依次为进水室层、水泵层、电机层和巡视通道层；水泵通过出水管接入出水压力水箱。
3.3基础处理方案
根据地质勘察成果，排涝泵站进水闸、翼墙、进水池、泵房、出水闸和雨水泵站进水闸、进水池基础均位于③层淤泥质黏土层（承载力60kPa），雨水泵站泵房位于④层淤泥质黏土层（承载力65kPa），且土体呈流塑—软塑状态，压缩系数为0.46～0.79MPa-1，属中—高压缩性土；经稳定应力、沉降计算，上述建筑物地基承载力不足，排涝泵站进水闸与进水池间、进水池与泵房间沉降差大于5cm，雨水泵站进水池与泵房间、泵房与出水压力水箱间沉降差大于5cm，不满足规范相邻部位的最大沉降差不宜超过5cm的要求，需进行基础处理。经综合比选，基础处理采用适应性较广、变形控制好的钻孔灌注桩。
4结语
新立泵站作为东丽区排水系统的重要组成部分，既承担了四号桥小河排涝区涝水和新立示范镇安置区市政雨水的排水任务，又可以满足河道景观补水的要求。泵站总体布置和机组选型既满足了泵站功能要求，又坚持了精简高效、经济合理的原则，同时基础处理方案适应当地地质条件、安全可靠。该工程设计方案可以为类似工程的建设提供一定的参考。
参考文献
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[7]黄河勘测规划设计有限公司.天津市东丽区新立泵站扩建工程初步设计报告[R].郑州:黄河勘测规划设计有限公司，2016.
作者:付茂朋 单位:中国水利水电建设工程咨询渤海公司