一体化轴流泵站在城市排水工程中的应用研究

一体化轴流泵站在城市排水工程中的应用研究

徐杰、毛庆金

潍坊市市政工程设计研究院有限公司 山东 潍坊 261041

摘要：当前中国经济飞速发展，城市配套建设日新月异，潍坊市滨海经济技术开发区也在这种大环境下快速发展，人们的生活水平提高的同时对美好生活的向往也日益凸显。土地开发利用面积的加大，园区的建设使硬化地面占比增高，园区内路面大多为混凝土、沥青或铺装路面，径流系数增大，相应的雨水量也增大了很多，下雨水游主排水通道的承受压力变得更大，当暴雨时，雨水的排放成了问题。当下游河道水位升高时，还会产生河水倒灌，严重威胁人们的生命及财产安全，我们需要考虑设置雨水泵站及配套防洪闸来解决排水问题，但受限于城市用地紧张的问题，考虑采用占地较小且流量较大的一体化轴流泵站，本文主要对一体化轴流泵站在城市排水工程中的应用进行研究探讨。

关键词：一体化轴流泵站；利民河；附属设施；排水

1、前言

排水管网和泵站是城市市政公用设施的重要组成部分，在城市排水工程方面，雨水泵站往往作为单个独立的排水构筑物服务于整个社会，特别是随着社会经济的快速发展，城市建设逐步完善，城市基础设施要求也日益提高，城市用地也日趋紧张，使得给排水设计师们不得不考虑雨水泵站的占地问题。

一体化预制泵站最近几年发展较快，而且在城市排水系统中得到了广泛应用，前期的一体化泵站大多用于提升污水，采用的水泵也是潜污泵，体积较小、流量有限，当用于雨水排放系统中时，难免有些“力不从心”，这就需要我们从新考虑水泵的选择。常规雨水泵站中大多采用轴流泵，轴流泵具有流量大扬程低的特点，也非常适合排除雨水，接下来我们来探讨一下一体化轴流泵站在雨水排放系统中的应用。

2、一体化泵站的组成与特点

2．1一体化泵站的组成

常规市政排水泵站所抽升的介质为水，而这种水是不干净的，一般含有大部分漂浮物等杂质，而且排水泵站的上游来水量也是不断在变化的。常规排水泵站的由以下几部分组成：集水井、格栅设施、机器间、控制室及辅助间，有的泵站还有配有变压器等供电设备。而一体化轴流泵站是将各种设备集中在一个大的玻璃钢筒体内，整个泵站就是一个完整的设备。

格栅一般安装在进水管末端，分为普通提篮格栅和粉碎性格栅，当水中垃圾较多时多采用粉碎性格栅，垃圾较少时采用提篮格栅，定期对垃圾进行清掏。为了保证泵站运行的稳定性，也可在泵站前设置独立的格栅井。潜水轴流泵安装于特制的钢筒内，钢筒立于筒体内部，通过出水三通或弯头排至下游水体。出水口设置拍门，前端也可设置集水井，用来调配来水的不均匀性。

2．2一体化泵站的分类

根据城市排水体制的种类排水站可分为雨水排水站、污水排水站和合流排水站。按照排水站在排水系统中的地理位置可分为中途提升泵站（一般也称作区域性泵站）和末端提升泵站。中途泵站的设置主要是为了解决当汇水区域较大时，下游主管道埋深太大的问题，设置了中途泵站可降低下游管道的埋设深度，节约了工程投资。末端提升泵站一般指将末端雨水提升至外围河道水体。

2.3一体化轴流泵站的特点

市政常用的一体化轴流泵站采用自灌式，水泵采用潜水轴流泵。轴流泵具有流量大、杨程低的特点，可以满足雨水排放的要求。

3、潍坊滨海经济技术开发区利民河一体化轴流泵站技术介绍

3.1项目介绍

利民河是滨海区重要排水通道，香江东街以南、利民河以西有现状排水沟，受利民河汛期水位较高影响，大雨时现状排水沟自流排水较为困难，本次雨水泵站设于香江东街以南、利民河以西，以解决汛期香江东街以南片区排水困难问题。工程位置现有场地狭窄，空间较小，拟采用一体化轴流泵站模式并配套必要的附属设施。新建泵站位于香江东街以南、利民河以东的现状空地。根据泵站服务面积，暴雨重现期为5年一遇，经计算确定排涝泵站设计流量为2m³/s，泵站规模为小（1）型，等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级、次要建筑物级别为5级。泵站位置处利民河20年一遇防洪水位为4.30m

3.2工艺设计

本工程泵站主体采用1座一体化轴流雨水泵站，泵站前设置集水池，泵站后设出水口等。

1、集水池：为方便泵站进水并调蓄水量，同时控制泵站自流出水与压力出水，在泵站前端设置集水池，同时配设闸门、简易格栅。集水池内尺寸：长×宽=6m×5m。不锈钢格栅尺寸：3.3m*4.9m，栅条间距50mm。池底高程1.95m，顶板高程6.1m。新设d1800管道顺接上游河道。集水池前设闸门井，井内设1组□1600闸门，闸门配QDA—45型号手电两用启闭机，启闭力30～40kN,P=1.5kw。平常闸门常闭，汛期当下游水位顶托重力排水无法运行时，现状排水沟闸门关闭，新设闸门开启，泵站启动强排水。检修时闸门关闭，顶板预留1组1m×1m检修人孔，便于后期检修。

图1 一体化轴流泵站总平面布置图 图2泵站总平面及剖面图

2、一体化轴流泵站：泵站筒体规格：直径3800mm，高度5.75mm，配轴流泵2台。泵筒采用计算机控制缠绕一次成型工艺，筒体壁厚不小于20mm，环向拉伸强度≥150MPa，巴氏硬度≥50Hba。控制柜、电源电缆、液位自动控制装置、自藕装置等由水泵厂家配套提供。单台轴流泵主要参数规格为：流量Q=1000L/s，扬程H=5m，功率N=75kw，汛期根据排水量需求选择开泵数量。水泵控制通过静压液位仪和液位浮球控制，控制柜为户外型，防雨防盗，自带PLC装置，双开门，可通过人机界面进行操作。动力电源就近引入控制柜。泵站基础尺寸：,6000*6000*800，采用标号C30混凝土，表面抹平，一定要水平。在基坑开挖完成后，要用C30混凝土在基坑底部浇厚度约为800mm的垫层作为承力层。控制柜基础需待基坑回填完毕后方可施工。控制柜基础放置在设备周边3-5米范围内为宜。

与玻璃钢筒体联接的进、出口污水管道待筒体安装到位后再铺设、布置和联接。一体化预制泵站安装应考虑抗浮，务必使用C30混凝土把底部灌浆孔填满填实，使泵站与基础融为一体。

3.3控制方式

泵站主要在排水沟高水位时运行，与北侧现状闸门协同运行。在现状闸门下游及泵站集水池内设液位计，当闸门下游水位达3.05米时，现状闸门关闭，泵站进水闸门开启，泵站启动运行，将上游雨水排水入利民河。当现状闸门下游处水位降至2.2米时，现状闸门开启，同时关闭泵站进水闸门，雨水通重力排入利民河。根据运行需要，泵站及闸门可切换为手动控制。

4、结语

由利民河泵站工程实例得出，一体化轴流雨水泵站可有效的节约用地，并能很好地配合河道排水，按照“小雨直排、大雨排水”的理念，彻底解决了城市排水问题，在城市排水工程中可发挥积极作用。

参考文献：
［1］姜乃昌、张朝生等．泵与泵站（第五版）．北京：中国建筑工业出版社，2007．

［2］山东省住房和城乡建设厅．一体化预制泵站技术规程．济南：中国建材工业出版社，2016．