大型雨水泵站排水工程施工技术

大型雨水泵站排水工程施工技术

王葆松

天津泰达市政有限公司  天津  300457

摘要：水库工程是保证区域供水安全的一项关键工程，极大程度地缓解了水资源供需紧平衡状态。排水泵站是水利工程的重要组成部分,是废水、洪水排除与处理的重要途径,这些年在我国社会经济快速发展过程中,城市硬化率较高,污水排放增加,需积极建设排水泵站,加强对废水、洪水的有效处理。

关键词：大型雨水泵站；排水工程；施工技术

引言

随着城市的快速发展，内涝灾害及黑臭水体问题日益突出。受全球气候变化、城镇化进程加快等因素影响，内涝灾害频发，危及城市安全。为了有效防范城市内涝灾害，建设高标准雨水和内涝防治系统势在必行，雨水泵站的建设是其中重要的工程性措施。“黑臭在水里，根源在岸上”，为了有效治理黑臭水体，建设高质量污水与径流污染控制系统十分关键，控制初期雨水径流污染是其中重要的一环。

1建设型式

泵房及调蓄池的竖向布置型式有传统式和全地下式。全地下式泵站结构紧凑，地面上仅有人员出入口、通风井、设备检修孔，景观效果好，但由于格栅等设备均位于地下，其防汛安全、设备保障、通风除湿、人身安全等方面，需重点考虑。传统式泵站将格栅等设备露出地面，运行管理方便，应对极端天气情况，相对更保险安全，但景观效果相较全地下式略有不及。考虑运行管理安全、方便以及节省工程投资，该工程采用传统式布置型式。此外，变配电间及管理用房均布置在地面上。

2大型雨水泵站排水工程施工技术

2.1大型雨水泵站排水设计

对于水泵流道选择来说,一般根据名义排出口径的大小来选择流道进口或喇叭口进水。一般来讲,名义出水口大于1200mm以上机组适宜流道进水口,流道进水与喇叭口进行相比,具有改善水力性能,提高机组效率和减少泵组间距等优点。进水流道一般可采用肘型和簸箕型两种型式,这两种流道的水力性能相当,但簸箕型流道高度比肘型流道低,可抬高底板高程,减少了开挖工程量,节省土建投资。本阶段推荐采用簸箕型流道。

2.2控制点反馈调度和泵站就地调度的应用

在系统不完善或有故障时,如中途泵站的通讯故障,无法通过中心统筹调度来指令增减供水量,此时,控制点反馈调度和泵站就地调度可以综合保证系统运行及安全。调控步骤如下:(1)用水需求增加,作为控制点的终端泵站水位较低或水压不足,反馈调度起端泵站及时增加起端供水量。(2)相应的后续中途泵站调蓄池水位升高,因其无上游明确增加供水信息,就地调度系统必须规避非上游增加供给的水位波动现象,调蓄池超过安全水位,并达到较高的可增泵水位之上后,方可调增供水量,否则水位不够高时增加供水,而实际上游未增加供水,会导致本站水位迅速下降,并低于安全水位,引发安全事故。因此,相对中心统筹调度方式,就地调度模式中,中途泵站及终端泵站需要相对更长调整时间。(3)经逐级接力增加供水,直至终端泵站,就地调度系统平衡稳定其调蓄水位,满足终端泵站的供水需求。(4)用水需求减少,调度控制步序相同,只是逐级减少水量。因此,调度系统可以综合3种调度模式优点,实现全局性综合调控,用户端高效及时响应,以及具有安全底线保障能力的自我稳定运行。

2.3直接串增压模式

直接串联增压模式需要各级泵站即时性的平衡稳定。任何一台水泵运行的变化,即时影响到整个系统的其他所有水泵,系统的稳定性差。尤其对于前后级泵站的水泵型号不同的,或各级静扬程占级内总扬程比例相差较大的系统,各站平衡高效运行的实现难度较大。系统设计必须有更高的韧性保障设计,留有误操作及事故安全裕量,同时应建立严格的系统水量和设备调控程序,避免重大安全问题。如为防止进水管道抽吸负压或超压问题,在无中途供水时,系统设计一般应要求上下游泵站水泵配置一致,还应保证实际运行工况中上下游泵站或多或少1台大泵时,系统仍然可以处于安全状态;如水锤传递问题,系统设计应配置各级泵站发生断电事故的应对措施,系统宜有泄放高压通道,如超越管道。直接串联增压模式更需要即时响应突发变化,同步调控,避免前后泵站变化超出高效区域和安全区域,独立管控风险较大。因此,直接串联增压模式调度前应给出明确的预判,对中心调度统筹智慧平台,以及通讯系统要求较高。

2.4改善灌溉泵站供水水质和泵站基础设施

基于泵站水质对泵站机电设备运行的影响，泵站要加强对供水水质的监测，降低泥沙含量过高水质对机电设备的影响：一是要加强水泵机组改造工作，改善取水条件。针对供水水质泥沙含量过高会对机电设备运行带来诸多影响的问题，泵站要加强对水泵机制的改造升级。例如针对供水水质泥沙含量高的特点，对前池进行扩容，选择正向取水，这样可以有效改善水泵取水的条件和进水流状，减少水流阻力，以此降低水头损失。二是要改善泵站基础设施，优化泵站机电设备运行效率。机电设备是提升泵站提水效率的关键工具。针对水质泥沙含量较高影响机电设备运行效率的问题，泵站要结合水质特点选择相应的机电设备，以此提升泵站机电设备的运行效率，增加提水功率。例如针对红寺堡水质泥沙含量较高导致水泵叶轮与水体摩擦较大造成的故障问题，泵站要选择功率更大的机械设备，以此降低机电设备的故障发生率，提升机电设备的工作效率。

2.5及时更新机电设备，提升运行效率

机电设备性能技术在不断更新发展，水利泵站要及时引进性能完善的机电设备，提升机电设备的运行效率，增强泵站扬水能力。一是水利泵站要加大资金投入力度，及时引进性能完善的机电设备。老旧机电设备能耗增高，自动化程度低。水利泵站要主动对接行业市场，采购性能完善的机电设备，以此提升泵站工作效率，降低能源消耗。二是要加强对机电设备的运行监督力度，必要时候积极开展运行试验，以此不断优化机电设备运行参数。例如，水利泵站在引进机电设备后要进行带电运行试验，主要检测设备运行参数是否正常、设备安装是否满足设计要求，并记录整理相关试验数据，为机电设备运行积累相关参考数据。

2.6自动化监管系统

自动化监管系统简单来说就是借助自动化系统实现设备监管，对各设备运行状况进行监测，如果发现异常，便会及时进行警报。同时，在监管过程中，监管系统会对相关参数进行收集、分析，从而生成相关趋势图，为相关工作人员对设备运行状况预测提供保障，从而有效避免故障的发生。就目前而言，其可简单分为视频监管系统和电子监管系统两种。视频监管系统的优势在于，将所检测到的数据内容以视频的形式呈现，使相关工作人员远程了解泵站设备运行情况。电子监管通常为分层监管，其优势在于：不必派遣专门人员进行监管，但为确保系统可发挥其效用，需要定期进行检查、巡视，确保分站人员可将指令落实到位。目前，电子监管系统可简单分为两个控制级，一是以中心控制室为核心的主要控制级，二是现场控制级。

结语

综上所述，泵站排水工程的发展在极大程度上影响着我国人民群众的生活和工作，为了充分地发挥泵站排水工程服务群众的作用，便必须定期地开展针对泵站排水工程机电设备的检测和维修工作。为此，相关部门在组织检修人员对泵站排水工程机电设备进行检测和维修时，也要组织这些维修人员参与专业知识技能培训，通过这一方式，在提升维修人员专业技能水平的同时培育他们的责任意识。只有这样，才能切实地发挥泵站排水工程的作用。

参考文献

[1]张刘.水利工程泵站机电设备故障诊断与处理[J].江淮水利科技，2020(3):2.

[2]司艳娟，崔浩林，刘占明.泵站机电设备故障诊断方法探析[J].建筑工程技术与设计，2018,000(018):4334.