6 2,泵站布置形式6,2,1.灌溉,供水泵站的总体布置,一般可分为引水式和岸边式两种.引水式布置一般适用于水源岸边坡度较缓的情况 在满足灌溉引水要求的条件下、为了节省工程投资和运行费用、泵房位置应通过技术经济比较确定.当水源水位变化幅度不大时,可不设进水闸控制,当水源水位变化幅度较大时,则应在引渠渠首设进水闸,这种布置形式在我国平原和丘陵地区从河流,渠道或湖泊取水的灌溉,供水泵站中采用较多,而在多泥沙河流上 由于引渠易淤积 建议尽量不要采用引水式布置.根据某地区泵站引渠淤积状况调查.进口设闸控制的引渠,一般每年需清淤1次。2次。而进口未设闸控制的引渠、每当灌溉时段结束 引渠即被淤满 下次引水时,必须首先清淤。汛期每次洪水过后.再次引水时、同样也必须清淤、每年清淤工作量相当大 大大增加了运行管理费用。岸边式布置一般适用于水源岸边坡度较陡的情况,采用岸边式布置.由于站前无引渠,可大大减少管理维护工作量。但因泵房直接挡水。加之泵房结构又比较复杂。因此,泵房的工程投资要大一些,至于泵房与岸边的相对位置 根据调查资料、其进水建筑物的前缘.有与岸边齐平的 有稍向水源凸出的、运用效果均较好 从水库取水的灌溉.供水泵站,当水库岸边坡度较缓、水位变化幅度不大时,可建引水式固定泵房,当水库岸边坡度较陡,水位变化幅度较大时、可建岸边式固定泵房或竖井式.干室型,泵房。当水位变化幅度很大时、可采用移动式泵房.缆车式.浮船式泵房.或潜没式固定泵房,这几种泵房在布置上的最大困难是出水管道接头问题。6、2、2.由于自排比抽排可节省大量电能。因此在具有部分自排条件的地点建排水泵站时。如果自排闸尚未修建、应优先考虑排水泵站与自排闸合建。以简化工程布置。降低工程造价.方便工程管理、例如某泵站将自排闸布置在河床中央,泵房分别布置在自排闸的两侧。泵房底板紧靠自排闸底板.用永久变形缝隔开,当内河水位高于外河水位时、打开自排闸自排、当内河水位低于外河水位又需排涝时,则关闭自排闸,由排水泵站抽排 又如、某泵站将水泵装在自排闸闸墩内、布置更为紧凑,大大降低了工程造价、水流条件也比较好.但对于大中型泵站,采用这种布置往往比较困难.如果建站地点已建有自排闸,可考虑将排水泵站与自排闸分建 以方便施工.但需另开排水渠道与自排渠道相连接、其交角不宜大于30.排水渠道转弯段的曲率半径不宜小于5倍渠道水面宽度.且站前引渠宜有长度为5倍渠道水面宽度以上的平直段 以保证泵站进口水流平顺通畅.因此,在具有部分自排条件的地点建排水泵站 泵站可与排水闸合建或分建,由于排水闸排水流量一般大于泵站抽排流量.合建方案排水闸宜布置在河道主流区.且泵站和水闸之间应布置隔流墙、以改善泵站和水闸出流时的流态。当建站地点已建有排水闸时.排水泵站宜与排水闸分建、6。2 3.根据调查资料 已建成的灌排结合泵站多数采用单向流道的泵房布置、另建配套涵闸.这种布置方式 适用于水位变化幅度较大或扬程较高的情况,只要布置得当.即可达到灵活运用的要求、但缺点是建筑物多而分散.占用土地较多,特别是在土地资源紧缺的地区,采用这种分建方式 困难较多,一般要求泵房与配套涵闸之间有适当的距离 目的是为了保证泵房进水侧有较好的进水条件、同时也为了保证泵房出水侧有一个容积较大的出水池。以利池内水流稳定,并可在出水池两侧布置灌溉渠首建筑物、例如 某泵站枢纽以4个泵房为主体。共安装33台大型水泵、总装机功率49800kW。并有13座配套建筑物配合,通过灵活的调度运用,做到了抽排、抽灌与自排,自灌相结合,4个泵房排成一字形,泵房之间距离250m,共用一个容积足够大的出水池.又如。某泵站枢纽由两座泵房.一座水电站和几座配套建筑物组成,抽水机组总装机功率16400kW.发电机组总装机容量2000kW、泵房与水电站呈一字形排列.泵房进水两侧的引水河和排涝河上、分别建有引水灌溉闸和排涝闸,泵房出水侧至外河之间由围堤围成一个容积较大的出水池.围堤上建有挡洪控制闸。抽引时 打开引水闸和挡洪控制闸 关闭排涝闸。抽排时。打开排涝闸和挡洪控制闸.关闭引水闸,防洪时。关闭挡洪控制闸、发电时 打开挡洪控制闸,关闭引水闸、再如 某泵站装机功率9、1600kW,通过6座配套涵闸的控制调度,做到了自排。自灌与抽排 抽灌相结合。既可使高低水分排、又可使上下游分灌,运用灵活 效益显著。也有个别泵站由于出水池容积不足.影响泵站的正常运行,例如,某泵站装机功率6、800kW,单机流量8.7m3,s,由于出水池容积小于设计总容积.当6台机组全部投入运行时,出水池内水位壅高达0,6m.致使池内水流紊乱。增大了扬程 增加了电能损失,对于配套涵闸的过流能力、则要求与泵房机组的抽水能力相适应、否则、亦将抬高出水池水位,增加电能损失、例如,某泵站装机功率4、1600kW、抽水流量84m3,s、建站时,为了节省工程投资,利用原有3孔排涝闸排涝,但其排涝能力只有60m3.s,当泵站满负荷运行时.池内水位壅高,过闸水头损失达0。85m、1。10m。运行情况恶劣,后将3孔排涝闸扩建为4孔、运行条件才大为改善.过闸水头损失不超过0、15m.满足了排涝要求、当水位变化幅度不大或扬程较低时 可优先考虑采用双向流道的泵房布置、这种布置方式、其突出优点是不需另建配套涵闸。例如某泵站装机功率6 1600kW。采用双向流道的泵房布置。快速闸门断流,通过闸门.流道的调度转换 达到能灌。能排的目的。采用这种布置方式、省掉了进水闸 节制闸。排涝闸等配套建筑物、布置十分紧凑 占用土地少,工程投资省,而且管理运行方便.缺点是泵站装置效率较低.当扬程在3m左右时,实测装置效率仅有54,58 使耗电量增多,年运行费用增加很多,目前这种布置方式在我国为数甚少.主要是由于扬程受到限制和装置效率较低的缘故、另外、还有一种灌排结合泵站的布置形式 即在出水流道上设置压力水箱或直接开岔。例如,某泵站装机功率2。2800kW、采用并联箱涵及拱涵形式的直管出流 单机双管 拍门断流.在出水管道中部设压力水箱.闸门室,压力水箱两端设灌溉管。分别与灌溉渠首相接。并设闸门控制流量,这种布置形式 可少建配套建筑物.少占用土地、节省工程投资,是一种较好的灌排结合泵站布置形式,又如,某两座泵站 装机功率均为8。800kW、均采用在出水流道上直接开岔的布置形式,其中一座泵站是在左侧三根出水流道上分岔、另一座泵站是在左右两侧边的出水流道上开岔 岔口均设阀门控制流量。通过与灌溉渠首相接的岔管、将水引入灌溉渠道,这两座泵站的布置形式、均可少建灌溉节制闸及有关附属建筑物、少占用土地,节省工程投资.也是一种较好的灌排结合泵站布置形式,但因在出水流道上开岔。流道内水力条件不如设压力水箱好.当泵站开机运行时、可能对机组效率有影响 6 2 4 大中型泵站因机组功率较大,对基础的整体性和稳定性要求较高,通常是将机组的基础和泵房的基础结合起来,组合成为块基型泵房.块基型泵房按其是否直接挡水及与堤防的连接方式、可分为堤身式和堤后式两种布置形式,堤身式泵房因破堤建站,其两翼与堤防相连接。泵房直接挡水、对地基条件要求较高。其抗滑稳定安全主要由泵房本身重量来维持。同时还应满足抗渗稳定安全的要求,因此适用的扬程不宜高,否则不经济 堤后式泵房因堤后建站.泵房不直接挡水,对地基条件要求稍低 同时因泵房只承受一部分水头、容易满足抗滑,抗渗稳定安全的要求.因此适用的扬程可稍高些,例如.某泵站工程包括一、二两站、一站装机功率8,800kW、设计净扬程7、5m,采用虹吸式出水流道,建在轻亚黏土地基上 二站装机功率2 1600kW,设计净扬程7,0m,采用直管式出水流道.建在黏土地基上,在设计中曾分别按堤身式和堤后式布置进行比较,一站采用堤身式布置、其工程量与堤后式布置相比 混凝土多3500m3,浆砌石少200m3,钢材多30t,二站采用堤身式布置.其工程量与堤后式布置相比.混凝土多3100m3.浆砌石少2100m3 钢材多160t,由上述比较可见.当泵房承受较大水头时、采用堤身式布置是不经济的,因为泵房自身重量不够 地基土的抗剪强度又较低,为维持抗滑.抗渗稳定安全,需增设阻滑板和防渗刺墙等结构、再加上堤身式布置的进 出口翼墙又比较高,这样便增加了工程量.因此.本标准规定,建于堤防处且地基条件较好的低扬程、大流量泵站 宜采用堤身式布置 而扬程较高 地基条件稍差或建于重要堤防处的泵站。宜采用堤后式布置,6。2.5,从多泥沙河流上取水的泵站,通常是先在引水口处进行泥沙处理、如布置沉沙池,冲沙闸等 为泵房抽引清水创造条件 例如,某引水工程、引水口处具备自流引水沉沙 冲沙条件。在一级站未建之前。先开挖若干条条形沉沙池,保证了距离引水口80多公里的二级站抽引清水。但有些地方并不具备自流引水沉沙,冲沙条件,就需要在多泥沙河流的岸边设低扬程泵站 布置沉沙 冲沙及其他除沙设施、根据工程实践结果.这种处理方式的效果比较好.例如某泵站建在多泥沙的黄河岸边.站址处水位变化幅度7m.13m、岸边坡度陡峻 故先在岸边设一座缆车式泵站。设有7台泵车、配7条出水管道和7套牵引设备.沉沙池位于低扬程缆车式泵站的东北侧。其进口与低扬程泵站的出水池相接.出口则与高扬程泵站的引渠相连.沉沙池分为两厢。每厢长220m,宽4、5m 6。0m。深4、2m、8。4m.纵向底坡1,50,顶部为溢流堰 泥沙在池内沉淀后。清水由溢流堰顶经集水渠进入高扬程泵站引渠。该沉沙池运行10余年来,累计沉沙量达300余万m3 所沉泥沙由设在沉沙池尾端下部的排沙廊道用水力排走、又如.某泵站是建在多泥沙的黄河岸边 先在岸边设一座低扬程泵站 浑水经较长的输水渠道沉沙后.进入高扬程泵站引渠.以上两泵站的实际运行效果都比较好.因此 本标准规定、从多泥沙河流上取水的泵站、当具备自流引水沉沙、冲沙条件时 应在引渠上布置沉沙,冲沙或清淤设施,当不具备自流引水沉沙。冲沙条件时,可在岸边设低扬程泵站。布置沉沙 冲沙及其他排沙设施 6,2,7 泵闸合建时,如果泵站。水闸之间底板的高差过大。若采用放坡开挖方案,开挖低侧底板基础时会把高侧底板基础下的原状岩土挖除 增加了高侧底板下基础处理的费用.若采用垂直开挖.则需在底板高的一侧进行基坑围护、增加了围护费用.如某泵闸枢纽.泵站选用立式轴流泵 安装高程较低 泵站和水闸底板之间高差达到4 9m.采用了直径D800的密排桩孔灌注桩进行纵向围护、增加了161万元投资、6、2 8,在深挖方地带修建泵站 应合理确定泵房的开挖深度,如开挖深度不足,满足不了水泵安装高程的要求 还可能因不好的土层未挖除而增加地基处理工程量 开挖深度过深,显然大大增加了开挖工程量。而且可能遇到地下水 对泵房施工,运行管理.如泵房内排水。防潮等,带来不利的影响 同时.因通风、采暖和采光条件不好,还会恶化泵站的运行条件.因此、本标准规定,深挖方修建泵站.应合理确定泵房的开挖深度,减少地下水对泵站运行的不利影响,并应采取必要的站区排水 泵房通风。采暖和采光等措施。6,2。9,紧靠山坡.溪沟修建泵站,应设置排泄山洪的工程措施.以确保泵房的安全,站区附近如有局部山体滑坡或滚石等灾害发生的可能时 必须在泵房建成前进行妥善处理。以免危及工程的安全,