鱼尾电排站设计标准与主要 建筑物设计

孙文萍

（江西省水利规划设计院，江西南昌 330029）

1 概 况

南昌市鱼尾电排站地处昌南城区东部，赣江南支河段右岸，位于南昌市高新技术开发区辖区内，为南昌市城市中心城区。鱼尾电排站治涝区属赣江下游南支右岸的湖积平原地带，地势西南稍高，东北略低。鱼尾治涝区为艾溪湖汇水范围总面积34.11km2。电排站场区位于赣江南支河流冲积平原，区内地势开阔，地形平坦，自然地面高程一般未18～20m。区内沟渠纵横，地表水系发育。

鱼尾电排站位于艾溪湖入赣江口处，富大有堤桩号10＋530处。站址地层主要由第四系全新统及上更新统冲积层组成，岩性为粘土（粉质粘土）、壤土、砂壤土、中粒及圆粒。泵房置于上更新统砂壤土、细砂层之上，承载条件较好，承载力较高。引水渠所处地层为第四系全新统、上更新统粘土中，两岸未发现不良物理地质现象出现，不存在渠道渗漏问题。

2 设计标准

鱼尾治涝区域主要为工业、商住用地，规划人口过百万。区域内的南昌民营科技园区、昌东工业园区等一批园区建设如火如荼，正成为南昌市最具开发潜力和经济活力得区域之一。本区域地处赣、抚尾闾地区，为南昌市地势最低洼的区域，区域内地面高程一般为16～19m，低于实测最高洪水位约2～5m，区内洪涝灾害发生频繁。目前保护本地区的防洪工程正按百年一遇洪水标准建设，防洪能力已有较大提高，但治涝工程建设严重滞后，区内仅有一座吴公庙电排站（装机容量10×280kW,设计排涝流量30.2m3/s）控制艾溪湖西堤以西部分地区，其余区域现状基本无治涝设施，每年汛期涝渍灾害严重，严重影响当地生产和生活，同时亦严重制约区内社会经济发展[1]。

根据鱼尾汇水区域重要性及治涝要求，依据已审批的《南昌市城市防洪规划报告（修编）》,该区域的治涝标准为20年一遇最大一日暴雨一日排至不淹重要建筑物高程。考虑艾溪湖天然湖泊及周边水塘洼地的调蓄作用，在现有吴公庙电排站基础上，由治涝水文分析计算得鱼尾电排站设计流量分别为40.9 m3/s。 鱼尾电排站调蓄区位于吴公庙电 排站处，调蓄区最高设计内水位17.50m，设计内水位16.45m，最高运行内水位17.20m，最低运行内水位15.70m。

吴公庙～鱼尾排水渠总长1778m，渠底纵向坡降0.02%，考虑纵向水位坡降0.35m，鱼尾电排站最高设计内水位17.50m，设计内水位16.10m，最高运行内水位16.85m，最低运行内水位15.35m。鱼尾电排站外河防洪水位21.89m，设计外水位21.10m，最高运行外水位21.89m，最低运行外水位15.90m；根据《防洪标准》（GB50201－94），穿堤建筑物及排水口建筑物设计防洪标准，不应低于堤防洪防标准，并应留有适当安全裕度。富大有堤为Ⅰ级堤防，防洪水位为百年一遇设计水位,泵站穿堤建筑物防洪水位在百年一遇洪水位基础上加0.5m安全超高，鱼尾电排站防洪闸及穿堤建筑物应为Ⅰ级建筑物。

站址地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度为Ⅵ度，根据江西省水利厅《关于进一步加强水利抗震减灾工作的通知》（赣水政法字[2005]34号）文件精神，参照《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）表1.0.5建筑物级别为1级的壅水建筑物，场地基本烈度≥6，工程抗震设防类别为甲类，由此确定本工程1级建筑物抗震类别为甲类，其余建筑物可不考虑抗震。参照《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）第1.0.6第2条工程抗震设防类别为甲类的水工建筑物，可根据其遭受强震影响的危害性，在基本烈度基础上提高1度作为设计烈度。由此确定本工程1级建筑物设防烈度为7度。

3 工程总体布置

鱼尾电排站根据鱼尾闸地形及已建工程情况，鱼尾电排站总体布置，在两堤之间布置出水池，泵站采用内堤堤后式布置，自排闸布置在泵站右侧，泵、闸出水经出水池、外堤公路出水箱涵入赣江。

经方案的比较，鱼尾电排站选用泵、闸分建布置，即8台1400QZB-70型轴流潜水泵站与四孔自排闸分建方案，其主要布置的建筑物有：排水渠、自排闸、泵站、出水池。泵站建筑物有进水闸、前池、泵池（房）、涵管、防洪闸；自排闸建筑物有进水涵闸、涵管、防洪闸[2]；出水池建筑物有开敞式出水池、涵管、出口消力池等组成。工程总体布置详见图1。

图1 鱼尾电排站工程总平面布置图

4 主要建筑物

工程由引水系统、泵站和自排涵闸、出水系统四部分组成。

4.1 引水系统

引水渠由艾溪湖～鱼尾及吴公庙～鱼尾两条水渠组成。

艾溪湖～鱼尾引水渠全长约1800m，现状渠底高程14.0～13.53m，渠底宽12～14m，渠道边坡1：1.5～1：3，经水力复核艾溪湖引水渠现状满足过流要求，故不对其采取处理措施，尽量利用原渠道。

吴公庙～鱼尾引水渠全长1778m，现状渠底高程15.7～15.0m，渠底宽15～20m，渠道边坡1：1～1：1.5，经水力复核渠道需拓宽，拓宽渠底宽26m，渠底高程13.85～13.5m，渠道边坡1：2，采用混凝土预制块护坡。

4.2 泵站建筑物

泵站建筑物有进水闸、前池、泵房、出水箱涵、防洪闸组成。

进水闸布置在泵站前池入口及自排闸入口处，共2座。泵站进水闸7孔，每孔净宽3.4m，闸中间段为3孔，两侧为2孔，缝墩厚1.5m，中墩厚1.4m，边墩厚1.0m，顺水流方向长12m，垂直水流方向分别宽34.42m。闸底板高程13.0m，启闭机平台高程21.5m，交通桥桥面高程19.0m，桥面宽6.5m。格栅清污机的皮带输送机布置在交通桥桥面上游侧，进水闸闸门布置在拦污栅上游侧。

泵站右侧设有四孔自排闸，底板高程14.0m，每孔宽3.1m，高3.0m，中墩厚1.0m，边墩厚0.7m，垂直水流总长度16.8m，顺水流长度12.0m，启闭机平台高程21.5m。

前池为正向进水型式，前端底板高程13.0m，末端底板高程11.15m,底坡1：10，池长38.5m。底板为钢筋混凝土底板，板厚0.5m，底板下设垫层混凝土厚0.2m。底板排水孔采用φ300，间距2m，呈梅花形布置，排水孔进口采用土工布两层裹头，埋入垫层混凝土以下0.3m，孔内填砾石及卵石。前池左侧边墙为钢筋混凝土直立式挡墙，右侧边墙与自排涵管组合，两侧混凝土边墙墙顶高程17.45m，接生态砌块挡墙高0.85m，前池两侧附近用地高程18.30m。

泵站采用堤后式泵房，每4台机分为分缝段。按水泵位置划分为前中后三部分，前部为进水池，进水池上部由下而上布置有电缆夹层、控制柜层，中部布置潜水泵、出水管及拍门；后部为压力水箱。水泵进水流道采用簸箕型流道，底板高程11.7m，流道宽3.07m，流道长度4.6m，中墩宽0.8m，进水池总宽31.38m。水泵机组间距为3.87m，叶轮中心高程13.616m，安装高程13.425m；水泵采用混凝土井筒式，井筒直径1.9m，井壁厚0.6 m，在高程17.3m处设出水室，出水室宽3.47m,顺水流长3.2m；出水管道中心高程18.10m，管底高程17.3m孔口宽1.8m，高1.6m，出口采用钢制浮箱式拍门；水泵井盖混凝土顶面高程19.5m，为便于水泵安装及维修，每台水泵设进人孔，进人孔直径0.8m。

电缆夹层及控制柜室布置在进水池上部，电缆夹层高程17.30m，宽1.95m；控制柜室高程19.5m，宽2.5m。

压力水箱底板高程14.20m，两台机组共用一个水箱，共四个水箱，两侧水箱净空尺寸（长×宽×高）为7.54m×4.25m×7.3m，中水箱净空尺寸（长×宽×高）为6.94m×4.25m×7.3m。每个水箱顶设吊物孔，吊物孔长度为2.5m，宽0.8m，吊物孔井盖采用压力井盖。

中控楼一楼布置有中央大厅、中央控制室、运行管理办公室、资料室。中控楼二楼、三楼为办公用房及会议室，总建筑面积2366.0m2。

出水箱涵及防洪闸可分为泵站与自排闸两部分。泵站出水箱涵及防洪闸共四孔。按部位划分设渐变箱涵段、箱涵段、防洪闸段，总长度38.0m。渐变段箱涵、及箱涵段，每段长度11.0m，防洪闸段长度16.0m。渐变段箱涵底板高程14.2～14.1m，箱涵段底板高程14.1～14.0m，防洪闸段底板高程14.0m。渐变段箱涵孔径高3.0m，边孔宽4.72～3.5m，中孔宽6.42～3.5m；箱涵段孔径高3.0m，孔宽3.5m；防洪闸段箱涵孔径高3.0m，孔宽3.5m，出口处孔宽渐变为3.0m，中墩厚1.2m，边墩厚0.9m。防洪闸垂直水流长度17.4m，闸顶高程24.60m。自排闸出水箱涵及防洪闸共四孔，按部位划分设箱涵段、防洪闸段。箱涵段孔径高3.0m，孔宽3.5m，纵轴线处立墙厚0.7m，泵房处立墙厚0.6m，前池处立墙厚1.6m，其余立墙厚0.45m，底板高程14.0m，厚0.45m，顶板厚0.45m。防洪闸段结构尺寸同泵站防洪闸。

4.3 出水系统

泵站及自排闸出水在出水池汇合，导入富大有堤路涵管，经消力池排入赣江南支流。出水池面积895.8m2，底板高程14.0m，底板厚0.5m。

富大有堤路涵管，沿大堤呈平行四边形平面布置，箱涵轴线与富大有堤中心线成51°角度相交，共5孔，每孔孔径4m×4m。箱涵每节长度10m，共6节，总长度60m。路涵管轴线偏向右侧，使涵管入口水流流态较差。涵管上部混凝土顶面标高19.0m，泵站最高运行外水位21.89m，高于涵管混凝土顶面2.89m，泵站运行将危及富大有堤路砂堤安全。因此，出水池与已建涵管接头处加建涵管。加建涵管轴线与已建涵管轴线比较，向左偏13°，涵管平面布置为梯形，左侧长度9.57m，右侧长度28.98m，每孔孔径（宽×高）3.83m×4m，共5孔。涵管进口上部设扶壁式挡墙，挡墙顶高程23.0m，涵管进口上唇采用圆曲线。

出水池左侧设扶壁式挡墙，挡墙顶高程23.0m，基础高程13.2m。扶壁式挡墙平面布置呈S形，共 三段，中间段为直线段，其余两段为曲线段，总长度42.16m。挡墙基础为淤泥，淤泥开挖后，采用抛石碾压基床，砂砾石水冲法灌密实施工方法[3]，墙后回填砂。

出水池右侧设重力式挡墙，长度32.14m，基础高程13.3m，墙顶高程19.0m，墙高5.7m； 出口消力池采用钢筋混凝土结构，池底板高程14.00～13.00m，消力坎高程14.00m；消力池进口宽为29.20m，出口宽为40.00m，扩散角19.8°；消力池长度15.00m；消力池边墙采用浆砌石挡墙结构，挡墙墙顶高程18.00～15.50m。海漫为干砌块石，长15.00m。

5 结 语

鱼尾电排站工程地处南昌市昌南城区东部，自然地理条件优越，地质构造简单，交通便利。鱼尾电排站是南昌市城市防洪治涝的重要组成部分，兴建鱼尾电排站对提高区内治涝标准，改善区内生产生活条件，促进经济发展，具有重要意义。工程经济效益费用比1.49，经济指标较好。

鱼尾电排站的调度运用按下列原则进行：汛期当赣江水位低于16.10m涝水自排流入赣江；当赣江水位16.10m时关闭自排闸，电排站启动运行；当预报有大暴雨或特大暴雨时，应放空艾溪湖水位；当赣江水位较低时泵站开机应开右侧机组，开机台数视出水池水位稳定逐步增加。自排闸闸门开启应逐步增加开度，待出水池水位抬高后闸门达到全开。

[1] 张李荪,周放平,陶柏强.万安水电站库区赣州市旧城区防护工程设计[J].中国农村水利水电.2006,12：110-111

[2] 张李荪.工程图纸扫描输入及矢量化在水利工程设计中的应用[J].江西水利科技.1997,3：155－157

[3] 张李荪.水库防护区库岸失稳与防护[J].江西水利科技.2001,(S2)：49-51