西范灌区泵站设置方案比选

张震

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

西范灌区泵站设置方案比选

张震

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

多级泵站工程是西范灌区东扩工程设计的重要组成部分，各级泵站采用结合设置方案还是分离设置方案，其综合社会效益和经济效益有明显的区别。从厂房布置、压力管道、工程造价、运行管理等分析比选，推荐西范灌区二级站与西范东扩二级站采用结合设置方案。

泵站工程；结合设置；分离设置；西范灌区

1 工程简介

西范灌区东扩工程主要是解决万荣县城东部、闻喜北垣、稷山县汾南灌区南部、新绛阳王等地干旱缺水问题，并兼顾恢复改善原西范灌区17913.33hm2及汾南灌区7733.33hm2耕地而兴建。

从禹门口一级站改扩建工程提取黄河水，经汾河清水复流北赵连接段工程引水到西范灌区一级站，分水流量13.8m3/s。工程输水主线总长50.23km，共设四级泵站加压，三级渠道输水。四级泵站分别是一级泵站、二级泵站、坞堆泵站、南池泵站，累计地形扬程399.68m，泵站压力管线总长4.92km；三级输水渠线总长45.3km。万荣县城东支线设仁和泵站加压，压力管线长3.56km。

2 比选依据

根据山西省发改委和水利厅对西范灌区东扩工程“应进一步研究西范二级站与东扩二级站结合的具体方案”的审批意见，结合西范扬水工程管理局“二站合一，便于管理”的具体要求，以及西范一级站泵改与东扩结合实施的成功经验，对两站是分离设置还是结合设置进行了方案比选。

3 方案比选

3.1 分离设置方案

3.1.1 西范二级站更新改造工程布置

西范灌区二级站位于南张乡万荣庄村东，万荣至荣河公路以北。为平地下挖泵站，下挖尺寸为59m× 55m×25m（长×宽×深）；进站道路外接万荣公路，由进水侧下坑。依据灌区总体规划，二级站分别向二级南干渠、二级干渠、西毋庄站送水，设计总流量4.92m3/s，相应地形扬程为24.4m、28.4m和44.4m，流量分别为0.94m3/s、2.8m3/s和1.18m3/s。泵站前池及进水池浆砌块石底部沉陷、翼墙裂缝；泵房砖混结构，承重墙体倾斜、裂缝；管道、出水池及消力池损毁严重。泵站更新改造考虑原址拆除重建。

前池为开敞式正面进水，形状为扇形，前池进口宽2m，出口宽28.8m，长16m，底板纵坡为1/12，深2.8～4.72m。进水池长4m，宽28.8m，深4.72m。为减少前池和进水池的泥沙淤积，改善池内流态，满足水泵进水要求，将前池和进水池分隔成3厢，每两台机组为1厢；侧墙、隔墩均为现浇C20钢筋混凝土结构，边墩顶宽0.4m，底宽1.0m，隔墙顶厚0.4m，下部厚1.0m。前池和进水池的底板采用现浇C20混凝土，厚0.5m。与前池相连的是交通桥兼清污桥，桥前安装清污机。

泵房内6台机组，采用一列式布置，由北向南分别为1号、2号机组，型号为500S59A，并联运行，出水流量为1.18m3/s，给西毋庄站供水；3号、4号水泵型号为800S32（A），单机单管运行，出水流量2.8m3/s，给二级干渠供水；5号、6号水泵型号为600S32A，并联运行，出水流量0.88m3/s，给二级南干渠供水，也可作为二级干渠供水的调节机组。根据确定的机墩尺寸，满足规范要求的机组最小净距，确定大机组间距为2.2m，大小机组间距为1.5m，确定厂房尺寸为52.5m×10.98m，共布置10间，其中泵房占7间，每间5m宽，检修间布置在左侧，5m宽，配电间为2间两层，6m宽。厂房基坑深3.45m，基础为条形基础。基坑以下为钢筋混凝土结构，以上采用砖混结构，外墙为37墙，厂房内排架柱为现浇C30钢筋混凝土结构。

压力管道共4根，管径DN1000mm，管材选用钢套筒混凝土管；管基采用M7.5水泥砂浆砌砖管床，下垫碎石。在管路转弯处设现浇C25混凝土镇墩，共2个；出水方式采用虹吸式出流，由上升段、驼峰段、下降段和出水段组成，并在驼峰顶部设直径300mm通气孔断流。

3个出水池分别给二级干渠、二级南干渠、西毋庄输水渠供水，皆为正向出水。池长6m，深3.5m，为现浇C20钢筋混凝土结构，底板厚0.3m，胸墙、侧墙高3.5m，顶宽0.3m，底宽1.5m。出水池与渠道采用渐变段连接，长3.0m，为现浇C20混凝土结构。

3.1.2 西范东扩二级站工程布置

西范灌区东扩工程二级站布置于万荣县南张乡万荣庄村北，原西范灌区二级站西北约400m处，控制灌溉面积2.33万hm2，流量7.8m3/s，共布置4台机组，总装机容量5000kW。

泵站主厂房长42m，宽12m，地面以下为钢筋混凝土结构，地面以上为砖混结构，泵房地面高程511.00m，安装间高程514.40m，水泵安装高程513.00m，厂外地坪514.20m。厂房基础处理采用灰土挤密桩，桩深15m，桩径0.5m，桩距1.0m，梅花型布置，上覆1.0m厚3∶7灰土垫层，扩大范围至基础外边线1.0m。

副厂房位于主厂房出水侧，为单层砖混结构，长42m，宽7.5m，由中控室、站变室、低压配电室、高压开关室、电容器室、电气实验室、35kV开关室等组成。

泵站进水池采用扇形进水池，为C20钢筋混凝土结构，设计取水位512.60m，池底高程507.64m，底板厚0.3m。基础处理采用灰土挤密桩，桩深10m，桩径0.5m，桩距1.0m，梅花型布置，上覆1.0m厚3∶7灰土垫层。

进、出水管采用钢管，进水管直径1.2m，出水管直径1.0m，出厂房后4根出水管合并为2根主管，主管直径1.6m，压力等级0.6MPa，后接DN1600PCCP输水管道至出水池，流速1.94m/s。

压力管坡采用埋管式，管顶埋土深度不小于1.5m，管间净距1m，管床采用厚20cm砂砾石垫层，基础处理采用1.0m厚3∶7灰土垫层。管道在变坡点设钢筋混凝土镇墩。

出水池采用正向进水，水位545.6m，地形扬程33.0m，出水池采用C20钢筋混凝土结构，底板厚0.5m，基础处理采用灰土挤密桩，桩深10m，桩径0.5m，桩距1.0m，梅花型布置，上覆1.0m厚3∶7灰土垫层。

3.1.3 投资计算

西范二级站更新改造建筑工程投资为624万元，机电设备及安装工程投资为971万元；西范东扩二级站建筑工程投资为1026万元，机电设备及安装工程投资为1343万元。以上直接工程投资合计3964万元。

3.2 结合设置方案

3.2.1 工程布置

二级站位于万荣县南张乡万荣庄村北，原西范灌区二级站站址处，厂外地坪513.20m，控制灌溉面积35666.67hm2。根据西范灌区东扩各部分灌溉供水区灌溉制度及灌溉面积，确定二级站流量为11.95m3/s，共布置9台机组，总装机容量6430kW。1号、2号机组向西毋庄站供水，控制灌溉面积2786.67hm2，设计流量0.93m3/s。3～5号机组向东扩灌区供水，控制灌溉面积23286.67hm2，设计流量7.8m3/s。6号、7号机组向三级站供水，控制灌溉面积6913.33hm2，设计流量2.31m3/s。8号、9号机组向二级南干供水，控制灌溉面积2680hm2，设计流量0.90m3/s。

泵站主厂房长60m，宽18m，地面以下为钢筋混凝土结构，地面以上为砖混结构，泵房地面高程508.5m，安装间高程513.40m，水泵安装高程510.5m，厂房基础处理采用2m厚3∶7灰土垫层，扩大范围至基础外边线2m。

副厂房位于主厂房出水侧，为单层砖混结构，长60m，宽8.1m，由中控室、站变室、低压配电室、高压开关室、电容器室、电气实验室、工具室、值班室等组成。

泵站采用扇形进水池。设计取水位510.83m，进水池底高程505.7m，采用C20钢筋混凝土结构，底板厚0.3m。基础处理采用1m厚3∶7灰土垫层。

进水管采用钢管，1号、2号机组进水管直径0.6m，3～5号机组进水管直径1.4m，6号、7号机组进水管直径0.9m，8号、9号机组进水管直径0.6m。1号、2号机组出水管直径0.5m，出厂房后合并为1根主管，主管直径0.8m，后接DN800PCCP输水管道至西毋庄站。3～5号机组出水管直径1.2m，出厂房后各采用1根直径1.4m压力钢管，后接DN1400PCCP输水管道至东扩灌区。6号、7号机组出水管直径0.8m，出厂房后合并为1根主管，主管直径1.2m，后接DN1200PCCP输水管道至三级站。8号、9号机组出水管直径0.5m，出厂房后合并为1根主管，主管直径0.8m，后接DN800PCCP输水管道至二级南干。

压力管坡采用埋管式，管顶埋土深度不小于1.5m，管间净距不小于1m，管床采用厚20cm砂砾石垫层，基础处理采用1.0m厚3∶7灰土垫层。管道在弯道及变坡点设钢筋混凝土镇墩。

出水池采用正向进水，至西毋庄站出水池水位为556.0m，地形扬程45.17m；至东扩灌区出水池水位为545.7m，地形扬程34.87m；至三级站出水池水位为540.0m，地形扬程29.17m；至二级南干出水池水位为536.0m，地形扬程25.17m。采用C20钢筋混凝土结构，底板厚0.5m，基础处理采用灰土挤密桩，桩深10m，桩径0.5m，桩距1.0m，梅花型布置，上覆1.0m厚3∶7灰土垫层。

3.2.2 投资计算

结合设置方案建筑工程投资为1541万元，机电设备及安装工程投资为1966万元，以上直接工程投资合计3507万元。

4 结论

西范二级站与西范东扩二级站结合设置方案与分离设置方案比较，优点是直接投资节省457万元，减少了工程占地，泵改工程与东扩工程均由西范扬水工程管理局实施并管理，二站合一，工程实施及运行管理比较方便。缺点主要是泵改工程与东扩工程分属两个项目，投资及竣工验收干扰比较大。

综合考虑，结合设置方案技术上是可行的，经济上是合理的，故推荐“二站合一，结合设置”。

TV675

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1004-7042（2017）08-0016-02

张震（1984-），男，2012年毕业于河海大学水利水电工程专业，工程师。

2017-06-18；

2017-07-29