马圩二号排涝站设计方案比选

武 蒙，曹 亮，李 媛，王桂智，赵泱军，常叶青

(1.江苏省水利勘测设计研究院有限公司，江苏 扬州 225127；2.江苏扬州广陵经济开发区水利管理服务站，江苏 扬州 225000)

1 工程概况

江苏省环太湖大堤剩余工程即对江苏省境内不满足流域100年一遇防洪要求的堤防、护岸以及环湖口门建筑物进行加固处理，巩固和提升太湖大堤堤防安全度和防洪标准，增强太湖防洪调蓄和水资源调控能力；新建(改造)堤顶防汛道路、上堤道路以及新建部分跨港渎桥梁，完善工程管理设施，以便于防汛抢险及工程日常管理；同时对湖西滨湖地区进行治理，确保在提高太湖设计洪水位后的滨湖地区防洪排涝安全。

马圩二号排涝站为江苏省环太湖大堤剩余工程中的一个口门建筑物工程，位于湖山河、环堤河和太湖交汇处，是马圩防洪排涝的重要水利工程之一。该工程本次的主要建设内容为原址拆除重建马圩二号排涝站。工程建成后，将与太湖侧的堤防共同组成防洪系统，保证马圩片区的安全。

2 结构设计

2.1 设计参数

马圩二号排涝站[1]设计参数见表1。

马圩二站排涝站工程设计流量为15.5m3/s。工程等别为Ⅱ等[2]，主要建筑物级别为2级。地震设防烈度为7度。

2.2 站身方案[3]

根据该站的设计参数和运行要求及其本身的特点，在对已建成的类似泵站进行调查和分析的基础

表1 马圩二号排涝站设计参数

上，结合水工结构布置采用立式轴流泵机组结构形式和全贯流潜水泵机组结构型式进行台数及泵型比选[4]。如图1—3所示。

方案一：4台3.9m3/s立式轴流泵。泵房内安装4台1200ZLB—85立式轴流泵，泵房底板4台水泵机组共用一块底板，底板垂直水流向长17.2m，顺水流向23.5m，底板厚0.80m，沿底板长度方向上分为4孔，单孔净宽3.5m。进水方式采用开敞式箱型流道进水，底面高程为▽-3.0m，水泵叶轮中心安装高程为▽-1.5m[5]，管道中心高程为▽1.70m，通过压力箱涵接入泵站上游。

图1 4台立式轴流泵站身剖面图(方案一)

图2 6台立式轴流泵站身剖面图(方案二)

方案二：6台2.6m3/s立式轴流泵。泵房内安装6台1000ZLB-85立式轴流泵，泵房底板6台水泵机组共用一块底板，底板垂直水流向长24.2m，顺水流向23.5m，底板厚0.80m，沿底板长度方向上分为6孔，单孔净宽3.2m。进水方式采用开敞式箱型流道进水，底面高程为▽-3.0m，水泵叶轮中心安装高程为▽-1.6m，管道中心高程为▽1.40m，通过压力箱涵接入泵站上游。

方案三：6台2.6m3/s全贯流潜水泵。泵房内安装6台QGWZ1000-85全贯流潜水泵，泵房底板6台水泵机组共用一块底板，单孔净宽3.0m。底板垂直水流向长23.1m，顺水流向23.5m，底板厚0.80m。进水方式采用开敞式箱型进水，底面高程为▽-3.0m，水泵叶轮中心安装高程为▽-2.1m。

图3 6台潜水泵站身剖面图(方案三)

3 方案比选

3.1 机组台数及工程总布置

三种方案特性对比见表2。

经调查，现场无10kv高压线路。管理单位反映：马圩一站及三站设计均为15.5m3/s，均采用6

表2 三种方案特性对比表

台机组方案，供电为0.4kv低压方式；目前运行管理人员缺乏高压电气设备管理经验。本次设计推荐采用6台机组的方案。

3.2 泵型比较

泵站站身结构布置主要与泵型有关。根据扬程、工程场区情况和国内泵型情况等综合考虑选取立式轴流泵和潜水贯流泵进行比较。

(1)立式轴流泵[7]。近年来新建了多座大型立式轴流泵站，经过多年管理运行，在机组安装、检修、运行、维护方面积累了丰富成熟的经验。目前立式轴流泵国内生产较为成熟，质量亦有保证。运行管理方面，立式轴流泵机组电机安装在水泵上部，不易受潮。叶轮位于水泵层，检修时先将叶轮横移至水泵层，再移至吊物孔，最后吊至地面进行检修维护。

(2)全贯流潜水泵[8]。潜水贯流式机组的水泵转轮、后导叶、齿轮箱、电机连为一体直接布置在流道中，机组段采用全金属壳体，整体吊装，安装方便。潜水贯流式机组利用了潜水电泵的技术，保持了贯流泵水力性能好、效率高的特点[9]，具有土建结构简单、机组结构紧凑、流道水力损失小等优点，但设备可靠性要求高，密封止水要求高。

3.3 装置效率

方案二：本方案单机设计流量为2.6m3/s，结合泵站扬程和流量的要求，此方案原型水泵型号为1000ZLB-85，水泵叶轮直径为870mm，转速490r。在设计流量下初步计算装置水力损失为1.13m，考虑清污机过栅落差为0.15m，箱涵水力损失0.15m，则设计流量下总水损为1.43m。

方案三：本方案单机设计流量为2.6m3/s，结合泵站扬程和流量的要求，此方案原型水泵型号为1000QGWZ-85，水泵叶轮直径为870mm，转速490r。在设计流量下初步计算装置水力损失为0.52m，考虑清污机过栅落差为0.15m，箱涵水力损失0.15m，则设计流量下总水损约为0.82m。

3.4 工程投资(泵站站身直接投资)

两种方案主要参数及技术经济比较见表3。

4 结论

(1)工程所在位置的实际情况及运行管理人员的技术水平，对机组的选择有很大的影响，站身结构、装置效率及工程投资，则对方案的选择起关键作用。本工程综合考虑工程总平面布置、泵型及装置效率、工程投资以及目前的运行管理条件，选用6台套1000QGWZ-85贯流式机组方案。

表3 两种方案主要参数及技术经济比较

(2)全贯流潜水泵站站身结构简单，但设备可靠性及密封止水要求高，且后期检修维护较困难，类似工程在选用的时候需充分考虑。