龙口市兰高泵站工程设计

栾胜恺

（龙口市水库管理中心，山东 龙口 265719）

龙口市兰高泵站工程位于龙口市兰高镇和石良镇境内，工程起点位于兰高镇侧高村西北，终点位于石良镇王屋水库溢洪道进口右岸。

1 工程概况

根据龙口市目前及今后一个时期的用水需求，兰高泵站设计规模为20万m3/d，泵站及调水管路工程等别为Ⅳ等，建筑物等级为4级。依据相关规范、标准，兰高泵站工程防洪标准为20年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核，设计烈度为7度。在胶东调水干线黄水河泵站前池前30 m、输水干渠左岸设分水口1座；在黄水河泵站北侧新建兰高泵站1座；沿黄水河大堤左岸外侧（管线桩号0+000~9+115）和大堤右岸外侧（管线桩号9+350~11+112）铺设兰高泵站至王屋水库调水管路11.12 km。

2 工程设计

2.1 分水口工程

分水口位于胶东调水干渠黄水河泵站前、干渠桩号159+514处，设计流量2.31 m3/s，由进口段、分水闸、连接箱涵、跌水井及连接钢管组成。

1）进口段。进口段由八字墙及格栅除污机门槽组成。八字墙底宽8.0~1.8 m，长4.0 m，底高程34.92 m，0.4 m厚C30钢筋混凝土护底，墙高0.2~2.2 m，顶宽0.5 m，墙背坡比1∶0.35。八字墙末端设0.5 m×0.2 mM10浆砌石拦沙坎1座。八字墙后接C30钢筋混凝土格栅除污机槽，长4.5 m，宽1.8 m，高4.0 m，底板厚0.5 m，两侧壁厚0.5 m，设机械式格栅除污机1台。

2）分水闸。分水闸位于格栅除污机槽后7.5 m，通过箱涵连接，长3.2 m，宽3.2 m，设计底高程34.92 m，底板厚0.5 m，两侧壁厚0.8 m，设1.8 m×1.8 m钢闸门及100 kN螺杆式启闭机1台，上部设排架柱及启闭机房，建筑面积11.3 m2。

3）连接箱涵。分水闸与格栅除污机槽采用箱涵连接，长7.5 m；分水闸后采用箱涵与跌水井连接，长2.0 m。单孔箱涵，净尺寸1.8 m×1.8 m，壁厚0.3 m，C30钢筋混凝土结构。

4）跌水井。分水闸后地形高差较大，为保证管道始终处于有压流状态，在分水闸后设C30钢筋混凝土跌水井，距分水闸2.0 m，净尺寸2.5 m×2.5 m，壁厚0.35 m，井深4.32 m，井底标高32.20 m。

5）连接钢管与计量。分水闸后采用钢管连接分水闸与泵站沉砂池，管道长390 m。为精确计量分水流量，方便管理，在管道末端的C30钢筋混凝土流量计井内设DN1800电磁式流量计1台，测流井距沉砂池9.0 m，流量信号分别传入兰高泵站及胶东调水干线黄水河泵站。

6）干渠堤防恢复。分水口完工后，对损毁的胶东调水干渠左岸堤防进行恢复，用原大堤土料筑堤，压实后相对密度不小于0.65。C30现浇混凝土护坡，厚0.12 m，下设聚苯乙烯保温板厚40 mm，干渠堤身与建筑物的连接处进行防渗施工，用橡胶止水，缝内填L-600闭孔泡沫塑料板，密封胶封口。

2.2 泵站工程

泵站由沉砂池、前池、进水池、厂房、管理房等组成。依据现场地形条件及干线黄水河泵站设计标高，确定泵站厂区划分为两个部分：管理区标高38.0 m，生产区标高为36.10 m。

1）沉砂池。沉砂池前与分水闸后的输水管相连，沉砂池净长20.0 m，净宽5.0 m，设计底高程29.20 m，沉砂池壁厚0.5～0.8 m，底板厚0.8 m，池深7.3 m，池顶高程36.50 m，沉砂池内设桁车式泵吸沙机1套。

2）前池。沉砂池后接前池，前池顺水流方向长70.5 m，进口宽度20.0 m，扩散角30°，末端宽50 m，池底高程33.50~33.27 m；前池陡坡段长12.35 m，宽50.0 m，坡比1/5，池底高程33.27~30.80 m，前池两侧为钢筋混凝土悬臂式挡土墙，墙高3.0~5.7 m，墙厚0.4~0.7 m，底板长3.0~5.0 m，底板为0.4~0.8 m厚的C30钢筋混凝土。

3）进水池。进水池位于前池后，长10 m，宽50 m。进水池三面为悬臂式挡土墙，高5.7 m，厚0.4~0.7 m，进水池底板为厚0.5 m的C30钢筋混凝土。

4）厂房。进水池后接泵站主厂房，总长29.6 m，宽9.9 m，建筑面积293.0 m2。主厂房由地上、地下两部分组成，地下部分为钢筋混凝土干室结构，地面高程31.95 m；地上部分为单层工业厂房，地面高程36.55 m。L型副厂房位于主厂房北，长27.8 m，宽16.8 m，建筑面积399.5 m2。管理房与仓库合建，位于厂区北，二层框架结构，长29.0 m，宽9.2 m，高6.9 m，建筑面积535 m2。

5）水泵机组。泵站设置4台机组（3用1备），单泵流量2 778 m3/h，设计扬程62.0 m，单泵功率630 kW，总装机容量2 520 kW，10 kV高压电机。机组采用卧式布置，一字型排列，机组间净距1.8 m。机组一侧距边墙距离1.8 m。机组另一侧为安装检修间，检修间下部并联安装两套DN350的水锤预作用阀系统。检修间下部角落处设2.0 m×2.0 m×1.5 m集水坑一个，集水坑内安装2台潜水排污泵（1用1备），单泵流量10 m3/h，扬程11 m，功率1.1 k W。

6）电气设备。设100 kVA站用变压器2台，电气设备布置在副厂房内，其中10 kV配电室、低压配电室、高压电容室、高压变频室等分别布置10 kV高压开关柜、站用变压器和低压开关柜、10 kV无功补偿装置、高压变频柜等。控制室内设有微机控制台、操作站、大屏幕等。保护室内设有公用LCU屏、计量屏、直流屏、监视设备屏和UPS电源屏等。

2.3 管道工程

泵站后接D1420×14TPEP钢管通往王屋水库，长11.12 km。管路出泵站后向东至侧高村东北，转向南，沿黄水河左岸堤外70~100 m敷设，管路向南经过东隋家村东、莫家村东、大成家村东、吴家村东、郭家村东，于葛家村东穿越黄水河，改沿河道右岸堤脚外50~300 m敷设，从王屋水库溢洪道右侧进入水库。

1）管材。管路通过兰高泵站加压输水，经计算，管材及管件公称压力选用1.0 MPa，管材选取D1420×14TPEP防腐钢管。管道外防腐为3PE防腐；内防腐为热熔结环氧树脂，厚度大于0.45 mm。

2）管道横断面设计。设计沟槽断面为梯形，强风化岩石设计开挖坡比1∶0.5，壤土设计开挖坡比1∶1.0，砾砂设计开挖坡比1∶1.5。管道采用沟埋方式，管线沿河流、滩涂铺设时，管线顶距河流的稳定床层顶的最小距离为2.0 m；沿线为树木分布广泛地段，管顶埋深最低不小于1.5 m。管线敷设在石方地段，管沟需超挖0.2 m，沟底回填200 mm的中粗砂垫层；管线穿村村通公路、村内路，管线顶部距路面大于2.0 m。

3）管道纵断设计。泵站出口管道底高程33.25 m，出泵站后管道沿地势上升，于桩号11+120段从王屋水库溢洪道右岸进入水库，设计管底高程为80.0 m，综合比降为1/235。

4）管道穿越及防护设计。穿越河道的管路，管道顶部采用400 mm厚M10浆砌块石防护；穿越重要公路处，顶管施工；穿越普通村村通公路处，开挖施工，施工完成后恢复混凝土路面。

5）管道附属构筑物设计。为确保输水安全，在管道最高点设进、排气阀。在长距离平坦地段的适当位置设排气阀井，防止管道形成真空。阀门井内设DN250复合型排气阀1个，DN250检修闸阀1个，共设排气阀门井8个。

在管线适当位置设检修阀门，为减少阀门井数量，检修阀门与排气阀井合建为检修阀门井，内设DN1400手动检修蝶阀1个，DN250排气阀1个，DN250检修闸阀1个，共设检修、排气阀门井4个。在管线的低洼处安装泄水阀，井深根据排水管的埋设深度确定。阀门井内设DN400手动蝶阀1个，共设泄水阀门井5个。为消减管路末端水头，确保水流平顺进入王屋水库，在管路末端设C25钢筋混凝土消能井，长5.0 m，宽5.0 m，深4.5 m。管道沿线共设标志桩、转角桩和里程桩160个，尺寸120 mm×120 mm×800 mm。大于8°处转角设钢制弯头，大于15°的弯头处设C25混凝土镇墩。

3 结语

随着龙口市经济社会的迅速发展，城乡居民生活及重点工业企业用水量逐年增加，王屋水库上游径流水量无法满足龙口市城乡居民及重点企业用水需求，遇干旱年份，龙口市面临城乡居民供水危机。兴建兰高泵站和调水管道，通过外调水增加王屋水库供水能力，对保障龙口市城乡居民供水安全是十分必要的。