广东省某沿海城市小型加压泵站改建工程设计

赖竺

（广东省建筑设计研究院有限公司，广东广州 510010）

0 引言

广东省某沿海城市中心老城区现有一座中途加压泵站规模为2 万m3/d，于2002 年建成通水。该泵站为老城区重要供水设施之一，其功能主要满足老城区用户的生活、生产以及消防的需求，合计供给用水户约3 万户，共计10 万人。泵站现址位于城市人民广场，由于建设年代较远，已不能满足目前的景观需求，为配合城市景观整体提升改造，特提出本项目对该泵站进行迁址改建。

1 泵站现状及改建面临的问题

1.1 泵站现状

目前该泵站进水来自市政供水管道直抽，而该市中心城区共有四座水厂，且供水管网互相成环连接，根据对城区内供水管网系统布置分析，泵站水源主要来自的水厂采用常规工艺，主要流程为絮凝→沉淀→过滤→消毒。

根据建设单位提供资料，目前该泵站最高日流量约2 万m3/d，且泵站旁设有两座清水池，储存容积2 万m3。泵站进水接自DN1400 供水干管，该供水干管共分三路，分别为DN800 接入泵站旁清水池、DN2000 过海管、DN800 泵站进水管。泵站出水为DN600 管，就近接入市政供水干管。

1.2 改建面临的问题

（1）由于汕头市中心城区内管网均互联互通，加压区域划分不明确，难以对目前水泵提压扬程及流量进行准确复核。

（2）泵站迁改涉及对现有设备的留用，需收集旧有设备较为完整的资料，以满足对新旧衔接节点的设计要求。

（3）新建泵站设置于城市人民广场，因此对泵房外立面以及新建构筑物要求与广场其他建构筑物能做到和谐统一。

（4）本项目为改建工程，且拟改建的泵站目前正在正常使用中，因此对施工计划的详尽程度要求较高。

（5）泵站选址位于沿海低洼地区，内涝风险较大。

2 总体设计

2.1 设计水量

根据资料显示，该泵站目前规模约为2 万m3/d，服务人口约3 万户共10 万人。校核现状设计流量，用水定额采用200L（/p·d），时变化系数取1.2，计算得泵站规模为2 万m3/d，最高时流量为1000m3/h，最高日平均时流量为833m3/h。考虑目前供水量未出现不足的情况，且现状有调节池可供调蓄，新建泵房沿用原设计规模，新建泵房设计规模为2 万m3/d。

2.2 设计扬程

根据运行资料显示，泵站来水压力约0.22MPa。本项目沿用现状水泵，最高时按2 台泵运行考虑，现按来水水头最不利情况下，复核最高日最高时水头损失如下：

总水头损失=进水总管水头损失+出水总管水头损失+泵站内部水头损失=0.07+6.95+5=12.02m

所需水泵扬程=管网控制点要求的自由水头-泵站进水水头+总水头损失+安全水头=28-22+12.02+1=19m。

2.3 水泵选型及运行方式

现状水泵额定流量为800m3/h，额定扬程为17.5m，若沿用原有水泵，则管网末端自由水头仅能达到26.5m。考虑当前水泵目前仅使用2 年，且运行过程中未出现用户严重水量水压不足的情况，因此本次改建仍沿用现状水泵，设计中预留远期提压更换水泵的空间。

供水高峰期由水泵直抽加压变频恒压供水，其余时间由清水池中蓄水供水。

3 泵房布置形式确定

泵房的土建形式是本项目关键节点之一，关乎整个加压泵站的运行安全。泵房在高程布置上可采用地面式、半地下式和全地下式[1]。由于全地下式泵房基坑开挖深度大，投资造价较高，因此本项目选择地面式和半地下式两个布置形式进行比选，具体比选如下：

表1 泵房布置形式比选

表2 水泵机组布置比较

方案一：半地下式泵房

方案一为半地下式泵房形式，为避免基坑深度过大，以及使管道能够平直进出泵房，泵房下挖深度定为2.0m，具体布置见图1。该方案可将水泵大部分机组及管配件置于地面以下，有助于控制泵房地面以上的高度，同时不影响水泵起吊以及后期水泵及管配件的检修维护。此外下挖2.0m，能在保证泵房结构稳定性的前提下，控制投资造价，并使进出水管埋设于地下，保证了进出水管的顺直以及现代泵房的建筑美观，能够满足本项目对泵房外观较高的要求。但本方案布置形式的缺点在于本泵站选址临近内海，且地形低洼，为内涝高发地区，半地下式泵房水泵设于地下，增加防涝的压力，在日常运行中存在一定风险。

图1 泵房布置形式方案一

方案二：地面式泵房

本方案采用地面式的泵房形式，即水泵层地面设置于四周地坪以上，直接在地坪以上布置水泵、管道及附属管配件。具体布置形式见图2。该设计方案优点在于：①无须对泵房进行开挖下潜，减少开挖部分造价；②所有设备均位于泵房地面以上，且泵房地面高出四周地坪0.3m，减小内涝发生时设备损坏的风险；③进水主管设置于管沟内，日后检修维护无须开挖地面。但该方案缺点在于增加进出水的弯头管配件，水流与方案一相比较为不顺直。

图2 泵房布置形式方案二

由表1 中具体比选可以得出，方案一与方案二均具备可行性及各有突出优点，综合考虑本项目选择方案二的泵房布置形式，能满足该地区对防洪排涝的要求，且能平衡检修维护难度、泵房外立面设计、投资建设费用等方面因素，因此本项目泵房形式采用方案二（地面式布置形式）。

4 泵房机组布置形式确定

泵站泵房内泵组的布置一般有直线单列型、平行单列型、加错双列型[2]。针对本项目水泵的台数以及水泵房的平面空间，我们对三种泵组布置方式进行了比对，见表2。

一般在用地条件许可，泵组台数不是太多的情况下，采用直线单列对于泵房布置简洁、顺畅，设备运行管理和检修有更大优越性。考虑本项目沿用原有的立式离心泵，且仅设3 台水泵，因此本次机组采用直线单列布置。

5 结语

（1）新建泵站设计规模2 万m3/d，设计扬程19m，水泵沿用原有的立式离心泵，总占地面积734.55m2。

（2）本项目采用地面式泵房，机组布置形式采用直线单列布置，以降低内涝对设备损害的风险。