太浦河泵站基坑渗漏排水集水井漫水险情的处置与思考

马士磊 张慧峰 梁加洲

(太湖流域管理局苏州管理局，江苏 苏州 215004)

1 基本情况

太浦河泵站工程位于江苏省苏州市吴江区七都镇境内，西距东太湖约2km，建成于2003年，是太湖流域综合治理重点工程。工程由抽水泵站、拦污栅闸、公路桥、上下游进水河道、变电站等组成。泵站装有单泵流量50m3/s、叶轮直径4.1m、斜15°轴流泵6台，配套1600kW电机6台，设计总流量300m3/s，为大(1)型泵站。

泵站基坑层设有渗漏排水集水井两个，有效容积22.08m3，两个集水井之间通过管道相互连通，每个集水井配备一台150QW150-22-22型潜水排污泵，排污泵额定流量150m3/h，额定功率22kW。渗漏排水泵由集水井中的水位信号器自动控制，集水井内设浮球式和超声波水位信号器各一套，水位信号与泵站计算机监控系统连接(见图1)。

图1 渗漏排水集水井设备布置图

2 险情发生

2022年12月23日清晨，运行人员值班手机响起，来电显示“泵站集水井超水位报警”，运行人员立即前往泵站基坑层查看，至基坑层发现地面已有积水。在不明确故障原因的情况下，运行人员第一时间上报请求支援，通过集水井上方的观察平台可清晰地看到集水井内部持续冒出大股翻滚的水流。待支援力量赶到后，随即增设两台临时排水泵抽排积水，但水位仍然呈上涨趋势；技术人员仔细查阅图纸并认真研判后，迅速切断基坑层所有设备电源，并派人关闭渗漏排水泵出水管路检修蝶阀后，集水井内不再冒出水流，集水井内水位在临时排水泵的抽排下也逐渐下降，基坑渗漏排水集水井漫水险情得以排除。

3 排水原理

正常情况下，泵站内部的各类渗漏水(如轴密封润滑水、伸缩缝漏水、主水泵渗水等)通过排水沟、管路等集聚到集水井内。当集水井内水位低于停泵水位时，渗漏排水泵不启动；当集水井内水位达到工作泵启动水位时，水位信号器自动控制启动工作泵；当集水井内水位达到备用泵启动水位时，水位信号器自动控制接通备用泵并发出报警信号。渗漏排水泵抽取的集水井内积水经过止回阀、检修蝶阀(常开状态)排出至进水池-1.00m高程处(水面之下)，位于进水池水面之下的排出口设有拦污网(见图2)。

图2 集水井内渗漏排水泵布置图

4 原因分析

集水井内壁进水管路均为小口径PE管、镀锌管，轴密封润滑水、伸缩缝漏水、主水泵渗水等，在短期内不可能形成大股漏水流；集水井内壁排水管路仅有一条，即渗漏排水泵吸水口→渗漏排水泵出水口→止回阀→检修蝶阀→渗漏排水泵出水总管→进水池排出口，此管路口径为150mm，如果此排水管路故障，在外部水压力的作用下，短期内有可能形成大股漏水流倒灌入集水井内。除此以外，集水井内再无其它进出水管路。

通过第一时间赶到现场的运行人员观察到的“集水井内部持续冒出大股翻滚的水流”，结合“关闭渗漏排水泵出水管路检修蝶阀后，集水井内不再冒出水流”，技术人员分析故障源可能为渗漏排水泵出水管路中的止回阀。打开止回阀后发现，内部盖板螺栓脱落导致外部压力水流通过渗漏排水泵倒灌入集水井内(见图3、图4)。渗漏排水泵在水位信号器的控制下，长期进行短时运行，运行产生的振动使止回阀内部盖板的连接螺栓松动，直至完全脱落，失去阻断介质倒流的功能。

图3 盖板脱落的止回阀

图4 止回阀和检修蝶阀

与此同时，大股翻滚水流倒灌后，集水井内水位信号器浮球开关受到扰动而失灵。事后技术人员查看渗漏排水泵运行记录发现，当天凌晨渗漏排水泵自动开启过一段时间后就再无启动，这也验证了上述结论。

运行人员值班手机收到来电显示“泵站集水井超水位报警”的电话，是因为运行人员事前在集水井内部安装了多功能水位云报警器，该装置由云报警器和高音喇叭组成，当集水井内超水位时，不锈钢水位探头接通，高音喇叭响起，同时云报警器自动拨打值班人员电话和推送微信通知，告知值班人员集水井发生超水位故障(见图5、图6)。

图5 多功能水位云报警器

图6 云报警器实物图

5 故障处置

5.1 更换止回阀流程

因原设计排水管路无伸缩节，运行人员更换损坏的止回阀(见图7、图8)，更换流程如下：

图7 更换后的止回阀

a.裁好垫圈，准备好结构胶、铜丝、钢丝刷、匕刀、扳手、铁锤等工具。

b.关紧止回阀上方的检修蝶阀，使其不渗漏。

c.拆下止回阀，法兰面除锈、清污，擦干水迹。

d.装上止回阀上法兰的一半螺丝，垫圈涂上结构胶，塞进法兰之间。

e.装上止回阀上法兰的另一半螺丝后，将上法兰尽可能紧固，尽量压缩垫圈。

f.装上止回阀下法兰的一半螺丝，垫圈涂上结构胶，塞进法兰之间。

g.稍微放松止回阀上法兰的螺丝，使止回阀体微量下移，压缩止回阀下法兰的垫圈。

h.止回阀上法兰的缝隙间、下法兰的缝隙间，尽可能往里挤进结构胶。

i.止回阀上法兰的缝隙里、下法兰的缝隙里，多缠绕几圈铜丝(防止排水时结构胶受水压被剂出)。

j.待结构胶凝固后，打开止回阀上面的检修蝶阀，观察止回阀的法兰间是否渗漏水。

5.2 修复水位信号器

由于原有浮球式开关受本次大流量水流扰动较大而导致渗漏排水泵未能正常启动，故重新修复水位信号器浮球开关，测试正常后投入运行。

5.3 重新布置多功能云报警装置

由于原有的集水井多功能云报警装置在此次故障中已被积水淹没，无再利用价值，故重新布置多功能云报警装置，测试正常后投入运行。

6 建 议

6.1 改造排水管路

集水井渗漏排水回路为：渗漏排水泵吸水口→渗漏排水泵出水口→止回阀→检修蝶阀→渗漏排水泵出水总管→进水池排出口。进水池水位常年在3.00m以上，原设计进水池排水口高程为-1.00m，位于水面之下。本次故障的主要原因是止回阀损坏导致位于水面之下的进水池排出口压力水倒灌入集水井。为彻底消除上述隐患，运行人员改造排水管路，将原进水池排水口接驳至进水池侧翼墙水面之上。改造后，即使上述管路中阀件再次故障，也不会再出现集水井倒灌的现象。

6.2 设置排水总管伸缩节

原设计排水管路无伸缩节，渗漏排水泵运行过程中管路和阀件振动较大，也为止回阀的更换带来了困难。为解决上述问题，在原有排水管路止回阀下侧设置伸缩节，既能消除渗漏排水泵运行时给管道和阀件带来的振动，又能在阀件更换时提供足够的伸缩间隙。

6.3 优化多功能水位云报警器信号采集方式

由于原有多功能水位云报警器是通过两个不锈钢水位探头采集集水井超水位信号的，该不锈钢水位探头主要适用于自来水等导电液体感应探测，不适用于油品和非导电液体。泵站工程集水井内水质较污浊且含酸碱盐液体容易腐蚀金属探头，过多的废油渍也易使金属探头结垢，严重影响金属探头的导电性和采集信号的灵敏度。为此，运行人员进一步优化集水井超水位采集方式，采用市面上售卖的不锈钢感应探头和电子液位探头(耐酸碱盐性液体、防腐蚀，适用于油品或浓稠液体、污水泥浆等场合)接线并联的方式来采集集水井超水位信号。采用并联方式的优点是只要其中一个探头采集到超水位信号就可以及时启动渗漏排水泵进行排水，使采集信号更加灵敏、可靠和稳定。经测试，应用效果良好(见图9、图10)。

图9 不锈钢水位探头

图10 电子液位探头

6.4 优化多功能水位云报警器参数设置

优化多功能云报警装置参数，设置多个手机号码和报警方式，当超水位故障发生后，该装置能够同时向多名人员拨打电话、发送短信和微信通知，便于运行人员和管理人员及时发现并第一时间处置故障。

6.5 增加排水泵与检修蝶阀联锁运行

将检修蝶阀更换为检修电磁阀，同时改造渗漏排水泵电气二次回路，使检修电磁阀和渗漏排水泵实现电气联锁，即渗漏排水泵启动前，联锁打开检修电磁阀，当渗漏排水泵停止后，联锁关闭检修电磁阀。为止回阀的损坏提供多一道保障。

6.6 定期试运行

随着报警器、水位信号器等各种多功能智能化设备更多地应用在集水井内部，运行人员应定期对渗漏排水泵进行试运行，以确保智能化设备运行可靠。

6.7 定期开展设备等级评定

对于建成已久的泵站工程，供排水管路及闸阀均存在不同程度的老化、锈蚀，建议管理者应定期对管路及闸阀开展设备等级评定，检测不同部位钢结构厚度，以确定锈蚀程度。对于各类闸阀，应拆开检查内部结构；对于管路与混凝土结构结合部位，锈蚀严重的应视情况进行混凝土浇筑封堵。必要时，及时进行管路改造，防止发生大规模溢水事故。

6.8 定期清淤

泵站的集水井或廊道大多位于最底下的基坑层，是管理的薄弱环节，很容易被忽视。集水井内部很容易集聚各类杂质、污泥、油渍等，应定期对井底进行清淤，保证排水通道畅通。

7 结 语

大型泵站工程集水井或廊道排水系统管理过程中，运行人员在巡视时常常将焦点放在渗漏排水泵的运行正常与否、集水井内部的水位高低以及管路、闸阀、水泵的外观上，而忽略了对闸阀内部结构、管道内部锈蚀程度、渗漏排水泵自动控制系统的检查。集水井或廊道排水系统经长期运行后，渗漏排水泵逐渐老化、绝缘降低，管道内部锈蚀、附着水生物，止回阀因反复振动可能导致盖板和焊点脱落，检修蝶阀因锈蚀或附着物而无法关紧导致渗漏水等问题常常出现。本险情的处置经验及建议，可为国内大型泵站工程管理者提供警示与借鉴。