铜陵市白荡湖闸站改扩建方案及总体布置研究

占洪波

（安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司，安徽 合肥 230088）

随着城市化进程的加快和防洪除涝标准的提高，很多泵站面临现状抽排能力不足的问题。为满足最新工程规划、功能等要求，必须对泵站进行改扩建升级。泵站改扩建工程应在现有泵站基础上合理规划改造，以实现新老泵房布置因地制宜、总体协调、管理维护方便。本文以铜陵市白荡湖闸站改扩建工程为例，对泵站的改扩建方案及总体布置进行探讨。

1 工程概述

白荡湖闸站工程位于铜陵市枞阳江堤和白荡湖排江出口处，白荡闸始建于1953 年，2002 年改建为白荡湖闸站。老闸站采取上站下闸双层布置型式，具有防洪、自排、抽排和蓄水多种功能。水闸共6 孔，设计流量186m3/s，泵站设计流量37.2m3/s，采用6台1400ZLB-125 型立式轴流泵，单机容量450kW，总装机2700kW。

随着经济社会的发展，白荡湖闸站现状抽排能力不能满足当前需求，需对白荡湖闸站进行原址扩建，现有闸站改造利用，另增加抽排流量49m3/s。经综合比选，扩建机组选用4 台1800ZLB12.6-2.9 型立式轴流泵，配套TL750-24/2150型立式同步电动机，单机功率为750kW，总装机功率为3000kW。

2 扩建机组布置方式选择

现有闸站采取上站下闸双层布置型式，主厂房布置于泵室之上。主厂房内6 台机组按“一”字形排列，安装检修间、副厂房分别位于主厂房左、右两侧，皆单独成段，与泵房之间设有沉降缝。具体布置详见图1。本次扩建考虑老站利用，现有6 台机组保留，扩建机组的型式和布置方式应考虑与老站相协调。结合现场实际地形情况，扩建4 台机组可采用两种布置方案。

图1 现有闸站平面布置图

方案一：4 台机组集中布置在老泵房右侧。具体方案为：现有闸站主厂房及安装检修间基本维持现状，拆除其右侧副厂房进行扩孔，新建泵室及主厂房，厂房内4 台机组成“一”字形排列；同时对副厂房进行移址重建，布置在老站安装检修间左侧。具体布置详见图2。

图2 扩建机组集中布置图（方案一）

方案二：4 台机组对称布置在老泵房两侧。具体方案为：拆除老泵房两侧现有副厂房和安装检修间进行对称扩孔，左右两侧各扩建2 孔，新建泵室及主厂房；同时对副厂房及安装检修间进行移址重建。本方案新机组分布在老机组两侧，为便于机组的安装及检修，新老机组宜共用安装检修间及起吊设备。因此，仍需将现有主厂房电机层以上结构拆除重建。具体布置如图3 所示。

图3 扩建机组对称布置图（方案二）

上述两种方案从技术角度均可行，但各有优缺点。为优化设计方案，定性比较两种方案优缺点。

方案一优点：1）现有主厂房及安装间可维持现状，对现状闸站影响较小。2）新、老机组皆集中布置，互不干扰，运行管理方便。3）扩孔施工均在右岸进行，左岸基本未动土。4）副厂房施工进度受制约较小，为先行启用老站安全度汛创造了有利条件。缺点为进、出口水流不均匀，需根据水工模型试验结果，采取一定的工程措施。

方案二优点：1）扩孔分布均匀，自排、机排水流平顺。2）上部厂房尺寸协调、美观。缺点：1）现有主、副厂房及安装间均需拆除重建，对现状闸站影响较大。2）新机组分散布置，运行管理不方便。3）左、右岸同时进行扩孔施工，副厂房施工进度受制约较大，不利于先行启用老站安全度汛。

通过以上比较，从工程安全、运行管理和利于先行启用老站机组排涝度汛等方面考虑，决定采用4 台机组集中布置的方案一。

3 泵房布置形式选择

3.1 泵房现状及存在问题

现有泵站为枞阳江堤上的堤身式枢纽，采取上站下闸双层布置型式，具有防洪、自排、抽排和蓄水多种功能。闸底槛高程6.0m，单宽3.8m，闸孔净高4.55m，共6 孔。泵室布置在自排闸上层，泵室底面高程11.15m（即水闸孔顶高程），电机层高程16.1m，安装检修间高程19.4m。墩墙采用变厚处理，无门槽处中墩厚0.6m，边墩厚0.8m，门槽处中、边墩厚度均为1.0m。闸室（泵室）垂直水流方向总宽度30.6m，顺水流向长度28.1m。上游（白荡湖侧）设检修门槽，检修平台高程15.1m。下游（长江侧）依次设有交通桥、防洪门及检修门槽，桥面高程19.27m，平台高程19.2m。桥面宽8.0m，其中行车道6.0m，两侧人行道各宽1.0m。详见图4。

图4 老泵房横剖视图

存在的主要问题：1）汛期站身直接挡水，挡水时段较长，度汛压力较大。2）站身长江侧公路桥承担着站内交通、枞阳江堤防汛交通和日常社会交通等多重任务。公路桥也是连接罗昌河两岸的唯一通道，车流量非常大，影响汛期防汛交通安全和泵站管理。

3.2 泵房布置形式比选

白荡湖闸站改扩建需结合老站保留利用，并解决现有堤身式泵站在运行管理中存在的不足。现分别选择堤后式和堤身式两种布置形式进行技术经济比较。重点分析堤后式、堤身式泵站对防洪能力、社会交通、运行管理等方面的影响。

堤后式泵房如图5 所示。老泵房按堤后式布置改造，扩建泵房按堤后式设计，长江侧筑堤、建防洪闸阻挡外江高水，同时新建压力水箱及穿堤箱涵。泵站进水流道为肘型断面，采用直管下降式出水，泵房下游依次设有快速事故闸门和拍门。新老泵室出水通道相互独立，其间设置沉降缝。新老泵室出口均通过压力水箱渐变后与穿堤箱涵连接，经防洪闸排入长江。防洪堤与两岸原枞阳江堤相连，堤顶防汛道路可承担两岸日常社会交通任务，实现站内交通与社会交通分离。

图5 堤后式泵房横剖视图

堤身式泵房如图6 所示。与堤后式相比，泵房下游无需筑堤、建闸防洪，利用泵房直接挡水，出口快速闸门调整至拍门下游侧，兼做防洪门。由于出口防洪门的布置，顺水流向长度较堤后式长3.0m，现状闸站顺水流向长度需做相应延长改造。其他结构布置及控制高程基本与堤后式泵房一致。为实行新闸站厂区封闭式管理，长江侧需新建一座跨河交通桥作为江堤防汛和日常交通使用。

图6 堤身式泵房横剖视图

以上两种方案均能满足泵站枢纽布置要求。堤后式泵站主要优点是：新筑防洪堤与两岸原枞阳江堤相连，堤顶防汛道路可承担两岸日常社会交通任务，实现站内交通与社会交通分离，管理方便；长江侧筑堤、建防洪闸阻挡外江高水，泵站防洪能力增强，有利于度汛安全。其主要缺点为投资稍大。堤身式泵站主要优点是投资稍小，较节省；缺点是现状运行管理条件未得到明显改善。

综上，虽然方案一投资稍大，但从防洪能力、社会交通、运行管理等方面考虑，决定采用堤后式方案。扩建后，新白荡湖闸站设计抽排流量86.2m3/s，总体布置详见图7。

图7 新白荡湖闸站总体布置图

4 结语

白荡湖闸站扩建机组集中布置是合适的选择，扩孔施工均在右侧进行，左侧基本未动土，右侧扩建泵站和左侧新建副厂房可同时施工。副厂房施工进度受制约较小，为先行启用老站机组安全度汛创造了有利条件。该工程于2021 年10 月开工建设，2022 年4 月顺利启用老站安全度汛。

为解决现有堤身式泵站在运行管理中存在的不足，将老站改造成堤后式，扩建泵站也采用堤后式布置。长江侧筑堤、建防洪闸阻挡外江高水，度汛安全。新筑防洪堤与两岸原枞阳江堤相连，堤顶防汛道路可承担两岸日常社会交通任务，实现站内交通与社会交通分离，形成封闭式管理区，改善现状管理条件，工程品质全面提升