寶雞峽王家崖泵站更新改造設計優化

閆杏枝

（陜西省寶雞峽工程局 陜西 寶雞 721001）

1 泵站概況

寶雞峽王家崖泵站位于塬上總干渠與王家崖水庫交匯處，于1981年建成，設計流量25.2m3/s，設計總揚程16.4m。安裝臥式湘江56-28型離心水泵機組4臺，配套TD173/51-16、1250kW同步電動機，泵站總裝機功率5000kW。泵站為水庫放水洞接母管進水，側向出水，主廠房、壓力管道、出水池呈直線布置；主廠房為磚混結構，水泵電動機組呈一列式布置，廠內設20t雙梁橋式起重機；泵站采用虹吸真空破壞閥斷流方式；壓力管道為單機單管，管徑1600mm；建有35kV變電站1座，35kV輸電線路長14km。泵站主要承擔向總干渠補水任務，在灌區抗旱灌溉中發揮著骨干作用。

2 泵站改造設計原則

（1）維持泵站原有總體布置不變。泵站工程原灌溉系統、站址及渠系布置、機組選型等，經過四十多年運行，證明設計布局是合理的。因此，改造設計只在原泵站布置基礎上進行更新改造；泵站原控制灌溉面積、設計流量、揚程等規模也保持不變；

（2）對老化失修、性能落后的機電及電氣設備在重新計算復核的基礎上進行更新。

（3）采用計算機監控技術，改善和提高泵站管理科技化水平。

3 泵站更新改造設計優化

3.1 主、副廠房

設計對主廠房更新改造擬定了加固改造和拆除重建兩種方案，并進行了經濟技術比較。加固改造方案主要內容包括：基礎水泥漿液灌漿處理、砼立柱粘鋼加固、更新部分屋架梁、新做屋面板及防水層、更新門窗等，直接工程費55萬元。拆除重建方案：新建框排架結構主廠房546.48m2，直接工程費82萬元。

相比之下，加固改造方案具有投資少、工期短的優點，但薄腹梁吊裝過程中容易破壞，且廠房整體結構穩定性和工程銜接方面不如重建方案。加之泵站工程復核報告結論顯示：王家崖泵站廠房無構造柱、底圈梁，抗震能力不能滿足規范要求；由于受地下水位抬高的影響，經測定，廠房的磚墻部分磚體強度指標已經小于原磚體抗壓強度MU10的75%，更由于原廠房施工時基礎處理措施不到位，現主廠房產生許多裂縫。經綜合考慮，主廠房推薦采用拆除重建方案。

根據水泵機組的布置，主廠房采用分層式布置，上層為通道層，下層為水泵層。安裝4臺水泵機組，中心間距9m，“一”字型布置，主廠房總長45.54m，跨度12m，總建筑面積546.48m2，其中檢修間使用面積81.91m2，基坑面積 257.74m2。

主廠房結構型式為排架結構。屋面采用12m雙坡鋼筋混凝土屋面梁和1.5m×6m預應力混凝土屋面板。地面為彩色砼地面，室內墻面抹紙筋灰噴白色涂料，外墻為空心磚，室外裝修用外墻涂料，單框雙玻塑鋼窗，進廠大門采用鋼大門。

設計對副廠房更新改造也擬定了兩種方案，進行了分析比較：“一層方案”無法滿足泵站改造后設備布置要求，一是在垂直機組軸線方向加寬副廠房尺寸，但是原泵站廠區為臺階狀，副廠房的擴寬將需回填基礎，對以后廠房基礎穩定造成不良影響，且對開關站對外交通形成阻礙；二是在沿機組軸線方向加長副廠房尺寸，需向廠右加長16m～18m，會占用原開關站多半位置，發生新的土地征用，不利施工。“兩層方案”是在原副廠房位置適當加長，滿足設備布置，寬度基本保持不變，廠右位置還可滿足開關站布置，占地少，施工難度也不大。故副廠房采用二層方案設計。

考慮電氣設備布置要求，將副廠房布置在主廠房右側，與主廠房相互貫通，主副廠房呈“L”型布置。副廠房共兩層，建筑面積411.76m2。一層布置有高壓室、低壓室、交接班室，高壓室和低壓室均布置在變電站一側。二層布置有中控室、辦公室、試驗室。

副廠房結構型式為框排架結構，層高4.6m。屋面采用C15鋼筋混凝土整體現澆，柱采用C20鋼筋混凝土，梁采用C25鋼筋混凝土，地面為鋪瓷磚地面，屋面做保溫、防水處理，室內墻面抹紙筋灰噴白色涂料，外墻為空心磚，室外裝修用外墻涂料，單框雙玻塑鋼窗，除高壓室和低壓室采用防火門外，其余采用木門和塑鋼門。

3.2 壓力管道

泵站四條壓力輸水管道沿壩坡布置。設計采用原管道坡比1：1.64，出水型式仍采用虹吸出水，虹吸中心管高程為602.57m，管道出水口伸到出水池底部。泵出口設一套直徑為1200mm的套管式伸縮節和蝶式止回閥，后接1m的正心大小頭鋼管，直徑從1200mm漸變到1600mm，之后接直徑1600mm預應力鋼筋混凝土管。在管線中間設一電磁流量計閥井，閥井底盤、基礎均采用C20鋼筋混凝土，厚度20cm，井身采用M7.5Mu10磚砌結構。在管道最高點設一真空破壞閥，上部建閥井，閥井采用磚混結構。

管道敷設后進行回填掩埋，管頂回填厚度最少1.2m。坡面采用植草護坡，草種采用苜蓿。

3.3 水泵電動機組

因泵站原水機設備經多年運行，老化嚴重，性能下降，效率降低，雖經多次大修，仍難恢復設計性能。設計經選型比較，選用湘江56-28I型臥式離心泵4臺，配套T1250-16/1730型電機，單機抽水流量5.35m3/s，功率1250kW，泵站總抽水流量21.40m3/s，總裝機功率5000kW。

3.4 高低壓配電設備

泵站原老化、淘汰的電氣設備全部更新。泵站設6300kVA主變壓器一臺，選用35kV級S11系列電力變壓器，35/10kV級S11系列三相油浸自冷式銅線電力變壓器，為全國統一設計，電氣性能好，損耗低；站用變壓器選用三相樹脂絕緣干式無勵磁調壓10kV電力變壓器和35kV戶外油浸變壓器各1臺，型號分別為SC11-250/10、S11-M-100/35。以上變壓器均具有安全、防火、無污染、免維護、安裝簡便、綜合運行成本低等特點。

3.5 金屬結構

泵站現有金屬結構經多年運用，銹蝕破損、老化嚴重，全部需要更新改造。為滿足泵站安全運行和管理自動化要求，增設相關儀器儀表若干，主要有放水管控制鋼閘門及20t啟閉機4臺套、液位顯示儀，主廠房20t起重機1臺、蝶閥10臺，出水管道上流量計4套、真空破壞閥4臺等。

3.6 主要管護設施

王家崖泵站建成于1981年，站內管護設施建設標準低、質量差，經多年使用老化嚴重，大多無法正常發揮功能，故對站內管護設施進行改造：①改造進站道路160m；②拆除現有危房，新建管護房1座，面積200m2；③完善配套供水設施，更換深井潛水泵1臺，水塔1座；完善站內排水系統。

3.7 計算機監控系統

王家崖泵站改造根據灌區信息化建設要求，設計建設計算機監控系統，擬建成一個集中管理、分散控制、各部門相對獨立，同時又具有整體統一性和連貫性的集行政管理、遠程和本地監控、經濟指標考核、信息共享、遠程通信等于一體的技術先進、性能穩定、質量可靠、系統開放、擴展靈便和經濟實用的管理、調度、監控系統。整個泵站(包括變電所)自動監控系統將與灌區的干、支口閘門自動監控系統及水量計量系統，灌區用水管理系統，河源水情、氣象、墑情信息系統，辦公自動化系統等一起構成大型灌區信息化系統。

泵站的自動化監控系統與互聯網采用物理隔離，以保證實時控制系統的安全。泵站綜合自動化系統由泵站實時監控系統、微機保護系統、實時通信系統、綜合調度系統四大部分組成。本次改造增加泵站綜合自動化設備1套，測流裝置4套，使更新改造后泵站實現微機自動監控。

4 結語

泵站改造工程設計是對其整體構成、材料元件使用、技術應用的再次優化，要求對癥施治，注重創新。王家崖泵站改造設計結合實際精心籌謀，擇優定案，經改造完成后實際運行檢驗，達到了預期設計目標，可供同類工程借鑒。陜西水利