齊齊哈爾江西泵站(阿倫河)形式探討

王吉永

(齊齊哈爾市水利勘測設(shè)計研究院，黑龍江 齊齊哈爾161006)

1 概 況

江西泵站位于齊齊哈爾市梅里斯達(dá)斡爾族區(qū)，由10 座泵站組成，均為灌溉泵站。即江西泵站、西地房子泵站、阿倫河泵站、西臥泵站、沿江泵站、音欽泵站、雅爾塞泵站、鮮明泵站、齊齊哈泵站和樺木泵站。

總裝機(jī)臺數(shù)77 臺，總裝機(jī)容量6 320 kW，總設(shè)計流量56.7 m3/s。依據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》和《泵站設(shè)計規(guī)范》，江西泵站更新改造工程等別為Ⅱ等，泵站規(guī)模為大(2)型［1］。

本次設(shè)計的阿倫河泵站址位于東臥牛吐堤5+036 迎水側(cè)，距三道江引水口688 m。進(jìn)水池底板頂高程至地面高差5.1 m，裝機(jī)功率800 kW，設(shè)計流量7.79 m3/s，泵站等級Ⅳ等，設(shè)計防洪水位20 a一遇，校核水位50 a一遇。

由于泵站離嫩江主槽很近，同時泵站形式的選擇對工程造價和施工的難易程度影響很大，因此，對阿倫河泵站的形式初步選用框架式樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和箱體式結(jié)構(gòu)進(jìn)行方案比較。

2 泵站形式比較

泵站的比選型式分為框架式樁基結(jié)構(gòu)和箱式結(jié)構(gòu)［2］。

2.1 框架式樁基結(jié)構(gòu)

2.1.1 護(hù)岸

引渠取水口兩側(cè)分別設(shè)護(hù)岸，共304 m。護(hù)岸的護(hù)腳底高程在水流平順段一般護(hù)至坡度為1∶3 ～1∶4的緩坡河床處，但深泓逼岸段護(hù)岸至深泓線。護(hù)岸在高程150.16 m 處設(shè)置2 m 寬戧臺，戧臺為格賓石籠結(jié)構(gòu)，從上到下依次為格賓石籠40 cm、拋石、礫石墊層20 cm、無紡布一層，到岸腳平段5 m。

戧臺以上為干砌石結(jié)構(gòu)，從上到下依次為干砌石30 cm、礫石墊層20 cm、無紡布一層，護(hù)岸頂高程151.80 m 設(shè)2 m 平段，干砌石護(hù)岸底設(shè)100 m×100 m鋼筋石籠。

2.1.2 引渠

取水口和泵站進(jìn)水池之間通過688 m 引渠連接，底高程147.72 ～147.60 m，引渠底寬12 m，邊坡比1∶2.5，渠底以上2.6 m 處設(shè)2 m 寬戧臺。

取水口端邊坡與護(hù)岸邊坡相連，靠近進(jìn)水前池一端引渠彎段彎轉(zhuǎn)半徑35 m，為防止水流對渠坡的沖刷設(shè)30 m 混凝土板護(hù)砌，從上到下依次為現(xiàn)澆混凝土板15 cm、礫石墊層10 cm、無紡布一層、砂墊層10 cm，渠頂和渠底分別設(shè)20×50 cm 混凝土封邊和40×80 cm 混凝土齒墻。戧臺處設(shè)30×60 cm 混凝土齒墻和20×50 cm 混凝土封邊。

2.1.3 前池

前池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，兩側(cè)邊墻為懸臂式擋土墻結(jié)構(gòu)，邊墻凈高2.8 ～4.0 m，中間是鋼筋混凝土底板，底板厚0.8 m，前池底寬12 ～15.20 m，順?biāo)鞣较蜷L16 m，前8 m 底板高程147.60 ～146.40 m，后8 m 底板高程146.40 m。

2.1.4 進(jìn)水池

進(jìn)水池為開敞式，布置在泵房下面，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，平面形狀為矩形，進(jìn)水池順?biāo)鞣较蜷L8.5 m，垂直水流方向?qū)挒?5.2 m，進(jìn)水池底板為平底板，底板頂高程146.40 m，底板厚0.8 m。邊墻為懸臂式擋土墻結(jié)構(gòu)，邊墻凈高4.0 m。

為了保證水泵有良好的吸水條件，水流平穩(wěn)，池中各泵之間設(shè)置隔墩，厚0.5 m，高4.0 m，進(jìn)水互不干擾，隔墩前設(shè)置攔污柵。進(jìn)水池水下容積470 m3＞30 Q設(shè)。

2.1.5 泵房

泵房建在進(jìn)水池上面，基礎(chǔ)為框架式樁基結(jié)構(gòu)，由20 根直徑0.8 m 混凝土灌注樁支撐，順?biāo)鞣较虿贾? 排，前3 排每排7 根，后1 排6 根，樁間距4.0 m、5.0 m。進(jìn)水池底板預(yù)留孔洞，灌注樁穿過進(jìn)水池底板，并設(shè)置伸縮縫。

泵房共分3 層，分別為進(jìn)水池層、水泵安裝層、廠房層。水泵安裝在水泵層上，水泵選用4 臺潛水軸流泵。泵房上部為泵站廠房，廠房層高程155.40 m，建筑面積344 m2。

2.1.6 交通橋

交通橋為解決泵房對外交通，泵房設(shè)交通橋與外界相連，交通橋長16 m，寬5.0 m，板厚0.36 m，鋼筋混凝土灌注樁平板結(jié)構(gòu)。

2.1.7 出水池

出水池為正向出水，U 型槽結(jié)構(gòu)，底板厚0.8 m，邊墻凈高3.0 ～2.63 m。前10 m 底板凈寬8.8 m，出水池與干渠之間有一逐漸收縮的過渡段長6 m，底寬8.8 ～6.0 m，底板高程152.56 ～152.93 m，收縮角13.1°，詳見圖1。

圖1 框架式樁基結(jié)構(gòu)圖

2.2 箱式結(jié)構(gòu)

護(hù)岸、引渠、前池、交通橋、出水池均與框架式樁基結(jié)構(gòu)的基本相同，進(jìn)水池采用U 型槽結(jié)構(gòu)，邊墻凈高9 m，凈寬22.3 m，順?biāo)鏖L度10.6 m。垂直水流方向設(shè)計3 個鋼筋混凝土隔墩厚0.5 m，泵房在進(jìn)水池上方，利用進(jìn)水池U 型槽做基礎(chǔ)，采用箱式結(jié)構(gòu)，設(shè)兩層板梁式工作平臺［3－4］。詳見圖2。

圖2 箱基結(jié)構(gòu)圖

表1 江西泵站兩種型式工程量比選 m3

3 泵站的型式的確定

兩方案地形地質(zhì)條件、建筑材料、工期、環(huán)境影響、運(yùn)行條件基本相同。工程布置大同小異，僅進(jìn)水池和泵房結(jié)構(gòu)不同。主要從3 個方面進(jìn)行比選:

3.1 工程量方面比較

框架式樁基結(jié)構(gòu)與箱式結(jié)構(gòu)。從表1 可知，鋼筋混凝土箱式結(jié)構(gòu)比框架式樁基結(jié)構(gòu)多6 687 m3，但造孔少598 m，框架式比樁基結(jié)構(gòu)略顯優(yōu)勢。

3.2 施工條件方面比較

由于泵站臨近嫩江，地下水位較高，箱式結(jié)構(gòu)的進(jìn)水池基礎(chǔ)底高程比框架式樁基結(jié)構(gòu)的要低1.6 m，增加了施工難度，故框架式樁基結(jié)構(gòu)顯優(yōu)勢。

3.3 工程投資方面比較

經(jīng)投資估算，兩方案投資相差不大，為29.4 萬元，箱式結(jié)構(gòu)略多，另外臨時工程方面箱式結(jié)構(gòu)由于挖深更大，需要排水臺時數(shù)更多［5］。

3.4 方案確定

綜合論證比較，框架式樁基結(jié)構(gòu)應(yīng)用于岸邊灌溉站具有節(jié)省工程造價，施工方面樁基礎(chǔ)對施工條件要求低，特別是工程緊鄰主河道，減少開挖深度，降低了施工排水的費(fèi)用也減小了施工難度，因此，本采用框架式樁基結(jié)構(gòu)，同時也為以后類似工程積累經(jīng)驗。

［1］齊齊哈爾市水利勘測設(shè)計研究院有限責(zé)任公司.黑龍江省齊齊哈爾市江西泵站(阿倫河、鮮明)更新改造工程初步設(shè)計報告［R］.齊齊哈爾:齊齊哈爾市水利勘測設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，2015.

［2］住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50265—2010 泵站設(shè)計規(guī)范［S］.北京:中國計劃出版社，2010.

［3］水利部農(nóng)村水利司，中國灌溉排水發(fā)展中心.GB/T50363—2006 節(jié)水灌溉工程技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國計劃出版社，2006.

［4］中華人民共和國水利部.SL482—2011 灌溉與排水渠系建筑物設(shè)計規(guī)范［S］.北京:中國水利水電出版社，2011.

［5］丘傳忻.取輸水建筑物叢書:泵站［M］.北京:水利水電出版社2004.