水電泵站工程規劃設計及其施工管理的分析

鄧 燕，高文強

（中水北方勘測設計研究有限責任公司，天津 300202）

受到需求驅動的影響，水電泵站工程建設勢頭呈現出不斷增長的趨勢。因此，從泵站運行效益目標實現的角度出發，深度分析此課題，提出有效的把控策略，具有重要的意義。目前，水電泵站工程規劃與建設的質量控制面臨著巨大挑戰，需要圍繞規劃設計與施工管理，做好細節與整體的把控，以此來確保泵站的質量與性能達標。

1 案例概述

以某水利水電泵站重建項目為例，該泵站排澇區域集水面積為5.86 km2，住宅區和水田面積共計193.30畝，人口共計3萬人。整個區域的地勢相對較低，田面高程大約為6.80～7.60 m，若遇到暴雨洪水情況，外靠大堤抗洪，內則依靠排澇泵站提水排澇。原建設雨水排澇泵站1座，3臺裝置，總裝機容量為270 kW，設計排水流量為4.70 m3/s，建設自排涵閘1座，按照十年一遇24 h暴雨3 d排干標準設計，來解決整個區域內的內澇災害。從泵站運行的情況進行分析，為當地發展提供了一定的支持。但是隨著周圍區域經濟的快速發展，經濟結構發生了變化。如果遇暴雨情況，原來的設施難以有效應對，使得部分農田與村莊極易出現洪澇災害，給灌區內的生產與生活造成影響，因此對水電泵站工程進行重建，現結合此項目進行規劃設計與建設管理經驗的總結。

2 水電泵站工程規劃設計分析

2.1 低水位的確定

從規劃設計角度分析，排澇泵站的最低水位高程能夠有效排除內澇，使得泵站建設成本降低，為區域發展發揮積極的作用。對匯水區域的排水系統進行分析，尤其是建設了排水灌渠系統的地區，排澇泵站的最低水位高程，給灌渠系統和相關排水設施運行帶來了很大影響。傳統的設計理念提出，要按照排澇泵站要求設計，最低水位要比來水干管管底低。根據泵站建設實踐分析，按照上述原則設計，存在著不足之處，需考慮泵站前面是否存在調節池。

2.2 無調節池

水電泵站的最大排水能力設計是根據匯水區來水量確定的，實踐中考慮泵站內配置多臺水泵，按照順序運行要花費3～5 min，當管渠水位達到泵站設計來水量水位的前3～5 min，開始啟動首臺水泵，按照順序啟動各個水系，達到設計來水量水位時，泵站水泵全部投入運行，同時和匯水區排水系統一起運行，使得系統排水設施處于理想狀態。基于此，對于泵站的最低水位，要低于設計來水量水位0.20 ～0.30 m。如果設置得過高，那么排水管渠達到設計來水量，配置的水泵無法全部啟動，引發內澇災害，造成重大的危害，致使泵站無法發揮作用。如果設置得過低，那么水泵將會提前運行，致使管渠的作用難以發揮。而關鍵點在于泵房埋深過大，泵站施工作業難度大，建設成本高，尤其是設計來水量很大。

2.3 有調節池

開展水泵站規劃設計要考慮到建設區域的實際情況，即用地緊張且環保要求高等，因此，排水泵站不建議設置調節池。實際建設時受到歷史因素與資金因素等影響，很多排澇泵站的調節池按照以下流程運行：當來水量比較小時，水位沒有達到水泵設計的最低水位，那么來水只能在池底滯留，達到充盈調節池的效果。當來水量很大時，管渠來水水位達到設計的最低水位，此時水泵投入運行。來水量高于泵站排水量時，建設的調節池開始發揮作用，當洪峰過后，水量開始變少，但是調節池的水位還處于升高的狀態。

2.4 分區排水

水電泵站規劃設計，要根據江河防洪規劃與城建規劃情況，結合區域實際需求，堅持遠近結合的原則，分期實施建設，做好與市政部門和水利部門的協調。分區排水方案的應用能夠達到高水高排和低水低排的目標，充分自排并且減少裝機容量。對城區雨水泵站，多采取分區排水方案，如果受到排水出路影響，無法分區排水，那么要建設截止閥，實現高地區有計劃地排水。

2.5 泵站與涵閘工程的設計

泵站規劃設計要選擇適宜的水泵。一般來說，按照排水性質主要包括污水泵站和雨水泵站等。其中，雨水泵站的揚程相對較低，流量大，多選擇ZLB型立式軸流泵，但是由于此裝置耐腐蝕性比較差，因此污水排放不建議經過泵室。按照緊湊原則布置，實現對功能和成本的有效控制。

2.6 優化后的設計方案

此泵站優化后的設計方案如下：①取消泵房進水口的檢修閘門。項目可行性研究中，對泵房進水口布置檢修閘門和配套相關設備的方案，圍繞成本和后期運行效益進行分析。經過優化后取消這一方案，只保留檢修閘門門槽，實現對投資成本的控制。②對前池攔污閘上提式平板鋼閘門進行優化，調整為水力自控式單鋼閘門。此方案的應用不需要機械啟動關閉，進而減少了建設和后期使用成本。實際應用中，在初期水利樞紐工程實施之后，設置正常蓄水位為6.50 m，依據回曲線進行推算，發電上限流量達到250 m3/s，回水到泵站的水位達到6.68 m，使得閘門內外水位相差不大，進而前池攔污閘會關閉，渠水通過自排渠排除。如果超過250 m3/s，那么發電站停止發電[1]。

3 水電泵站工程施工管理策略總結

3.1 做好設備安裝施工管理

從水電泵站工程施工管控角度分析，對于機電設備的安裝，要注重施工前的把控。作業前要根據設置的安裝方案與設計方案等，做好相應的交底，使得工程人員能夠了解并且依據設計規范和要求、施工工序和流程進行操作。在安裝作業期間，要嚴格按照設計的方案，做好各類設備安裝的把控。

3.2 做好機械設備與人員管理

對于施工作業所需要的機械設備和人力資源等要做好相應的管理。其中，機電設備的維護管理，主要從內部環境和外部環境兩方面入手，對于新購進的機械設備，要做好進場把控，包括記錄以及檢查。制定相應的維護保養制度，落實到工程管理實踐中。對使用的機械設備，要做好安全檢查。落實定期維護與保養工作，及時發現存在的故障問題，采取消除措施，保障作業的效率和安全。從外部環境的控制角度分析，做好燃油與潤滑油的質量把控。

3.3 提高管理的信息化水平

從泵站施工作業分析，引入信息化技術手段，打造智慧化工地，能夠助力生產的安全與質量控制，促使管理效益目標的實現。基于此，要圍繞項目建設全過程，在施工現場管理、合同管理和材料管理等多個方面，搭建信息化管理系統，引入信息化技術手段，輔助項目管理工作的開展，在最大程度上保障項目效益目標的實現。

4 結語

水電泵站工程實踐中對于質量的把控要圍繞規劃設計和建設各個環節，做好嚴格控制。實踐中依據設計的建設方案，認真落實建設質量與安全的把控，最大程度上保障工程的效益和質量。