廣東省某沿海城市小型加壓泵站改建工程設計

賴竺

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東廣州 510010）

0 引言

廣東省某沿海城市中心老城區現有一座中途加壓泵站規模為2 萬m3/d，于2002 年建成通水。該泵站為老城區重要供水設施之一，其功能主要滿足老城區用戶的生活、生產以及消防的需求，合計供給用水戶約3 萬戶，共計10 萬人。泵站現址位于城市人民廣場，由于建設年代較遠，已不能滿足目前的景觀需求，為配合城市景觀整體提升改造，特提出本項目對該泵站進行遷址改建。

1 泵站現狀及改建面臨的問題

1.1 泵站現狀

目前該泵站進水來自市政供水管道直抽，而該市中心城區共有四座水廠，且供水管網互相成環連接，根據對城區內供水管網系統布置分析，泵站水源主要來自的水廠采用常規工藝，主要流程為絮凝→沉淀→過濾→消毒。

根據建設單位提供資料，目前該泵站最高日流量約2 萬m3/d，且泵站旁設有兩座清水池，儲存容積2 萬m3。泵站進水接自DN1400 供水干管，該供水干管共分三路，分別為DN800 接入泵站旁清水池、DN2000 過海管、DN800 泵站進水管。泵站出水為DN600 管，就近接入市政供水干管。

1.2 改建面臨的問題

（1）由于汕頭市中心城區內管網均互聯互通，加壓區域劃分不明確，難以對目前水泵提壓揚程及流量進行準確復核。

（2）泵站遷改涉及對現有設備的留用，需收集舊有設備較為完整的資料，以滿足對新舊銜接節點的設計要求。

（3）新建泵站設置于城市人民廣場，因此對泵房外立面以及新建構筑物要求與廣場其他建構筑物能做到和諧統一。

（4）本項目為改建工程，且擬改建的泵站目前正在正常使用中，因此對施工計劃的詳盡程度要求較高。

（5）泵站選址位于沿海低洼地區，內澇風險較大。

2 總體設計

2.1 設計水量

根據資料顯示，該泵站目前規模約為2 萬m3/d，服務人口約3 萬戶共10 萬人。校核現狀設計流量，用水定額采用200L（/p·d），時變化系數取1.2，計算得泵站規模為2 萬m3/d，最高時流量為1000m3/h，最高日平均時流量為833m3/h。考慮目前供水量未出現不足的情況，且現狀有調節池可供調蓄，新建泵房沿用原設計規模，新建泵房設計規模為2 萬m3/d。

2.2 設計揚程

根據運行資料顯示，泵站來水壓力約0.22MPa。本項目沿用現狀水泵，最高時按2 臺泵運行考慮，現按來水水頭最不利情況下，復核最高日最高時水頭損失如下：

總水頭損失=進水總管水頭損失+出水總管水頭損失+泵站內部水頭損失=0.07+6.95+5=12.02m

所需水泵揚程=管網控制點要求的自由水頭-泵站進水水頭+總水頭損失+安全水頭=28-22+12.02+1=19m。

2.3 水泵選型及運行方式

現狀水泵額定流量為800m3/h，額定揚程為17.5m，若沿用原有水泵，則管網末端自由水頭僅能達到26.5m?？紤]當前水泵目前僅使用2 年，且運行過程中未出現用戶嚴重水量水壓不足的情況，因此本次改建仍沿用現狀水泵，設計中預留遠期提壓更換水泵的空間。

供水高峰期由水泵直抽加壓變頻恒壓供水，其余時間由清水池中蓄水供水。

3 泵房布置形式確定

泵房的土建形式是本項目關鍵節點之一，關乎整個加壓泵站的運行安全。泵房在高程布置上可采用地面式、半地下式和全地下式[1]。由于全地下式泵房基坑開挖深度大，投資造價較高，因此本項目選擇地面式和半地下式兩個布置形式進行比選，具體比選如下：

表1 泵房布置形式比選

表2 水泵機組布置比較

方案一：半地下式泵房

方案一為半地下式泵房形式，為避免基坑深度過大，以及使管道能夠平直進出泵房，泵房下挖深度定為2.0m，具體布置見圖1。該方案可將水泵大部分機組及管配件置于地面以下，有助于控制泵房地面以上的高度，同時不影響水泵起吊以及后期水泵及管配件的檢修維護。此外下挖2.0m，能在保證泵房結構穩定性的前提下，控制投資造價，并使進出水管埋設于地下，保證了進出水管的順直以及現代泵房的建筑美觀，能夠滿足本項目對泵房外觀較高的要求。但本方案布置形式的缺點在于本泵站選址臨近內海，且地形低洼，為內澇高發地區，半地下式泵房水泵設于地下，增加防澇的壓力，在日常運行中存在一定風險。

圖1 泵房布置形式方案一

方案二：地面式泵房

本方案采用地面式的泵房形式，即水泵層地面設置于四周地坪以上，直接在地坪以上布置水泵、管道及附屬管配件。具體布置形式見圖2。該設計方案優點在于：①無須對泵房進行開挖下潛，減少開挖部分造價；②所有設備均位于泵房地面以上，且泵房地面高出四周地坪0.3m，減小內澇發生時設備損壞的風險；③進水主管設置于管溝內，日后檢修維護無須開挖地面。但該方案缺點在于增加進出水的彎頭管配件，水流與方案一相比較為不順直。

圖2 泵房布置形式方案二

由表1 中具體比選可以得出，方案一與方案二均具備可行性及各有突出優點，綜合考慮本項目選擇方案二的泵房布置形式，能滿足該地區對防洪排澇的要求，且能平衡檢修維護難度、泵房外立面設計、投資建設費用等方面因素，因此本項目泵房形式采用方案二（地面式布置形式）。

4 泵房機組布置形式確定

泵站泵房內泵組的布置一般有直線單列型、平行單列型、加錯雙列型[2]。針對本項目水泵的臺數以及水泵房的平面空間，我們對三種泵組布置方式進行了比對，見表2。

一般在用地條件許可，泵組臺數不是太多的情況下，采用直線單列對于泵房布置簡潔、順暢，設備運行管理和檢修有更大優越性?？紤]本項目沿用原有的立式離心泵，且僅設3 臺水泵，因此本次機組采用直線單列布置。

5 結語

（1）新建泵站設計規模2 萬m3/d，設計揚程19m，水泵沿用原有的立式離心泵，總占地面積734.55m2。

（2）本項目采用地面式泵房，機組布置形式采用直線單列布置，以降低內澇對設備損害的風險。