【導讀】亞行貸款武漢市污水和雨水項目可行性研究報告雨水項目

　　

【正文】 期工程 泵站規(guī)模 羅家路泵站的規(guī)模的確定除滿足本地區(qū)的雨水及時排除外，還應保證在三日內排完東湖 132km2的匯水。羅家路地區(qū) 85m3/s，現(xiàn)有的羅家路泵站流量為 Q=30m3/s，因此新建羅家路二期泵站設計規(guī)模確定為 Q=55m3/s。 泵站站址 羅家路二期泵站緊鄰現(xiàn)有羅家路泵站，占地面積為 14150m2。羅家路二期泵站與現(xiàn)有羅家路泵站共用進水明渠，因此二期泵站盡量靠近原有泵站，擬建的羅家路二期泵站位于武昌區(qū)和平鄉(xiāng)，原有泵站東北方向臨江堤邊，工程擬建區(qū)域目前為農(nóng)民耕地和農(nóng)民生產(chǎn)用地、民房住宅用地。 在原有羅家路泵站邊再建二期泵站具有如下優(yōu)點： (1). 二期泵站的用地屬規(guī)劃控制的泵站擴建用地，不需要大面積拆遷，少征土地； (2). 可與羅家路一期泵站共用引水明渠，除建泵站需征用地 14150m2外，渠道不需另征用土地； (3). 壓力管靠近江堤，出江管線短，節(jié)省能耗； (4). 可利用已有的自排閘系 統(tǒng)，減少工程投資； (5). 可與現(xiàn)有泵站統(tǒng)籌兼顧的平面布局和運行的調度管理。 同時也具有如下缺點： (1). 由于泵站進水箱涵的埋深較大，施工難度較大； (2). 由于臨江大道處的用地緊臨長江，工程地質條件也不理想，泵房的地基處理，防亞行貸款武漢市污水和雨水項目可行性研究報告 雨水項目 11 水隔滲處理，降水、護砌等土建費用將增大； (3). 在長江邊修建深為 13m的泵房，施工期對防洪堤的安全不利，因此工程施工周期和措施費用相應較高。 自排閘 根據(jù)枯水季節(jié) (11 月 ~次年 4 月 )的降雨特征，日降雨量統(tǒng)計資料 (最大為 ，一般為 50mm以上 )及武漢市旱季降雨強度 公式校核，羅家路地區(qū)自排流量為 20m3/s。羅家路自排閘閘口斷面為 BH=,閘底高程 ，過水流量為 ，可以滿足該地區(qū)的自排要求。當 外江低水位時，新建泵站自排系統(tǒng)與原 羅家路 泵站可利用該 自排 閘排入長江。因此本工程不再新增設自排閘。 泵站工藝流程 進水渠 →格柵間 →排水箱涵 →前池 →泵房 →出水壓力管道 →消力池 →長江 ↓ 沉淀池 →排水渠道 →自排閘 →排水渠道 →長江 設備選型 由于羅家路 泵站二期工程屬于大型的排漬泵站，為了滿足水泵的流量和揚程要求，可供選擇的泵型不多，最為合適的水泵 為立式濕坑式斜流泵。立式濕坑式斜流泵是二十世紀八十年代引進美國英格索蘭公司技術發(fā)展起來的新產(chǎn)品，是傳統(tǒng)立式干坑斜流泵的改進型，是一種適應性廣、有前途的水泵，其主要優(yōu)點有： (1). 軸功率變化小，即軸功率曲線比較平緩，泵在運行中不易出現(xiàn)因偏移工況而超功率現(xiàn)象； (2). 泵效率高，其效率在 85~90%之間，且泵高效范圍廣，能適應水位的變化； (3). 抗氣蝕性能好，運行平穩(wěn)； (4). 較干坑斜流泵，體積較小、占地面積小，進水流道易施工； (5). 較干坑斜流泵比，轉子部件一般為可抽出式，裝拆方便，容易維修 。 因此，羅家路泵站二期工程擬采用立式濕坑式斜流泵。 結合本工程的特性，水泵數(shù)量定為 8 臺，單機流量為 。因雨水泵站的設備檢修可安排在旱季進行，所以不設備用泵。 亞行貸款武漢市污水和雨水項目可行性研究報告 雨水項目 12 水泵設計揚程的確定 (1). 水泵經(jīng)常工作揚程： 分析武漢市 1865~1999 年間共計 134 年的長江干流漢口站特征水位統(tǒng)計資料 (附表一 )可得出，長江最高水位平均值為 (相應的吳淞高程為 )，則： 設計凈揚程： H1=(吳淞 )(設計最高水位 )= 總水頭損失約為： H2=(管路損失 )+(自由水頭 )= 水泵揚程為： H=H1+H2=+= 水泵設計流量 Q=，設計揚程 H=。 (2). 水泵最大工作揚程確定： 按照防汛部門要求，水泵出水壓力管翻堤駝峰處管底高程應高于長江最高水位(相應的吳淞高程為 )，故設計壓力管駝峰處管底高程為 ，壓力管管徑為 d1800mm，則駝峰處管頂高程為 +=，則水泵工作最大揚程為： 最大凈揚程： H1=[(有效水深 )]＝ 總水頭損失約為： H2=(管路損失 )+(自由水頭 )= 水泵揚程為： H=H1+H2=+= (3). 水泵最小工作揚程確定： 為滿足規(guī)范，駝峰頂部的真空度不超過 ，則出水壓力管道消力池檻頂標高為： =，則水泵工作最小揚程為： 最小凈揚程： H1=＝ 總水頭損失約為： H2=(管路損失 )+(自由水頭 )= 水泵揚程為： H=H1+H2=+= 故水泵工作段范圍為：設計流量 Q=~，設計揚程 H=~16m。 (4). 效率要求 分析武漢市 1950~1994 年間共計 45 年的降雨量統(tǒng)計資料可得出，武漢市降雨多集中在4～ 8 月份，其降水量占全年的 %，武漢市 1950~1994 年間共計 45 年的降水量統(tǒng)計資料見附表二、附表三。 分析長江干流漢口站 1865~1999 年間歷年各月最高水位統(tǒng)計表中的數(shù)據(jù)可得知，長江汛期為 5~10 月， 4~8 月長江月最高水位平均值在 ~(相應的吳淞高 程為~)之間。長江干流漢口站 1865~1999 年間共計 134 年實測歷年各月最高水位數(shù)據(jù)詳見附表一。 亞行貸款武漢市污水和雨水項目可行性研究報告 雨水項目 13 因此，水泵的經(jīng)常工作揚程為 H=~，水泵工作效率為 80%以上。 主要構筑物設計 (1). 格柵間 格柵間平面尺寸為 BL=37m，深 ～ ，在格柵間內共設 6 組固定式不銹鋼柵條。選用移動式抓爪清污機 1 套，抓爪寬 ，提升馬達功率 ，運動馬達功率2，柵條間過柵流速 V=，單臺格柵的寬度為 ，安裝角度為 70186。，過柵水頭損失 為 ，并在格柵前后均設置了超聲波液位計，以便隨時監(jiān)測過柵的水頭損失，并控制除渣機自動運行。 羅家路一期泵站現(xiàn)有格柵為人工清除格柵。根據(jù)運行管理單位的反映及泵站現(xiàn)場實際來看，泵站來水中的渣量極大，僅靠人工除渣，其工作強度太重，并存在安全隱患，本次設計擬對現(xiàn)有格柵進行改造，采用移動式抓爪清污機 1 套。 (2). 排水箱涵 進水渠自格柵間入前池段，穿武大鐵路線處采用 2BH=，長約 46m,并在此段箱涵上設置 2BH=。 (3). 前池 前池設在排水箱涵與泵房之間，前 池中的水流均勻地流向各臺水泵，為水泵在運行過程中提供良好的吸水條件，不致產(chǎn)生旋流和渦流，避免因吸入空氣和汽蝕作用使水泵的性能改變、效率下降、出水量減少，以保證水泵機組的正常運行。 前池平面面積為 ，池深為 ~。池中的設計最高水位為 ，最低水位為 ，有效水深為 2m，有效容積為 2061m3，相當于一臺泵 5 分鐘的抽排量。 (4). 泵房 泵房為半地下式，平面凈尺寸為 BL=17m，在泵房的兩端分別為檢修平臺及值班變配電間。 泵房共分三層，其中地下兩層，地 上一層。水泵采用單基礎安裝方式，底層層高 ，電機層層高 4m(電機層位于地下，為密封層 )，地上層為起吊層，層高 。 單泵的設計流量為 Q=~，設計揚程 H=~16m，配套電機為立式電機(V=6kV， N=1000kW)。 為節(jié)省泵房的土建費用，并改善水泵的吸水條件，以保證水泵入口處的水的流速和壓力分布均勻，水泵采用的吸水方式為直接從前池中吸水。 亞行貸款武漢市污水和雨水項目可行性研究報告 雨水項目 14 泵房起重設備采用電動雙梁橋式起重機，起重量為 32T，起升高度為 15m。 (5). 冷卻循環(huán)水池 單臺水泵電機軸承冷卻水量為 ，則八臺泵總的冷卻水量為 20m3/hr，供水水源若采用自來水，以工業(yè)用水 元 /噸計算，每小時用水費用為 元。按一年滿負荷運行 723 小時計算，需付自來水費用為 26317 元。如果設冷卻循環(huán)水池，需設兩臺供水泵 (一用一備 )，選用 型潛水泵，流量 Q=20m3/hr，揚程 H＝ 35 米，功率 ，以工業(yè)用電 元 /度計算，按一年滿負荷運行 723 小時計算，每小時電費 = 元，則每年運行電費為 723＝ 2675 元。顯然設冷卻循環(huán)水池可節(jié)省常年運行費用， 同時可減少水資源的浪費。因此，設計采用冷卻循環(huán)水池，并設置在主泵房的下部。 出江壓力管道及消能構筑物 泵站的出江壓力管采用八根 D182016mm 鋼管，管道中心間距 ，并與長江大堤正交，從長江大堤上翻過，其翻堤段管中心高程為 ，下彎后進入消力池，管端口中心高程為 ，壓力管尾端設置 DN1800mm 拍門八座。考慮到拍門出現(xiàn)故障時的安全，在出江管最高處設置真空破壞閥，汛期一但發(fā)生事故，上述設施均能發(fā)揮作用，因而可保證逆向斷流安全可靠。 消能設施主要由一級消力池、斜坡、二級消力池、海漫組成 。一級消力池底部高程為，消力檻頂高程為 ，寬 ，長 18m，分離式底板，重力式邊墻，為了便于拍門操作，各拍門間設分流墩，一級消力池與二級消力池之間長 ，坡度為 %的斜坡。二級消力池底部高程為 ，消力檻頂高程為 ，長 16m。 為保證堤防岸坡穩(wěn)定，除了要求施工時嚴格控制堤防的回填質量外，按直接抗洪的一級水工建筑物標準進行設計，并在出水口周邊堤岸用漿砌塊石護坡，以滿足岸坡穩(wěn)定的要求。 站區(qū)總平面布置 (1). 總體布局 羅家路二期泵站緊鄰現(xiàn)有羅家路泵站，占 地面積為 14150m2，現(xiàn)狀為菜地或民房用地。根據(jù)廠區(qū)周邊的現(xiàn)狀道路及道路規(guī)劃情況，廠區(qū)大門及側門均朝向北側現(xiàn)狀臨江大道。在建筑總平面布局方面，基本上分為生產(chǎn)區(qū)和生產(chǎn)管理區(qū)兩大部分。泵房受地形和進、出水涵管的限制，只能按平行臨江大道進行布置。輔助構筑物布置整齊美觀、布局緊湊；綜合樓與泵房、變配電站、機修間等形成相對分區(qū)；設計綜合考慮在大門前布置一景點水池，亞行貸款武漢市污水和雨水項目可行性研究報告 雨水項目 15 與綜合管理樓相對，池中裝點傘形噴泉、小品，即提高站區(qū)空氣環(huán)境，又增加美感。站區(qū)內設計進廠主道路寬為 6m，并在車道兩側設 。 (2). 輔 助工程設計 羅家路二期泵站內設機修車間 390m2，倉庫 195m2，變配電站 600m2，車庫及洗車臺60m2，綜合管理樓、食堂及浴室共計 1080m2，門房 20m2。 近期站區(qū)內的雨、污水排至雨水泵房前池，抽排出江。 站區(qū)給水水源為市自來水公司供給，設循環(huán)水池供生產(chǎn)用水。 雨水泵站生產(chǎn)構筑物及輔助生產(chǎn)建筑物按發(fā)生火災危險特征分類屬戊類，耐火等級屬二級，不需采取特殊的消防措施，僅在泵房、辦公室、宿舍、倉庫等重要建筑物旁設置消火栓，消火栓間距控制在 100m 以內，并留有消防通道，各建筑物內還應配備砂箱及滅火裝置。 站 區(qū)道路為 6m寬，便道 3m寬，道路兩側空地為綠化用地。 站區(qū)空地盡量充分綠化，并在道路兩側建 1m寬綠化帶，使站區(qū)環(huán)境優(yōu)雅。 建筑綠化設計 羅家路二期泵站位于羅家路一期泵站東北側，占地約為 14150m2。主泵房位于站區(qū)東北側，泵房的正立面正對羅家港引水渠和武大鐵路線，綜合樓相對于一、二期泵站布置在中心島上，其它建筑物沿站區(qū)東北側邊線環(huán)繞布置，以循環(huán)冷卻水池造景和綠化裝點前后，使管理區(qū)與生產(chǎn)區(qū)隔離，日照、通風、隔音條件較好；泵房東南側布置了倉庫、機修車間，功能聯(lián)系密切，使用便捷，生產(chǎn)區(qū)布局緊湊，井然有序。 泵房建 筑因體量及位置均為站區(qū)主導，自然地形成臨江街道的對景，其體型及色彩既有工業(yè)建筑的簡潔特點，又能為城市景觀增色，通過其它的附屬單體建筑的烘托更加突出了其獨特的地位，站區(qū)建筑則因其相似的細部材料及色彩求得統(tǒng)一。 站區(qū)建筑外立面均采用彩色瓷磚帖面，鋁合金窗，室內墻刷 107 涂料，室內地面帖防滑地磚。 站區(qū)綠化范圍滿鋪馬尼拉草坪 ,在圍墻周邊采用大葉女貞與棕櫚間植，株距 ≥4m,其他布置有絲蘭、蘇鐵、紅繼木、金葉女貞、美人蕉、珊瑚樹綠籬以及甬路、條登。 結構設計 (1). 設計水準 設計安全等級：二級； 亞行貸款武漢市污水和雨水項目可行性研究報告 雨水項目 16 設計使用年限： 50 年； 地基基礎設計等級：丙級； (2). 主要構筑物結構形式 羅家路二期泵站屬于大型雨水泵站，泵房下部結構的平面尺寸為 BL=17m，地下部分埋設深度 ，并設有水泵層和電機層。 前池和進水格柵間均為地下式，采用鋼筋混凝土整體現(xiàn)澆結構。前池平面尺寸為BL=35m，深為 ~，柱網(wǎng)平面尺寸為 44m，格柵間平面尺寸為 BL=37m，深 ~。為滿足結構抗浮的要求，前池頂板上的復土厚度約為 2m。 泵房的地下部分采用鋼筋混凝土整體現(xiàn)澆結構，泵房上部為鋼 筋混凝土排架結構，柱網(wǎng)平面尺寸為 17m，屋面采用 ， 15m 跨雙坡預制鋼筋混凝土屋面梁。高低壓配電室為磚混結構，預應力空心板屋面。 電氣設計 (1). 供電電源 該泵站按 2 級用電負荷考慮，采用 2 路 110KV 電源供電，按一用一備配置，其中備用電源容量按泵站總負荷之 100%設計，采用架空轉電纜進線。 (2). 用電負荷及變配電系統(tǒng) 泵站配用 6kV、