一、工程介绍
1、现状泵站概况
浑南西路地道桥雨水泵站建于2008年，位于浑南西路与沈大铁路西南角，占地面积572㎡，泵站位于铁路用地范围内。泵站汇水面积约F=5ha，设计重现期P=2年，设计流量Q=1.2m³/s。出水经过d=1m出水专线，由东向西排入八一灌渠。
2、改、扩建背景
由于现状泵站建设年代较早，建设标准低（P=2年），水泵及进出水管道能力不足，导致桥区在雨季经常积水。2019年8月中旬，最严重一次积水面积约2000㎡，平均深度0.5m，交通中断数小时。由于浑南西路是交通主干路，车流量很大，交通中断后，造成较大社会影响。
为彻底解决积水问题，对该泵站进行改、扩建，设计重现期由原来的P=2年提高至P=50年。并根据最新的地形图重新核对汇水面积，核算后F=7.68ha。由于现状泵站位于铁路用地范围内，新征用地手续复杂、繁琐、周期较长，所以本次改、扩建原则上不新征建设用地。
二、泵站设计标准
1、改、扩建后设计标准
（1）雨水流量计算Qs＝ψ•F•q（l/s）
式中：Qs—雨水设计流量（l/s）
q—设计暴雨强度（l/s•ha）
ψ—综合径流系数
（2）暴雨强度公式
采用沈阳市最新的暴雨强度公式如下：
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(l/s•ha)
（3）降雨历时：t=t1+t2（min）
t1：地面集水时间t1=5min，t2：管内流行时间（min），
（4）地面综合径流系数：ψ=0.95。
（5）设计重现期P：P=50年。
2、改、扩建后设计规模
经计算，泵站设计重现期P=50年，汇水面积F=7.68ha，泵站总流量为Q=2.7m³/s。根据提标后的设计流量，保留现状泵站1.2m³/s，同时新建0.75m³/s的一体化雨水泵站2座，现状泵站与新建泵站同时工作，可有效的缓解浑南西路地道桥积水。
为配合泵站改、扩建，将桥区现状泵站进水管道、出水管道一并改造。现有桥区雨水口经清掏满足提标后雨水收集要求，不需要改造。
三、泵站改、扩建要求
1、工程管理要求
本次泵站改、扩建工程要求在2020年2月份前完成项目咨询、设计前期工作，4月份前完成土建、设备等招投标工作，进场施工工期为4-5月份，6月份竣工，不影响6月份后汛期排水使用。施工期间不得中断浑南西路交通，不得对铁路安全运行造成影响，不得对周围环境、居民生活造成不利影响。
2、总平面布置
现状泵站位于铁路用地范围内，若新征用地，手续复杂、繁琐、时间长，因此本次改、扩建方案原则上不新征建设用地，在原泵站用地范围内实施，并充分利用现状泵站及供配电设施。
四、泵站方案比选
目前常用城市雨水提升泵站大致有两种形式：1）传统钢筋混凝土泵站；2）智能化程度高的一体化预制泵站。下面我们对两种泵站方案进行比较。
1、传统钢筋混凝土泵站
优点：工艺成熟，运行稳定，适用各种规模的泵站，可以做到较大的调节前池，有利于泵站运行；
缺点：占地面积大，用地投资费用大；建设周期长，现场混凝土浇筑、设备安装调试需要2-3个月时间；泵站维护复杂、后期维护成本高。
2、一体化预制泵站
优点：一体化泵站结构稳定，集成度高，节省占地面积；建设周期短，方便运送吊装，建设到通水只需1个月，比常规泵站缩短1-2个月；集成化程度高，有先进的智能化自动控制系统，GPRS无线远程监控，实现无人值守；泵站部件在工厂组装测试，高度匹配，保证了泵站工作效率；泵站运行时噪音极低，可以安装在人口密度集中的住宅区和商业区等对环境要求较高的场所，在工程施工作业面小、人口密度大、建筑密集的地区更有优势。
缺点：由于一体化泵站受运输限制，泵站筒体直径不宜过大（D≤3.8m），不适用于大规模泵站；前池较小，调节容积较小。
通过上述比较，若采用传统的钢筋混凝土泵站，从泵站混凝土主体施工到泵站内水泵等设备采购安装，再到所有设备联合运行调试交付使用，环节多，周期长，2个月时间很难实现。结合本工程现场条件及各方面制约因素，及一体化预制泵站的优缺点，推荐选用一体化预制泵站。
五、一体化预制泵站方案设计
1、泵站工艺设计
（1）一体化预制泵站工艺流程：d=1.5m进水管道→一体化泵站筒内提篮格栅→潜水排污泵→DN1000压力出水管道→八一灌渠。
（2）一体化泵站技术要求
一体化预制泵站须满足《一体化预制泵站工程技术标准》CJJT285-2018、《一体化预制泵站应用技术规程》CECS407：2015对设备的相关要求。
a)一体化预制泵站组成包括以下部分：筒体、顶盖、底板、粉碎格栅、水泵、阀门、电机、管路系统（含有柔性接头）、水泵及粉碎格栅提升导杆、操作平台、爬梯、液位控制设备、通风管、导流装置、控制设施等。所有的部件及设备，应在工厂内预制安装完成，并在出厂前进行测试；
b)筒体：筒体采用玻璃钢材质，玻璃钢厚度需满足泵站运输及埋深要求。筒体外部应设置吊耳，其强度应满足一体化预制泵站吊装的需要；
c)水泵和电机：采用潜水排污泵4台，耦合安装，水泵参数为Q＝0.375m³/s，H＝14.1m，P＝90KW。水泵在设计负荷范围内应无震动和气蚀现象，旋转部件（包括电机）应进行动、静平衡实验，运转噪声不应高于80dB，防护等级IP68，配置电机冷却系统。
2、泵站电气、自控设计
本工程原有3台75KW雨水泵，其它负荷10KW，新增一体化雨水泵4台，每台90KW，共计计算负荷600KW。从附近开闭所引一路10KV高压回路作为泵站专用电源。低压配电柜设双回路电源转换开关（手动切换），正常由箱变供电，市电故障时由柴油发电机供电。设拖车式防雨型柴油发电机组作为应急电源。水泵控制柜及PLC等设备放置在箱变中，箱变位于泵池北侧，距现状泵池4.7米。
本工程现状及新建雨水泵作为一个控制系统，采用软起动，并能实现自动及手动两地控制。一体化预制泵站自带PLC需与箱变内总PLC进行通讯联络。泵站运行时，优先启动新建的一体化泵站，再启动现状泵站，新建一体化泵站的4台泵交替运行。
3、泵站主体施工及围护结构设计
泵站底板埋深为地面下11米，围护结构采用钢砼钻孔灌注桩加内支撑。基坑开挖时须密切关注基坑的安全，待承载力检测达到设计要求后才可以进行泵站安装。泵站底板浇筑前应确定好地脚螺栓的安装位置及数量，待底板浇筑完成且强度满足设计要求时开始吊装井筒。
管道接口连接前，要在泵站井筒四周用鹅卵石或者级配砂砾回填到连接管最低面，并压实，进、出口端管和密封圈需干净无杂质。回填前，须检查泵站整体无损伤，回填材料为级配砂砾。
4、泵站总平面布置设计
泵站场区位于浑南西路与沈大铁路西南角，总占地面积约为572㎡。改、扩建泵站利用现状泵站用地，不需新征用地，泵站出水直接排入八一灌渠。泵站场址周边交通便利，供电设施完备，充分利用了现有公用配套，节省了建设周期和建设投资。
六、小结
随着经济的发展、技术进步，一体化预制泵站在越来越多的领域得到了广泛的应用，其显著特点是占地面积小、施工速度快、集成程度高、智能化程度高、噪音小、效率高、无需人员值守。特别是在城市范围内，建设用地通常比较紧张，没有足够的施工作业面，无法修建传统的钢筋混凝土泵站。另外，人民群众对环境质量要求越来越高，传统泵站施工周期长，影响范围广，施工及运行过程中噪音大，效率偏低，逐渐被一体化预制泵站取代。
论文作者:缪成群
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/3/16
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