1工程任务和规模
永青渠泵站主要功能是担负北辰西南部地区农田排涝及灌溉任务，且需保留永青渠自流动功能。经水文分析，该泵站设计排水及灌溉流量确定为27m 3 /s，自流道设计流量为30m 3 /s.根据《泵站设计规范》（GB/T50265?97）的规定，本泵站的装机台数以6～8台为宜，考虑台数过多会导致土建、机电投资增加，因此，初选6台直径为1200mm的轴流泵。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252?2000）、《泵站设计规范》（GB/T50265? 97），确定该工程为Ⅲ等中型工程，泵站工程主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级。
2工程总体布置存在的困难
2.1因用地紧张需采用河床式布置形式
永青渠泵站原位于子牙河与永青渠交汇处，由于子牙河禁取禁排，依据相关规划布局，该泵站需迁址至永青渠与中泓故道交汇处。由于该处北侧紧邻津永公路（兼做天津市防洪堤），永青渠左右堤防外侧为北辰区工业厂区、河北工业大学校区，为避免对既有建筑物产生不利影响、减少工程占地拆迁、节省工程投资，拟建永青渠泵站所有建筑物均需布置在永青渠两堤之内，泵站采用河床式布置形式，不能再征用河道管理范围之外的土地。
2.2泵站要求功能多
永青渠泵站为灌排两用泵站，主要功能是担负北辰西南部地区0.306万hm 2农田排涝任务，同时兼顾补充北辰井灌区地下水不足的任务，还需保留永青渠从中泓故道自流引水的要求。这样就要求永青渠泵站在具有灌排双向运用功能的基础上还要具有当泵站不运行时满足永青渠自流的功能。
3方案比较
针对本工程特点及难点，本着安全运用、管理维护方便、少建配套建筑物、少占用土地、节省工程投资的原则，永青渠泵站工程总体布置选择了3种方案进行比较。
3.1方案一?立式轴流泵双侧引水流道方案
该方案布置的特点是泵房为干室型，自下而上分为流道层、水泵层和电机层3层。流道层两端每孔均设铸铁控制闸门。水泵层顺水流方向分为两部分，前池侧为干室式水泵房，泵房右侧为检修间下混凝土空箱，泵房安装6台1200ZLB－125型立式轴流泵，后池侧为混凝土出水压力箱，箱体与泵房成整体结构，各机组出水压力箱被墩墙隔开，压力箱按3台机组设置一联，分为二联，以中间中墩隔开，即压力箱内除中间中墩不开孔外，其余中墩及边墩均开孔联通，左侧与左引水流道连接，右侧与右引水流道连接，压力箱后池侧每孔各设一控制闸门与后池相连。电机层上游侧为主厂房和检修间，下游侧为副厂房。左、右引水流道上也布有节制闸，出水口与前池相接。
通过该种布置，在永青渠排水的情况下关闭引水流道上的节制闸及流道层后池侧闸门，开启压力箱末端处节制闸及流道层前池侧闸门，永青渠侧水流通过泵站排入下游出水池，进入中泓故道；在永青渠引水的情况下开启引水流道上的节制闸及流道层后池侧闸门，关闭压力箱末端处节制闸及流道层前池侧闸门，中泓故道侧水流通过泵站提入压力箱、入引水流道，进入永青渠；当泵站不运行时则开启流道层两端的控制闸，关闭其他闸门，即可实现其自流功能。
该方案的优点：，立式轴流泵运行可靠，机组效率较高，设备价格较低，管理单位对立式轴流泵有丰富的运行维护经验，且立式轴流泵易于检修。第二，由于压力箱较宽，两侧引水流道布置使压力箱内水流状态好。
该方案的缺点是工程投资较大。
3.2方案二??立式轴流泵单侧引水流道方案
该方案除引水流道为单侧布置外，其他布置与方案一基本相同。该方案的优点是立式轴流泵运行可靠，机组效率较高，设备价格较低，管理单位对立式轴流泵有丰富的运行维护经验，且立式轴流泵易于检修。
该方案的缺点：，工程投资较大；第二，由于压力箱较宽，单侧引水流道布置使压力箱内水流状态较差。第三，根据《泵站设计规范》（GB/T50265?97），并联运行的水泵台数不宜超过4台。单侧引水需6台机组并联，难以满足规范要求。
3.3方案三??潜水泵无引水流道方案
该方案与上述两方案的不同之处是泵型的不同。泵室设6台潜水泵，采用双向流道的方式布置，快速闸门断流。通过闸门、流道的调度转换，达到能排、能灌的目的。泵室底层自流道与以上两方案基本相同。
该方案的优点：不需要泵房上部厂房及引水流道，因此土建工程投资小。
该方案的缺点：潜水泵泵组价格高，故障率高，运行可靠率低，且潜水泵只能返厂检修。
综合泵站安全运用、技术、管理及经济等多方面因素对这3个方案进行比较，方案一的缺点是工程造价高，其他方面均优于方案二和方案三；方案二与方案一的区别在于将两个引水流道布置在一侧，这样相当于将方案一的两个引水流道同槽开挖，且两个引水流道共用一道中墙，因此减少了土方开挖量和钢筋混凝土用量，从而减少了工程投资，但这方面优势并不明显，缺点是需6台水泵并联运行，使压力箱内水流条件差，且不满足《泵站设计规范》（GB/T50265?97）中“并联运行的水泵台数不宜超过4台”的要求；方案三与方案一进行比较，其优势在于可大量减少工程投资，尽管潜水泵价格较高，但该方案无需再建引水流道和泵房上部的厂房，因此可大量减少土建工程的投资，工程造价优势依然明显，不过由于潜水泵故障率高，运行可靠率低，且潜水泵只能返厂检修等因素，使得该方案在泵站的安全运行、后期管理维护等方面存在不小的缺陷。综上所述，这次方案比选选取了方案一：立式轴流泵双侧引水流道方案为推荐方案。
4推荐方案工程的总体布置
泵站由引渠、节制闸、前池、泵房、后池、出水渠、左引水流道、右引水流道等组成。
引渠由引水明渠和引水暗渠组成，用于从永青渠引水至泵站前池。引水明渠总长20.5m，总宽52.0m～10.2m，底高程1.0 m～0.7m，渠底采用浆砌石护底，前15m渠道为梯形断面，采用浆砌石护坡及护底，后5.5m为圆弧翼墙衔接段，以半径R＝5.0m的圆弧渐变至引水暗渠，侧壁采用钢筋混凝土悬臂式挡土墙，底部为钢筋混凝土护底。引水暗渠为3孔3.0m×4.9m钢筋混凝土箱涵。
节制闸主要用于排涝时泵站前池进水和前池检修挡水。闸室顺水流向长8.0m，宽11.4m，共3孔，单孔净宽3.0m，每孔设一道挡水闸门，闸门前设回转式清污机。
前池为钢筋混凝土U型槽，宽10.2m～23.2m，顺水流向长40.0m，底板高程由0.7m渐变至－1.3m.前池末端设拦污栅。
泵房为干室型，自下而上分为流道层、水泵层和电机层3层，泵房顺水流向长25.0m，宽25.0m.流道层采用单机单室布置形式以便于检修，两端每孔均设铸铁控制闸门。水泵层顺水流方向分为两部分，前池侧为干室式水泵房，泵房右侧为检修间下混凝土空箱，泵房安装6台1200ZLB－125型立式轴流泵，各泵室以墩墙隔开，墩墙上开孔将各泵室及检修间下混凝土空箱连通，各泵室底板均设检修进人孔与流道层连通，进人孔平时用法兰盖封堵，检修排水时打开。后池侧为混凝土出水压力箱，箱体与泵房成整体结构，各机组出水压力箱被墩墙隔开，净宽3.2m，长7.2m，因机组台数较多，为方便运行和改善向左、右引水流道内排水时箱内水流条件，将压力箱按3台机组设置一联，分为二联，以中间中墩隔开，即压力箱内除中间中墩不开孔外，其余中墩及边墩均开孔联通，左侧与左引水流道连接，右侧与右引水流道连接，压力箱顶在副厂房外左、右边墩处各设一检修通气孔，压力箱后池侧每孔各设一控制闸门与后池相联。电机层上游侧为主厂房和检修间，下游侧为电气副厂房。
后池为钢筋混凝土U型槽，顺水流向长15m，宽23.2m，底高程－1.3m～－0.4m，始端设拦污栅。出水渠顺水流向长60m，宽23.2m～52.0m，底高程－0.4m.
出水渠前10.0m侧壁采用钢筋混凝土挡土墙，钢筋混凝土护底，钢筋混凝土挡土墙末端以半径R＝5.0m的圆弧渐变，与后50.0m相接。后50.0m渠底采用浆砌石护底，渠道为梯形断面，两侧采用浆砌石护坡，与永青渠现有护坡相接。左、右引水流道均为单孔3.5m×3.0m钢筋混凝土箱涵结构，底板高程均为1.3m，主要作为泵站由中泓故道向永青渠排水时的引水流道。左、右引水流道均以副厂房下压力箱侧壁为起点，前池U型槽侧壁为终点，并在起点设检修拦污门槽，末端设控制闸。永青渠与津永公路交会处原设有一座3孔断面为2.5m×3.5 m的引水闸，本次设计以该闸作为泵站的出口闸。
5结语
针对永青渠泵站工程设计上的特点和难点，本次方案选取了立式轴流泵双侧引水流道方案为推荐方案，该方案既满足了泵站的功能要求，又考虑到后期的安全运行及管理维护工作，并且将设计中的难题逐一解决掉，因此本次方案选择是正确和成功的。
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