穿堤排澇泵站出水池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研討

董小卓趙一晗宋 軒

（1.南京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，江蘇南京 210006；2.江蘇省水利廳規(guī)劃計(jì)劃處，江蘇南京 210029）

排澇泵站穿堤建筑物主要由出水池、出水涵洞、閘門井、出水口四個(gè)部分組成。出水池是連接出水管道和出水涵洞的銜接建筑物，主要使出水管道內(nèi)的水流平順而均勻地流入出水涵洞，并方便人員進(jìn)入池內(nèi)檢修拍門。出水池根據(jù)水流方向劃分為正向出水池和側(cè)向出水池，前者指管口出流方向和池中水流方向一致，后者指管口出流方向和池中水流方向正交或斜交。側(cè)向出水池由于出流方向改變，流態(tài)不好，一般在受地形限制的情況下才采用。考慮到排澇泵站一般主要選用臥式混流泵和軸流泵，本文對(duì)這兩種泵型進(jìn)行研究，采用正向出水池，泵室與出水池分開。

1 出水池設(shè)計(jì)

1.1 出水池寬度

單臺(tái)泵的出水池寬度B=（2~2.5）D0（D0為出水管口直徑）。

多臺(tái)泵的出水池寬度［1］B=（n-1）δ+n（D0+2a）式中：

n—出水管數(shù)目；

δ—隔墩厚度，一般小型泵站可不設(shè)隔墩；

a—出水管邊緣至池壁（側(cè)向）或隔墩的距離，對(duì)多管出水池，為減小水流的相互撞擊和干擾，可取a=（0.5~0.75）D0；根據(jù)管道或拍門的安裝要求，管道的凈間距不宜小于D0。

1.2 出水池收縮角

正向出水時(shí)，出水池收縮角一般為 30°~40°，最大不超過 60°。

1.3 管口下緣至池底的距離P

管口下緣至池底的距離P主要用以防止池中泥沙或雜物等淤塞出水口，以及便于出水管道和拍門的施工安裝，一般采用：P=0.2~0.3 m。

1.4 管口至池壁（正向）的距離h

管口至池壁（正向）的距離h是為了防止出流受到對(duì)面邊壁的阻擋而形成反向回流，導(dǎo)致出流不暢，池內(nèi)水流紊亂，一般取h=4~5D0。

1.5 出水池的頂高程H1［2］

出水池的頂高程H1可按下式確定：

H1=H2+c式中：

H2—出水池最高水位，m；

c—安全超高。

出水池安全超高見表1。

表1 出水池安全超高（m）

1.6 出水池的長度L

出水池的長度L由水平段長度Ls和漸變段長度Lg組成。

式中：

B—出水池寬度；b—出水箱涵寬度。

出水池水平段Ls可根據(jù)管口至池壁（正向）的距離h調(diào)整，以方便安裝進(jìn)出池內(nèi)的鐵爬梯。

2 減小出水池尺寸的措施

2.1 臥式混流泵機(jī)組

（1）根據(jù)工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，常用的20寸臥式混流泵（500 HW）的機(jī)組間距宜為3 m，26寸臥式混流泵（650 HW）的機(jī)組間距宜為3.6 m，管道進(jìn)入出水池前可向中間旋轉(zhuǎn)收縮靠攏。

（2）泵型為 26寸（650 HW）臥式混流泵標(biāo)準(zhǔn)件是左出水，泵型為20寸（500 HW）臥式混流泵標(biāo)準(zhǔn)件是右出水。遇到650 HW混流泵和500 HW混流泵組合運(yùn)用時(shí)，應(yīng)利用出水方向不同的特點(diǎn)，將管道緊靠著布置在泵中間。

2.2 軸流泵機(jī)組

軸流泵可以通過機(jī)組旋轉(zhuǎn)向中間收攏轉(zhuǎn)向，減少管道彎頭，減小出水池尺寸。

3 防止泵室和出水池不均勻沉降的措施

（1）可在出水池與泵室之間設(shè)置柔性接頭以適應(yīng)站身和出水池之間出現(xiàn)較大的不均勻沉降。柔性接頭一般有鋼質(zhì)柔性接頭和橡膠質(zhì)柔性接頭兩大類，工程中一般采用橡膠質(zhì)柔性接頭，防腐效果好，價(jià)格便宜，適應(yīng)變形能力強(qiáng)。

（2）若不均勻沉降較小，可在出水池和泵室處設(shè)置穿墻鋼套管。在鋼套管和出水管道之間填充瀝青油麻絲和石棉水泥，套管四周設(shè)翼環(huán)。

4 出水池的引水功能

泵站的功能越來越多樣，既要考慮排澇又要考慮能引水灌溉，但二者要求的涵洞底高程相差較大。一般排澇泵站采用高涵，可以減少工程投資和閘門的啟閉次數(shù)；引水涵洞考慮到引水多，一般采用低涵。可在排澇和引水之間選擇一個(gè)合適的高程，在出水池設(shè)閘門控制，讓排澇和引水共用出水涵洞。

泵站采用在出水池與檢修間之間設(shè)引水涵洞，并在出水池處設(shè)置鑄鐵閘門，安裝手動(dòng)螺桿啟閉機(jī)1臺(tái)套控制。

5 結(jié)論

采用650 HW混流泵和500 HW混流泵組合時(shí)，應(yīng)利用出水方向不同的特點(diǎn)將管道緊湊地布置在泵中間，以減小出水池尺寸。

軸流泵通過機(jī)組旋轉(zhuǎn)和臥式混流泵通過管道旋轉(zhuǎn)的合理布置可節(jié)省出水池的工程量。

排澇和引水共用出水涵洞時(shí)，在出水池與檢修間之間設(shè)引水涵洞，在出水池設(shè)閘門控制，一池兩用，可節(jié)約工程投資。

［1］ 儲(chǔ) 訓(xùn)，劉復(fù)新.中小型泵站設(shè)計(jì)與改造.南京：河海大學(xué)出版社，2001.

［2］ 劉 超，徐 輝.水泵及水泵站.南京:中國水利水電出版社，2009.