多井筒并联一体化预制泵站的设计思路和设计要点

　　泵站毕业论文第五篇：多井筒并联一体化预制泵站的设计思路和设计要点

　　摘要：多井筒并联一体化预制泵站具有可满足工程分期修建、提供多个排水出路、缩短施工周期的特点，文章以实际工程为例，介绍多井筒并联一体化预制泵站的设计思路和设计要点，对流量、标高、布局等相关设计参数进行分析。

　　关键词：多井筒并联; 一体化预制泵站; 污水处理; 排水;

　　Application of Multi Shaft Parallel Integrated Prefabricated Pump Station in Engineering

　　ZHANG Hong-bin

　　城市化进程不断推进，对居住环境提出了更高要求，污水提升泵站作为城市基础设施建设中必不可少的一环也面临着新的挑战。传统钢筋混凝土泵站在规划选址、建设周期、环境影响等方面受到制约，一体化预制泵站作为一种占地面积小、建设周期短的新型泵站在实际工程中得到广泛应用[1,2,3]；然而常规的单井筒一体化预制泵站规模小、只能设置单一排水出路，工程适用范围受到一定限制。如何将一体化预制泵站应用于复杂的实际工程中，是需要探索的方向；本文结合实际工程，提出了一种一体化预制泵站多井筒并联布置方案。

　　1 工程概况

　　中新天津生态城临海新城二号污水泵站设计规模为0.70 m3/s，排水出路有两个，分别为营城污水处理厂和中心渔港污水处理厂。排入营城污水处理厂的污水量为0.54 m3/s，排入中心渔港污水处理厂的污水量为0.16 m3/s。根据临海新城片区建设开发时序，近期排入营城污水处理厂，远期根据建设规模再进行水量的预测，泵站建设按近期实施，为远期预留条件。

　　2 建设形式的选择

　　目前污水泵站的建设形式有两种：一种为传统钢筋混凝土结构，另外一种为一体化预制泵站。传统钢筋混凝土结构泵站具有可靠性及耐久性高、占地面积大、结构形式复杂、施工及安装周期较长的特点，其应用受到规划条件及现状环境的限制；一体化预制泵站具有占地面积小、施工及安装周期短、对周边环境影响小、场地适应性更加灵活的特点，但相对传统泵站须增加泵站基坑深度，同时须进行抗浮验算设计。两种类型泵站各有优缺点，在工程建设中应根据规划及现状条件、建设规模、占地面积、施工周期等具体条件并结合建设及养管单位的意见综合分析后选择确定。本工程采用一体化预制泵站较传统钢筋混凝土结构泵站施工及安装周期缩短3～5月，占地面积节约30%～60%，工程投资节省20%～40%，优势比较明显。

　　一体化预制泵站的主体结构是井筒，水泵、控制系统和远程监控系统等主要单元都集成于井筒内部。单个井筒尺寸受加工技术、运输条件等因素的制约，最大直径为3.80 m[4]。井筒内可安装潜水离心泵或潜水轴流泵：当井筒内安装潜水离心泵时，一般为2～3台，单台流量≯1.00 m3/s，可应用于污水泵站、雨水泵站及地道雨水泵站；当井筒内安装潜水轴流泵时，一般为1台，流量≯3.00 m3/s，可用于雨水泵站、河道补水及循环泵站。一体化预制泵站常采用单井筒形式布置，设计简单，但只能适用于泵站规模较小、单一排水出路的情况。

　　在实际工程中，针对泵站规模相对较大、非单一排水出路等复杂情况，可考虑一体化预制泵站多井筒并联布置方案。多井筒并联是指将两个或两个以上井筒并联组成的一体化预制泵站，通过设置多个井筒，能够解决单井筒布置水泵规模受限问题，同时可以实现多个排水出路，应用于流量超过0.23 m3/s的污水泵站[5]。基于此，本工程拟采用多井筒并联一体化预制泵站。

　　3 设计要点

　　3.1 总体设计

　　近期先行建设流量为0.54 m3/s的泵井，远期再建设0.16 m3/s的泵井，为减小泵井埋深，保证筒体结构及运行安全，近期建设的泵井拟采用2座井筒，与远期建设的1座井筒构成三井筒并联形式。见图1。

　　图1 三井筒平面布置   

　　3.2 工艺设计

　　3.2.1 工艺条件

　　进水管径DN1 400 mm，高程-2.800 m；近期出水管径DN800 mm，高程1.400 m；泵站室外地面高程5.600 m。泵站的工艺流程见图2。

　　图2 工艺流程   

　　3.2.2 一体化预制配水闸门井

　　为实现流量分配及便于检修，进水管道须先通过一体化预制配水闸门井。一体化预制配水闸门井采用?3 800 mm复合缠绕玻璃钢一体化预制筒体，筒体深9.6 m。在进水管一侧设置DN1 400 mm闸门，2个近期出水管一侧均设置DN700 mm闸门，远期出水管一侧设置DN600 mm闸门；同时为保护一体化预制泵井内粉碎格栅的安全运行，DN1 400 mm闸门外增设了配套的提篮格栅，用于拦除粒径>80 mm的栅渣。

　　3.2.3 一体化预制井筒

　　为满足不同排水出路的近远期规模，采用3个?3 000 mm复合缠绕玻璃钢一体化预制井筒并联，近期先实施2个，单井筒设计流量0.27 m3/s，深度11.0m；远期再实施1个，单井筒设计流量0.16 m3/s，深度11.0 m。近期单个井筒内设3台潜水排污泵，单台水泵设计流量0.135 m3/s，扬程9.4 m，单泵功率25 k W。

　　为保证水泵的安全、高效运行，集水池容积应满足最小有效容积及水泵的最大允许启停次数的要求。一体化预制泵站配备水泵的最大允许启停次数一般为10～30次[4]。设计取水泵的最大允许启停次数为10次/h，集水池最小有效容积应≮12.15 m3，经复核计算本工程选用的一体化预制泵井集水池容积为13.49 m3，满足相应规范要求。

　　一体化预制井筒较传统泵池占地面积小，为满足最小集水池容积及水泵启停次数的要求，往往要增加井筒的深度[6]，采取有效措施保证井筒水流状态平稳，减小水泵吸入口处涡流的产生，提高水泵运行效率，同时避免池底的淤积。本工程泵站结构采用斜坡形底部，运行时水泵吸入口流速较大，使杂物通过水泵输送出去，减少底部杂质淤积[7,8]。

　　3.2.4 一体化预制流量计井

　　为满足对污水泵站流量的监测，在泵站压力出水管道设置了?2 000 mm复合缠绕玻璃钢一体化预制流量计井，深4.6 m，内设电磁流量计。

　　3.2.5 除臭设施

　　根据周边规划情况，应设置除臭设施。采用离子除臭，处理量为1 000 m3/h，满足厂界新扩改建二级指标的要求[9]。

　　3.3 结构设计

　　基坑为内径15.0 m的正十二边形结构，深7.0 m，采用桩长16 m、桩径650 mm、间距450 mm的SMW工法桩支护。为满足泵井抗浮要求，采用满铺500 mm厚钢筋混凝土底板及回填土相结合形式将一体化预制配水闸门井、一体化预制井筒与钢筋混凝土底板进行锚固连接。

　　4 结语

　　多井筒并联一体化预制泵站可满足实际工程中泵站近远期规模及不同排水出路要求，拓宽了一体化预制泵站的应用范围。通过本文对多井筒并联一体化预制泵站布置和相关设计参数的介绍，为类似工程提供设计思路。

　　参考文献

　　[1]尤鑫，胡江，洪磊.污水预置泵站与传统污水泵站对比分析[J].中国给水排水，2015,31(20):14-16.

　　[2]吴文波.新型全地埋式污水泵站与传统泵站综合比较[J].中国给水排水，2005,21(8):69-70.

　　[3]周佳，宋瀛.一体化污水提升泵站的应用探讨[J].山西建筑，2015,41(10):130-132.

　　[4] CECS 407:2015，一体化预制泵站应用技术规程[S].

　　[5]汪维，杨欣，徐秀丽.一体化泵站在城镇污水设计中的应用[J].山西建筑，2015,41(9):129-130.

　　[6]任亮.一体化预制泵站在雨水泵站中的应用[J].城市道桥与防洪，2014,(2):98-100+11.

　　[7]王默.一体化泵站水力性能CFD研究[D].扬州：扬州大学，2016.

　　[8]王卓颖，吴恩赐，郭德若，等.预制式泵站应用于优化中小型泵站的研究[J].中国建设信息（水工业市场），2009,(11):46-49.

　　[9]GB 14554—93，恶臭污染物排放标准[S].