泵站枢纽总体布置的好坏直接影响枢纽工程的施工和正常运转。因此,必须进行多方案的技术、经济全面综合比较后确定。
不同功能的泵站,其枢纽布置分以下几种型式。
1.灌溉泵站枢纽布置
(1)引水式布置。由河流取水的灌溉泵站,当河道岸边坡度较缓时,宜采用引水式布置,并应在引渠渠首设进水闸;由渠道取水的灌溉泵站,宜在渠道取水口下游侧设节制闸。
(2)岸边式布置。当河道岸边坡度较陡时,宜采用岸边式布置,其进水建筑物前缘宜与岸边齐平或稍向水源凸出。由湖泊取水的灌溉泵站,可根据湖泊岸边地形、水位变化幅度等,选择采用引水式或岸边式布置。岸坡较陡或水源水位变化较大,灌区距水源较近时,可不设引水渠,而在进水闸后接泵房,这种进水型式要求进水建筑物有较高的防洪标准,以确保泵房安全。因此,在水位变化幅度较大的河流取水时,泵房高度较大。这不仅会增加投资,同时还会因泵房内的通风、采光条件较差以及在夏季的温度和湿度较大,而给运行管理带来诸多的不便,在设计中应注意研究解决这方面的问题。
2.排水泵站枢纽布置
(1)闸站分建布置。当建站地点已建有排水闸时,排水泵站宜与排水闸分建。建站前已建自流排水闸,通过合理规划,建站后原排水闸仍配合排水站排水。当排水闸不能自流排水时,则由排水站抽排。
(2)闸站合建布置。在具有部分自排条件的地点建排水泵站,泵站宜与排水闸合建;当泵站扬程较低或内外水位变幅较小时,常采用闸站合建布置。排水泵站宜采用正向进水和正向出水的方式。
3.排灌结合站枢纽布置
对于平原湖区,排水和灌溉都是不可缺少的水利措施。当外河水位较高,排水区内涝水不能自排时,必须通过泵站抽排。当区内出现旱情或区内缺水灌溉时,需要引水或提水灌溉。因此,泵站枢纽布置往往需要把两者结合起来,以充分发挥泵站的作用。
贯流式泵站排灌结合布置比立式泵采用双向流道(X型流道)或单向流道另建配套涵闸的泵房布置型式都要方便、简单。
贯流泵机组采用平直管式进出水流道,可实现双向抽水,较好地适应灌排结合泵站的需要。一种型式是用单向叶轮配贯流装置,通过泵体整体调头来实现双向排水。整体调头的贯流泵进出口尺寸相同。贯流泵出水方向应对着排涝方向,在需要灌溉时,泵整体调头,灌溉结束后恢复排涝方向。旋转调头潜水贯流泵站,调头时仅需起动独立的转向系统,即可实现泵装置整体的调头,调头完成后,驱动装置锁紧,机组可以平稳运行。这种安装方式,无需拆卸吊装,转动灵活。设计中,应考虑水泵机组的间距,除满足水力要求外,还需要满足调头的要求。
另一种型式是用带S型叶片的叶轮配贯流装置,通过泵体叶轮正反转来实现双向排水。这种型式无需将泵整体调头,只需通过电气控制使水泵电机实现正反运转,就能双向抽水。水泵一次整体安装后,一般无需拆卸,接头部位不易渗漏。(www.xing528.com)
4.枢纽布置中泵站与船闸结合布置需要考虑的情况
(1)利用河流颈部位裁弯取直布置泵站厂房和船闸,原河床布置拦河坝及泄水闸。这种布置施工场地开阔,互不干扰。设计时应注意解决裁弯取直引水渠内的淤积和船舶引水渠进出口门的水力学问题。
枢纽处河流两岸有滩(渚)地时,可利用滩(渚)地布置船闸或厂房,在原主河道布置泄水闸。这种布置方案船闸建筑物不占主河道的行洪断面,进出口水力学条件较易解决,同时滩(渚)地建筑物施工可先期进行,不受截流时间控制,又可利用滩(渚)地建筑物的开挖料修筑围堰,以节约投资。
(2)单槽河段,从主要建筑物的相对位置分有以下两种形式:
1)船闸和厂房集中布置。这种布置是将船闸、厂房布置在河床的同一侧,泄水闸(溢流坝)布置在河床的另一侧。一般情况下,船闸、厂房置于河道的凹岸,并根据规范要求船闸应靠近岸边,厂房应靠近河床布置。这样,对船闸进出口门的冲淤、流速、流态及与上下游主航道连接有利。同侧布置船闸、厂房,厂房置于船闸泄水闸之间,当泄水闸泄水时,因有厂房段作为过渡段,船闸进出口门受泄水闸泄流影响较小,水流流速、流态较易满足。设计时应注意解决正常运行时厂房的进出水流对船闸上、下游进出口门的影响及施工干扰等问题。
2)船闸、厂房分散布置。这种布置是船闸和厂房分别布置在泄水闸两侧。通常将船闸置于河流主航道一侧的岸边,以利于进出口门与上、下游主航道连接。分散布置在河床较窄的情况下使工程量较省。分散布置对厂房进厂交通、出线均易解决,泄水闸也可通过合理分区运用解决船闸进出口门的水力学问题。
5.泵站枢纽布置需考虑的其他问题
从多泥沙河流上取水的泵站,当具备自流引水沉沙、冲沙条件时,应在引渠上布置沉沙、冲沙或清淤设施;当不具备自流引水沉沙、冲沙条件时,可在岸边设低扬程泵站,布置沉沙、冲沙及其他排沙设施。
在深挖方地带修建泵站,应合理确定泵房的开挖深度,减少地下水对泵站运行的不利影响,并应采取必要的通风、采暖和采光等措施。
对于建造在污物、杂草较多的河流上的泵站,应设置专用的拦污、清污设施,其位置宜设在引渠末端或前池入口处。站内交通桥宜结合拦污栅设置。
建于堤防处且地基条件较好的低扬程、大流量泵站,宜采用堤身式布置。对于水流条件复杂的大型泵站枢纽布置,应通过水工整体模型进行试验论证。
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