给水泵站的土建要求-给水排水工程

一、一级泵站

如前所述，地面水源取水泵站往往建成地下式的。地下式一级泵站由于“临水深埋”，在结构上要求承受土压和水压，泵房筒体和底板要求不透水，有一定的自重以抵抗浮力，这就大大增加了基建投资。因此，对于地下式泵房应尽可能缩小其平面尺寸，以降低其工程造价。在地质条件允许时，一级泵房多采用沉井法施工，因此大都采用圆形结构。其缺点是布置机组及其他设备时，不能充分利用建筑面积，安设吊车也有一定困难。因此，有时泵房地下部分做成椭圆形，而地上部分做成矩形。泵房筒体的水下部分用钢筋混凝土结构，水上部分可用砖砌。泵房底板一般采取整体浇筑的混凝土或钢筋混凝土底板，并与水泵机组的基础浇成一体。为了减小平面尺寸有时也采用立式水泵。配电设备一般放在上层，以充分利用泵房内空间。压水管路上的附件，如止回阀、闸阀、水锤消除器及流量计等一般设在泵房外的闸阀井（或称切换井）中。这样不仅可以减小泵房建筑面积，而且当压水管道损坏时，水流不致向泵房内倒灌而淹没泵房。泵站与切换井间的管道应敷设于支墩或钢筋混凝土垫板上，以免不均匀沉陷。泵站与吸水井分建时，吸水管常放在钢筋混凝土暗沟内，暗沟上应留出入用的人孔。暗沟的尺寸应保证工人可以进入检查、处理漏水漏气事故；而在需要换管子时，可以通过人孔，把管子取出来。暗沟与泵房的连接处应设沉降缝，以防不均匀沉降而导致管道破裂。泵房内壁四周应有排水沟，把水汇集到水坑中，然后用排水泵抽走。排水泵的流量可选用10～30L/s，其扬程由计算确定。

由于一级泵站抽的是未经处理的浑水，一般需要另外接入自来水作为水泵机组的水封用水。

地下式泵站中，上下垂直交通可用0.8～1.2m宽、坡度为1∶1或稍小的扶梯，每两个中间平台之间不应超过20级踏步。站内一般不设卫生间和贮藏室。但应设电话与各种指示讯号装置，以便调度联系。为防止火灾，泵站内外要考虑灭火设备。

地下式一级泵站扩建时有一定困难，所以在第一次修建时即应考虑将来的扩建问题，通常泵房一次建成，设备分期安装。泵站内机器间的电力照明按每m2地板面积20～25W计算。

泵站的大门应比最大设备外形尺寸大0.25m。对于特别笨重的设备应预先留出安装孔。为了保证泵房内有良好的照明，应在泵房的纵墙方向开窗，窗面积通常应大于地板面积的1/6～1/7，最好为1/4。

在泵房附近没有修理场时，应在泵房内留出6～10m2的面积，作为修理和放置备用零件的场地。

图8-53所示为某化工厂地下式取水泵房实例。泵房内设14Sh-13A型水泵4台（三用一备），由于河中最低水位低于水泵轴线标高，但常水位却高于水泵轴线标高，故仅设SZ-2型真空泵2台（一用一备），作为最不利情况下启动水泵之用。因泵房较深，仅筒体高度即达13m，为了改善工人工作环境和电动机工作条件，设置4-72-11#4.5A风机1台。为便于安装和检修机组及各种设备，设置起重量为2t、跨度为9m的手动单轨吊车1台。此外，为排除机器间内积水，设置2BA-6A型排水泵1台。沿泵房内壁设宽1.2m的扶梯，以便值班人员上下。

图8-54所示为某电厂采用立式水泵的地下式取水泵站实例。泵站由泵房本体、栈桥、护岸、切换井等4部分构成。泵房为箱形结构，纵向间隔为进水间1、转动格网间2和机器间3。机器间沿竖向布置有操作层、电动机层和水泵层。在操作层地板上开有吊装孔，平时用钢筋混凝土板或钢板盖住。4台沅江36-23型水泵（三用一备）取水能力为7m3/s，装机总容量为3200kW。通风为抽风式，泵室设吸风口抽风，电机室风管与电动机壳连接密闭抽风。设起重量为10t，起吊高度16m的电动桥式吊车1台。水泵压水管上设2道闸阀，止回阀设于切换井内。

二、二级泵站

二级泵站的工艺特点是水泵机组较多，占地面积较大，但吸水条件较好。因此，大多数二级泵站建成地面式或半地下式。

地面式泵站的优点是施工方便，造价较低和运行条件较好。在半地下式的水泵站内，启动水泵比较方便。

若泵房地坪标高低于室外排水管标高时，则应设置排水设备。

二级泵站由于机组台数较多，因而附属的电气设备及电缆线也较多。在进行工艺设计时，应结合土建与供电要求一并考虑。但是二级泵站的土建造价相对比经常电耗小，因此在设计二级泵站时，要着重注意工艺上的要求和布置，土建结构应保证满足工艺布置的要求。

二级泵房属于一般工业建筑，常用柱墩式基础，墙壁用砖砌筑于基础梁上，外墙可以是一砖、一砖半或二砖厚，根据当地气候的寒暖而定。为了防潮，墙身用防水砂浆与基础隔开。对于装有桥式吊车的泵房，墙内须设置壁柱。机组运行时，由于振动而产生的很大噪声会影响工人健康，为此首先应保证机组的安装质量，同时要把机组与基础联结好；如有必要亦可采取消音措施。在管道穿过墙壁处采用柔性穿墙套管也可减少噪声的传播。泵房设计还应考虑抗震和人防要求。从抗震角度出发，泵房最好建成地下式或半地下式的。如果地下水位很高，施工困难或受其他条件限制，不能采用地下式时，也可设计成地面式泵房，但必须尽量做到：平、立面简单，体形规整，无局部突出。泵站内还应有水位指示器，当清水池或水塔中水位最高或最低时，便可自动发出灯光或音响信号。

图8-53　地下式取水泵房

（a）Ⅰ-Ⅰ剖面；（b）平面；（c）枢纽布置

图8-54　立式泵的地下式取水泵房

（a）剖面；（b）平面

泵站内外应设置灭火设施或消火栓，以扑灭可能的火灾。泵站内应设电话机，供调度联络用，如电话机设在机器间内，则应做成隔音的电话间。

图8-55所示为设有3台Sh型水泵的半地下式泵房的平面布置图。3台水泵（2台工作，1台备用）成横向单行排列。这样布置便于沿泵房纵向设置单梁式吊车，吸水管道与压水管道直进直出，可减少水头损失，节省电耗。水泵用真空泵引水启动。机器间地板向吸水侧有0.005的坡度，沿墙内侧设有排水沟，集水坑设于泵房一角，用手摇泵排水。压水管路上方的走道平台，直接与值班室相通，从平台有短梯通向机器间。值班室和配电室设于泵房一端，两侧各有大门和单扇小门与外面相通。值班室隔墙上设双层玻璃窗，既可隔音，又可观察整个机器间。泵房另一端还开有一扇小门通向室外。

图8-55　设有Sh型水泵的半地下式泵房平面布置图

1-操作室与配电室；2-地下式泵房；3-走道；4-短梯；5-水泵基础；6-真空泵基础；7-集水坑

三、循环水泵站

循环水泵站的3个显著特点如下：

（1）泵站的流量和扬程比较稳定，一般可选用同型号的水泵机组并联工作。(www.xing528.com)

（2）对供水的安全性要求较高，特别是一些大型的冶金厂和电厂，即使极短时间的中断供水也是不允许的。

（3）站内常装有热水泵，为改善水泵的吸水条件，常采用自灌式工作，故泵站埋设较深。

因此，在选泵和布置机组时，必须考虑有必要的备用泵和安全供水措施。

循环水泵站中有时设有冷、热水两种水泵机组。当条件允许时，应尽量利用废热水本身的余压直接送到冷却构筑物上冷却，这样便可省去一组热水泵机组，只需设置冷水泵机组，从而使泵站布置大为简化。

设有冷水及热水泵机组的循环水泵房，有以下几种常见的平面布置形式：

（1）机组横向双行交错排列布置，如图8-56（a）所示。适用于机组较多，水泵转向相同的情况。其优点是布置紧凑，泵房跨度较小；缺点是吸水管与压水管均须横向穿过泵房，需增加管沟或管桥设施。

（2）图8-56（b）的布置与图8-56（c）的布置基本相同。其特点是冷、热水泵都有正、反两种转向，冷、热水吸水池可以设在泵房的同一侧。

（3）机组纵向双行排列布置，如图8-56（c）所示。适用于机组较多的情况。其特点是管道布置在泵房两侧，不需横穿泵房，通道比较宽敞，便于操作检修；缺点是泵房跨度较大。

（4）机组纵向单行排列布置，如图8-56（d）所示。适用于机组较少的情况。冷水池与热水池可以布置在泵房的同一侧或者分开布置在泵房的两侧。亦可采用水泵机组轴线位于同一直线的单行顺列，这样管道的水力条件较好，但泵房长度较大。

有些大型工厂的循环水泵站，水泵机组多达十几台或几十台，往往采用几种形式的综合布置。这要根据生产工艺流程的布局、对泵站的要求以及地形地质条件等具体情况，对多个方案进行技术经济比较后确定。

四、深井泵站

图8-56　循环水泵房布置

（a）机组交错布置，水泵转向相同；（b）机组交错布置，水泵转向不同；（c）机组双排布置；（d）机组单排单列布置
1-热水池；2-冷水池；3-热水泵组；4-冷水泵组

深井泵站通常由泵房与变电所组成。深井泵房的形式有地面式、半地下式和地下式等3种。不同结构形式的泵房各有其优缺点。地面式的造价最低，建成投产迅速；通风条件好，室温一般比半地下式的低5～6℃；操作管理与检修方便；室内排水容易；水泵电动机运行噪声扩散快，音量小；但出水管弯头配件多，不便于工艺布置，且水头损失较大。半地下式比地面式造价高；出水管可不用弯头配件，便于工艺布置；水力条件好，可稍节省电耗及经常运行费用；人防条件较好；但通风条件较差，夏季室温高；室内有楼梯，有效面积缩小；操作管理、检修人员的上下及机器设备的上下搬运均较不便；室内地坪低，不利排水；水泵电动机运转时，声音不易扩散，声量大；地下部分土建施工困难。地下式的造价最高，施工困难最多，防水处理复杂；室内排水困难；操作管理、检修工作不便；但人防条件好；抗震条件好；因不受阳光照射，故夏季室温较低。

实践表明：上述3种形式中的前2种较好。

深井泵房平面尺寸一般均很紧凑，因此选用尺寸较小的设备对缩小平面尺寸有很大意义。设计时应与机电密切配合，选择效能高、尺寸小、占地少的机电设备。

此外，深井泵房设计，还应注意泵房屋顶的处理，屋顶检修孔的设置以及泵房的通风、排水等问题。

当用深井泵提升地下水时，水泵浸于水中，电动机设于井上，1台水泵即1个独立泵站。

图8-57所示为深井泵提升地下水的半地下式泵房。水泵压水管直接接出，无弯头配件，故水力条件较好。该泵房的立式电动机1装在井口的机座上，水泵将井水抽送到水塔或清水池，以便供给用户。在水泵压水管路2上，除了设置闸阀3和止回阀4外，为了便于施工及检修，还安装了一个伸缩接头5。

泵房进口左侧为消毒间6，消毒间靠近窗户，以利通风；泵站内的墙角处设置配电用的低压配电盘7，配电盘应远离窗户，以防雨水淋入。

泵房屋顶开有安装水泵机组和修理泵机用的吊装孔8，在进行修理工作时，在吊装孔上可装设起重设备。

深井泵填料函的排出水经DN25排水管9流至集水坑10，然后用手摇泵排除。

从止回阀后的压水管路上，引出一根预润水管11与深井水泵的预润孔相接，当管井中水位较低时，水位以上露出的深井泵主轴轴承较多，且深井泵停止运转30min后启动时，可将预润水管阀门12打开，以便在水泵启动前引压水管内的水润滑主轴轴承。预润水管上有供取水样和放空管内存水用的放水嘴13及供修理水泵和放水嘴时使用的检修闸阀14。

为了测量井中水位，还要装设水位计。由于小型深井泵站系“一井一泵”，设置分散、管理不便，故一般应设置中心调度室，实行集中遥控。当用潜水泵取集地下水时，由于电动机和水泵一起浸在水下，在井口上仅有出水弯管，因此无须每井单独设立泵房，而可以在地下蓄水池附近设一个集中控制间来管理多个向此蓄水池供水的潜水泵。这时配电设备及启动开关均可设在控制间内。潜水泵要求在井下挂得直，泵外壳和井筒之间要有5mm以上的空隙。

当地下水源岩性很好、储量充沛、涌水量大但埋藏较深时，或在山区河流取集地面水时，可以采取“一井多泵”的方法，即在一个大直径钢筋混凝土井筒内，设置若干台深井泵或潜水泵取水。我国西南地区的一些水厂和工厂的自备水源采用这种方式取水取得了一定效果。

图8-57　半地下式深井泵房

（a）Ⅰ-Ⅰ剖面；（b）平面
1-立式电动机；2-压水管；3-闸阀；4-止回阀；5-活箍；6-消毒间；7-低压配电盘；8-吊装孔；9-排水管；10-集水坑；11-预润水管；12-预润水阀门；13-放水嘴；14-检修闸阀