1、工程概述

新泉寺新建排澇泵站位于湖南岳陽的湘陰縣新泉寺鎮(zhèn),泵站負(fù)責(zé)排除東爛泥湖、鏡明河及五個垸子的部分洪水,共計排澇面積為 99.15 km?。經(jīng)調(diào)查,原爛泥湖區(qū)各堤垸排澇工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，大多建設(shè)于20世紀(jì)60-70年代:無積水外排能力，區(qū)域內(nèi)積水只能依靠相鄰排區(qū)的外排泵站，且相鄰排區(qū)僅能滿足自身排澇要求;鏡明河出口無外排泵站,此處建有新泉寺水閘，當(dāng)外河水位高時,內(nèi)河漬水無法自流外排。新泉寺水閘位于鏡明河河口入湘江處(湘資垸與嶺北垸防洪大堤交匯處，工程所在位置外河為湘水西支。

通過在鏡明河河口新泉寺水閘上游處新建新泉寺泵站，提高爛泥湖區(qū)內(nèi)堤垸的防洪能力，使區(qū)內(nèi)形成“自排、調(diào)蓄、提排”相結(jié)合的排澇工程體系。泵站設(shè)計排澇裝機流量為 45.56 m%s,裝機功率為 3 200 kW。

2、傳統(tǒng)排澇泵站存在的主要問題

目前水利工程中排澇泵站主要有傳統(tǒng)型泵站和閘泵一體化泵站兩種類型。

傳統(tǒng)型泵站,主要包括水泵站設(shè)備、泵房、附屬設(shè)備及穿堤建筑物工程等,投資規(guī)模較大,需征收建筑用地。項目施工需要破除堤防、中斷交通,工程建設(shè)過程中風(fēng)險較高、協(xié)調(diào)管理難度大。

閘泵一體化泵站，通過利用泵站的水泵流道及增設(shè)控制流道閘門實現(xiàn)閘泵一體化布置。閘泵一體化泵站,將潛水電泵直接設(shè)置在鋼閘門上,鋼閘門既是擋水結(jié)構(gòu)又是潛水電泵運行時的受力結(jié)構(gòu),鋼閘門及潛水電泵重量分別超過10t時，閘泵一體化設(shè)計對設(shè)備升降安裝造成極大困難,并導(dǎo)致設(shè)備安裝及維護工藝復(fù)雜，

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計

為解決傳統(tǒng)排澇泵站存在的諸多問題，在閘泵一體化設(shè)計基礎(chǔ)上創(chuàng)新性地提出了泵站閘泵分離及水下盲裝耦合技術(shù),采用“閘門”+“潛水電泵”的閘泵分離技術(shù),相比于閘泵一體化泵站,安裝及維護工藝簡單,并解決了閘泵一體化泵站設(shè)備升降安裝困難等問題閘泵分離是閘門及潛水電泵分開獨立布置的技術(shù)。閘門與設(shè)置在流道側(cè)壁上的安裝槽相匹配設(shè)置,且閘門上設(shè)有用于水流通過的過水孔，潛水電泵通過調(diào)節(jié)式連接件設(shè)置在閘門的一側(cè)，潛水電泵包括水泵本體以及設(shè)置在水泵本體上與過水孔相匹配的耦合件，耦合件能使經(jīng)過水孔來的流水由水泵本體排出。在水泵周圍設(shè)置了兩條導(dǎo)軌組，能夠?qū)崿F(xiàn)水泵機組沿流道垂直方向和水平方向的雙重位置精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，確保水泵與閘門密封耦合,操作簡單,能有效實現(xiàn)排洪。水下盲裝耦合技術(shù)利用水泵導(dǎo)向桿與閘門導(dǎo)入槽正常耦合,耦合法蘭與閘門耦合密封,此時導(dǎo)向桿與導(dǎo)向槽是有距離的,在潛水電泵啟動時,利用水泵本體反推力的作用,水泵向鋼閘門側(cè)移動,達(dá)到自動密封的條件從而正常排澇。閘泵密封耦合時,其閘門導(dǎo)向槽及底座混凝土與軌道的組合大大增加了水泵運行的強度、剛度、穩(wěn)定性。見圖1。

4、設(shè)備安裝工藝

項目完成土建工程施工后，開始泵站金屬結(jié)構(gòu)和機電設(shè)備的安裝工作。設(shè)備安裝工藝流程見圖 2:

1)      閘門安裝。設(shè)備安裝時,要先完成泵站的行車安裝,確保后續(xù)的設(shè)備安裝具備起吊作業(yè)的條件。鋼閘門在車間按設(shè)計圖紙加工成型后運輸至泵房,要把耦合件的制作精準(zhǔn)度作為質(zhì)量控制的重點，安裝過程中預(yù)埋件、止水的安裝精度,其誤差不得大于規(guī)范規(guī)定。

2)潛水電泵安裝。潛水電泵安裝時,在安裝現(xiàn)場將潛水電泵底部導(dǎo)向輪組件用螺栓與潛水電泵臨時組裝成一體,利用調(diào)試好的卷揚機升降潛水電泵,使?jié)撍姳玫鸟詈掀矫姘逶谧陨碇亓ψ饔孟履茼槙车剡M入閘門耦合板(粗調(diào))。分別調(diào)整導(dǎo)軌與導(dǎo)向輪之間距離(精調(diào)),使閘門耦合板與水泵進水端耦合平面及中心位置等符合要求，將底部兩根30"輕軌焊接在底部預(yù)埋底板上,保證潛水電泵底部滾輪壓到兩輕軌上,同時保證兩輕軌間距為1800mm 且相對流道中心線對稱。導(dǎo)軌、潛水電泵、鋼閘門聯(lián)調(diào),導(dǎo)軌與預(yù)埋底板焊接前,機組耦合法蘭應(yīng)與閘門上的耦合法蘭處于密封狀態(tài)。

將兩側(cè)連接支架組件與水泵臨時固定,調(diào)節(jié)尺寸使第一導(dǎo)向輪落入兩側(cè)導(dǎo)向門槽,兩邊間距相等,同時檢查小滾輪與導(dǎo)向槽基礎(chǔ)豎面角鋼之間間距是否滿足設(shè)計要求，如不滿足可調(diào)整導(dǎo)向輪組件與連接支架之間平墊片的數(shù)量。重復(fù)升降水泵,重新調(diào)整兩側(cè)導(dǎo)向控制組件位置,直至將電泵沿基礎(chǔ)兩側(cè)導(dǎo)向槽逐漸下落在下落過程中電泵進水口法蘭會自動落入閘門出口側(cè)導(dǎo)向槽,一直下落到預(yù)定位置,即保證閘門孔中心線與電泵進、出水口中心線重合,耦合平面應(yīng)嚴(yán)密無縫隙潛水水泵安裝完成。

5、泵站運行作業(yè)程序

根據(jù)閘泵分離技術(shù)的特點，制定了泵站啟動機組運行的作業(yè)程序,具體的作業(yè)流程包括:檢查-→低壓送電-→關(guān)閉機組閘門-→落水泵-→開啟防洪閘門-→準(zhǔn)備啟動-→啟動-→運行觀察。1)檢查:各電氣控制柜是否關(guān)閉良好-→PT 柜電

3)“閘泵”水下盲裝耦合。將閘門關(guān)閉,操作橋式起重機和自動抓梁聯(lián)動,緩慢移動至閘門位置上方，人工配合液壓抓梁平穩(wěn)后使液壓抓梁上定位槽對準(zhǔn)閘門定位銷,緩慢落下抓梁就位后操作抓梁穿銷。穿銷到位后提升閘門(3~5)cm,人工分別移除閘門兩側(cè)鎖定銷操作起重吊將閘門緩緩落入到位(當(dāng)?shù)趵K松弛時表示到位)。將潛水電泵稍微提升,檢查清理泵坑垃圾后方可開始潛水電泵下降與閘門耦合，人工下入吊籃內(nèi)移除水泵鎖定栓銷;操作卷揚式啟閉機將水泵緩慢下落使水泵與閘門耦合后下落到位。

4)“閘泵”分離。泵站停止運行后,提升潛水電泵,利用鋼吊籃上的卷揚機升降潛水電泵。閘門提升,起重機配合液壓抓梁緩慢移動至閘門槽位置上方，人工配合液壓抓梁平穩(wěn)后使液壓抓梁緩慢下降落入閘門槽緩慢下降抓梁至閘門就位，操作抓梁穿銷到位后提升閘門。當(dāng)閘門鎖口完全露出鎖定面(2~5)cm 時停止提升,人工將閘門鎖銷栓入鎖口后,下降閘門鎖定,此時應(yīng)注意防止鎖銷滑出。

5)試運行。無水情況下全行程啟閉試驗，試驗過程檢查滑道的運行有無卡阻現(xiàn)象,開展“閘泵”水下盲裝耦合與分離測試,確保設(shè)備安裝全部正常,并啟動泵站的試運行,檢驗泵站設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性壓指示是否符合-→站變柜是否通電-→軟啟動柜及補償柜是否處于通電就緒狀態(tài)-→軟啟動柜內(nèi)手搖式真空斷路器是否處于停用位置-→低壓出線柜內(nèi)各出線端塑殼斷路器的開合情況。

2)低壓送電:將低壓出線柜內(nèi)的“移動吊車”和“水泵啟閉”斷路器開關(guān)調(diào)至“ON”的位置-→如需要,可將“廠內(nèi)照明”開關(guān)調(diào)至“ON”的位置。

3)關(guān)閉機組閘門:操作移動梁式起重吊和液壓自動抓梁,將需要的閘門閉落就位并提升出液壓抓梁。

4)落水泵:操作升降卷揚機將潛水電泵落下與閘門耦合就位。

5)啟動:當(dāng)軟啟動柜各信息指示燈(備妥、蓄能準(zhǔn)啟、停止)亮起,可根據(jù)選擇的啟動模式按鍵啟動運行。

6)運行觀察:啟動后及時觀察其運行電流、電壓狀況,正常運行中每小時觀察記錄相應(yīng)運行狀況

6、結(jié)語

湘陰縣新泉寺排澇泵站工程，經(jīng)歷了多次洪水的考驗,上游排區(qū)的汛情得到了有效控制,確保了當(dāng)?shù)厝嗣袢罕娚敭a(chǎn)安全。通過采取“閘泵分離技術(shù)"和“水下盲裝耦合技術(shù)”解決了傳統(tǒng)泵站和閘泵一體化泵站存在的諸多問題。

洞庭湖是我國四大淡水湖之一,受全球氣候變暖,水利工程建設(shè)、圍湖造田及湖區(qū)周圍城鎮(zhèn)化等眾多因素的影響,導(dǎo)致洞庭湖區(qū)調(diào)蓄能力嚴(yán)重下降,洪澇災(zāi)害頻發(fā),制約了當(dāng)?shù)厣鐣?、?jīng)濟、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。本項目的成功建設(shè)與運營，為洞庭湖區(qū)其他排澇泵站的建設(shè),提供了一種新模式,創(chuàng)造了新經(jīng)驗。