1、工程概述

新泉寺新建排澇泵站位于湖南岳陽(yáng)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(gè)垸子的部分洪水,共計(jì)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(wú)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(wú)外排泵站,此處建有新泉寺水閘，當(dāng)外河水位高時(shí),內(nèi)河漬水無(wú)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(guò)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(jì)排澇裝機(jī)流量為 45.56 m%s,裝機(jī)功率為 3 200 kW。

2、傳統(tǒng)排澇泵站存在的主要問(wèn)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(xiàng)目施工需要破除堤防、中斷交通,工程建設(shè)過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)較高、協(xié)調(diào)管理難度大。

閘泵一體化泵站，通過(guò)利用泵站的水泵流道及增設(shè)控制流道閘門實(shí)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(yùn)行時(shí)的受力結(jié)構(gòu),鋼閘門及潛水電泵重量分別超過(guò)10t時(shí)，閘泵一體化設(shè)計(jì)對(duì)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(hù)工藝復(fù)雜，

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為解決傳統(tǒng)排澇泵站存在的諸多問(wèn)題，在閘泵一體化設(shè)計(jì)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(hù)工藝簡(jiǎn)單,并解決了閘泵一體化泵站設(shè)備升降安裝困難等問(wèn)題閘泵分離是閘門及潛水電泵分開(kāi)獨(dú)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(guò)的過(guò)水孔，潛水電泵通過(guò)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(guò)水孔相匹配的耦合件，耦合件能使經(jīng)過(guò)水孔來(lái)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(jī)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(jiǎn)單,能有效實(shí)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(shí)導(dǎo)向桿與導(dǎo)向槽是有距離的,在潛水電泵啟動(dòng)時(shí),利用水泵本體反推力的作用,水泵向鋼閘門側(cè)移動(dòng),達(dá)到自動(dòng)密封的條件從而正常排澇。閘泵密封耦合時(shí),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(yùn)行的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性。見(jiàn)圖1。

4、設(shè)備安裝工藝

項(xiàng)目完成土建工程施工后，開(kāi)始泵站金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)電設(shè)備的安裝工作。設(shè)備安裝工藝流程見(jiàn)圖 2:

1)      閘門安裝。設(shè)備安裝時(shí),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(jì)圖紙加工成型后運(yùn)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(diǎn)，安裝過(guò)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(shí),在安裝現(xiàn)場(chǎng)將潛水電泵底部導(dǎo)向輪組件用螺栓與潛水電泵臨時(shí)組裝成一體,利用調(diào)試好的卷?yè)P(yáng)機(jī)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(jìn)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(jìn)水端耦合平面及中心位置等符合要求，將底部?jī)筛?span lang="EN-US">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(shí)保證兩輕軌間距為1800mm 且相對(duì)流道中心線對(duì)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(jī)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(shí)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(shí)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(jì)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(guò)程中電泵進(jìn)水口法蘭會(huì)自動(dòng)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(jìn)、出水口中心線重合,耦合平面應(yīng)嚴(yán)密無(wú)縫隙潛水水泵安裝完成。

5、泵站運(yùn)行作業(yè)程序

根據(jù)閘泵分離技術(shù)的特點(diǎn)，制定了泵站啟動(dòng)機(jī)組運(yùn)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(jī)組閘門-→落水泵-→開(kāi)啟防洪閘門-→準(zhǔn)備啟動(dòng)-→啟動(dòng)-→運(yùn)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(jī)和自動(dòng)抓梁聯(lián)動(dòng),緩慢移動(dòng)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(duì)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(shí)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(kāi)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?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)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(yùn)行后,提升潛水電泵,利用鋼吊籃上的卷?yè)P(yáng)機(jī)升降潛水電泵。閘門提升,起重機(jī)配合液壓抓梁緩慢移動(dòng)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(shí)停止提升,人工將閘門鎖銷栓入鎖口后,下降閘門鎖定,此時(shí)應(yīng)注意防止鎖銷滑出。

5)試運(yùn)行。無(wú)水情況下全行程啟閉試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程檢查滑道的運(yùn)行有無(wú)卡阻現(xiàn)象,開(kāi)展“閘泵”水下盲裝耦合與分離測(cè)試,確保設(shè)備安裝全部正常,并啟動(dòng)泵站的試運(yùn)行,檢驗(yàn)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(dòng)柜及補(bǔ)償柜是否處于通電就緒狀態(tài)-→軟啟動(dòng)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(kāi)合情況。

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

3)關(guān)閉機(jī)組閘門:操作移動(dòng)梁式起重吊和液壓自動(dòng)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?yè)P(yáng)機(jī)將潛水電泵落下與閘門耦合就位。

5)啟動(dòng):當(dāng)軟啟動(dòng)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(dòng)模式按鍵啟動(dòng)運(yùn)行。

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

6、結(jié)語(yǔ)

湘陰縣新泉寺排澇泵站工程，經(jīng)歷了多次洪水的考驗(yàn),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?cái)產(chǎn)安全。通過(guò)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(wèn)題。

洞庭湖是我國(guó)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?huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。本項(xiàng)目的成功建設(shè)與運(yùn)營(yíng)，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(yàn)。