1 引言

一體化預(yù)制泵站在歐洲已有近70年的使用歷史,已成為歐洲市政給水、排水泵站的主要形式,在歐洲一體化預(yù)制泵站使用率高達(dá) 70%以上四。其具有自身系統(tǒng)集成度高,占地面積小;施工量小,安裝工期短;可實(shí)現(xiàn)泵站遠(yuǎn)程控制、無人值守以及美化環(huán)境等一系列優(yōu)點(diǎn)

21世紀(jì)初,我國開始引進(jìn)一體化預(yù)制泵站,并在國內(nèi)給排水系統(tǒng)中應(yīng)用實(shí)例越來越多。例如,北京天安門污水泵站、上海浦東新農(nóng)村污水泵站、吉林延吉濱河路下穿立交雨水泵站山東廣饒縣濰高路雨水泵站、天津?yàn)I海新區(qū)南部雨水泵站和山東菏澤經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)雨水泵站等

一體化預(yù)制泵站的基本形式可分為干式一體化預(yù)制泵站和濕式一體化預(yù)制泵站,可用來提升雨水、污水、廢水、生活飲用水。一體化預(yù)制泵站在工廠組裝和預(yù)制,是近年來比較實(shí)用、流行的給排水加壓設(shè)備。其筒體材質(zhì)一般為玻璃鋼,可完美代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼筋混凝土水池,并因此減少了人力、物力、財(cái)力的投入。

2 一體化預(yù)制泵站簡介

2.1 一體化預(yù)制泵站

一體化預(yù)制泵站是由進(jìn)水格柵、水泵、壓力管道、閥門、出水管路、頂蓋、筒體、底座、服務(wù)臺(tái)、控制裝置等組成的一體化設(shè)備。其泵站主體采用玻璃纖維增加復(fù)合材料(玻璃鋼/GRP)纏繞加工成型,強(qiáng)度高、無變形、持久耐用,使用壽命長達(dá) 50年以上。其可結(jié)合廠家的遠(yuǎn)程監(jiān)控智能云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)泵站內(nèi)的數(shù)據(jù)采集、在線監(jiān)測等功能。

2.2 一體化預(yù)制泵站優(yōu)勢

與傳統(tǒng)泵站相比,一體化預(yù)制泵站具有7大方面的優(yōu)勢1)占地面積:一體化預(yù)制泵站系統(tǒng)集成度高,占地不大減少了地面配套設(shè)施,對周邊環(huán)境影響少;傳統(tǒng)泵站需供應(yīng)商和土建方互相配合,系統(tǒng)集成度低,占地大,而且不利于周邊環(huán)境保護(hù)

2)施工周期:一體化預(yù)制泵站的運(yùn)輸和吊裝作業(yè)方便,做好基坑開挖、泵站底板預(yù)制工作即可,1周內(nèi)便能安裝好。傳統(tǒng)泵站屬于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),泵站底板、池壁、頂板無法同時(shí)作業(yè),澆筑和養(yǎng)護(hù)所需時(shí)間為2~3個(gè)月,現(xiàn)場施工的精度和質(zhì)量比產(chǎn)品工廠化生產(chǎn)差。

3)控制系統(tǒng):一體化預(yù)制泵站為智能化系站,配置了專用的監(jiān)控系統(tǒng),能夠遠(yuǎn)程控制泵站,并達(dá)到無人值守的效果:傳統(tǒng)泵站需要建設(shè)專門的控制空,安排專人來管理,建設(shè)及管理成本較高。

4)組件配合度:一體化預(yù)制泵站可根據(jù)客戶提供的要求和數(shù)據(jù),在工廠組裝和預(yù)制，責(zé)任方為工廠。所有配件(包括泵、壓力管、維修通道、維修梯、網(wǎng)格設(shè)備、耦合系統(tǒng)、通風(fēng)設(shè)備、防滑井蓋等設(shè)施)在出廠前經(jīng)過測試以確保配件的質(zhì)量各部件之間具有良好的匹配性，泵站系統(tǒng)在正常工況下的工作效率很高;傳統(tǒng)系站由不同品牌的不同部件組裝而成,匹配性較差,無法達(dá)到泵站最優(yōu)的水力條件。

5)防滲漏:-體化預(yù)制泵站的簡體材料由玻璃鋼(GRP)制成，具有出色且穩(wěn)定的質(zhì)量，出廠前經(jīng)過了防滲漏壓力試驗(yàn),具有良好的防滲漏效果;因傳統(tǒng)泵站為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所以在地層缺乏穩(wěn)定性的情況可能發(fā)生裂縫，防滲漏性能較差。

6)噪聲:一體化預(yù)制泵站采用先進(jìn)的泵站設(shè)計(jì)理念和高品質(zhì)的水泵,泵站在運(yùn)行時(shí)的噪聲非常低,在人口多的住宅區(qū)和商業(yè)建筑等對環(huán)境要求較高的場合中均可使用:傳統(tǒng)泵站各個(gè)部件之間匹配性較差,水泵開啟、停止和運(yùn)行時(shí)均會(huì)有較大的噪聲，從而對周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響。

7)室外安裝要求:一體化預(yù)制系站在室外、綠化帶、道路等場所中均可安裝使用,在施工作業(yè)面小、人口密度大、建筑集中的地方也有著較大的優(yōu)勢;傳統(tǒng)泵站要求有開闊的施工空間,如果在道路和居民住宅區(qū)施工,必須考慮到交通、拆遷等問題

2.3 一體化泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程

設(shè)計(jì)揚(yáng)程應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)流量時(shí)的集水池水位與受納水體平均水位差和水泵管路系統(tǒng)的水頭損失確定

最高揚(yáng)程應(yīng)按系站出水最高運(yùn)行水位與進(jìn)水池最低運(yùn)行水位之差和水泵管路系統(tǒng)的水頭損失確定，

最低揚(yáng)程應(yīng)按泵站出水最低運(yùn)行水位與進(jìn)水最高運(yùn)行水位之差和水泵管路系統(tǒng)的水頭損失確定

3 一體化預(yù)制泵站案例

3.1工程概況

東站北路是南昌市高鐵東站的配套道路，道路紅線寬為36m,采用雙向6車道,設(shè)計(jì)速度為40 kmh,規(guī)劃為城市次干道。東站北路下穿天祥大道處設(shè)計(jì)了下穿隧道,由于隧道兩端敞口U 形槽段的雨水徑流無法重力流排出，本次設(shè)計(jì)雨水泵站負(fù)責(zé)將已收集的雨水徑流提升至天樣大道現(xiàn)狀雨水系統(tǒng)

因東站北路周邊用地較為緊張，且考慮到雨水泵站方便飾工,并減少泵站后期運(yùn)維人力資源投入,故本次雨水系站選用一體化預(yù)制泵站。

3.2 設(shè)計(jì)雨水泵站標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù) GB 50014-2021《室外排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》,特大城市中心城區(qū)地下通道雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為30-50年一遇。為保證東站北路下穿隧道運(yùn)行安全，確定東站北路雨水泵站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)取上限,即雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期 50 年一遇

3.3 設(shè)計(jì)雨水泵站匯水面積

設(shè)計(jì)雨水泵站應(yīng)貫徹“采用高水高排、低水低排且互不連通的系統(tǒng),并應(yīng)果取措施,封閉匯水范圍,避免客水匯入”的設(shè)計(jì)原則。在本工程設(shè)計(jì)中,為了避免“高水”流域面積內(nèi)雨水越過原本設(shè)計(jì)的范國進(jìn)入“低水"流城面積,在敵口U形槽網(wǎng)翼設(shè)置擋墻,以有效地防止高水進(jìn)入低水系統(tǒng),并在U形槽端口處設(shè)置道路線型橫截溝,封閉匯水范圍,避免客水匯入，最終確定本次設(shè)計(jì)離水泵站的匯水面積為0.91hn

3.4 設(shè)計(jì)雨水泵站流量計(jì)算

本工程采用推理公式法時(shí),計(jì)算雨水泵站設(shè)計(jì)流量,計(jì)算公式為:

0-g4F01)式中,Q為雨水設(shè)計(jì)流量,Ls;9 為設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度,L(s-hm?);o為綜合徑流系數(shù):F為匯水面積,hmr

本工程位于南昌市高鐵東站片區(qū),南昌市暴商強(qiáng)度公式為:1 598(1+0.69logP)町三-(e+14yas

2)

式中，”為設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度,L/(s·hmr);戶為設(shè)計(jì)重現(xiàn)期,年;為設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)，min，其中、降離歷時(shí)-+6,5為地面集水時(shí)間,min;;為管渠內(nèi)雨水流行時(shí)間,min

設(shè)計(jì)雨水泵站為排除隧道兩遙敞口U形槽段的雨水徑流,故中取 0.9:;山取3min;P取 50 年;匯水面積為 0.9l hm?計(jì)算流量 Q=1.1 m飛s。

3.5 雨水泵站設(shè)計(jì)

3.5.1 雨水泵站選型

因東站北路與天祥大道交叉口處周邊用地較為緊張，且考慮到雨水泵站方便施工，并減少泵站后期運(yùn)維人力資源投入，故本次雨水泵站選用一體化預(yù)制泵站。一體化預(yù)制泵站設(shè)置于東站北路與天祥大道交叉口西南角綠地內(nèi)《規(guī)劃用地性質(zhì)為城市綠地)

3.5.2 雨水泵站設(shè)計(jì)

敞口U 形槽段雨水徑流經(jīng)雨水收集系統(tǒng)匯集至一體化預(yù)制泵站前端配水并，再經(jīng)由系站提升后排至設(shè)計(jì)消能并，最后排至現(xiàn)狀市政雨水系統(tǒng),如圖1所示

雨水泵站集水池客積不應(yīng)小于最大一臺(tái)系 60s的出水量。因本工程設(shè)計(jì)一體化預(yù)制泵站設(shè)置于綠化帶內(nèi)，故泵站的并蓋應(yīng)高出周邊地面45 cm 以上，并應(yīng)進(jìn)行防水設(shè)計(jì)。雨水泵站供電應(yīng)按二級(jí)負(fù)荷設(shè)計(jì)，

裉據(jù)設(shè)計(jì)敵口U形槽段雨水管網(wǎng)及現(xiàn)狀物探管網(wǎng)資料，本工程設(shè)計(jì)雨水一體化預(yù)制系站工藝數(shù)據(jù)如下(地面高程為+0.00 m,其余高程均為相對高程):(1)DN1400 mm 雨水泵站進(jìn)水管,管內(nèi)底高程:-11.12m;(2)水泵啟泵水位高程-10.76m;(3)水泵停泵水位高程:-13.86 m;(4)DN1 000 mmm雨水泵站出水管,管中心高程:-1.74m;(5)DN1 S00 mnm 現(xiàn)狀雨水管,管頂高程:-2.32m;(6)一體化預(yù)制泵站并蓋頂高程0_50 m;(7)一體化預(yù)制泵站井蓋頂高程:-15.6m;(8)一體化預(yù)制泵站內(nèi)設(shè)置三臺(tái)三用潛污系,每臺(tái)泵流量均為1487mn小h雨水泵站進(jìn)水經(jīng)粉碎格柵并粉碎污物，然后均勻配水給3 臺(tái)潛污泵,通過3合潛污泵提升后通過1根DN1000 mnm 智道排至設(shè)計(jì)消能井。DN1000mm出水管道上設(shè)置蝶閥,以作檢修用;出水口處安裝鴨嘴閥,防止雨水倒灌

本工程設(shè)計(jì)一體化預(yù)制系站埋深較大，為避免深基坑支護(hù),本工程在一體化預(yù)制泵站外設(shè)鋼筋混凝土井,設(shè)計(jì)鋼筋混凝土井采用沉并法施工.

4 結(jié)語

1)隨著我國城市開發(fā)建設(shè),地下隧道、通道等交通設(shè)施的建設(shè)會(huì)越來越多，考慮到城市用地系張,傳統(tǒng)雨水泵站建設(shè)占地面積大，一體化預(yù)制泵站可以作為一種有效的解決方案2)一體化預(yù)制泵站系統(tǒng)集成度高、占地面積小、工工期短、可實(shí)現(xiàn)系站遠(yuǎn)程控制、美化環(huán)境,管理便捷,和傳統(tǒng)泵站相比,具有明顯優(yōu)勢。本工程使用一體化預(yù)制泵站提升隧道網(wǎng)端敞口U形槽段的雨水徑流，減小了泵站設(shè)計(jì)對周邊環(huán)境的影響,提高了泵站管理、運(yùn)維效率，

3)本工程使用沉并旗工一體化預(yù)制泵站外設(shè)鋼筋混凝士并,避免了深基坑支護(hù),且鋼筋混凝土并可有效減輕一體化預(yù)制泵站土側(cè)壓。