濱海旅遊區是天津濱海新區規劃的九大功能區之一，其功能定位為(wei) “建設國際遊樂(le) 港、主題公園、環渤海中心漁港、北塘漁人碼頭、海濱旅遊度假區及遊艇項目，打造濱海休閑旅遊度假集聚區”。因此，對於(yu) 區域排水的基礎設施和配套設施的建設提出較高要求。
1泵站建設必要性及設計規模論證
1.1泵站建設必要性
濱海旅遊區起步區是旅遊區最早建設的區域。區域內(nei) 已有1座臨(lin) 時泵站，設計規模為(wei) 1.5m3/s，用於(yu) 解決(jue) 起步區近期路麵雨水排放需求。隨著起步區發展不斷加快，落戶企業(ye) 及地塊開發項目不斷增多，現狀泵站難以滿足區域雨水排放需求。
依據區域排水規劃及已實施管網情況，結合場地現狀及建設單位意見，本次設計本著充分利用現有設施、減小周邊現狀市政道路等設施破壞的原則，對原有臨(lin) 時泵站進行部分改造及廢除。同時新建1座雨水泵站，采用頂管法實施泵站出水管道施工。
1.2設計規模論證
依據區域控規，泵站選址於(yu) 起步區美林道與(yu) 安正路交口的東(dong) 南側(ce) ，總用地麵積約4001.3m2。采用雨汙分流製。係統內(nei) 主幹管沿海旭路及安正路自南向北敷設φ500mm~φ2600mm管道，最終匯入泵站內(nei) 。根據天津市雨量公式，工程區域內(nei) 雨水管渠設計重現期為(wei) P=1a，泵站服務範圍麵積為(wei) 1.99km2，徑流係數為(wei) 0.55，泵站設計規模為(wei) 8.0m3/s。
2泵站設計方案
2.1現狀泵站的改造與(yu) 廢除
現狀臨(lin) 時泵站包括一座全地下式泵井、臨(lin) 時管理用房及排水明渠等設施。泵井尺寸為(wei) 9.0m×4.8m，鋼筋混凝土結構。雨水經泵井內(nei) 水泵提升至明渠內(nei) ，經2根φ1000mm雨水管道穿越現狀美林路後排入北側(ce) 貝殼堤公園的現狀河道內(nei) 。
結合場地現狀情況，本次設計將泵井改造為(wei) 新建雨水泵站的進水交匯井，主要改造內(nei) 容如下。
1）廢除井內(nei) 原有水泵設備及出水管道。
2）對泵井內(nei) 部結構采取相應保護措施後在井壁處開2個(ge) φ2400mm洞口，連接2根φ2400mm鋼筋混凝土管道。
3）廢除排水明渠及臨(lin) 時管理用房等附屬設施。改造後，雨水經市政雨水主幹管道收集後匯流至該交匯井內(nei) ，經2根φ2400mm新建進水總管進入雨水泵站內(nei) 。
2.2泵站總平麵設計
泵站工藝布置自西至東(dong) 依次為(wei) 進水交匯井、泵房主體(ti) 及出水閘門井。工藝單體(ti) 的布置使泵站內(nei) 水流平穩，水力條件優(you) 越。
泵房主體(ti) 位於(yu) 泵站用地範圍的中心位置，平麵淨尺寸為(wei) 26.2m×15.1m，埋深約9.2m。泵站變配電間及綜合管理用房均設置在泵房主體(ti) 的北側(ce) ，其中變配電間建築麵積約219m2，綜合管理用房建築麵積約650m2。泵房平麵圖見圖1。
圖1 泵房平麵圖
2.3泵站工藝設計
1）工藝流程。現狀交匯井（改造原有泵井）2φ2400mm進水管進水井格柵井集水池水泵出水井φ2600mm出水總管出水閘門井2φ2000mm出水管出流井出水漸擴箱涵貝殼堤公園河道。
2）水泵配置方案論證。依據工程規模對水泵配置數量進行比選及論證，方案比較見表1。
表1 水泵配置數量方案比較表
經表1論證，本次設計采用4台水泵方案。
3）主要單體(ti) 設計。
（1）進水井。進水井可相應地降低進水流速，使進水正向、平穩地流入集水池。進水井內(nei) 設2台2.2m×2.2m閘門，為(wei) 運營管理及設備維修等提供方便。
（2）格柵井。格柵井內(nei) 設有一組移動式格柵除汙機（共四倉(cang) ），用於(yu) 攔截進水中大粒徑的雜質。柵渣將通過機械清撈並壓榨打包外運。格柵單倉(cang) 寬為(wei) 1800mm，柵條間隙為(wei) 60mm，功率約3.0kW。
（3）集水池。集水池可調蓄變化的進水量，滿足水泵機組穩定運行的條件。本工程集水池有效容積滿足大於(yu) 單台泵30s水量要求。集水池設計分為(wei) 2格，以閘聯通，每格都可單獨運行。集水池前池呈漸擴形式，漸擴角度為(wei) 28°。在集水池中設有導流牆，垂直水流方向呈對稱布置，每個(ge) 流道內(nei) 配置1台水泵。水泵采用潛水軸流泵，井筒為(wei) 鋼筋混凝土結構，內(nei) 襯5mm不鏽鋼。泵房剖麵圖見圖2。
圖2 泵房剖麵圖
（4）出水壓力井。雨水經水泵提升進入出水壓力井。為(wei) 防止水泵停止運行時河水向泵站倒流，在每台水泵出水管上裝有拍門。此外，在出水井頂板設置壓力蓋板及通氣管。
（5）出水閘門井。雨水經φ2600mm出水總管輸送至出水閘門井處釋壓，雨水呈重力流經2φ2000mm管道向北排放至收納水體(ti) 中。井內(nei) 設有φ2000mm閘門2台（雙向受力），避免河道內(nei) 河水倒灌。
2.4出水管道設計
泵站與(yu) 公園河道直線距離約為(wei) 160m。由於(yu) 美林道及貝殼堤公園為(wei) 現狀基礎設施。考慮到對現狀道路、公園及綠化的保護，經方案比選，采用頂管施工的方式實施泵站出水管道。出水管道為(wei) 雙排φ2000mm鋼筋混凝土管，管中心間距為(wei) 4.0m。
頂管工作井設置在公園內(nei) （距美林道北側(ce) 紅線約10.0m）。由該井分別向南北兩(liang) 側(ce) 雙向施做頂管，分別穿越現狀美林道及公園。其中接收井1為(wei) 站內(nei) 出水閘門井，頂管長度約80.0m，接收井2為(wei) 出流井，頂管長度約68.0m。出水管道示意圖見圖3。
圖3 出水管道示意圖
公園河道河底高程為(wei) 1.00m，最高水位為(wei) 3.00m。由於(yu) 現狀美林道路麵標高較低（約4.00m），因此為(wei) 滿足頂管施工的覆土及河道的斷麵要求，出水管道需倒虹穿越美林道段。出水管管內(nei) 底標高約為(wei) 0.600m，倒虹段管道管內(nei) 底標高為(wei) -1.100m。
為(wei) 減小雨水對河道造成衝(chong) 刷，降低出水口流速，出流井（接收井2）下遊采用出水漸擴箱涵將雨水排入河道內(nei) 。漸擴箱涵斷麵淨尺寸為(wei) 6.0m×2.0m~10.0m×2.0m，鋼筋混凝土結構，長度約11.2m。經計算，出水箱涵末端流速為(wei) 0.5m/s。
2.5泵站結構設計
泵站施工采用明挖法施工。下部結構采用深層攪拌樁內(nei) 插H型鋼的型鋼水泥土攪拌牆法作為(wei) 圍護結構。深層攪拌樁為(wei) φ850mm三軸套接一孔，內(nei) 插700mm×300mm×13mm×24mmH型鋼，基坑內(nei) 深層攪拌樁加固厚4m，結合泵房內(nei) 部結構框架梁作為(wei) 圍護結構的支撐梁，坑內(nei) 設立柱樁。
出水閘門井及出流井均采用現澆鋼筋混凝土結構。圍護采用φ850mm型鋼水泥土攪拌樁，基坑深7.2m，圍護樁長15m，型鋼插一跳一，坑底采用雙液分層注漿加固。圍護結構先作為(wei) 頂管工作坑及接收坑，待頂管結束後再澆築井結構。
2.6泵站電氣及自控設計
泵站供電采用2路電源，每路電源均能夠承擔100%負荷。采用2路10kV高壓電纜進線，並設2台容量為(wei) 1000kVA的變壓器，當1台變壓器斷電時，另1台變壓器能承擔全部負荷。
水泵采用超聲波液位計控製，設有過載、短路、滲漏、升溫等自動保護裝置，根據液位信號控製水泵的啟停、以液位的高低選擇水泵的啟停台數，當水位超高或過低時，發出報警信號。同時，站內(nei) 工藝設備均能滿足手動及遠程自動控製的要求。雨水泵站效果圖見圖4。
圖4 雨水泵站效果圖
3結語
濱海旅遊區起步區雨水泵站是充分利用現有設施、對現狀泵井進行改造後完成新建的工程。
本出水管道設計方案充分考慮對現狀道路及公園等基礎設施的保護，從(cong) 工期、造價(jia) 以及施工難度等各方麵進行多因素綜合比選後，確定采用頂管法施工，滿足功能要求的同時兼顧經濟性與(yu) 生態性。
作者：李響
轉自《中國市政工程》