取水泵房（通用4篇）
取水泵房 篇1
摘要：本文从实际角度出发, 针对城镇中取水泵房的供水能力进行分析, 制定了解决该地区输水问题的方案, 并且对方案的可行性进行了相关技术论证。通过对方案的比选, 综合考虑方案实施的各种因素, 得出切合实际的结论。
关键词：输水管道,现状分析,问题,方案论证
1 概述
谭屋角取水泵房2001年建成投产, 取水规模为30万吨/日, 为河南岸水厂和桥东水厂共用取水泵房。
河南岸水厂反应池设计水位标高为18.9M, 现供水量为18万吨/日, 输水干管为DN1600~DN800, 长约7.4Km。
桥东水厂反应池设计水位标高为23.5M, 日供水规模12万吨/日, 与河南岸水厂共用谭屋角取水泵房, 共用输水管线 (DN1600) 长约3.2Km。
两厂位置及管路走向如图1所示。
谭屋角泵房取水泵组资料见表1。
今年1-10月份谭屋角泵房最小吸水量为1月633.7939万立方米, 最大吸水量为8月854.494万立方米。其中今年1-10月份河南岸水厂和桥东水厂月最高日上水量、最低日上水量、月平均上水量见表2、表3。
2 存在问题
由于桥东水厂为斜管沉淀的处理工艺, 难以满足超负荷运行要求, 而河南岸水厂高峰期上水量不足, 供水量较大, 清水池常常逼近警戒水位, 两水厂共用谭屋角泵站, 同一泵站无法协调两个水厂上水量, 只有通过人为调节阀门减小桥东水厂上水量, 最大程度满足河南岸水厂上水量。河南岸水厂主要向南部供水, 由于其供水不足, 靠桥东水厂辅助向南部供水, 耗能较大, 达不到节能效果。
3 改造方案
为有效解决高峰期河南岸水厂上水量不足的问题, 制定以下方案:
方案1:择址新建一座取水泵房, 专供桥东水厂。考虑到桥东水厂离新开河排污口较近, 水源水质达不到标准, 泵房位置选择应尽量避开新开河, 水源选择仍然考虑取东江水。
方案2:并行原一期上水管敷设一条桥东水厂至谭屋角泵房的输水管道DN1200, 长约3.5Km, 与一期管道通过阀门联通, 新建管道直接连接在谭屋角泵房出水横管上。
方案3:并行原一期上水管敷设一条桥东水厂至谭屋角泵房的输水管道DN1200, 长约3.5Km, 与一期管道通过阀门联通, 新建管道与老管道独立, 泵组独立工作。
4 方案技术分析
方案一:水泵选用三台, 两用一备。输水干管DN1200, 输水干管长1800m。水力计算如下:
拟选水泵24SAP-18A三台, 水泵参数见表4。
方案二:
桥东水厂上水管道DN1200水力计算如下:
考虑到采用DN1000管道输送13万吨/日流量是流速达到1.7m/s, 已接近经济流速上限, 为留一定富余量, 采用DN1200管道各指标均在合理范围内。从计算可以看出当采用DN1200管道输水时h东<h南, 此时桥东水厂上水量比设计水量多, 可利用阀门对其进行调节, 使上水量得到平衡。
方案三:桥东水厂新建上水管道 (DN1200) 连接1台大机 (800S29) 和1台小机 (24SAP-18) ;河南岸水厂老上水管道 (DN1600) 连接2台大机 (32SAP-19E) 和1台小机 (24SAP-18) 。
管道水力计算同方案二, 只是管道泵房出口连接方式不同。
桥东水厂取水水泵参数见表5。
从泵组性能参数看, 流量和扬程均能满足要求。
河南岸水厂上水管道DN1600-DN800水力计算如下:
考虑管线沿途阀门及弯头, 局部阻力损失按沿程阻力损失的20%计算。
河南岸水厂取水水泵参数见表6。
从泵组性能参数看, 流量和扬程均能满足要求。
5 方案比选
根据以上方案技术论证和工程总投资比较, 增加一条DN1200上水管至桥东水厂与原上水管并联运行的方案经济可行, 故推荐方案2。
6 相关建议
笔者以实际情况出发对吸水泵房输水管道进行了分析并且制定了合理的方案。但是在实际实施过程中还要注意以下几个方面:①无论是从供水安全角度还是经济发展角度, 谭屋角泵房输水管道项目改造都非常迫切, 应尽快提高河南岸水厂的吸水量, 保证明年供水高峰期用水需求。②管道沿线经过农田、树林等区域, 涉及到青苗赔偿、迁移等费用, 征地工作应尽快开展。③管道过新开河, 施工难度较大, 应结合当地水文水利情况制订详细的施工方案。
7 总结
方案设计除了理论的计算, 更要考虑当地实际的各种因素。笔者通过对谭屋角泵房以及水厂现有输水管道的实际情况, 以及对整个输水管道的设计进行分析, 找出合理的建设方案, 并且针对可能出现的情况进行了充分的考虑。综上所述, 合理的水泵选型以及输水管管径是保证水厂供水能力的根本保障。
参考文献
[1]孙强.长距离输水管道抗水锤压力罐参数优化研究[D].哈尔滨工业大学, 2011.
[2]程鹏.摩阻对长距离输水管道水力过渡过程的影响研究[D].长安大学, 2012.
[3]马小云.波速对长距离输水管道水力过渡过程的影响与研究[D].长安大学, 2012.
对取水泵房施工方案的探究 篇2
一、设计误区
在取水泵房施工设计的过程中, 由于各种各样的原因, 其中存在着些许误区。这样的误区存在, 对于取水泵房施工方案的形成有着一些消极影响。
1. 规范上的误区
取水泵房设计规范规定选泵应考虑在最低江水位能满足设计规模最大的水量, 但是由于自然变幻无常的原因以及地区与地区之间的差异, 很多地区在最低江水位时也是温度最低、供水量最小的时候, 这样就与规范的要求不相称, 规范就出现了失真, 不能出现最大供水量与最低江水位同时的情况。
2. 设计人员意识上的误区
设计人员在工作的过程中缺乏实事求是的实地考察, 只是教条地按照规范去进行, 不去深入具体地了解实际的水源、水位情况。这样在设计时会出现与实际的偏差, 造成施工上的损失。
二、取水泵房施工过程中的注意的几个问题
1. 泵房的布置
对于泵房的布置需要根据枯水期以及洪水期的水位来具体地选择, 下面我们以枯水期和洪水期水位都比较高、并且两者的落差较大这种类型的河流为例来具体谈谈泵房的布置。首先, 由于水位的高差比较大, 所以需要将泵房的进水孔分为上、下两层。对于上下两层进水孔面积的计算要按照枯水位计算, 潜水泵的位置也要保证在枯水位与洪水位之间, 这样可以保证在任何情况下浑浊物不对水泵造成损坏。深井取水泵房位置应建立在江边, 靠近江边, 这样使最低水位与最高水位时水都能进入泵房。深井取水泵房的平面图主要为圆形, 然后分设进水口。
2. 水处理系统的实施
水处理系统与取水方案结合在一起能够达到一定的过滤效果, 在水房泵房进水口前设置格栅条, 进水口后设置格网, 这样实现一个双重的保护。在施工过程中, 进水口要有一定的坡度。坡度的存在可以使沙砾顺着坡向流出, 将整个过滤系统的效率与质量提高。但是格网要定期地清洗, 保证水处理的畅通无阻。如果遇到极端的情况, 水从泵房进入机房前先进入旋流除沙机, 再进入机组, 大大减少了机组的沙粒。所以, 水处理系统的作用是非常重大的, 在施工中一定要注意对其的实施。
3. 不良地基上取水泵房的施工
对于一些处于不良地基上的取水泵房的施工可以选择井点降水法、冻结法和沉井法这几种方法, 井点降水一般有轻型井点和管井井点两类。其中, 轻型井点中一级井点的水位降低深度为3~6 m, 这种方法具有设备数量多、基坑挖土量大、作业面大、施工周期长的特点。管井井点降水一般是6~10 m, 这种方法的费用比较大。冻结法是指采用大型冷冻机把泵房周围的水土进行冻结, 这一方法的消耗也是比较大的, 动用较多的人力、物力。沉井法适用于地下水位比较高、地质均匀的地基, 它的施工简单、技术合理、费用也比较低。综合分析这三种针对不良地基的施工方法, 我们可以根据具体情况的不同来选择不同的方法。
4. 设备的检修与安装固定的施工
在整个取水工程中有许多需要取出清理或检修的设备, 其中有很多设备是在水底不方便取出的。所以, 在施工过程中要注意这些不易取出的设备, 在施工过程中设置一个比较方便的方法去实现。例如可以运用滑槽固定设备, 这样在检修与清理时可以将设备沿滑槽取至水泵房顶部。当完成检修与清理后, 再依靠重力的作用滑至原位。另外, 需要特别注意的是, 检修水泵后, 水泵沿滑槽放置于固定架上。水泵与水管连接处的密封性要高, 不然无法实施工作, 且易从接口处漏水。所以, 要在水泵连接处使用一种Y行接口。这样就是一个非常完美的施工, 不易形成大的冲力与多的渗透。
5. 施工中连接件的选配
水泵房内的设备是非常密集的, 空间特别小, 所以在选购设备、阀门等零件时务必将它们的连接方式、尺寸等问题弄清楚。一旦这些问题不清楚, 会造成材料的浪费和设备使用的不便等问题。例如分水器和阀门之间的选配就要使阀门的公称压力相符, 不然就无法安装, 也无法在其间增加短管。这样不够美观, 也浪费了工力与人力。如果为此而在短管的增加上花费功夫, 并且增加的短管也不一定符合原来的空间计划, 这样的情况在竞争激烈的今天造成的损失将是非常大的。另外, 需要特别注意的是, 蝶式阀门的使用不可与其他阀门或者设备连接, 否则会导致阀门不能完全开启甚至完全不能开启的情况。
另外, 在筹备常用的连接件时, 一定要先检测选用的设备、阀门等连接件是否符合现行的国际标准。由于不合标准的连接件与标准件两者的密封效果是不一样的, 因此在实际的施工过程中, 一定要严格连接件的选择, 严格按照设备、阀门的安装尺寸。
6. 水泵房整体设计的相关数据计算
在进行水泵房的整体空间设计时, 采用的数据必须明确是泵房内所有设备、管道所占的实际空间。具体地说, 就是设备与设备之间、设备与管道之间、管道与管道之间以及设备与管道和泵房之间的空隙。例如计算阀门的空间, 其实际占有的空间是阀门开启到最大限度时所用的空间。如果在计算时忽略这一点, 安装后在开启的过程中, 还会发生与周围的设备、管道相碰撞。
7. 吸水管的特别设置
水泵的吸水管在穿墙、穿基础时, 务必加设柔性套管或者在管道上安装软接头。这是因为水泵房与贮水池都是相对独立的, 时间久了会在吸水管上施加拉张应力与剪切应力, 会危害水泵的使用寿命与效果。吸水管有的需要埋在地下, 要保证管道基础的牢固, 对非原土层土壤要增做管道基础, 防止管道在回填土的过程中产生弯曲、倒坡的现象。
三、结语
总而言之, 在我们的实际施工过程中有许多的问题存在, 也有许多的经验需要总结。笔者在这里主要从泵房的布置、水处理系统的实施、不良地基上取水泵房的施工、设备的检修与安装固定的施工、施工中连接件的选配、水泵房整体设计的相关数据计算、对于吸水管的特别设置几方面进行了论述, 希望广大的一线工作者能够在以后的研究中提供更多的经验。
摘要：本文根据在取水泵房施工过程中遇到的问题, 从分析取水泵房施工中的几个误区着手, 进一步地从泵房布置、水处理系统、设备检修及安装等几个方面, 对施工方案进行了探讨, 以期能对取水泵房的施工带来指导。
关键词：取水泵房,施工方案,探究
参考文献
[1]吴贵江, 郭承元, 封汇川, 索莉.盐龙湖取水泵房设计[J].中国给水排水, 2013 (04) .
[2]范毅雄.山区深井取水泵房的设计与施工[J].中国给水排水, 2012 (28) .
取水泵房 篇3
池州市供排水有限责任公司江口水厂一期工程取水工程,建设地点位于池州市贵池区江口。本工程取水泵房为钢筋混凝土结构,泵房井底室内地面标高为-2.000 m,室外地面标高为10.000 m,屋面标高为27.500 m,在标高18.200 m处局部设有配电间和环状走廊,从泵房井底到屋面的建筑总高度为29.5 m。标高18.200 m以上为钢筋混凝土框架结构,以下为钢筋混凝土剪力墙结构,室外地面以下的剪力墙采用沉井法施工,沉井外径为26 m,室外地面以下井壁厚1.5 m,基础钢筋混凝土底板厚1.5 m,采用C30混凝土,底板下采用4 m厚C15素混凝土封底。
2 地质情况
本工程设于长江滩涂上,沉井所处土层为:第①层为11.5 m～9.8 m的粉质粘土,厚度为1.7 m;第②层9.8 m～3.9 m,为淤泥质粉质粘土,厚度为5.9 m;第③层3.9 m～-3.9 m,为粉土,厚度为7.8 m;第④层-3.9 m～-7.5 m,为粒径在2.5 cm～3 cm卵石,厚度为3.6 m。
3 高大模板区域简介
本工程高大模板施工区域分两个层次:1)标高18.20 m处高大模板施工区域,此支撑高度20.20 m,区域为局部支撑。该支撑区域内梁的截面尺寸分别为:500×1 600,400×1 200,350×1 000;板厚200 mm。2)标高27.50 m处高大模板施工区域,此支撑高度29.50 m,为本工程的屋盖,区域为整体支撑。该支撑区域内梁的截面尺寸分别为:400×1 400,300×800,350×900;板厚120 mm。3)采用扣件钢管高排架模板支撑体系。落地立杆支撑在1.5 m厚C30钢筋混凝土地板上。标高18.20 m～27.50 m的支撑坐落在标高18.20 m结构层上。
两个层次密切相连。
4 板、梁模板
梁模板(扣件钢管高架)组成见表1。
板模板(扣件钢管高架)组成见表2。
5 模板安装施工
5.1 墙体模板安装顺序及技术要点
1)安装模板顺序:定位模板、调整垂直度→加固模板→验收工作→浇筑混凝土→拆模施工。2)要点。在泵房的墙模安装施工前,对混凝土墙体接槎部位的凿毛施工处理采用空压机进行。清除干净墙体内的所有杂物,同时做好现场放样工作。为了确保墙体模板根部不漏浆即“烂根”的现象发生,在安装墙的模板之前,要求在底板面上,按照放线的尺寸,按要求贴上海绵条,安装施工要求准确、平整及粘结牢固,确保穿墙螺栓的安装质量达到要求。
5.2 结构柱模板安装的程序及施工工艺
1)结构模板的安装顺序:
内外脚手架的搭投→柱模就位工作→柱 模的安装施工→支撑安装施工→柱模固定施工→混凝土浇筑→脚手架及模板的拆除→模板清理→下道工序。
2)施工工艺要点。
板块与板块之间的竖向接缝处理方式,按要求做成企口,并加上柱箍、支撑体系牢牢的将柱模固定。
5.3 梁模板的安装顺序、要点
1)模板安装顺序:
支架搭设→支架调平→梁底模的铺设施工→拉 线找直处理→钢筋绑扎工作→垫块的安装→安装梁两侧模板→调整模板→下道工序。
2)安装技术要点。
底拱的控制按要求进行,本工程起拱值为2‰,安装过程确保梁的侧模要包住底模、下面龙骨要全面包住侧模。
5.4 结构楼板模板的安装程序及施工技术
1)模板安装程序。脚手架搭设→主龙骨施工→次龙骨施工→柱头及顶板模板拼装→顶板内外柱头模板龙骨安装→模板调整→验收→下道工序。2)施工技术。当楼板模板采用单块就位时,每个铺设单元的连接和铺设方式如下:先用阴角模板从四周与墙、梁模板连接,然后向中央铺设施工,施工按要求在中间起拱,本工程起拱值按2‰进行控制。
6 扣件钢管架类模板支架
6.1 水平杆
1)每步纵横向水平杆必须拉通。2)在标高27.500处最顶两步距的水平拉杆中间应分别增设一道纵横水平拉杆加强层;在标高18.200 m处的最顶步距的水平拉杆中间,增设一道纵横向水平拉杆加强层。所有水平拉杆的端部都要与四周结构主体构件顶紧顶牢。3)接长水平杆件时采用扣件对接方式,对接水平杆接头位置如图1所示。
6.2 立杆
1)立杆平面布置图见图2。2)接长要求:本工程所有部位立杆接长全部采用对接扣件连接,严禁搭接,对接接头位置应符合要求。3)由于本工程在标高0.50 m和18.20 m处局部设有平台板,所以必有部分立杆坐落在平台板上,因此在其上部结构未完前这两部分的板下支撑不能拆除;为确保安全平台板下立杆布局应与上方一致。4)扫地杆设置:立杆在距(楼)地面200 mm高处设纵横向扫地杆,并相互连接。
6.3 剪刀撑布置
1)水平剪刀撑的模板支架四边与中间,每隔4排立杆从顶层开始,向下每隔2步按要求设置一道水平向剪刀撑。设置时,有剪刀撑斜杆的框格数量应大于框格总数的1/3;2)竖向剪刀撑的模板支架四边满布竖向剪刀撑,中间每隔4排立杆由底至顶连续设置一道纵横向剪刀撑。
6.4 周边拉结布置
1)柱、墙与梁、板分开进行浇筑,以便于竖向结构与支撑架体形成可靠的整体。2)采用如连墙筀等抱柱的方式,以利于提高结构整体的稳定性、侧向变形的能力。3)剪刀撑及连墙件搭设施工按规范实施。
6.5 支架垫板
立杆下采用12的槽钢,长度应大于两跨立杆间距尺寸。
基础钢筋混凝土底板厚1.5 m,强度、刚度均满足本工程高支模支撑体系的要求。为确保安全,在支撑18.20～27.50间的支撑体系时18.20以下的支撑体系不拆除,待上部结构完成后方可拆除。
7 结构监测施工的措施
1)设备仪器的选择。
监测主要是对整个结构体系的水平方向、垂直方向的偏移数值进行。监测仪器设备采用J2经纬仪、S3水准仪进行。
2)观测点的位置选择。
选择测点可采取在支撑基础面、梁、板的临边位置处、柱及墙上设置,设置方式采用埋设ϕ12 mm倒“L”形的钢筋头。
3)监测措施。
浇筑混凝土的施工过程中,为确保施工安全,专人对支架和支撑情况按要求进行检查。检查过程发现支撑体系松动、下沉、变形及水平位移等情况时,及时采用对应的措施解决。
4)仪器设备配置。
仪器设备配置见表3。
5)监测的施工注意事项。
a.施工班组于每日进行安全例行检查,施工项目部按周进行安全检查,总部公司按月派人进行检查;b.模板工程日常进行检查的部位:连墙件、支撑,剪刀撑等杆件的设置和连接构件是否符合要求;连墙件是否牢固;整个架体是否有不均匀的沉降;垂直度的偏差是否符合规范的要求;支架及杆件是否存在变形现象;确保施工过程中不能有超载现象发生;是否按规范要求做好安全防护的措施。
6)监测的频率要求。
在浇筑混凝土过程中,实时进行监测,监测频率控制在20 min～30 min进行一次。a.在混凝土实凝前后实时监测。b.混凝土终凝前至混凝土7 d龄期,实时监测。c.终凝后的监测频率,按每天一次进行控制。江口水厂一期工程取水泵房项目立杆的监测预警值要求取为1 cm。在监测数据超预警值时,必须立即停止浇筑混凝土的施工,疏散全部施工人员,并及时采取措施进行加固处理。
8 结语
江口水厂一期工程取水泵房为钢筋混凝土结构,从泵房井底到屋面的建筑总高度为29.5 m。标高18.200 m以上为钢筋混凝土框架结构,以下为钢筋混凝土剪力墙结构,室外地面以下的剪力墙采用沉井法施工,沉井外径为26 m。工程高大模板施工区域分两个层次,采用扣件钢管高排架模板支撑体系,在临边位置的支撑基础面进行监测,该单体工程于开工日起至2012年5月,整个施工过程采用以上施工技术进行施工及控制,有效保证了整个工程的施工质量和施工安全,工程顺利完工。
摘要：结合江口水厂取水泵房施工实例,就工程模板安装施工、支架设置、结构监测施工等进行了阐述,通过采用扣件钢管高排架模板支撑体系,并在临边位置的支撑基础面进行监测,从而使施工质量与安全得到了保证。
关键词：取水泵房,模板施工,监测施工措施
参考文献
取水泵房 篇4
1.1 工程背景
千岛湖又称新安江水库, 是建坝蓄水所成。水库正常高水位108米, 常水位98~102米, 死水位86米。水位落差很大, 最深处达100米, 平均深度34米, 水质达到国家Ⅰ类地面水标准。但在光照充足的夏天, 藻类的生长繁殖迅速, 只有在水面15米以下, 光照强度较弱, 藻类较少。千岛湖从水面到以下10米处, 水温在10℃~30℃来回变动;10米~25米水温随深度发生变化, 以7、8月变化最显著, 大约从26℃降到10℃, 水深每降1米, 水温下降1℃;1月水温变化不显著, 从水面到25米都为10℃;从水深25米至湖底水温常年稳定在10℃左右。
1.2 取水现状
千岛湖自来水厂一期的生产规模为5万吨/日, 二期将增加至10万吨/日, 从千岛湖取水。现状取水方式为分建岸边式取水构筑物, 取水泵房建在岸边, 用桥墩延伸至湖心约20米, 在桥头处采用深井泵取水面以下8米的水。2010年, 由于千岛湖藻类大量繁殖, 影响取水质量。针对千岛湖深层水水质好的特点, 又对取水头部进行改造, 用PE管取水下20米的深层水。
现状取水点存在以下问题:1) 因现取水口离岸边较近, 特别是枯水期的水库水位低, 所以取水离岸边更近, 取水深度更浅。水库水面会一直拍打岸边的泥土, 导致取水口周围水质比较浑浊, 特别在下雨或大风天气, 取水浊度比平时的高。2) 由于旅游业的迅速发展及上游流域入湖水质的影响, 近年来千岛湖水库的水质并不稳定。近年夏天水库下游多次出现大面积蓝藻暴发, 种种迹象表明, 千岛湖水生态系统出现退化。3) 现状取水口的取水层处于表层水, 在光照充足的夏天, 藻类的生长繁殖迅速, 影响水质。而在水面15米以下, 光照强度较弱, 可以抑制藻类生长的速度, 而千岛湖自来水厂的取水口取水深度不到10米, 经过简单改造后的取水深度虽能达到20米, 但取水效率不高, 系统可靠性较差。
千岛湖自来水厂采用平流沉淀池和V型滤池的常规工艺, 药剂加液氯和聚合氯化铝, 属常规处理方法, 所以取水的水质对处理效果的影响显著, 特别是浊度和藻类的数量。2010年夏天, 取水口藻类暴发, 千岛湖自来水厂采取了应急措施, 在原有的聚合氯化铝处理方式上, 增加了活性炭处理, 大大增加了自来水的制水成本。
综上所述, 千岛湖自来水厂取水头部的改造是迫切且必要的。通过增加取水点离岸的距离, 取水口深入深层水域等方式获取优质的水源, 以减少浊度和藻类的数量对取水的影响。
2 取水方案的选择
2.1 水源选择
根据对千岛湖湖底标高、水质等情况的实地测量, 新确定的取水点据岸边约150米, 距水厂约1000米。从千岛湖深层水域取水, 通过约150米长吸水管将湖水引至取水泵房, 提升后经约850米长原水管送入水厂综合池。
取水点湖底标高约62米, 取水口设定在湖中高程约70米的位置, 取水面下30多米的深层水, 取水口距湖底约8米, 可避开季节性藻类的生长对水源的影响。因取水口位于水温常年稳定在10℃左右的深层水域, 夏季较低的水温对用水舒适度有一定的影响, 所以取水口高度还应具备上下自由调节的功能, 在上层水质较好时可将取水口向上调节口, 以获取与环境温度相对接近的原水。
2.2 取水方案比较
可以运用在本项目的取水构筑物有固定式泵房取水、栈桥取水、浮船取水等几种形式。
固定式泵房由一般取水头部、进水管、集水间和泵房等组成。具有以下优点:1) 固定式泵站取水方式安全性高, 设备日常维护保养较为方便;2) 取水头部大部分位于水下, 基本不影响景观;3) 不用打桩, 环境影响小;4) 吸水管采用PE管, 可自由调节高度, 并可拉至水面, 方便检修。但固定式泵房也存在以下问题:1) 施工较为复杂, 如遇硬岩或渗水对施工影响大;2) 需选在枯水季节施工, 施工时间上受条件限制;3) 水下部分的PE吸水管活动接头安全性不高, 容易漏水。
栈桥式取水是在岸边开始做栈桥, 栈桥直接延伸至深水区域的湖面上, 中间设桥墩, 在桥的头部安装深井泵。水厂现有取水头部即采用栈桥取水的方式, 泵房在岸边延伸出去约20米, 采用深井泵取水面以下8米的水。该方案施工难度小, 且造价较低。但栈桥取水用在本项目时存在如下问题:1) 由于本工程临近农夫山泉取水点, 栈桥施工时会影响水质。2) 深井泵检修时, 需将每节2.5米的扬水管和泵体逐段拆吊到工作平台, 该方案运用到取水下30多米深层水的泵房时检修会相当困难。3) 本项目取水点离岸边150米, 采用栈桥取水影响景观。4) 因千岛湖水质水温等垂直变化幅度较大, 本项目要求取水头部在湖中高程70米附近可上下自由调节, 如藻类较少时可将提高取水头部提高, 避免水温过低影响用水舒适度。栈桥取水所采用的深井泵或潜水泵需在水下固定安装, 无法实现取水点高度的调节。
浮船式取水是利用活动式联络管或摇臂, 将浮船上的水泵出水管与岸边输水管道连通的取水构筑物。浮船取水构筑物投资少、建设快、易于施工。但用在本项目时存在如下问题:1) 因水泵一般布置在浮船上, 受水泵吸水高度影响, 仅适合取表层水, 不能满足本项目取水面下30多米深层水的需要。2) 浮船易受水流、风浪、航运的影响, 供水的安全可靠性较差。3) 本项目取水点离岸边有150米, 不适合采用刚性联络管或摇臂连接的方式, 而采用柔性联络管有使用寿命短, 适用管径小 (一般小于DN350) 等问题。
通过对上述方案的比较, 考虑到千岛湖为国家风景名胜区, 我们认为较为可行的方案是采用固定式泵房取水。
为了尽量减少泵井开挖深度及取水管的埋设深度, 本项目采用水泵直接取水的方式, 不设集水间。该方案可以利用水泵吸水高度以减少泵房深度, 又省去集水间, 相对造价较低。
3 工程设计
3.1 工艺设计
取水泵房设计规模10万吨/日, 泵站每台水泵各设置一条DN600的PE吸水管 (近期安装二条, 远期增加两条) , 延伸到深层水域, 取水喇叭口固定在湖中高程70米的位置, 取水面下30多米的深层水, 取水口距湖底约8米。吸水管总长约150米。
考虑到千岛湖常水位常年在98~102米范围内波动的实际情况, 近期吸水管最高点按99米控制, 方便施工。当千岛湖水位大于100米时水泵自灌启动, 千岛湖水位在95米至100米间采用真空管路系统辅助进水。千岛湖水位低于95米时, 可及时利用低水位时施工方便的有利条件, 积极改造吸水管, 降低吸水管标高, 最终要求吸水管无隆起点。
吸水管埋地段采用钢管, 水下段采用PE直壁管, 设置金属波纹管连接。水下PE管间隔5m设置配重块。取水头部上设浮船, 方便起吊吸水管以及控制吸水管在水中的标高。PE管施工时, 先将吸水管及取水头部一并焊接成长管段, 封堵取水头部。用拖船将漂浮在水面上吸水管控制在正确的位置, 并与陆地上的钢管法兰连接后, 加挂配重块, 解除封堵, 让吸水管缓慢沉入预定位置。
本工程不设集水池, 水泵吸水管直接从湖中吸水。吸水管采用虹吸式以减少水下施工工作量和吸水管的大量土方。湖水通过该管虹吸进水至泵站, 泵站内设置两套真空管路系统。
泵房结构分为两层。地下层为L=16m、B=11.4m、H=16m钢筋混凝土结构。地上层为操作、检修设备层, 顶部设一台电动单梁悬挂式起重机, 用于吊装水泵及阀门等设备。
3.2 基坑设计
本工程施工的重点和难点在于基坑的施工。该固定式泵房位置的地质情况以坡积碎石土、强风化、中风化泥岩土为主, 岩石开挖不存在较大困难, 对于该部分的结构主要采取部分放坡结合逆做法基坑开挖施工, 并设置排水沟及集水井进行排水。对于全风化、强风化岩石基坑侧壁采用喷锚支护, 从上至下, 开挖一部分, 支护一部分, 中风化及微风化部分采用松动爆破。由于出水井部分施工均位于岸上施工, 且距离岸边有约10~12m, 开挖可不受湖水影响。
4 结语
千岛湖水厂深层取水工程的实施, 提高了水厂的供水可靠性, 且原水水质有了较大的提高, 保证了出厂水质, 降低了制水成本, 产生了良好的经济、社会效应。
摘要：为避开季节性藻类生长对水源的影响, 千岛湖水厂需对取水头部进行改造。改造后的取水口悬浮在距湖底约8米处, 取水深度30多米, 工程采用水泵直接取水的固定式河床取水构筑物。本项目实施后, 水厂原水水质有了较大的提高。