岸坡附著式可移動(dòng)取水泵站設(shè)計(jì)與施工

孫長(zhǎng)波

摘要：烏東德水電站魚類增殖站工程取水泵站所處金沙江河谷深切，岸坡高陡，水流湍急，江水位變化較大，常規(guī)的浮箱泵站取水方式無法滿足長(zhǎng)期穩(wěn)定取水和便于檢修維護(hù)的功能要求，現(xiàn)場(chǎng)地形又不具備修建塔臺(tái)式泵站條件。工程技術(shù)人員依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形條件和取水工藝要求，設(shè)計(jì)出岸坡附著式可移動(dòng)取水泵站，不但成功解決了取水江面水位變化大不利取水的難題，而且兼具塔臺(tái)式取水泵站抽水穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，值得類似取水工程借鑒。

關(guān)鍵詞：岸坡；附著式；移動(dòng)取水泵站；設(shè)計(jì)與施工

一、工程概況

烏東德水電站魚類增殖站工程位于金沙江右岸下游施期緩坡上，距烏東德壩址約4.6km，下游以阿巧大溝為界，上游與烏東德水文站相鄰，西側(cè)與施工道路相鄰，總用地面積約7.71萬㎡，總建筑面積8646㎡。主要由綜合樓、倉庫、一級(jí)魚種培育車間、二級(jí)魚種培育車間、魚卵孵化和開口苗培育車間、室外流水魚種養(yǎng)殖池、野生親本及大規(guī)格魚種循環(huán)養(yǎng)殖池、野生親本及大規(guī)格魚種流水養(yǎng)殖池、檢疫隔離間、流水養(yǎng)殖蓄水池、循環(huán)主蓄水池、小蓄水池、沉淀池、室外微流水魚種培育池、生物餌料池和取水泵站等建構(gòu)筑物組成。烏東德水電站魚類增殖站每年需完成的增殖放流總數(shù)量超過50萬尾。魚類養(yǎng)殖用水水源來主要從金沙江抽水，抽水揚(yáng)程約90m。

二、泵站設(shè)計(jì)

由于工程區(qū)所處金沙江河谷深切，岸坡高陡，水流湍急，枯、汛期江水位變化超過20m。依據(jù)地形條件和工藝設(shè)計(jì)要求，針對(duì)金沙江水汛期和枯水期水位變化較大的特點(diǎn)，取水泵站設(shè)計(jì)為取水口高程可調(diào)節(jié)的岸坡附著式移動(dòng)泵房結(jié)構(gòu)；泵車平臺(tái)采用鋼桁架結(jié)構(gòu)+彩鋼瓦組成，泵車運(yùn)行軌道分為水下和岸坡兩部分，岸坡軌道基礎(chǔ)采用鋼筋砼澆筑，并埋設(shè)I20型鋼軌道，水下軌道采用型鋼焊制桁架結(jié)構(gòu)，深入枯水期水面以下，以滿足泵車取水平臺(tái)根據(jù)江水位漲落調(diào)整取水高程的運(yùn)行需求，水泵出水口采用相同口徑波紋軟管與取水鋼管相應(yīng)位置法蘭接口連接，將水泵抽取的江水送入主供水管路；主供水管路沿泵車軌道內(nèi)側(cè)至卷揚(yáng)機(jī)平臺(tái)沿施工便道一直連接到EL880平臺(tái)生物餌料池上游閥門井，于二平臺(tái)供水管連接至沉淀池，為便于運(yùn)行期泵站檢修維護(hù)，在軌道基礎(chǔ)一側(cè)布置永久鋼板步梯；泵車移動(dòng)采用20t卷揚(yáng)機(jī)牽引。

圖2-1 枯水期泵站運(yùn)行狀態(tài)示意圖

圖2-2常水期泵站運(yùn)行狀態(tài)示意圖

軌道及取水鋼管基礎(chǔ)采用梯形結(jié)構(gòu)、中間設(shè)置凹槽，具體為基礎(chǔ)寬375cm，中間凹槽寬100cm，凹槽頂面距底部（厚度）40cm，兩側(cè)頂寬85cm，兩側(cè)凹槽底部厚度為100cm；基礎(chǔ)為鋼筋砼形式，配筋主副均筋采用Ф25mm三級(jí)螺紋鋼，間距為@200mm，采用四支箍，箍筋采用Ф8mm一級(jí)鋼、@150mm。

基礎(chǔ)砼施工時(shí)預(yù)埋泵車軌道埋件，埋件間距1.5m，埋件為鋼板登形式，面板采用10mm厚鋼板，錨固筋為Ф25mm一級(jí)鋼，每個(gè)鋼板凳設(shè)置4個(gè)錨固筋；

泵車基礎(chǔ)采用筏板形式，基礎(chǔ)尺寸為4.0m×5.0m×1.0m（長(zhǎng)×寬×厚），鋼筋采用雙層鋼筋網(wǎng)片，主筋Ф25mm@200、副筋Ф22mm@200，立筋Ф20mm@200；

三、施工方案簡(jiǎn)述

取水泵站布置在污水處理站正下方的陡峭岸坡，通過修筑L1施工便道到達(dá)EL846m高程露出的巖石基礎(chǔ)平臺(tái)，對(duì)該平臺(tái)進(jìn)行擋護(hù)和硬化后，作為施工期小型設(shè)備和施工材料的中轉(zhuǎn)站，后期改建為卷揚(yáng)機(jī)站。完成L1便道和EL846m高程平臺(tái)修建后，進(jìn)行移動(dòng)泵站軌道和取水管路的基礎(chǔ)的覆蓋層清理和石方開挖，然后搭設(shè)施工期簡(jiǎn)易爬梯，進(jìn)行基礎(chǔ)墊層和鋼筋砼澆筑，鋼筋砼澆筑時(shí)，預(yù)埋取水管路和永久檢修步梯固定鋼構(gòu)件；待基礎(chǔ)強(qiáng)度滿足達(dá)到75%時(shí)，進(jìn)行軌道和取水鋼管的焊接和組裝，然后進(jìn)行永久檢修步梯的焊接安裝，并逐步拆除施工期爬梯。移動(dòng)泵房在EL846m平臺(tái)組裝焊接，水泵及配電箱吊裝完成后，通過運(yùn)行期卷揚(yáng)機(jī)移動(dòng)至取水高程，最終完成取水泵站的試運(yùn)行。

四、取水泵站施工

（一）取水泵站基礎(chǔ)施工

首先對(duì)基礎(chǔ)邊線范圍內(nèi)的覆蓋層和風(fēng)化巖石自上而下進(jìn)行人工清理，對(duì)高于基礎(chǔ)面高程的孤石和巖坎采用YT-28手風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔松動(dòng)爆破。由于施工部位地形陡峭，所有人員必須均佩戴安全繩和安全帶，防止意外發(fā)生。

（二）鋼筋施工

鋼筋直接在加工廠加工成型后，采用平板運(yùn)輸車EL880平臺(tái)，人工將鋼筋通過便道搬運(yùn)至施工作業(yè)面。鋼筋采用人工綁扎。

（三）模板施工

1.模板選型

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙取水泵站基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且對(duì)質(zhì)量要求較高，根據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn)，取水泵站基礎(chǔ)砼模板選用強(qiáng)度和剛度均能滿足混凝土澆筑和振搗的側(cè)向壓力和振動(dòng)力的酚醛木模板，模板在加工廠內(nèi)加工完成后，采用板車運(yùn)至EL846m平臺(tái)位置，然后采用人工轉(zhuǎn)運(yùn)至工作面。

2.模板支立

模板采用人工拼模，模板支立采用內(nèi)拉外撐的方式進(jìn)行；外撐采用縱橫行圍囹進(jìn)行支撐，圍囹采用雙Ф48鋼管，豎向圍囹間距0.75m，縱向圍囹原則間距為0.5m，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。內(nèi)拉主要采用接按螺栓，拉條間距0.75m×0.5m。模板在混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%時(shí)進(jìn)行拆除。

（四）砼澆筑施工

取水泵站基礎(chǔ)按8～10m一段進(jìn)行分倉，模板及鋼筋施工完成后，進(jìn)行倉號(hào)驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后，進(jìn)行混凝土澆筑。

混凝土由拌合系統(tǒng)提供，水平運(yùn)輸采用8m？罐車進(jìn)行，垂直運(yùn)輸采用汽車泵進(jìn)行，首先由汽車泵將砼料輸送至EL846m平臺(tái)溜筒部位，人工將砼料送至溜筒（Ф110波形管），由溜筒輸送至倉號(hào)，人工進(jìn)行平倉；混凝土振搗采用插入式振搗器，采用Ф50振搗棒進(jìn)行振搗，分層下料、分層振搗，振搗器一前一后交叉兩次梅花型插入振搗，振搗器插入混凝土的間距不得超過振搗器有效半徑的1.5倍，距模板的距離不小于振搗器有效半徑的1/2倍，然后依次振搗直至密實(shí)，在鋼筋密集部位、有埋管部位、模板附近應(yīng)細(xì)心振搗，不應(yīng)觸及鋼筋或預(yù)埋件?；炷翝仓?2小時(shí)后進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天。

（五）管道及附件安裝施工

按照設(shè)計(jì)施工圖的技術(shù)要求采購本工程所需的全部管道為鍍鋅鋼管，還要采購本工程管道制造和安裝所需的全部焊接材料、連接件和涂裝材料，并對(duì)上述材料和連接件進(jìn)行檢查和驗(yàn)收。

管道的運(yùn)輸采用汽車吊配合平板運(yùn)輸車運(yùn)至安裝場(chǎng)地，管道在山坡處采用人工抬運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。明管安裝結(jié)束后，對(duì)明管表面均刷底漆兩道、面漆兩道進(jìn)行防腐。

（六）軌道及泵車制作

軌道及泵車制作所需的所有原材料經(jīng)過人工搬運(yùn)至EL846平臺(tái)，按圖紙制作加工及安裝完成泵車制作，工人站在租用的鐵船上制作安裝入水端軌道及鋼桁架，工人采用穿救生衣及綁好安全繩進(jìn)行安全防護(hù)。

（七）設(shè)備安裝施工

設(shè)備安裝前，組織施工技術(shù)人員認(rèn)真閱讀產(chǎn)品說明書、安裝使用說明書、制造廠圖紙及設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)備出廠合格證和技術(shù)說明書、質(zhì)量保證書、設(shè)備制造驗(yàn)收資料并統(tǒng)計(jì)核對(duì)。

設(shè)備安裝施工包括：水泵、卷揚(yáng)機(jī)等設(shè)備的工地裝卸、工地運(yùn)輸、保管、安裝、調(diào)試、設(shè)備啟動(dòng)、試運(yùn)行等的全部工作。

卷揚(yáng)機(jī)、水泵等大型設(shè)備的采用25t汽車吊配合人工進(jìn)行安裝，小型設(shè)備采用人工搬運(yùn)及安裝。

安裝結(jié)束后進(jìn)行調(diào)試、啟動(dòng)、試運(yùn)行，經(jīng)驗(yàn)收合格后投入運(yùn)行。

（八）電氣設(shè)備與裝置安裝施工

電氣設(shè)備與裝置安裝包括取水泵站、卷揚(yáng)機(jī)等電氣設(shè)備與裝置的采購、安裝、電氣埋管與埋件、動(dòng)力電纜與控制電纜敷設(shè)與安裝等項(xiàng)目以及引入泵站附近變壓器的10kV電源高壓線的敷設(shè)安裝。

所有的電氣設(shè)備與裝置用人工搬運(yùn)、安裝。安裝結(jié)束后進(jìn)行調(diào)試、啟動(dòng)、試運(yùn)行，經(jīng)驗(yàn)收合格后投入運(yùn)行。

五、調(diào)試及試運(yùn)行

取水泵站、輸水管道和卷揚(yáng)機(jī)調(diào)試及試運(yùn)行共分3個(gè)階段進(jìn)行，分別為：充水試驗(yàn)階段、單機(jī)調(diào)試階段、全站試運(yùn)行階段。

充水試驗(yàn)階段：充水試驗(yàn)的目的是檢查取水管路的滲漏情況，管道連接件之間的密封情況，以及對(duì)外管道連通情況。充水過程一次完成，充水到設(shè)計(jì)取水位后，檢查液面變動(dòng)情況，同時(shí)檢查管道連接處的滲漏情況以及管道的連通情況。對(duì)壓力管道進(jìn)行水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后，才能進(jìn)行泵組試運(yùn)行。

單機(jī)調(diào)試階段：?jiǎn)为?dú)工作運(yùn)行的設(shè)備、裝置稱為單機(jī)。單機(jī)調(diào)試的目的是檢查水泵、電氣的所有設(shè)備安裝質(zhì)量及運(yùn)行性能。單臺(tái)泵組試運(yùn)行在7天內(nèi)累計(jì)運(yùn)行48小時(shí)或連續(xù)運(yùn)行24小時(shí)（均含全站機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行小時(shí)數(shù)）。

全站試運(yùn)行階段：全站機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行時(shí)間為1～2小時(shí)，且機(jī)組無故障停機(jī)次數(shù)不少于3次，每次無故障停機(jī)時(shí)間不超過1小時(shí)。

六、結(jié)束語

烏東德水電站魚類增殖站取水泵站經(jīng)過精心設(shè)計(jì)和施工，以投資省，工期短，取水穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)解決了高山峽谷地區(qū)江中取水問題，為今后類似施工提供了可借鑒的實(shí)例。

（作者單位：中國(guó)水利水電第六工程有限公司西南分局）