南水北調配套工程保滄干渠渠首工程提升改造設計

王玲麗

保滄干渠渠首工程是河北省南水北調配套工程保滄干渠工程的重要組成部分，位于保定市曲陽縣東旺鄉(xiāng)中管頭村。為解決保滄干渠攔污、清污問題，渠首增設了旋轉濾網清污設備。自2016年11月旋轉濾網投入使用以來，攔截了大量污物，有效保障了供水安全。為提升清污效率、便于濾網檢修、實現(xiàn)沉沙池不停水清淤、保障濾網運行安全，需對渠首工程進行升級改造?，F(xiàn)介紹設計改造方案，以期和同行交流提升，進而促進工程完善優(yōu)化提升。

1.工程概況

河北省南水北調配套工程保滄干渠工程主要擔負向保定、滄州、廊坊三市12 個縣（市）的供水任務。干渠設計最大引水流量9.9m3/s，管道總長243.571km。

保滄干渠自南水北調中線總干渠中管頭分水口取水，在中管頭分水口處設渠首工程，渠首工程包括連接井和沙河干渠連通涵工程。連接井下游出口處設柵條間距為50mm 的攔污柵和抓斗式清污機。實際運行后考慮到南水北調來水中含有雜草、塑料袋、藻類等柔軟性雜物，在連接井下游的沉沙池增設旋轉濾網。沉沙池共兩孔，每孔布置一臺旋轉濾網、一臺潛水泵。在每臺濾網旁側布置排水槽以收集沖洗污水，利用渣水分離器分離污物。污物收集至集污筐。污物集中后與攔污柵污物統(tǒng)一處理。旋轉濾網采用戶內布置外部加蓋廠房。

2.存在問題

旋轉濾網投入使用以來，攔截了大量污物（多為藻類、枝葉和生活垃圾等），為保障調流閥等閥門的使用安全和下游水質發(fā)揮了巨大作用。同時出現(xiàn)以下主要問題：

一是設備的檢修更換需利用臨時吊車。隨著使用時間和頻率的增加，濾網網片檢修更換、維修噴嘴等頻率也隨之增加，維修更換設備不便利。

二是在多藻季節(jié)，旋轉濾網清污機運轉頻次很高（30min/次），藻類量大（平均2m3/d），需要人工從集污筐清理，勞動強度較大，效率低。

三是沉沙池內淤泥高度已超過濾網下緣。淤泥高度不斷增加，對濾網運行安全影響較大，如清淤需全線停水。

3.改造方案

針對以上問題，制定如下改造方案：通過對濾網室改造增設濾網檢修吊裝設備；對集污、清污設備進行改造；沉沙池上下游增設檢修閘門，并設置門庫。

3.1 金屬結構改造設計

3.1.1 旋轉濾網室起吊設備

由于現(xiàn)場無固定起吊設備，因此旋轉濾網室需增設一臺起重機，用于旋轉濾網零部件維修和更換。濾網設備最大起吊件約4.0t，選擇電動單梁懸掛起重機，起重量5t，跨度5m，起升高度12m，共 1 臺。

3.1.2 沉沙池清淤排水

渠首沉沙池內淤積物較多，需及時清除沉沙池排出沉積物。沉沙池檢修排水時，將潛水泵放置在沉沙池內進行抽排。排水泵泵型根據沉積物特點選擇為自沖攪拌型潛水排污泵，共2 臺。

3.1.3 集污筐改造

更換現(xiàn)有集污筐，并增設吊裝設備和沖洗設備。更換集污筐2 個，在其底部增設2 個活頁門扇，上面4 個角的位置增設吊環(huán)。吊裝設備包括龍門架、電動葫蘆、彩鋼雨棚。沖洗設備選擇為高壓水槍清洗機，共1 臺。

改造后，集污筐收集綠藻后，通過吊裝設備將集污筐吊出地面，平移出集污坑，再移至電動三輪車上方，打開網筐底面活頁門扇將綠藻放出，利用高壓水槍沖洗集污筐，再由電動三輪車將綠藻運出。

3.1.4 檢修閘門

現(xiàn)狀在旋轉濾網大修時及沉沙池淤泥清除時需在濾網上下游采取臨時擋水設施，使用較為不便。在濾網上下游各設置1 扇檢修閘門。閘門不使用時，放置于新建門庫內，使用時臨時搬運。

3.2 土建改造設計

3.2.1 旋轉濾網室室內改造

為滿足新增起重機安裝和使用要求，需對旋轉濾網室進行改造。

起重機基礎利用現(xiàn)有房屋的結構柱。將彩鋼屋面拆除，屋面混凝土折梁鑿除，部分墻體拆除。為滿足起吊高度，將現(xiàn)狀結構柱上新接鋼筋混凝土柱，新建混凝土平屋頂。

為將檢修設備運至右側檢修平臺，將墻外移0.5m。由于現(xiàn)狀基礎梁為懸挑結構，下部為回填土，為保證結構安全，下部新增人工挖孔混凝土灌注樁基礎?；A上部設結構柱，柱子之間頂部設連系橫梁，安裝起重機軌道，柱子底部設地梁，地梁上部為大門側墻面。

主體結構完成后，對地面、坡道、門、墻體、屋面等進行恢復。

3.2.2 集污設備改造

集污筐上部增設雨棚和電動葫蘆起重機，雨棚采用鋼骨架，頂棚為彩鋼頂。

3.2.3 新增檢修門門庫

為放置上下游檢修閘門，在現(xiàn)地站大門東側圍墻處新建一地下門庫。門庫為鋼筋混凝土結構，頂部設蓋板，內部分別放置上下游檢修閘門。

3.3 電氣改造設計

渠首現(xiàn)地站濾網室新增的用電負荷主要為：電動單梁起重機1 臺，電動葫蘆1 臺，自沖攪拌型潛水排污泵2 臺，高壓水槍清洗機1 臺。引水時新增用電負荷均不運行，濾網檢修時自沖攪拌型潛水排污泵運行。濾網室新增用電負荷由渠首現(xiàn)地站現(xiàn)有變壓器供電，經計算，現(xiàn)有變壓器容量滿足需求。濾網室增設一面低壓柜，電源引自渠首現(xiàn)地站變配電室低壓柜備用支路。

4.取得結論

渠首工程提升改造實施后，可滿足旋轉濾網單孔檢修排水條件，實現(xiàn)沉沙池不停水清淤，提高清污工作效率，保障保滄干渠安全運行。