水利工程軟土基礎上泵站更新改造的策略研究

程曉航 孟才

1.湖北省水利水電規(guī)劃勘測設計院 湖北 武漢 430064

2.湖北志宏水利水電設計有限公司 湖北 武漢 430072

在水利工程中，泵站是不可缺少的部分，泵站最主要的作用便是確保農業(yè)在旱澇時不會受到影響，合理調節(jié)水系在穩(wěn)定社會和諧中占據較為重要的作用。在水利工程中，泵站多半有幾十年的時間了，而且受到泵站更新以及施工等方面的約束，不管從水工建設亦或是配電設施中，其自然老化現(xiàn)象都非常嚴重，尤其是部分排澇泵達不到區(qū)域排水要求。所以，重新更新改造水利工程泵站非常重要。

1 水利工程水利工程軟土地基

1.1 水利工程軟土地基的概念

水利工程軟土地基一般是指強度低、壓縮量較高、黏度較高的軟弱土層，大部分水利工程軟土地基是由多種物質混合而成的，軟土分布的地域較廣，一般分布于濱海、湖沼、谷地，由于水利工程軟土地基含水量高、空隙較大極易被壓縮，因此水利工程軟土地基常常會開裂和變形。因此在橋梁建設中，就必須要加固水利工程軟土地基，以提升它的承載力和穩(wěn)固型，避免水利工程工程發(fā)生沉降斷裂，導致道路曲折不平整[1]。

1.2 水利工程軟土地基的特點

其一，壓縮性高。由于水利工程軟土地基的含水量高，土質較軟，比其他土質的地基壓縮時間長，因此，水利工程軟土地基在壓縮過程中，必須持續(xù)在高壓力的作用下進行，才能形成穩(wěn)定結構，最終達到施工質量的要求。其二，極易發(fā)生變形。水利工程軟土地基發(fā)生變形，主要表現(xiàn)在兩個方面，第一個方面是地基沉降，由于水利工程長期使用會受到車輛的碾壓，這時水利工程軟土地基由于土質較軟的特點往往會被擠壓得更加緊密，這時部分區(qū)域會出現(xiàn)空隙，造成地基沉降，并且當出現(xiàn)雷雨天氣時，大部分水利工程軟土地基可能會在沒有任何外力的情況下造成自然沉降，而且沉降的非常不均勻。另一方面是地基斷裂，地基斷裂往往比地基沉降造成的危害更大，一旦發(fā)生地基斷裂，車輛將不能在此路段行駛，因此只能封鎖道路，嚴重的甚至導致該區(qū)域內的交通系統(tǒng)癱瘓。因為地基會長期受到外力的作用，剛開始時一般都是輕微變形，如果不采取有效的處理方法最終可能發(fā)展為嚴重變形，影響車輛的安全行駛，造成嚴重的交通事故，危害社會和個人。其三，含水量高。一般來說，由于水利工程軟土地基的滲水能力較差，水利工程軟土地基的含水量往往會超過傳統(tǒng)的土質地基，因此，當水利工程軟土地基的含水量達到一定程度后，就會增強土壤的流動性，對水利工程造成嚴重的損害，如果不及時對地基進行加固處理，就會影響水利工程軟土地基的結構安全，影響施工進程。

2 水利工程軟土泵站改造存在問題

2.1 人民群眾參加深度不夠

農村水利工程泵站更新工作時一種系統(tǒng)化、繁雜化的工程，假如社會公眾不主動積極參加，泵站更新效果將會受到一定程度的負面影響。當前，部分泵站周圍的農村居民沒有認識到泵站的必要性，朝著泵站中隨意丟棄生活垃圾、排放生活污水，在一定程度上污染了泵站水質，造成泵站以及附近生態(tài)均衡受到損壞。長久以來，農村水利工程泵站更新工作經過政府單層面開發(fā)，鄉(xiāng)村居民的治理主體效用并沒有得到表現(xiàn)。多年來，即使各地展開了一系列環(huán)保宣傳活動，但是因為農村居民的真實參加度不充足，其很難在短時期中樹立環(huán)保理念，無法及時改進自身生活生產模式。

2.2 協(xié)作體系不夠健全

水利工程泵站更新實踐工作存在較強的系統(tǒng)化、復雜化，觸及相對多的單位和主體，唯有建設完善的寫作體系，才能夠有效貫徹泵站更新目標。但是當前，泵站更新管理體系不夠健全，沒有明確劃分有關職能單位的責任，容易產生相互推卸責任等情況。因為缺少完善的體系支撐，部分泵站可能會重復展開治理工作，則一些泵站更新工作就會受到忽略，造成泵站更新成效大打折扣。除此之外，因為還未設置專門負責泵站更新的單位，很難統(tǒng)籌策劃各項資源，也對泵站更新任務的展開形成了負面的影響[2]。

2.3 泵站更新方式不科學不合理

第一，過度注重短時間效益。部分單位在展開泵站更新工作適合，過度注重眼前任務與短時間利益，忽略長遠發(fā)展目標，創(chuàng)建的治理方案不科學不合理，忽略了生態(tài)保護、可持續(xù)發(fā)展等標準。第二，施工方式向相對滯后?，F(xiàn)時期，許許多多地方展開泵站更新的重要任務是防洪排澇及保障農業(yè)用水。為降低影響農村經濟發(fā)展，加固泵站堤岸時也許會損壞泵站，乃至大面積占領泵站現(xiàn)有水面。這不但不能保障泵站的治理成效，并且會造成一系列的不良影響。

2.4 效益逐年衰減 抗災能力降低

因部分泵站在維護保養(yǎng)上少，且灌溉的高峰期出現(xiàn)較多的問題，一些停水、停電的情況時有發(fā)生，同時，主變壓器的電氣設備容量有的大用的小，與泵站的樁基不相匹配，造成泵站設備運行降低，在汛期，因受到洪水的頂托，河水水位提高，使得機組超負荷運行，出現(xiàn)了強烈的振動，降低了排水流量，更為的嚴重的是泵站高洪水會被迫停機。

2.5 可行性和初步設計論證缺乏嚴謹性和科學性

任何的一項工程在設計前都要去對其可行性進行不斷論證并且進行充分合理的初步規(guī)劃設計，水利工程也不例外，對其可行性要進行更加嚴禁、充分的、科學的的方案來對比和方案論證就顯得極其的重要的。只有在不斷的驗證對比論證才能夠實現(xiàn)小型水利達到經濟方面與技術方面的相互協(xié)調使其足夠合理，嚴謹?shù)目茖W方案會充分的去分析包括工程的上的選址、建筑物的構建設計和工程的總體布置方案等等的內容，并且還可以根據量化的達標指數(shù)和多維角度去對比與分析兩個或多種問題方案的優(yōu)勝劣汰，是選擇環(huán)境，工期時間，投資資金，回收效益等個個方面的總體優(yōu)勢最大化的方案。然而就目前水利工程的情況來看，在很多的水利工程在其中的設計中往往都在整個論證的過程功能和作用不僅沒有充分的發(fā)揮出來，有些甚至會忽略掉。還有很多的水利工程在設計方案并沒有去做出準確客觀的定量分析，只是簡單大概的去做了一些簡便的定性分析。在后續(xù)的方案中選擇中，從而簡單的將某一方的方案工程中投資小于其他方案工程，便將其定做為最終的實施性方案，在其他的渠道防滲，結構設計等指標和投資回收期、內部的收益利益等經濟指標的深入的分析和研究考察等方面的經驗相當?shù)娜狈涷?，因此在水利工程在后面施工后會出現(xiàn)費用較高。投資比例大、設計方案存在漏洞等一系列的問題，任何的水利工程在設計實施前都應要去經過科學、嚴格的環(huán)境影響和經濟的收益的評價，但是在水利工程因在其規(guī)模小而忽略掉評價的必要性，使其環(huán)境影響和經濟效益評價的標準相對簡單，這會直接影響到工程可行性的科學性[3]。

2.6 水土問題考慮不夠全面

一般在水利工程的設計過程中，水土的問題也是重中之重的一環(huán)內容，需要設計人員能夠明確的計算出劃分土地到設計方案之中，然而基于當前的形勢來看，在進行水利工程的設計時卻明確存在著水土問題考慮不充分以及水保方案不科學的問題，進而致使水利工程設計中的水保問題存在著水保概率算費費用計算不準確，為整個水利工程在后期造成嚴重的資金成本壓力。

3 水利工程的泵站更新對策建議

3.1 端正工作態(tài)度，定期進行職業(yè)技能培訓

在泵站更新過程中泵站更新人員的態(tài)度往往對工程計劃有著直接的影響，泵站更新人員如在泵站更新圖紙時敷衍了事，在工作中漫不精心，疏忽大意將會對工程泵站更新造成極大的危害[4]。定期進行職業(yè)技能培訓是提升泵站工作人員能力的關鍵。隨著科技的不斷進步和泵站設備的更新?lián)Q代，工作人員需要不斷學習和掌握新的技術和知識，以適應新設備的運營和維護。只有通過定期培訓，工作人員才能及時了解最新的操作規(guī)程和維修方法，提高自身的技能水平，從而更好地完成泵站更新工作。

3.2 大力引進職業(yè)技術人員

水利工程泵站更新是一項專業(yè)性非常強的技術性能的職務，泵站更新部門也是屬于業(yè)務性很強的單位，因此對專業(yè)泵站更新技術的需求時必須是全面性的，然而在當今的很多泵站更新單位，專業(yè)性的技術人員相當缺乏，在總體的職員中占據的比例是很小的一部分，有些泵站更新部門甚至不足12人，業(yè)績較強的技術骨干也只有2-3人。最近幾年來的隨著對水利工程的的投資力度加大，相對應的泵站更新任務也在加重，由此技術人員更加的缺少，對于水利工程泵站更新的質量起到制約的作用，因此，要加強對泵站更新人員的投資，要不斷的引進新型的泵站更新職業(yè)人員[5]。

3.3 增強水利工程泵站更新重視程度

一般情況下，水利工程的泵站更新人員再具體開展泵站更新工作的同時，需要先對信息資料有一個系統(tǒng)的收集整理，結合當前施工現(xiàn)場的地質地貌、環(huán)境條件在作出較為準確的勘察工作，并且還需要充分的去保證資料的收集與勘探的工作都是由專業(yè)人士去負責的，只有這樣才能確保實現(xiàn)最終結果的真實準確性，也可以拉近各個工作人員之間的默契溝。同時在對水利工程的前期投入資金應要嚴格的按照國家所制定的相關的條約去實施執(zhí)行，借此去促使投資成本的合理控制，能夠更加有力的去開展小型水利的工程工作。除此之外，通常在小型的水利工程泵站更新完成之后，還需要安排專業(yè)人員對其進行嚴格的審查，把握每一環(huán)工作都行嚴格按要求去實施落實，一但發(fā)現(xiàn)其中存在的任何不足的之處都要立即的去采用可行性的方法去將其進行改進，從而更加有效的去增強水利工程泵站更新質量，為我國的水利事業(yè)奠定更加良好的基礎。

3.4 要因地制宜，合理設計

在創(chuàng)建施工初期，需開展實際的地質考察，按照當?shù)貐^(qū)的具體情況，兼顧經濟收益與生態(tài)效益，因地制宜，因勢利導，整體策劃，研究施工過程及施工實現(xiàn)后會造成的一系列問題，且創(chuàng)建對應的預防健全對策，減少隱性危險指標。要堅持穩(wěn)定發(fā)展，不能為了眼前的經濟效益，而忽視了其生態(tài)影響。與此同時，需要保障施工過程中的安全性與環(huán)保性，針對污水與廢水要做到正確的處理，針對部分污染物要做到切實標準后的科學排放[6]。水利工程創(chuàng)建實現(xiàn)后，要對庫區(qū)開展綠化，借助植樹造林等對策恢復創(chuàng)建過程中產生的植被損壞。

3.5 創(chuàng)建且完善水利工程創(chuàng)建有關體系

為了在泵站更新中，將生態(tài)環(huán)境維護觀念加入到水利創(chuàng)建的全過程中，在水利工程創(chuàng)建過程中，需開展好每個流程的管控，所以需要創(chuàng)建且改進水利工程建設的有關體系。必須創(chuàng)建其水利工程環(huán)境影響的監(jiān)察體系與反饋系統(tǒng)，在創(chuàng)建當中監(jiān)管其操作的標準化與環(huán)?；?，例如觀察是否根據有關規(guī)定應用環(huán)保型材料；在創(chuàng)建過程中要及時的跟蹤評價對環(huán)境的影響，萬一出現(xiàn)問題，及時開展完善，減少后面的損害。除此之外還需制定相應的生態(tài)補償體系，簡單而言即為誰損壞，誰賠償，誰污染，誰整頓，有效落實生態(tài)補償?shù)暮诵呐c補償?shù)姆秶扔嘘P問題。為了保障生態(tài)補償體系的可開展性，能夠在水利工程創(chuàng)建時在建設資金中保存一些資金，用在日后的補償與完善環(huán)境等相關工作內。

3.6 軟土地基表層處理工作

在處理水利工程施工過程中遇到的軟土地基問題時，最有效的解決方案就是提高軟土地基中軟土層的強度，如果在處理軟土地基時發(fā)現(xiàn)含水量較高，因此可以選擇在合適的位置挖一條排水渠道，將軟土地基內多余的水分排出來，降低含水量，確保后續(xù)的施工工作順利進行，在軟土地基的排水工作完成之后，還需要填入一定的石塊和砂礫，加強地基的透氣性和強度，從而改善土質結構，使軟土地基的結構更加穩(wěn)定。上述處理技術的最終目的都是為了完善軟土地基的承載能力與完整性，保證施工的正常進行。

3.7 強夯技術

在水利工程軟土基礎上，進行泵站更新時，可采用強夯技術，此技術指的是借助重物來碾壓軟土地基，使用該技術的目的是為了將軟土地基進行壓實，減少地基內的空隙。使用此技術最大的優(yōu)勢是縮小軟土地基的內部空隙，壓縮土質，從整體上提高軟土地基的強度。在實際的施工過程中，強夯技術，既高效又簡單，因此在水利工程施工過程中被廣泛應用。

3.8 科學管理河道及周邊地方

為降低河道及附近生態(tài)環(huán)境受到損害，創(chuàng)建鄉(xiāng)村規(guī)定方案時候應該就盡可能降低研發(fā)河道附近地方，若需要研發(fā)這些地方，有關單位需要嚴格監(jiān)管開發(fā)企業(yè)。萬一有損壞河道生態(tài)的不良行為產生，要及時督促研發(fā)企業(yè)整改修復損壞地方。為提高監(jiān)管效果，能夠使用現(xiàn)代科學技術，建設監(jiān)控體系，動態(tài)、實時監(jiān)管河道附近地方的研發(fā)狀況，及時發(fā)現(xiàn)和改正能夠會損壞生態(tài)的行為。為保護河道附近的生態(tài)功能，能夠在農村水利工程河道附近種植花卉植物等等。這樣不僅可以強化河道生態(tài)體系，而且還能夠提高河道的綜合美觀度。并且，政府單位需大力懲處各種破壞河道及周邊生態(tài)的不良行為，融合展開日常整改和專項整改活動，嚴厲批評教育有關責任人。在依法整改的過程中，同步開展宣傳教育活動，提高農民群眾的生態(tài)環(huán)保意識，指導其積極了解到損壞河道生態(tài)的嚴重性，自覺抵制、監(jiān)管舉報多種不良情況。除此之外，要全面評測河道附近農業(yè)生產對河道生態(tài)所導致的影響，結合專家、學者等一同創(chuàng)建處理方案，最大程度地減少農業(yè)生產帶來的負面影響。

4 結束語

綜上所述，泵站屬于綜合性非常強的水利工程設施，能保證抗旱除澇、農田灌溉以及糧食的安全，同時也是農村中基礎設施較為重要的一部分。所以，積極的更新水利工程泵站，確保機組安全運行，可以有效降低能耗，同時也能提高使用壽命，更換設備，選擇適合的水泵電機，可以幫助機組常年的高效運行。此外，在改造泵站進出條件時，改善進水流態(tài)，可降低水頭損失，促使水利工程泵站長期安全、高效率的運行，發(fā)揮灌溉效益以及經濟效益。