景電二期大型泵站改造項(xiàng)目地質(zhì)評(píng)價(jià)及出水塔設(shè)計(jì)

摘 要：本文以景電二期總干十、十一泵站為例對(duì)景電二期大型泵站更新改建項(xiàng)目工程地質(zhì)條件進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)出水塔及出水池進(jìn)行設(shè)計(jì)，旨在為后期項(xiàng)目改造工程的順利實(shí)施提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：景電二期;大型泵站;地質(zhì)評(píng)價(jià);出水塔;出水池

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.058

1 改建建筑物工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

1.1 總干十泵站

十泵站位于紅墩子北東5km的松山溝出山口段左岸，距九泵約2km，距十一泵約3km，附近有公路相通，交通便利。總干十泵站采用延長(zhǎng)壓力管道、取消出水塔、新建出水池。十泵站處于長(zhǎng)嶺山東麓山前侵蝕剝蝕丘陵區(qū)，探坑未揭穿覆蓋層。工程區(qū)地層巖性主要為下更新統(tǒng)（plQ1）棕紅色～桔黃色碎石砂、含礫中粗砂、中細(xì)砂;次為全新統(tǒng)（plQ4）洪積砂壤土。

（1）砂壤土（plQ4）：土黃色，疏松，植物根孔多發(fā)育。（2）碎石砂（plQ1）：棕紅色～桔黃色，結(jié)構(gòu)密實(shí)，深部泥鈣質(zhì)半膠結(jié)。砂為中粗砂。（3）含礫中、粗砂（plQ1）：棕紅色～桔黃色，結(jié)構(gòu)密實(shí)，常見交錯(cuò)層理，深部也有半膠結(jié)，較堅(jiān)硬，在渡槽左側(cè)擬建線路附近布設(shè)探坑4個(gè)，取樣4組進(jìn)行了室內(nèi)物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)，其中在TK1～TK3取樣為砂碎石，TK4取樣為中砂。

TK1～TK2探坑取樣為砂碎石，曲率系數(shù)為0.4～1.1;混合堆積密度1.37～1.68g/cm3，混合緊密密度1.74～1.89g/cm3，天然密度1.56～1.78g/cm3，孔隙比0.577～0.927，相對(duì)密度0.51～0.57，比重2.64～2.68。

TK3～TK4探坑取樣為含礫中砂，曲率系數(shù)為1.1;混合堆積密度1.42g/cm3，混合緊密密度1.78g/cm3，天然密度1.62g/cm3，孔隙比0.852，相對(duì)密度0.61，比重2.63。

建議：變形模量25～30MPa，砼與砂摩擦系數(shù)0.30～0.35。建議清除上層砂壤土及下部結(jié)構(gòu)松散的碎石砂層，建筑物基礎(chǔ)須置于較密實(shí)的碎石砂層上。

1.2 總干十一泵站改建建筑物工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

工程區(qū)處于山前剝蝕殘丘向北的漫水灘附近斜坡地帶，地面高程1705～1738m。在工程區(qū)發(fā)育一沖溝，溝內(nèi)干枯，僅在暴雨季節(jié)有流水。溝道由西南向東北斜穿引水渡槽，寬2～7m，深0.5～1.5m，溝道彎曲，溝底平坦，堆積松散砂層，含少量礫石。據(jù)探坑揭示，工程區(qū)主要地層巖性為第四系下更新統(tǒng)（Q1）淺紅～棕黃色的砂碎石。

（1）砂碎石（plQ1）：淺紅-桔紅色砂碎石，結(jié)構(gòu)中密～密實(shí)。（2）砂壤土（plQ4）：灰黃色，疏松，夾礫石，厚度0.5～1m，具大孔隙，可見植物根系及蟲孔。（3）粉砂土（plQ4）：灰黃色，松散，以粉粒和砂粒為主，粘粒含量極低，為沖溝附近新近堆積物。

2 出水塔及出水池設(shè)計(jì)

總干八至十三泵站出水管道的配機(jī)配管調(diào)整，匯總管直徑及根數(shù)均有變化，各級(jí)泵站出水塔及出水池均需拆除重建。考慮出水塔施工難度大、工期長(zhǎng)、投資高，如果原址重建，只能在灌溉停水期施工，但施工時(shí)間受灌溉期影響較大，只能在灌溉停水期施工。由于出水塔施工難度大，必然不能在如此短的時(shí)間內(nèi)完成拆除重建工作量，將會(huì)嚴(yán)重影響灌區(qū)的正常灌溉，因此本次改建結(jié)合總干八至十一泵站出水管道、出水塔、連接渡槽的布置情況，對(duì)于出水管道及連接渡槽比較長(zhǎng)的總干八泵站、總干九泵站仍采用異地重建出水塔的方案，對(duì)于出水管道及連接渡槽比較短的總干十泵站、總干十一泵站調(diào)整為拆除出水塔及連接渡槽、異地重建出水池的方案。總干十二、十三泵站為出水池拆除重建方案。

2.1 總干八泵站出水塔改造

原設(shè)計(jì)出水塔內(nèi)徑為7.5m，塔內(nèi)設(shè)有4根壓力管道，分別為3根直徑1.7m，1根1.2m。本次設(shè)計(jì)由于管道流量加大，管道直徑改為3根1.8m和1根1.6m。因此新建出水塔內(nèi)徑根據(jù)出水管的布置及檢修要求，內(nèi)徑設(shè)計(jì)為7.7m。池高由改造后的特征水位及超高確定。經(jīng)計(jì)算及考慮長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)出水塔：加大水位為1644.87m，超高取0.85m。新建出水塔位于舊出水塔順?biāo)飨蜃髠?cè)17m處。

2.2 總干九泵站出水塔改造

原設(shè)計(jì)出水塔內(nèi)徑為7.5m，塔內(nèi)設(shè)有4根壓力管道，分別為2根直徑1.7m，2根1.4m。本次設(shè)計(jì)由于管道流量加大，管道直徑改為2根1.8m和2根1.6m。因此新建出水塔內(nèi)徑根據(jù)出水管的布置及檢修要求，內(nèi)徑設(shè)計(jì)為7.7m。池高由改造后的特征水位及超高確定。經(jīng)計(jì)算及考慮長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)出水塔：加大水位為1672.51m，超高取0.85m。新建出水塔位于舊出水塔順?biāo)飨蜃髠?cè)15.5m處。

2.3 總干十、十一泵站出水塔改出水池

本次改造拆除總干十、十一泵站出水塔、新建出水池位于原渡槽末端與渠道連接，基礎(chǔ)坐落在砂礫巖上。為C25鋼筋混凝土整體結(jié)構(gòu)，由底板、側(cè)墻、前墻組成。出水池與漸變段、漸變段與渠道，均設(shè)有伸縮縫。側(cè)墻兩側(cè)回填碎石土，填土高程與出水池頂同高。

（1）出水管中心線高程確定。出水池底部高程低于渠道底部高程，考慮冬灌后池內(nèi)積水，容易發(fā)生凍脹，對(duì)混凝土的耐久性產(chǎn)生不利影響。因此設(shè)計(jì)池底與渠底同高來確定管中心線高程。為了防止池中泥沙或雜物等淤塞出水口，及便于施工和出口拍門的安裝，壓力管道出口下緣至池底的距離采用P=0.2cm。則管中心高程為：池底高程+P+管道半徑。

（2）出水池長(zhǎng)L的確定采用淹沒射流理論進(jìn)行計(jì)算：

（3）出水池的寬度。出水池的寬度，主要是從兩方面考慮：一方面保證兩相鄰水管的出口水流不互相干擾，兩管中心線的距離取（1.5～2.0）D出口，即可滿足。其次是考慮預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管施工和安裝檢修的需要，綜合考慮選擇兩管中心距為3.2m，邊管出口邊緣至邊墻的凈距，取0.5D出口。

出水池高由改造后的渠道特征水位及超高確定。

作者簡(jiǎn)介：談守瑋（1988-），男，甘肅景泰人，本科，助理工程師，主要從事水利工程管理維護(hù)工作。