預制拼裝閥門井在泵站改造工程中的應用

祁月宗

摘? ?要：文章針對泵站改造工程中地下結構多、管線復雜、工期緊的情況，通過有限元分析，在關鍵節點防洪閥門井上成功應用預制鋼筋混凝土結構，在提高施工質量的基礎上，可大大縮短工期。同時，建立了建筑信息模型（BIM），利用該模型實現了經濟分析等深度應用，為推進預制裝配和深入應用該模型積累了寶貴的經驗。

關鍵詞：預制拼裝閥門井;泵站改造;應用

某工程項目建設規模為每天供應原水460萬m3，將大大提高供水安全，為緊急情況下的互聯互通、互為備用創造條件。工程體系復雜，工期緊，施工條件差。本項目由上海市市政工程總院以總承包的方式實施。

1? ? 預制閥門井的設計與施工

1.1? 預制拼裝閥門井設計方法

項目管理公司和設計采購施工（Engineering Procurement Construction，EPC）總承包方應溝通協商，充分發揮優勢，及時組織方案比選和設計優化。經過綜合研究，創造性地提出采用有限元法預制閥門井分析和保證閥門井的質量和安全，采用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）對材料分析和正演分析進行深入探討。實踐證明，預制閥門井安全可靠、防水性能優良，能大大縮短現場施工周期，值得推廣。

本項目場地抗震設防烈度為7度，基本地震加速度為0.1 g，設計地震分組為第一組。根據巖土工程勘察報告，防洪閥門井持力層為灰色黏土層，地下水及土樁混凝土結構具微腐蝕性。設計抗浮水位為地面設計高程以下0.50 m，閥井埋深3.85 m，閥門井混凝土強度等級為C35，抗滲等級為P6，混凝土后澆部分采用C40補償收縮混凝土，鋼筋為HRB400。井蓋活載為2.0 kN/m2，地面超載為10.0 kN/m2，閥門質量為80 kN。在正常使用中，垂直墻和底板在整個澆筑和固結后均視為固結，垂直墻和垂直墻在全焊后均視為固結節點。通過計算，無論是鉸接還是加固，墻板和底板的應力和變形均能滿足規范要求。

1.2? 預制拼裝閥門井施工

由于施工場地狹窄，閥門井施工期為冬季，為保證施工質量和進度，閥門井底板和立墻在工廠預制，運至施工現場組裝。事先與預制廠充分溝通設計圖紙、工藝預埋管線位置、拼接縫槽、角鋼大樣、運輸方案、時間節點等，利用BIM技術對埋件位置進行三維檢測，確保工作管道、閥門等各環縫無問題。在預制過程中，項目管理公司、設計院、施工單位等技術人員多次進駐預制廠，對構件尺寸、鋼筋布置、埋件位置、節點細部、成品質量等進行檢查。構件運至現場組裝時，預制廠技術人員應配合施工單位進行構件吊裝、定位、組焊、局部整體澆筑等全過程。

實踐證明，經過精心組織，預制拼裝可大大節省施工時間，減少臨時通道占用時間，基本不影響鄰近施工現場，滿足各方進度要求。經檢測，成品質量完全滿足設計圖紙及相關規范、規程的要求。

2? ? 供水泵站運行效率的提高對策分析

2.1? 引入變頻調速技術

利用變頻調速技術能夠保證水泵在運行過程中保持最佳狀態，這種技術具有較好的節能效果，能夠根據所設計的壓力來調節水泵的運行速度以及運行數量，讓水泵在運行過程中達到最好的節能效果。根據對水泵節能效果的分析可知，電機運行的平均功率大概是80 kW，水泵每天消耗的電量為2 200 kW·h;運用變頻技術所運行的電機功率為65 kW，水泵每天消耗的電量為1 600 kW·h。可見，運用變頻調速技術能實現較高的節電效率，每年可節省的電費大約在16萬元，節省了企業的開支。雖然使用變頻設備需要投入較大的成本，但是能夠保證系統的穩定運行，減少保養次數和設備問題出現的次數，具有更好的節能效果，加之自身具有較高的智能化水平，方便操作，大大提升了水泵的工作效率。

2.2? 提高管路效率

目前，采用臥式混流泵，會將管路布置成折線，導致管路較長、出現的彎頭多。為了提高管路的使用效率，可以根據管路的位置，對管路進行合理調整，將彎曲的地方改成直線，能夠有效縮短管路長度、減少彎頭。對于一些小型水泵，減少一些彎頭，就能夠減少資源損失。還可以通過減少管路附件來提高管路效率。管路附件的水頭損失較大，在運行過程中會使用較多能源，因此，在設計時需要減少管路附件的使用。有些泵站會利用底閥進水的方法，這樣會導致局部水頭損失，而且損失水頭系數較大，因此，將底閥換成真空泵就能減少水頭的損失，或者在進水管路使用喇叭口，也有良好的節能效果。

3? ? 供水泵站運行的智能化科技改造分析

3.1? 增設水泵機組振動監測系統

在電機、水泵軸上安裝振動傳感器，采集振動信號，處理數字信號，得到反映設備特征的狀態參數，結合其他設備運行參數，可對設備狀態進行分析和診斷，以評判水泵機組的安全健康狀況，及時發現故障，并為機組運行、維護、大修提供有針對性的指導意見。

3.2? 建立綜合信息管理系統

在計算機監控系統的基礎上，建立綜合信息管理系統，增加設備及建筑物管理系統，主要包括設備和建筑物臺賬，運行分析報告，巡視、養護、維修記錄，大修報告，預防性試驗記錄，故障缺陷記錄，運行臺時統計、綜合展示等。

3.3? 增加入侵報警系統

增加入侵報警系統，并與現有的視頻監視系統進行整合，對視音頻、報警信息進行采集、編碼、存儲。

4? ? 結語

對泵站運行進行經濟管理，目的在于減少成本、獲得更多利潤。泵站在運行過程中可能存在很多問題，需要針對實際情況進行研究。隨著現代化技術的不斷發展，泵站自動化水平將越來越高，新技術的不斷加入有利有弊，可能會使泵站經濟管理出現更多問題，需要對這些問題進行深入研究，不斷提升技術水平，尋找解決問題的辦法，促進泵站的良性發展。

[參考文獻]

[1]潘志軍.基于綜合管控平臺的智能泵站設計[J].小水電，2018（5）：31-33.

[2]陳羽.小型低壓泵站系統應用[J].大科技，2018（6）：10-12.