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景电二期大型泵站改造项目地质评价及出水塔设计

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摘要：本文以景电二期总干十、十一泵站为例对景电二期大型泵站更新改建项目工程地质条件进行评价，并对出水塔及出水池进行设计，旨在为后期项目改造工程的顺利实施提供理论依据。

关键词：景电二期;大型泵站;地质评价;出水塔;出水池

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

1 改建建筑物工程地质条件及评价

1.1 总干十泵站

十泵站位于红墩子北东5km的松山沟出山口段左岸，距九泵约2km，距十一泵约3km，附近有公路相通，交通便利。总干十泵站采用延长压力管道、取消出水塔、新建出水池。十泵站处于长岭山东麓山前侵蚀剥蚀丘陵区，探坑未揭穿覆盖层。工程区地层岩性主要为下更新统（plQ1）棕红色～桔黄色碎石砂、含砾中粗砂、中细砂;次为全新统（plQ4）洪积砂壤土。

（1）砂壤土（plQ4）：土黄色，疏松，植物根孔多发育。（2）碎石砂（plQ1）：棕红色～桔黄色，结构密实，深部泥钙质半胶结。砂为中粗砂。（3）含砾中、粗砂（plQ1）：棕红色～桔黄色，结构密实，常见交错层理，深部也有半胶结，较坚硬，在渡槽左侧拟建线路附近布设探坑4个，取样4组进行了室内物理力学性质试验，其中在TK1～TK3取样为砂碎石，TK4取样为中砂。

TK1～TK2探坑取样为砂碎石，曲率系数为0.4～1.1;混合堆积密度1.37～1.68g/cm3，混合紧密密度1.74～1.89g/cm3，天然密度1.56～1.78g/cm3，孔隙比0.577～0.927，相对密度0.51～0.57，比重2.64～2.68。

TK3～TK4探坑取样为含砾中砂，曲率系数为1.1;混合堆积密度1.42g/cm3，混合紧密密度1.78g/cm3，天然密度1.62g/cm3，孔隙比0.852，相对密度0.61，比重2.63。

建议：变形模量25～30MPa，砼与砂摩擦系数0.30～0.35。建议清除上层砂壤土及下部结构松散的碎石砂层，建筑物基础须置于较密实的碎石砂层上。

1.2 总干十一泵站改建建筑物工程地质条件及评价

工程区处于山前剥蚀残丘向北的漫水滩附近斜坡地带，地面高程1705～1738m。在工程区发育一冲沟，沟内干枯，仅在暴雨季节有流水。沟道由西南向东北斜穿引水渡槽，宽2～7m，深0.5～1.5m，沟道弯曲，沟底平坦，堆积松散砂层，含少量砾石。据探坑揭示，工程区主要地层岩性为第四系下更新统（Q1）浅红～棕黄色的砂碎石。

（1）砂碎石（plQ1）：浅红-桔红色砂碎石，结构中密～密实。（2）砂壤土（plQ4）：灰黄色，疏松，夹砾石，厚度0.5～1m，具大孔隙，可见植物根系及虫孔。（3）粉砂土（plQ4）：灰黄色，松散，以粉粒和砂粒为主，粘粒含量极低，为冲沟附近新近堆积物。

2 出水塔及出水池设计

总干八至十三泵站出水管道的配机配管调整，汇总管直径及根数均有变化，各级泵站出水塔及出水池均需拆除重建。考虑出水塔施工难度大、工期长、投资高，如果原址重建，只能在灌溉停水期施工，但施工时间受灌溉期影响较大，只能在灌溉停水期施工。由于出水塔施工难度大，必然不能在如此短的时间内完成拆除重建工作量，将會严重影响灌区的正常灌溉，因此本次改建结合总干八至十一泵站出水管道、出水塔、连接渡槽的布置情况，对于出水管道及连接渡槽比较长的总干八泵站、总干九泵站仍采用异地重建出水塔的方案，对于出水管道及连接渡槽比较短的总干十泵站、总干十一泵站调整为拆除出水塔及连接渡槽、异地重建出水池的方案。总干十二、十三泵站为出水池拆除重建方案。

2.1 总干八泵站出水塔改造

原设计出水塔内径为7.5m，塔内设有4根压力管道，分别为3根直径1.7m，1根1.2m。本次设计由于管道流量加大，管道直径改为3根1.8m和1根1.6m。因此新建出水塔内径根据出水管的布置及检修要求，内径设计为7.7m。池高由改造后的特征水位及超高确定。经计算及考虑长期运行经验出水塔：加大水位为1644.87m，超高取0.85m。新建出水塔位于旧出水塔顺水流向左侧17m处。

2.2 总干九泵站出水塔改造

原设计出水塔内径为7.5m，塔内设有4根压力管道，分别为2根直径1.7m，2根1.4m。本次设计由于管道流量加大，管道直径改为2根1.8m和2根1.6m。因此新建出水塔内径根据出水管的布置及检修要求，内径设计为7.7m。池高由改造后的特征水位及超高确定。经计算及考虑长期运行经验出水塔：加大水位为1672.51m，超高取0.85m。新建出水塔位于旧出水塔顺水流向左侧15.5m处。

2.3 总干十、十一泵站出水塔改出水池

本次改造拆除总干十、十一泵站出水塔、新建出水池位于原渡槽末端与渠道连接，基础坐落在砂砾岩上。为C25钢筋混凝土整体结构，由底板、侧墙、前墙组成。出水池与渐变段、渐变段与渠道，均设有伸缩缝。侧墙两侧回填碎石土，填土高程与出水池顶同高。

（1）出水管中心线高程确定。出水池底部高程低于渠道底部高程，考虑冬灌后池内积水，容易发生冻胀，对混凝土的耐久性产生不利影响。因此设计池底与渠底同高来确定管中心线高程。为了防止池中泥沙或杂物等淤塞出水口，及便于施工和出口拍门的安装，压力管道出口下缘至池底的距离采用P=0.2cm。则管中心高程为：池底高程+P+管道半径。

（2）出水池长L的确定采用淹没射流理论进行计算：

（3）出水池的宽度。出水池的宽度，主要是从两方面考虑：一方面保证两相邻水管的出口水流不互相干扰，两管中心线的距离取（1.5～2.0）D出口，即可满足。其次是考虑预应力钢筋混凝土管施工和安装检修的需要，综合考虑选择两管中心距为3.2m，边管出口边缘至边墙的净距，取0.5D出口。

出水池高由改造后的渠道特征水位及超高确定。

作者简介：谈守玮（1988-），男，甘肃景泰人，本科，助理工程师，主要从事水利工程管理维护工作。

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