黄草湖初步设计报告

湖北省团风县黄草湖泵站更新改造工程初步设计报告黄冈市水利水电规划设计院第1页1．综合说明1.1工程概况团风县位于湖北省东部，大别山南麓，长江中游北岸，东临巴河，西毗举水，北依大别山，南抵长江，分别与湖北省鄂州市、武汉市新洲区和黄冈市黄州区、浠水县、罗田县和麻城市相邻。地理位置介于东经114°47′～115°14′、北纬30°35′～30°54′之间。东西横宽44km，南北纵长约38km，版图面积833km2，下辖10个乡镇，总人口37.29万人。黄草湖泵站是团风县骨干排涝工程，由黄草湖站和金锣港站组成，总装机16台，容量6105kW，设计排涝流量55.7m3/s。其中黄草湖站装机2×1000+3×800kW，设计排涝流量42.5m3/s，金锣港站一机房装机6×155kW，设计排涝流量7.2m3/s，金锣港站二机房装机5×155kW，设计排涝流量6.0m3/s。黄草湖泵站排区总面积190km2，分高排区和低排区，高排区面积15km2,排水任务由金锣港站二机房承担，低排区面积175km2，由黄草湖站和金锣港站一机房承担，高低排区之间以金锣港站二机房前池左岸分水闸相连。排区范围包括团风县城和团风、方高坪、淋山河、王家坊四个乡镇以及金锣港、黄草湖两个国营农场，总人口22万，耕地面积13.50万亩，其中水田8.06万亩，旱地5.44万亩。黄草湖泵站自建成至2005年，共运行106374台时，排水18.394亿m3，为排区的农业生产和经济发展起了重大作用。1.1.1黄草湖站概况黄草湖站位于团风县城东南约4km处罗家沟大闸旁，对应黄冈长江干堤堵龙堤桩号227+598，块基形泵房，肘弯形进水属堤后式泵站。湖北省团风县黄草湖泵站更新改造工程初步设计报告黄冈市水利水电规划设计院第2页黄草湖站是排区主力排涝泵站，装机2×1000+3×800kW，设计流量42.5m3/s，于1966年动工兴建，1971年投入运行。该站原设计装机5台48ZLB-87型水泵500kW电机的机组，主厂房及进出水流道等建筑物均按500kW机组施工，土建工程完成后，由于该机型停止生产，于1971年被迫改成安装64ZLB-50型水泵配800kW电机的机组，1971年5月4台机组投入运行，第5台机组于1974年5月投入运行，形成了”大机蹲小窝”的现象。为了解决500kW机组进出水流道与800kW机组不配套的问题，建站至今先后多次对该站进行改造。1981年拆除重建了出水流道，管径从1.4m扩为φ1.8m，出水流道穿墙管中心高程由18.746m(吴淞高程系,本报告下同)抬高到现状的20.41m，取消了水泵出口“S”形管段，副厂房地平高程由21.00m抬高至现状的22.34m，与主厂房电机层同高；1984年，抬高了室外变电站地面，使之与主厂房电机层同高，出水消力池加长5m，改造了出水海漫；1989年，按照《泵站技术规范》重新拟定进水流道单线尺寸图，对5号机组进水流道进行了改造，同时新建了站前拦污栅桥，配套了拦污栅，并在主厂房西端增建了8m长的检修间，经原黄冈地区农电测试所测试，进水流道改造后能使水泵运行恢复正常。1992年对余下4台机组的进水流道进行了改造。1999年，黄草湖站更新改造工程立项上马，到目前为止，省投资810万元，完成了部分工程项目的更新改造，将1#、3#水泵机组由64ZLB-50型半调节轴流泵配套800kW电机更新为1600HD-9型混流泵配套1000kW电机。具体见表1-1。2003年，黄冈长江干堤整险加固工程穿堤建筑物项目中，黄草湖站又完成了出水流道下降段等项目的更新改造，具体见表1-2。湖北省团风县黄草湖泵站更新改造工程初步设计报告黄冈市水利水电规划设计院第3页表1-1黄草湖站省级投资更新改造完成项目明细表序号工程项目名称序号工程项目名称第一部分建筑工程第二部分机电设备及安装工程1主体建筑工程12台主机组更新⑴主厂房升高工程2泵房行车更新⑵主厂房维修工程3高压柜更新⑶副厂房新建工程4低压柜部分更新(有3台未更新)⑷变电站拆建工程5励磁柜更新⑸检修闸门启闭机室工程6直流电源更新⑹检修间拆除重建7励磁变压器更新⑺真空破坏室拆除重建8更新主变⑻出口拍门启闭台及工作桥新建9更新35kV油开关为真空开关⑼拦污栅桥改造10更新35kV避雷器1组⑽进水港清淤护坡11更新35kV隔离开关1台⑾原出水管拆除部位渗漏处理12增设35kV计量装置1套2交通工程1335kV输电线路改造站区砼道路14更新高低压电缆3房屋建筑工程第三部分金属结构⑴住宅楼新建工程1变电站构架更新⑵综合楼新建工程2拦污栅栅体更新⑶职工食堂新建⑷预制厂搬迁表1-2黄草湖站穿堤建筑物改造项目序号项目名称序号项目名称1出水流道下降段拆除重建4气系统设备更新2出水池拆除重建5出口拍门更新3前池底板加固1.1.2金锣港站概况金锣港站包括一机房和二机房。一机房位于团风县城东北约2km处，对应长江一级支流举水河东堤桩号1+460，属堤后式泵站。该站于1972年兴建,1973年投入运行,装机6湖北省团风县黄草湖泵站更新改造工程初步设计报告黄冈市水利水电规划设计院第4页×155kW，水泵为常德七一机械厂生产的28ZLB-70型半调节轴流泵，电动机为湖北省白莲河设备厂生产的JSL12-8型异步电机。一机房主要建筑物包括进水检修节制闸、进水渠、拦污栅桥、前池、泵房、变电站、出水流道、真空破坏室、消力池及海漫和出水渠，泵房堤后式湿室型泵房，钢制喇叭口进水、虹吸式出水，断流方式为真空破坏阀和拍门断流。一机房部分工程已作为黄冈长江干堤穿堤建筑物于2003年进行更新改造，已改造的项目见表1-3。表1-3金锣港站一机房穿堤建筑物改造项目序号项目名称序号项目名称1进水池底板改造6出水池、海漫改造2进水渠护坡7出水渠改造3拦污栅桥加固8气系统设备更新4真空破坏室拆除重建9拍门更新5拍门启闭台及其交通桥新建二机房位于团风县北部淋山河镇境内，举东堤桩号15+580，属堤后式泵站。1973年兴建,1974年投入运行,装机5×155kW，水泵为常德七一机械厂生产的28ZLB-70型半调节轴流泵，电动机为湖北省白莲河设备厂生产的JSL12-8型异步电机。二机房泵房下部中、边墩、后墙是在弱风化粉细砂岩中开凿而成，泵房上部利用开挖石料砌筑而成。出水流道原设计系参照该站一机房进行，为虹吸式出水流道，由于当时资金缺乏，仅做了上升管段，出水管采用φ0.7m预制砼管，部分为承插管，部分为平口管。砖石结构出水池设置在举水大堤堤顶内侧，池长4m，深0.5m，水流自然跌水消能穿过桥洞进入举水河。湖北省团风县黄草湖泵站更新改造工程初步设计报告黄冈市水利水电规划设计院第5页1.2水文、地质1.2.1水文气象排涝区气候属亚热带大陆性季风气候，兼有南北过渡气候特征，四季分明，光照充足，无霜期长，雨水充沛，热量丰富，雨热同步，为农业生产提供了优越的条件。但由于气象特点和地理因素形成的降水量年际变差大和年内分配不均，造成了该排涝区旱涝灾害频繁、交替或连续发生的规律。加上排涝区地表径流峰高量大，密度集中，使涝灾成为排涝区工农业发展的心腹大患。黄草湖泵站排区排水设计标准为10年一遇三日暴雨五日排至作物耐淹深度，根据计算，该区10年一遇最大三日暴雨为253.2mm，径流系数旱地及非耕地采用0.71，水田采用0.93，水面采用1.0。1.2.2工程地质黄草湖泵站区域构造上位于秦岭东西向构造带，淮阳山字型构造及中国东部新华夏系构造第二窿起带等三大构造体系相交汇部位，受近东西向褶皱构造、北西向构造如沿江断裂及北北东向构造如上巴河、下巴河断裂控制。黄草湖站和金锣港站一机房位于长江阶地及举水漫滩上，上部为素填土和粘性土，底部为砂壤土，两站泵房基础均位于粘土层上；金锣港站二机房属垅岗地貌，泵房位于红砂岩剥蚀残丘上。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区所在地地震动峰值加速度为0.05g，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。湖北省团风县黄草湖泵站更新改造工程初步设计报告黄冈市水利水电规划设计院第6页1.3工程任务和规模1.3.1工程存在的主要问题1）排水主港及引水渠淤积严重，影响过流能力。2）主机组效率低黄草湖站2#、4#、5#机组以及金锣港站一机房和二机房共11台155kW机组全部为建站时安装的半调节轴流泵，黄草湖站为64ZLB-50型水泵配套TL800-24/2150型800kW电机，金锣港站一机房和二机房全部为28ZLB-70型水泵配套JSL12-8型155kW电机，性能落后，经过三十多年的运用，早已超过该设备的正常使用寿命，机械磨损、汽蚀严重，装置效率低下。3）机电设备性能落后目前黄草湖站使用的部分设备、金锣港站一机房的绝大部分设备以及二机房的全部机电设备都是20世纪70年代初期国内厂家研制、试验、革新或类比设计的产品，多已明令淘汰,经过30多年的运行，机械磨损严重，电气设备老化，装置效率下降，各设备运行、试验参数不断恶化，机组的安全运行得不到保障，满足不了防洪、保安的要求。4）水工建筑物存在的问题①进水港渠淤积严重，前池翼墙存在变形、裂缝、漏水现象；②黄草湖站进出水流道内壁砼汽蚀、碳化、剥落严重；③金锣港站两机房检修节制闸老损严重；④金锣港站两机房均无泵房起重装置，无电气副厂房和检修间；⑤金锣港站二机房无站前拦污栅；5）金属结构锈蚀严重两站三机房均无机械清污设备；黄草湖站检修闸门与水工建筑物不匹湖北省团风县黄草湖泵站更新改造工程初步设计报告黄冈市水利水电规划设计院第7页配，启闭设备为三无产品；金锣港站一机房检修节制闸闸门锈蚀、二机房现有各闸门锈蚀严重、止水失效，启闭设备性能落后。6）基础设备建设差金锣港站基础设施条件差，两机房站区布置零乱，生活设备简陋，无办公楼，职工住房困难，防汛、通讯、办公设施落后，生活供水条件差。1.3.2工程任务通过对泵站机电设备、水工建筑物及金属结构的更新改造和配套，提高机组装置效率，从而恢复泵站的排涝能力，使黄草湖泵站达到十年一遇三日暴雨五日排完的标准，为排区的工农业发展和经济的快速增长提供可靠的保障。借更新改造的东风，配套泵站基础管理设施和多种经营设施，进一步落实排涝水费征收政策，使泵站步入经济良性循环的轨道。1.3.3工程规模1）排区范围黄草湖泵站主要承担黄草湖排区190km2承雨面积的排涝任务。2）排水设计标准十年一遇三日暴雨五日排至作物耐淹深度。3）规模复核经复核，黄草湖排区现有两站装机规模能够满足排涝需要。1.4工程布置及建筑物本工程是一个更新改造工程,主要是对机电设备进行更新改造。黄草湖站总体布局保持不变。金锣港站一机房和二机房在泵房两端增设了电气副厂房、检修间，受场地条件的限制，将室外变电站改造为室内变电站，湖北省团风县黄草湖泵站更新改造工程初步设计报告黄冈市水利水电规划设计院第8页金锣港站二机房将直升式出水管改造为虹吸式出水流道，在堤顶设置真空破坏室。本次更新改造对部分建筑物进行改造和配套，主要包括:①黄草湖站进水港和排水主港清淤、对进出水流道进行补强减糙，泵房下部墙体防渗处理，增设主泵房联轴层和水泵层钢构检修平台，增设外江防洪闸；②金锣港站两机房增设电气副厂房和检修间，副厂房分层布置电缆层、高低压开关室和中央控制室，将室外变电站改造为室内变电站；③金锣港站两机房主泵房改造，重新浇筑屋面大梁，更新门窗，内外墙装修，下部墙体进行防渗处理；④拆除重建金锣港站一机房和二机房检修节制闸，金锣港站二机房增设拦污栅桥、拆除重建分水闸和2#港出水虹吸箱涵。1.5机电设备和金属结构1.5.1机电设备更新改造1)主机组将黄草湖站未改造的三台主水泵更新为1.6ZLQ-70型全调节水泵，更新配套3台主电机，型号为TL800-24/2150，单机功率800kW；将金锣港站一机房6台主水泵全部更新为ZL2885C-4全调节轴流泵，配套6台度Y2-3551-8型电机，单机功率155kW；将金锣港站二机房5台主水泵全部更新为ZL2810C-4全调节轴流泵，配套6台Y2-3551-8型电机，单机功率155kW。更新改造后排涝流量满足设计排涝流量要求。