浅谈泵站设计中的泵房设计

摘要：泵房在整个泵站中占有举足轻重的位置，做好泵房设计工作是做好整个泵站设计工作的基础。本文首先对泵房的位置选择和泵房本身设置布局进行了分析，并对泵房的防渗排水布置进行了介绍，最后探讨了确保泵房稳定性所应遵守的规范。

关键词：泵站；泵房设计；防渗排水；稳定性

泵房，顾名思义是指安置水泵的场所，泵房是给排水系统的重要组成部分，是整个给排水系统运转的重要环节。一般情况下，在建筑物方案的设计阶段，给排水专业就要参与进来，并结合建筑物的自身特点，提出相应的给排水设计方案，结合当地供水的实际情况，根据项目运转周期，与建筑专业相协调，从而建立合理的、与建筑物相适应的给排水系统。

1 泵房位置的选择

在给排水系统设置中，泵房位置的选择及其重要，泵房是设置在建筑物内还是设置在建筑物外，是单独设置还是集中设置，这是设置泵房需要考虑的基本问题。合理地设置泵站的泵房，不经能够提升建筑物的品质，而且有利于开发商节省大量设备基建投资及日后的维护管理费用。

一般来说，在单栋建筑物中，泵房往往设置在最下层，这样主要是考虑到经济方面的原因，泵房安置在建筑物内，管线短，对总体影响小。由于水泵质量层参不齐，泵房的噪音对居民生活质量造成很大影响，容易遭到居民的投诉，因此，某些地方出台了严禁泵房设置在建筑物内的政策，例如，上海市《住宅设计标准》(DGJ08－20－2001)第6.1.7 条规定：水泵房不应设在住宅建筑内。这类政策的出台，解决了噪音扰民的问题，但是在有些情况下，这样的规定造成了很大困难：首先，在商住楼的情况下，住宅设置在商场上面，水泵房安放在建筑物内，泵房噪音在经过商场的缓冲后，到达居住区后并不会对居民造成多大影响，这时，泵房安放在建筑物内还是可行的；其次，对于高层建筑，由于水泵出水压力很大，也需要放在建筑物内。

在多栋建筑物中，每栋建筑物都设置单独的泵房，显然不太现实，这样不仅需要增加大量投资，而且设备的维护管理费用也大大提高，在这种情况下，一般考虑设置集中泵房。集中泵房的设计在一些地区有具体的参考标准，同时要根据建筑物的具体情况制定设计方案。

2 泵房的布置

泵房布置应根据整个泵站的总体规划要求和站址自然环境情况，机电设备型号和参数，进、流水管道，电源进线方向，周围交通及有利于泵房施工、机组安装及检修和工程管理等，通过技术上和费用上的比较确定。泵房设置要符合下列规定：满足机电设备布置、安装、运行和检查维修检修的需求；满足泵房结构布置的要求；满足泵房内空气流通、采暖和采光的要求，并符合防火、防潮、防噪音等技术规定；满足周围交通便利的要求；注意建筑造型，做到布置合理，适用美观；泵房挡水部位顶部安全超高应大于下面图表规定。下面图表是泵房挡水部位顶部安全超高下限值：

泵站建筑物级别 1 2 3 4.5

安全超高（m）

运用情况

设计 0.7 0.5 0.4 0.3

校核 0.5 0.4 0.3 0.2

注：安全超标是指波浪、壅浪计算机高程以上距离泵房挡水部位顶部的高度；设计的运用情况是指泵站在设计水位时运用的情况，校核的运用情况是指泵站在最高运行水位或洪（涝）水位时运用的情况。

在布置泵房时，主机组间距应根据机电设备和建筑结构布置的要求确定。主泵房长度应根据主机组台数、布置形式、机组间距、边机组段长度和安装检修间的布置等因素确定，并应满足机组吊运和泵房内部交通的要求。主泵房宽度应根据主机组及辅助设备、电气设备布置要求，进出水流道（或管道）的尺寸，工作通道宽度，进、出水侧必须的设备吊运要求等因素，结合起吊设备的标准跨度确定。

3 关于泵房防渗排水的布置

防渗排水布置应根据站址地层物质条件和泵站扬程等相关因素，结合泵房、两岸联接构造和出、进水构件的布置，设置整套的防止渗水、排水系统。当泵房地基基地防渗长度不足时，要使用钢筋混凝土铺盖水池水池底板。在铺盖时要注意设久变形缝，缝距要保持在20m以内，丙炔要与泵房底板永久变形缝错开布置。松砂或砂壤土地基上的防渗设施适合利用铺盖和齿墙、板桩（或截水墙）相结合的布置形式。板桩（或截水墙）宜布置在泵房底板上游端（出水侧）的齿墙下。在地震区的粉砂地基上，泵房底板下的板桩（或截水墙）布置宜构成四周封闭的形式。前池、 进水池底板上可以依据排水需要设置适量的排水孔。在渗流出口处必须设置级配良好的排水反滤层。当地基持力层为较薄的砂性土层或砂砾石层，其下有相对不透水层时，可在泵房底板的上游端（出水侧）设置截水槽或短板桩。截水槽或短板桩嵌入不透水层的深度应该大于等于1.0m。在渗流出口处应设置排水反滤层。当下卧层为相对透水层时，应验算覆盖层抗渗、抗浮性。必要时，前池、进水池可设置深入相对透水层的排水减压井。岩基上泵房可以依据防渗需要在底板上游端（出水侧）的齿墙下设置灌浆帷幕，其后应设置排水设施。高扬程泵站的泵房可依据需要在其上游侧（出水侧）岸坡上设置通畅的自然排水沟和可靠的护坡措施。所有顺水流向永久变形缝（包括沉降缝、伸缩缝）的水下缝段，应埋设不少于一道材质耐久、性能可靠的止水片（带）。侧向防渗排水布置应根据泵站扬程，岸、翼墙后土质及地下水位不等等情况整体分析结果，并应与泵站正向防渗排水布置相适当。具有双向扬程的灌排结合泵站， 其防渗排水布置应以扬程较大的一向为主， 合理选择双向布置形式。

3 关于泵房的稳定性分析

泵房的稳定性分析可采取一个典型的机组段或一个连段作为计算单元。分析泵房稳定性应考虑的荷载因素主要有：自重、静水压力、扬压力、土压力、泥沙压力、波浪压力、地震作用及其它荷载等。它的计算方法应遵循下列规定：自重包括泵房结构自重、填料重量和永久设备重量；静水压力应根据各种水位运行计算。对于泥沙多的河流，应考虑单位水沙含量对水容重的影响；扬压力应包括浮托力和渗透压力。渗透压力应根据地基类别，各种运行情况下的水位组合条件，泵房的基础底部防渗、 排水设施的布置等相关状况的计算确定。 对于土基，适合利用改进阻力系数计算法；对岩基，适合利用直线分布计算法。土压力应根据地基情况、回填土性质、泵房结构产生的可能变形等相关因素，按主动土压力或静止土压力计算；计算时应计及填土面上的超载作用；泥沙压力应根据泵房位置、泥沙可能淤积的情况经过计算来确定；波浪压力可采用官厅一鹤地水库公式或莆田试验站公式计算来确定；在设计水位时，风速适合利用相应时期多年平均最大风速的1.5至2.0倍；在洪（涝）水位时，风速适合利用相应埋藏多年平均最大风速；地震作用可按国家标准《水工建筑物抗震设计规范》中的相关标准计算确定。其它荷载可依据工程实际情况确定。

结语

泵房是一个泵站的重要组成部分，相当于是泵站的心脏，它的设计合理与否直接关系到整个给排水系统能否正常运行。泵房设计是项技术性很强的工作，既要考虑到当地的地质、水质等因素，还要考虑到建筑物的实际布局状况，同时还要符合各种技术性的规范，一个合理的泵房是整个泵站高效运转的保证。