CN107152077A - 地下无人值守管道式单元组合泵站 - Google Patents

Abstract

本发明的地下无人值守管道式单元组合泵站，分单元建设，包括：集水吸水单元、设备单元和电气控制单元。当水中悬浮物不达标时，增加格栅单元，设置在整个泵站的工艺前段。该组合泵站。从设计到施工，避开了结构专业的混凝土浇筑工序，解决了泵站建设周期长、建设面积大、布置空间有限、对建设环境要求较高、投资高、泵站的维护管理成本较大等问题，颠覆了泵站建设的常规理念，随建随用。

Description

地下无人值守管道式单元组合泵站

技术领域

本发明属于市政排水技术领域，具体涉及一种地下无人值守管道式单元组建泵站。

背景技术

随着城市化进程的加快，我国很多城市建设用地大面积拓展，新旧城区比邻交错，排水系统交叉、延伸，产生了很多新旧排水系统衔接、连通运行的问题。在高程落差较小的平原城市，需设置较多排水泵站，排水泵站建设与周围环境的矛盾日益凸显，特别是一些旧城区、商业区、旅游区、居住区，排水泵站的建设空间十分有限，不但要求全部设备布置于地下，而且需因地制宜灵活布置。还有一些新建城区与老城区的衔接段落，新建区域污水需接入原有排水系统，而原有系统的设计管径、设计高程往往不能满足新建区高容积率建筑群的排放要求，需要建设提升泵站，但常常遇到建设用地有限，施工面狭窄的情形，按照现行传统泵站设计模式，难以实施。

在排水泵站设计领域，目前较多采用的是传统泵站和一体化泵站，传统泵站工艺要求复杂、占地面积大，建设周期长，工程投资高；一体化泵站是近年出现的新型泵站，是一种集成化泵站，提高了现场安装效率，缩小了建设用地面积，但其厂内制造周期长，造价高，集水池小，调节容积有限，集水池筒体采用玻璃钢材质，抗浮能力差，需大开挖建设，对建设环境要求较高。采用这两类泵站，须有一定的实施空间，较大的投资能力，泵站的维护管理成本较大。往往难以适应市政设施短、频、快、简、省的改造要求。

一些重要场地如地铁轻轨站场的建设中，建设排水泵站时，这些常规的泵站建设模式更是难以实现整体项目的要求。

发明内容

本发明提供了一种地下无人值守管道式单元组合泵站。从设计到施工，避开了结构专业的混凝土浇筑工序，解决了泵站建设周期长、占地面积大、对建设环境要求较高、投资高、泵站的维护管理成本大等问题，突破了泵站空间布置方面的限制、颠覆了泵站建设的常规理念，随建随用。

本发明的地下无人值守管道式单元组合泵站，分单元建设，包括：集水吸水单元、设备单元和电气控制单元。在集水吸水单元内设置多层液位监测系统，监测集水吸水单元内污水的液位；在集水吸水单元内设置有水泵机组，所述水泵机组包括多台排污泵；电气控制单元根据多层液位监测系统监测到的液位高度设置控制信号，控制三种典型工况的运行管理，控制多台排污泵启动顺序及搭配运行情况；污水经设备单元排出后，通过管道进入消力池。当提升的污水中悬浮物浓度较高时，增加格栅单元，设置在整个泵站的工艺前段。

本发明提供的地下无人值守管道式单元组合泵站，分单元建设，强化了功能上的划分，使功能单元间的空间距离伸缩弹性加大而功能不受影响，因此用地空间即便不成块、不连续也可建设。各单元的建设构筑物采用国标中的检查井建筑物，综合运用多种常规的设施设备，以极小的用地空间，极短的建设工期，极低的成本，实现了传统泵站的全部功能。

本发明提供的地下无人值守管道式单元组合泵站中的集水吸水单元中采用多段大口径管道组合建设，以钢板外套环接口实现连接组合，形成积水井筒。当需要较大容量的集水池时，可采用纵向多层管道组合或横向多管道捆绑组合的方式。解决了集水池规模较小，调节容积量不足的问题。

本发明提供的地下无人值守管道式单元组合泵站中的格栅单元、设备单元、电气单元分别采用国家标准图中的矩形检查井作为仓室，取材容易、建设简单。仓室采用的检查井内外壁采用防潮防渗处理，检查井顶部设置双井口，分别作为检查检修口和通风口，通风口处设强制通风设备与易燃易爆气体监测报警系统。易燃易爆气体监测控制系统，自动控制通风设备的运行。

本发明提供的地下无人值守管道式单元组合泵站，无需人工值守，井筒壁上设置多层液位监测系统，监测系统包括不少于三台的液位控制仪，分别监测开泵水位、停泵水位、高峰水位，电器控制单元根据监测系统监测到的液位控制三种典型工况的运行管理，控制水泵机组启动顺序及搭配运行工况，实现了常用泵与备用泵间轮换值班，提高了水泵的使用效率及使用寿命。

附图说明

图1是泵站的平面图；

图2是泵站的剖面图；

图3是格栅单元的平面图；

图4是格栅单元的剖面图。

具体实施方式

为进一步说明本发明的内容及特点，结合附图实例进行阐述，本实施例是用于说明本发明，而不限于限制本发明的范围。实施例中的实施条件可以根据具体厂家设备的情况进行调整。

如图1、图2所示，本发明将泵站按照功能划分为四个单元，即集水吸水单元1，设备单元2，电气控制单元3，格栅单元4。划分功能单元的优势在于，使泵站化整为零、极大的突破了用地空间的限制，布置更为灵活。

现以2万吨规模泵站的实施例进行说明。

如图1和2所示，集水吸水单元1包括由三段Φ2500大口径混凝土管道30组装形成的积水井筒，每段管道长2.5米，处于最下端的管道底部采用C15防渗混凝土7封底。

如图2所示，大口径混凝土管道30组合连接成为积水井筒，混凝土管道30之间通过钢板外套环接口8连接固定。混凝土管道30间的接口缝隙采用橡胶条与石棉水泥隔层打口密封，外圈采用钢板外套环接口8作为加固措施。混凝土管道接头若为企口式，内衬橡胶圈；若地下水位较低，且满足抗浮核算要求，混凝土管道也可采用大口径塑钢管或玻璃钢管代替。

如图1和2所示，D600进水管27通过孔洞5进入积水井筒，孔洞5设置钢性套管，与进水管27间采用柔性胶圈连接。

如图2所示，积水井筒内设置水泵机组，水泵机组由三台400m³/h排污泵6组成，采用滑轨耦合安装于井筒底部混凝土台26上。水泵6的出水管28经弯头21向上，由上层井筒壁孔9穿出到达设备单元2，设备单元2的前端设置管理阀门11，用以控制保护设备单元2。

如果布置空间紧张，或布置空间内有障碍物32，积水吸水单元1和设备单元2可以分开布置，以避开障碍物32，有效的利用狭窄空间。

多层液位监测系统10包括三台液位感应装置，按照三个水位高度，即：开泵水位、高峰全开水位、停泵水位布设，三台液位感应装置监测三个不同的水位，通过水位高度设置控制信号，对排污泵6进行控制。电气控制单元3根据多层液位控制系统10监测到的液位数据控制排污泵6的启动顺序及搭配情况，常用泵与备用泵间轮换值班。本发明中的排污泵6既可采用潜水泵，又可采用自吸泵；当采用自吸泵时，水泵机组可设置在设备单元内，实现干式安装，维修更加方便。

设备单元2包括压力仪12、止回阀13、三通或流量计14、控制阀门15等主要设备。

设备单元2采用4000×2200的矩形检查井改造而成，井壁及底部进行了防渗防潮处理，前后各设一个进出口，进出口附近安装强制通风设备及易燃易爆气体监测系统，易燃易爆气体监测系统控制通风设备的运行。设备单元2依据排水标准图集中矩形检查井的标准做法进行建设，显著的特点是取材容易、建设简单，加大了操作空间。

污水经设备单元2排出后，通过管道进入消力池31，经消力台29消力后排入市政排水管16，进入市政排水系统。

电气控制单元3采用经改造的2200×2200矩形检查井，该检查井设置最浅，需防渗防潮处理表面及底面，顶部设带侧箅孔的盖板及通风口，机械通风，电气控制设备，自动控制设备均设置在此处。电气控制单元3包括水泵机组的启动控制系统和中央处理器，电气控制单元3中的中央处理器根据安装在积水井筒内的液位感应装置监测到的液位值，控制水泵机组的水泵启停，水泵的搭配运行，实现自动化控制。

格栅单元4在水中悬浮物不达标的情况下采用，置于整个泵站的工艺前段。格栅单元4采用4000×2200矩形检查井，底部设混凝土底板，中间设隔墙18，隔墙一端设置粉碎型格栅19，动力系统20设置在粉碎型格栅的侧后方。

格栅前井口22是格栅机组的检修通道；格栅后井口23，主要作用是通风；水流由格栅单元进水管24穿过柔性套管17进入，经过格栅机拦截除渣后，由格栅单元出水管25排出。

所有功能单元的通向地面的井口、进出口、检修口的盖板均为Φ800玻璃钢防盗型双层盖板。

本实施例为2万吨规模的泵站，本实例用在商业区的繁华路段交通枢纽附近，主体单元的占地投影面积仅30平米，本实例中将各单元成一列布置，实现了在2.5米宽的道路隔离带内建设的目的。

本实例中的积水吸水单元中的管道组合结构原理同一体化预制泵站及其他组合单体泵站相类似，但其不同点在于：

一、本实例采用成品混凝土管道现场安装，用市场上常见的普通产品、简洁的工艺即可完成。既省去了一体化泵站筒体的厂内预制时间，又实现了功能单元的抗浮及结构强度，不受深度限制；最为关键的是可多管道捆绑作为积水井筒，集水池容积大，避免了一体化预制泵站容积小、调节容量不足的弊端。

二、其他同类泵站仅限于用潜水泵，湿式安装，本发明潜水泵、立式泵均可采用，湿式或干式安装不受限制。

本发明既能克服传统泵站、一体化泵站、一般的组合泵站的缺点，又兼有三者的优点，而且还具有其他泵站没有的四种优势。

一是省去了结构专业、混凝土工序，整个泵站建设中，没有混凝土浇筑工序，不受气候限制，冬季也可开放式实施；将影响泵站建设工期的最大因素成功避开，使泵站一周内建成完工成为可能，随建随用，颠覆了泵站建设的传统思维。

二是建设用地更小。将泵站按照功能划分为四大单元，每个单元的建筑空间都不大，且单元间可合可分，相同规模与其他同类泵站相比，具有更小的占地，更好的空间适应性，大大拓展了泵站设置可行性。

三是成本更低，本实例中的泵站，工程建设费用低，仅为同规模一体化预制泵站的1/8。

四是技术更简单、所需建设材料设备均为市场上常见的普通产品。工艺简单，取材容易的特点为泵站的设计施工，提供了很强的便利性。

同其他同类型泵站相比，本发明是全流程、全工艺的泵站，实现了传统泵站的主要功能，并将实施过程简化，可以应用到大规模泵站建设中，不受规模的限制。

上述实例只为说明本发明的构思及特点，其目的在于让了解该项技术的人更加方便的据以实施，在旧城改造、管网扩容、新旧系统斜街、繁华闹市区的排水建设中，让困扰建设方的占地、工期、投资、运行等问题得以较好的协调解决。并不能据此实例限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种地下无人值守管道式单元组合泵站，其特征在于：分单元建设，包括：集水吸水单元、设备单元和电气控制单元；在集水吸水单元内设置多层液位监测系统，监测集水吸水单元内污水的液位；在集水吸水单元内设置有水泵机组，所述水泵机组包括多台排污泵；电气控制单元根据多层液位监测系统监测到的液位高度设置控制信号，控制三种典型工况的运行管理，控制多台排污泵启动顺序及搭配运行情况；污水经设备单元排出后，通过管道进入消力池。

2.如权利要求1所述的组合泵站，其特征在于：多层液位监测系统包括三台液位控制仪，分别监测三个水位高度即：开泵水位、高峰全开水位、停泵水位。

3.如权利要求1所述的组合泵站，其特征在于：电气控制单元包括水泵机组启动控制系统和中央处理器，中央处理器根据多层液位监测系统监测到的液位高度设置控制信号，对所述多台排污泵进行启动顺序及搭配运行情况进行控制。

4.如权利要求1所述的组合泵站，其特征在于：设备单元包括压力监测仪(12)、止回阀(13)、三通或流量计(14)和控制阀门(15)。

5.如权利要求1-4中任一项所述的组合泵站，其特征在于：该泵站还包括格栅单元，其置于整个泵站的工艺前段。

6.如权利要求5中任一项所述的组合泵站，其特征在于：该泵站中的设备单元、电气控制单元、格栅单元分别采用国家标准图中的矩形检查井作为仓室，检查井内外壁采取防潮防渗处理，检查井顶部均设置双井口，该双井口为检查检修口和通风口，通风口处设强制通风设备与易燃易爆气体监测控制系统，该易燃易爆气体监测控制系统，控制通风设备的运行。

7.如权利要求6所述的组合泵站，其特征在于：格栅单元所在的矩形检查井，底部设混凝土底板，中间设隔墙，隔墙一端设置粉碎型格栅，动力系统设置在粉碎型格栅的侧后方。

8.如权利要求1-4中任一项所述的组合泵站，其特征在于：该泵站中的设备单元、电气控制单元分别采用国家标准图中的矩形检查井作为仓室，检查井内外壁采取防潮防渗处理，检查井顶部均设置双井口，该双井口为检查检修口和通风口，通风口处设强制通风设备与易燃易爆气体监测控制系统，该易燃易爆气体监测控制系统，控制通风设备的运行。

9.如权利要求1-7中任一项所述的组合泵站，其特征在于：在集水吸水单元中，包括由多段大口径混凝土管道组装形成的积水井筒，处于最下端的管道底部采用防渗混凝土土台封底。

10.如权利要求1-7中任一项所述的组合泵站，其特征在于：所述水泵机组设置在积水井筒内，水泵机组由三台排污泵组成。