滨海旅游区是天津滨海新区规划的九大功能区之一，其功能定位为“建设国际游乐港、主题公园、环渤海中心渔港、北塘渔人码头、海滨旅游度假区及游艇项目，打造滨海休闲旅游度假集聚区”。因此，对于区域排水的基础设施和配套设施的建设提出较高要求。
1泵站建设必要性及设计规模论证
1.1泵站建设必要性
滨海旅游区起步区是旅游区最早建设的区域。区域内已有1座临时泵站，设计规模为1.5m3/s，用于解决起步区近期路面雨水排放需求。随着起步区发展不断加快，落户企业及地块开发项目不断增多，现状泵站难以满足区域雨水排放需求。
依据区域排水规划及已实施管网情况，结合场地现状及建设单位意见，本次设计本着充分利用现有设施、减小周边现状市政道路等设施破坏的原则，对原有临时泵站进行部分改造及废除。同时新建1座雨水泵站，采用顶管法实施泵站出水管道施工。
1.2设计规模论证
依据区域控规，泵站选址于起步区美林道与安正路交口的东南侧，总用地面积约4001.3m2。采用雨污分流制。系统内主干管沿海旭路及安正路自南向北敷设φ500mm~φ2600mm管道，最终汇入泵站内。根据天津市雨量公式，工程区域内雨水管渠设计重现期为P=1a，泵站服务范围面积为1.99km2，径流系数为0.55，泵站设计规模为8.0m3/s。
2泵站设计方案
2.1现状泵站的改造与废除
现状临时泵站包括一座全地下式泵井、临时管理用房及排水明渠等设施。泵井尺寸为9.0m×4.8m，钢筋混凝土结构。雨水经泵井内水泵提升至明渠内，经2根φ1000mm雨水管道穿越现状美林路后排入北侧贝壳堤公园的现状河道内。
结合场地现状情况，本次设计将泵井改造为新建雨水泵站的进水交汇井，主要改造内容如下。
1）废除井内原有水泵设备及出水管道。
2）对泵井内部结构采取相应保护措施后在井壁处开2个φ2400mm洞口，连接2根φ2400mm钢筋混凝土管道。
3）废除排水明渠及临时管理用房等附属设施。改造后，雨水经市政雨水主干管道收集后汇流至该交汇井内，经2根φ2400mm新建进水总管进入雨水泵站内。
2.2泵站总平面设计
泵站工艺布置自西至东依次为进水交汇井、泵房主体及出水闸门井。工艺单体的布置使泵站内水流平稳，水力条件优越。
泵房主体位于泵站用地范围的中心位置，平面净尺寸为26.2m×15.1m，埋深约9.2m。泵站变配电间及综合管理用房均设置在泵房主体的北侧，其中变配电间建筑面积约219m2，综合管理用房建筑面积约650m2。泵房平面图见图1。
图1 泵房平面图
2.3泵站工艺设计
1）工艺流程。现状交汇井（改造原有泵井）2φ2400mm进水管进水井格栅井集水池水泵出水井φ2600mm出水总管出水闸门井2φ2000mm出水管出流井出水渐扩箱涵贝壳堤公园河道。
2）水泵配置方案论证。依据工程规模对水泵配置数量进行比选及论证，方案比较见表1。
表1 水泵配置数量方案比较表
经表1论证，本次设计采用4台水泵方案。
3）主要单体设计。
（1）进水井。进水井可相应地降低进水流速，使进水正向、平稳地流入集水池。进水井内设2台2.2m×2.2m闸门，为运营管理及设备维修等提供方便。
（2）格栅井。格栅井内设有一组移动式格栅除污机（共四仓），用于拦截进水中大粒径的杂质。栅渣将通过机械清捞并压榨打包外运。格栅单仓宽为1800mm，栅条间隙为60mm，功率约3.0kW。
（3）集水池。集水池可调蓄变化的进水量，满足水泵机组稳定运行的条件。本工程集水池有效容积满足大于单台泵30s水量要求。集水池设计分为2格，以闸联通，每格都可单独运行。集水池前池呈渐扩形式，渐扩角度为28°。在集水池中设有导流墙，垂直水流方向呈对称布置，每个流道内配置1台水泵。水泵采用潜水轴流泵，井筒为钢筋混凝土结构，内衬5mm不锈钢。泵房剖面图见图2。
图2 泵房剖面图
（4）出水压力井。雨水经水泵提升进入出水压力井。为防止水泵停止运行时河水向泵站倒流，在每台水泵出水管上装有拍门。此外，在出水井顶板设置压力盖板及通气管。
（5）出水闸门井。雨水经φ2600mm出水总管输送至出水闸门井处释压，雨水呈重力流经2φ2000mm管道向北排放至收纳水体中。井内设有φ2000mm闸门2台（双向受力），避免河道内河水倒灌。
2.4出水管道设计
泵站与公园河道直线距离约为160m。由于美林道及贝壳堤公园为现状基础设施。考虑到对现状道路、公园及绿化的保护，经方案比选，采用顶管施工的方式实施泵站出水管道。出水管道为双排φ2000mm钢筋混凝土管，管中心间距为4.0m。
顶管工作井设置在公园内（距美林道北侧红线约10.0m）。由该井分别向南北两侧双向施做顶管，分别穿越现状美林道及公园。其中接收井1为站内出水闸门井，顶管长度约80.0m，接收井2为出流井，顶管长度约68.0m。出水管道示意图见图3。
图3 出水管道示意图
公园河道河底高程为1.00m，最高水位为3.00m。由于现状美林道路面标高较低（约4.00m），因此为满足顶管施工的覆土及河道的断面要求，出水管道需倒虹穿越美林道段。出水管管内底标高约为0.600m，倒虹段管道管内底标高为-1.100m。
为减小雨水对河道造成冲刷，降低出水口流速，出流井（接收井2）下游采用出水渐扩箱涵将雨水排入河道内。渐扩箱涵断面净尺寸为6.0m×2.0m~10.0m×2.0m，钢筋混凝土结构，长度约11.2m。经计算，出水箱涵末端流速为0.5m/s。
2.5泵站结构设计
泵站施工采用明挖法施工。下部结构采用深层搅拌桩内插H型钢的型钢水泥土搅拌墙法作为围护结构。深层搅拌桩为φ850mm三轴套接一孔，内插700mm×300mm×13mm×24mmH型钢，基坑内深层搅拌桩加固厚4m，结合泵房内部结构框架梁作为围护结构的支撑梁，坑内设立柱桩。
出水闸门井及出流井均采用现浇钢筋混凝土结构。围护采用φ850mm型钢水泥土搅拌桩，基坑深7.2m，围护桩长15m，型钢插一跳一，坑底采用双液分层注浆加固。围护结构先作为顶管工作坑及接收坑，待顶管结束后再浇筑井结构。
2.6泵站电气及自控设计
泵站供电采用2路电源，每路电源均能够承担100%负荷。采用2路10kV高压电缆进线，并设2台容量为1000kVA的变压器，当1台变压器断电时，另1台变压器能承担全部负荷。
水泵采用超声波液位计控制，设有过载、短路、渗漏、升温等自动保护装置，根据液位信号控制水泵的启停、以液位的高低选择水泵的启停台数，当水位超高或过低时，发出报警信号。同时，站内工艺设备均能满足手动及远程自动控制的要求。雨水泵站效果图见图4。
图4 雨水泵站效果图
3结语
滨海旅游区起步区雨水泵站是充分利用现有设施、对现状泵井进行改造后完成新建的工程。
本出水管道设计方案充分考虑对现状道路及公园等基础设施的保护，从工期、造价以及施工难度等各方面进行多因素综合比选后，确定采用顶管法施工，满足功能要求的同时兼顾经济性与生态性。
作者：李响
转自《中国市政工程》