京沪高铁无锡站区雨水泵站设计

京沪高铁无锡站区雨水泵站设计

京沪高铁位于中国东部沿海地区，从北京南站出发，从上海虹站出发。沿线有21个车站，连接环湖国运带和上海周边地区。沿线人口超过1.4%。无锡东站规划占地面积为30.49hm2,以高铁站房为核心,建设内容包括交通接驳、商业、市政配套等综合设施。无锡地铁2#线垂直下穿京沪高铁,地铁出入口设置于高铁出站厅的下方;高铁站区设下沉式广场,经高铁底部连通,同时整合地铁站点功能。站区平面如图1所示。高铁站区内交通综合体、停车楼、公交站场、2个小雨篷及其他建/构筑物雨水直接排入周边市政雨水管网。南北下沉广场及高铁大雨篷的雨水无法直接排入市政管网,雨水收集汇总后经雨水泵站提升,由压力管输送至站区外河道。1雨水水泵雨水泵站共设4座,分别服务于高铁、地铁,将整个下沉式广场及高铁大雨篷划分为4个部分,对应为1#、2#、3#、4#雨水泵站。在泵站总体布置上,综合考虑雨水泵站、匝道桥、广场、道路等相关位置关系,合理整合各空间位置及平面布局,将泵站设置在匝道桥、道路的下方,出入口设置在下沉广场角落区域,降低环境影响,节省土地,最大化利用土地的立体空间,实现了雨水泵站的“隐蔽化”。1.11双高值下段下部泵顶标高与规划匝道桥标高的关系1#雨水泵站位于站区西北方向,平面尺寸为13.00m×9.00m,规划匝道桥正下方,宽度9.00m方向与规划匝道桥宽度相同,泵站结构强度考虑将来的车行荷载,泵站顶标高与规划匝道桥标高一致,预留铺装高度。出入口设置于北侧13.00m长度方向右侧,室内地坪标高与下沉广场标高一致,净高为4.00m。1.22下沉广场与公交站场间的行人通道2#雨水泵站位于站区东北方向,平面尺寸为13.80m×9.10m,毗邻公交站场,泵站位置处为人行道,无车行荷载,西侧9.10m宽度与连接该处地面与下沉广场的楼梯、扶梯宽度一致,统一设计,泵站边缘作为楼扶梯结构支撑点,泵站顶部为下沉广场与公交站场之间的人行通道。出入口设置于北侧13.80m长度方向中部,朝向下沉广场,顶部设栏杆,室内地坪标高与下沉广场标高一致,净高为4.00m。1.33台与市政道路的连接3#雨水泵站位于站区西南方向,平面尺寸为16.80m×9.00m,高铁落客平台与市政道路的连接匝道桥的下方,9.00m宽度与匝道桥宽度相同。为利用立体空间,匝道由原设计的挡土墙结构优化为桥梁形式,桥梁下部空间供泵站使用。出入口设置于东侧9.00m方向中部,朝向下沉广场,室内地坪标高与下沉广场一致,净高为4.30m。1.44#雨水泵站4#雨水泵站位于站区东南方向,平面尺寸为16.80m×9.00m,位置与3#雨水泵站沿地铁2#线轴线对称,顶部为高铁落客平台与市政道路的连接匝道,泵站设计、空间布局与3#雨水泵站类似。2水、高铁大雨蚤本工程雨水泵站的水量包括南北下沉广场地面雨水、高铁大雨篷屋面雨水和站区地下水三部分;其中,下沉广场地面雨水与大雨篷屋面雨水统一考虑,设计重现期为50年,地下水量单独计算。2.1雨水总量无锡地区暴雨强度公式(设计重现期P=50a):i=167×171.3(t+53.4)1.02(1)i=167×171.3(t+53.4)1.02(1)式中t——降雨历时,下沉广场为16.40min,高铁大雨篷为11.50min雨水总量计算:Q=ψ×F×i(2)式中ψ——径流系数,下沉广场为0.9,高铁大雨篷为0.95F——汇水面积,下沉广场为6.52hm2,高铁大雨篷为2.30hm2计算得:Q下沉广场=2209.20L/s,Q大雨篷=886.00L/s,Q=3095.20L/s,合11143m3/h。2.2导排层和雨水错误布置本工程站区地下水采用盲管导排的方式降低地下水水位,保证各建(构)筑物的结构稳定性,在整个下沉广场结构底部,敷设土工布、碎石导排层,导排层内设地下水导排管,呈枝状布置,支管接入主管,主管最后汇入雨水泵站。根据计算,整个下沉广场地下水渗入量为240m3/d,部分作为站区内雨水回用系统的水源水,其余由泵站排出广场。2.3设计规模分析雨水泵站的排水能力需满足雨水和地下水两部分的排水要求,计算得11153m3/h;根据4个雨水泵站服务范围的分析,各泵站需要的排水能力为:1#泵站2801.5m3/h、2#泵站2795.8m3/h、3#泵站2825.3m3/h、4#泵站2730.4m3/h,相差很小,为方便项目建设及后续的运行管理,4个泵站设计规模均取整数值2800m3/h。3基站站技术的设计3.1高影响开发设计流程该工程雨水泵站的来水包括三部分:南北下沉广场地面雨水、高铁大雨篷屋面雨水和站区地下水。另一方面,泵站的出水除排放至外围河道外,还需提供高铁站区雨水回用系统的水源水,处理后的雨水回用于站区的绿化、浇灌、车辆冲洗等。因此,针对不同的来水分别考虑流程如下:①下沉广场地面雨水由于地表径流致水质较差且含有部分杂质,因此经格栅拦截后再通过泵提升排放。②高铁大雨篷屋面雨水接入泵站后,首先进行初期雨水的弃流,后期雨水提升后储存于雨水回用系统前端的蓄水池中,作为其水源补充水,多余的雨水通过水泵提升排放。③地下水经收集总管接入泵站,在泵站内部地下水与地面及屋面雨水隔离,以避免地面雨水倒灌污染地下水导排收集系统。一部分地下水通过水泵提升至站区内的雨水回用系统,作为水源水,水质清洁,易于回用处理,多余的地下水通过水泵提升排放。从功能上,该雨水泵站实现了广场地面雨水提升、排放,大雨篷屋面雨水初期弃流、末端利用,地下水隔离、回用的功能。工艺流程如图2所示。3.2按水泵规格分1#、2#雨水泵站水泵选型相同(如表1所示)。3#、4#雨水泵站水泵选型相同(如表2所示)。水泵均为3种规格,每个泵站的Ⅰ、Ⅱ两种水泵选型相同,用于雨水的排放,水泵采用大小搭配的形式,既满足了小雨量条件下雨水的顺利排放,避免水泵频繁启动,又保证了极端暴雨条件下雨水的及时排出;其中1台Ⅰ型大水泵备用,以提高排水的安全性和可靠性。1#、2#雨水泵站中,Ⅲ型小水泵用于将地下水经隔离提升排放至雨水泵站的主集水池。3#、4#雨水泵站中,Ⅲ型小水泵用于将地下水和经初期弃流后的大雨篷屋面雨水提升至雨水回用系统。3.3单元设计雨水总管、大雨殖雨水管每个泵站均包括三根进水管,D820mm×10mm地面雨水总管,接自下沉广场雨水明沟,重力排水;D530mm×10mm大雨篷雨水管,接自大雨篷雨水立管,虹吸排水;DN300地下水导排管,接自下沉广场地下水导排收集系统总管。设置人工格栅和拦截泵站进水由三部分组成,其中地面雨水可能含有浮渣等污染物,在接入泵站前最后一个雨水井内,设置人工格栅一座,人工定期清理;大雨篷雨水在进入虹吸管之前,于虹吸口处设拦渣箅;地下水经过导排层(主要由土工布和碎石构成)收集,水质较为清洁,不需设格栅。地下水集水池及其排放1#、2#雨水泵站功能相同,集水池内部分格相似(如图3所示)。集水池外形尺寸为13.0m×9.0m,内部分两格,分别为主集水池和地下水集水池。地面雨水总管和大雨篷雨水管在主集水池前端混合;地下水导排管接入独立分格的地下水集水池,由小水泵提升后再进入外侧主集水池。该做法可以有效防止强降雨条件下,受到污染的地面雨水和高铁大雨篷屋面雨水倒灌进入下沉广场的地下水导排系统,污染导排层,甚至堵塞地下水导排管道。地下水集水池设溢流口,地下水水位高时可溢流至主集水池内,水位低时通过Ⅲ型小水泵提升后再由主集水池中的Ⅰ、Ⅱ型水泵提升排放。3#、4#雨水泵站功能相同,除满足基本的雨水排放功能外还需要为站区雨水回用系统提供水源水,故与1#、2#雨水泵站集水池内部布局不同(如图4所示),集水池外形尺寸为16.8m×9.0m,内部分三格,分别为主集水池、弃流水池和地下水集水池。地面雨水总管直接接入主集水池,大雨篷雨水管接入独立的弃流水池。弃流水池通往主集水池一侧设高、低位两个孔:低位孔安装闸门,暴雨初期闸门打开,雨水直接由Ⅰ、Ⅱ型水泵提升排放,高位孔用于溢流。弃流水池靠近地下水集水池一侧开中位孔,安装堰门,通过调节堰门高度控制大雨篷雨水通往地下水集水池的溢流量。地下水导排管接入独立的地下水集水池,该集水池内水量同时由大雨篷弃流后雨水补充。地下水集水池内设Ⅲ型小水泵2台(1用1备),水泵出水管分2路,一路接至雨水回用系统,另一路接至主集水池,阀门控制可灵活调节。地下水集水池设溢流口,水位高时多余地下水可溢流至主集水池内以避免顶托下沉广场结构层。开口阀室内含水泵出水管、止回阀、闸阀、回水管等,设置于泵房室内地坪下方,集水池上部,设计最高水位之上,该设计充分利用了集水池的立体空间。管口开口器管口液压以“管”在泵站排水总管上设三通接出D426mm×9mm回水管,末端设闸阀。在水泵定期测试时,开启回水管上的闸阀,形成内循环,利用集水池内贮存的雨水进行水泵的测试。水泵和水泵系统水泵采用D820mm×12mm钢管压力排水形式,长度约500m,标高位于泵站管路系统之上;在泵站阀室内的排水总管末端设DN800蝶阀,便于泵站外排水总管检修。临时水泵也应当检修水泵采用潜水排污泵,泵站室内顶部安装电动葫芦,平时吊起检修;若需要检修水泵底座,在不下雨条件下,用临时泵排空集水池底部少量雨水即可,此时地面雨水管及大雨篷雨水管均无雨水排入,地下水导排管接入地下水集水池,临时关闭Ⅲ型水泵,主集水池内能够实现无水检修。4排水系统的设计①通过优化空间设计,从整体布局上将泵站、匝道桥、下沉广场、道路等进行整合,充分利用立体空间,实现了雨水泵站的“隐蔽化”。②从功能上,除实现雨水泵站基本的雨水提升排放外,还实现了地下水隔离、回用,以及大雨篷屋面雨水初期弃流、末端利用