泵站现状调查分析报告

湖北省 天门市 沉湖五七泵站安全鉴定

现状调查分析报告

沉湖五七泵站管理处

二○○四年六月

目 录

1 基本情况 ............................................................................................................... 1

1.1 工程概况................................................................................................... 1 1.2 工程地质................................................................................................... 1 1.3 水文........................................................................................................... 4 1.4 电网情况................................................................................................... 7 1.5 泵站技术管理和技术经济指标考核....................................................... 7

2 排区管理机构的变迁 ........................................................................................... 8 3 工程效益 ............................................................................................................... 9 4 历史整改情况 ..................................................................................................... 10 5 工程现状 ............................................................................................................. 11

5.1 工程布置................................................................................................. 11 5.2 水工建筑物现状..................................................................................... 11 5.3 水力机械设备现状................................................................................. 14 5.4 电气设备现状......................................................................................... 19 5.5 金属结构现状......................................................................................... 21

6 泵站建筑物和机电设备安全状态初步分析 ..................................................... 24 7 建议 ..................................................................................................................... 25

1 基本情况

沉湖五七泵站排区位于我省江汉平原腹地，排区范围包括天门、汉川两市和部队农场各一部分，为典型的流域性排涝泵站。承雨面积420km2，受益耕地32万亩，排区涉及10个乡镇，人口46.5万，2000年工农业总产值54亿元，是我省重要的粮、棉、油及鱼产基地，在我省工农业生产和国民经济发展中占有非常重要的地位。

区内地势较为平坦，地形高程约为22.8m～28.7m，易受洪涝灾害侵蚀。自建国以来，经大力建设与发展，区内已形成较为完善的水利体系，主要由沉湖五七泵站、彭麻泵站、刘家河泵站、龚咀泵站及数座涵闸和渠道组成，对农业生产和防洪排涝起了重要作用。 1.1 工程概况

沉湖五七泵站始建于1968年，建成于1970年。泵站位于汉川市沉湖镇汉江干堤左岸，桩号125+850，由主泵房、安装间、副厂房、船闸、站前拦污栅暨反压闸等组成。排区渍水汇入电排河，由泵房提排入汉江。泵站装机6×1600kW，装设6台型号为28CJ—56的轴流泵，设计扬程5.62m，设计提排流量120m3/s。泵站投入35年，为保障排区人民群众的生命财产安全和国民经济的发展做出了重大贡献。

沉湖泵站型式为堤身式，主泵房直接挡水，为2级建筑物。进水流道采用肘形，出水流道为虹吸式，断流方式为驼峰真空断流，清污采用人工方式。

主要部位高程（冻吴高程）为：电机层高程33.53 m，联轴层高程28.80 m，水泵中心高程23.50 m，水泵层高程22.44 m，底板高程17.80 m。 1.2 工程地质

（1） 地形地貌

本区位于汉江平原东部，南东方向被汉水环抱、区内地形平坦开阔，河网纵横、湖泊密布、地面高程23～29m，地势由西向东南微倾斜，属汉江一级阶地。汉江在泵站区形成河湾，流向由西南向北，在泵站下游300m转向北东而去。反压闸建于距泵 房247m处内河渠上，河宽100m。

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（2） 地层特征

从第四纪以来，本区沉积了一套河湖相的松散地层，区内第四系地层重向上具明显的河流阶地的二元结构特征，各地层单元结构中成层性较好，岩性变化较大，土层上部为漫滩、湖积沉积物，岩性为粉砂，粘土，淤泥质粘土、粉质粘土、粉土等组成。厚度10～16m；下部为河床相的沉积物，岩性为细砂、中砂、砂砾石、厚度60m左右，第四系地层厚度由西向东有增厚之势。

（3）地质构造与地震

本区属淮阳山字型构造前弧西翼中段，新华夏系汉江平原沉降段的中部，为白垩纪以来形成的断陷盆地。

根据地震历史调查和《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001）,区内地震动峰值加速度为0.05g，区内对应的地震基本烈度为Ⅵ度，设计烈度也取6度。

（4）各土层工程地质特性

1998年兴建反压闸时，在泵房及反压闸附近做了较详细的地质勘探工作。反压闸距泵站只有247m，本次设计土建工程重点是反压闸至泵站间进水渠的护坡。根据已建反压闸地质资料（钻孔7个，总进尺190.93m）,泵站区（包括反压闸区）土层成层性较好，成层稳定，所以本次设计不另进行地质勘探工作。设计引用原泵房及反压闸的地质资料。

泵房区土层揭露深达24.02m，最低勘探高程9.48m。反压闸区土层揭露深达30.25m，最低勘探高程-7.10m。土层为第四系全新统（Q4）及上更新统（Q3）的松散冲、湖积物。上部为粘性土层，下部为砂层。反压闸区土层成层性较好，厚度不均一岩性变化不大，成层稳定。现自上而下各主要土层描叙如下，其物理力学指标见表3—1：

第一层（Q4al-pl）粉质粘土，该层出露河的两岸地表及下部粘土层以下共两层。为黄褐色，底部与粉砂层接触过度部位为灰色。手搓具粉砂、粘性差、上部夹有粉砂，层理面清晰，呈软塑～可塑状态。地表该层厚度1.80～2.40m，底板高程22.94～26.65m。下部粉质粘土（Q3al-pl）厚度3.30～6.40m，底板高程3.45～4.52m。

第二层（Q4l）淤泥质粉质粘土、灰色、含少量腐植物及螺壳、夹薄层粉砂、粘性差、层理面清晰、呈软塑状态，出露在河床左岸边，厚度3.10m，底板高

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22.22m。

第三层（Q4l）淤泥质粘土、灰色、均质细腻，粘性强，含少量腐植物及螺壳，具臭味。呈软～可塑状态，厚度3.30～9.80m，底板高程12.05～15.55m。该层厚度稳定，岩性均匀。

第四层（Q3al-pl）粘土、灰黄、黄褐色、含少量铁锰氧化物、土质均一，细腻、粘性强。密室，呈可塑～硬塑状态。厚度3.60～5.10m,底板高程7.72～10.29m。

第五层（Q3al-pl）粉砂、灰色、颗粒组成以粉砂为主。细砂次之。粘粒含量小于3%，砂土为级配不良的均质砂，砂粒成分以石英、云母为主、砂粒呈次棱角状、球度差。扰动的饱和砂土经振动可产生析水。砂层中夹少量薄层灰色粉质粘土，厚度小于50cm，砂层中偶含腐植物，多为腐植叶，砂层为中密、饱和状，出露顶板高程在7.72～10.29m之间。由于勘探中未钻穿该层，厚度不详。

（5）水文地质条件

泵站勘探区水文地质条件简单，主要受控于土层结构。根据钻孔揭露和水文地质观测，本区存在孔隙性潜水和孔隙性承压水。

孔隙性潜水埋藏于土层的上部壤土，淤泥质壤土，淤泥质粘土中的薄层粉砂夹层之中，水量较少，补给主要来自大气降水和生活废水，丰水期汉江有少量水补给进来。排泄以蒸发为主，平水期、枯水期亦有少量排泄入汉江。此层潜水水位受气候影响剧烈，变动较大，旱季潜水消失，雨季水位近地表，若降雨量较大则潜水与地表水连成一体。勘探期间河水位20米左右，潜水底板高程18米左右。

潜水底板以下为厚16米左右的相对隔水层，隔水层由淤泥质粘土、壤土组成，渗透系数平均值在3.20×10-7cm/s，隔水层底板一般2米左右，其下为一承压含水层。

承压含水层岩性为粉砂，为第四层（Q4

nl+pl

）组成，砂粒较均匀、级配不良，

砂粒主要成分为石英、次为云母，砂粒呈次菱角状，球度差。根据我院地质队及省水文地质三队在汉江下游分水泵站地质勘探中，亦对此层进行过抽水试验，得出渗透系数5.05m/d。

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1.3 水文

（1）自然地理概况

沉湖五七泵站位于汉北平原的沉湖排区，站址地处汉江干堤左岸。 沉湖排区位于汉北平原东部，毗邻汉江，西以红旗渠和九条河为界，北以天南长渠为界，东面和南面紧接汉江干堤，总集水面积420km2，其中天门市321km2，汉川市52.49km2，沉湖农场46.51km2。1955年，由湖北省水利厅主持，天门、汉川两地共同治理沉湖，扩建万福闸和主排渠，1966年原武汉军区开始围垦沉湖，并开挖了南、中、北3条排水干渠。沉湖围垦后，排区内已无集中调蓄区，整个排区内地势四周高、中间低，地面高程最高28.7m，最低处为22.8～23m，一般高程为24.0m，耕作线高程在23.5m以上。沉湖排区内，土地肥沃，水源充沛，是优良的农作物种植区。

（2）水文气象

汉江流域属副热带季风区，流域多年平均年降水量约为700～1100mm，汉江流域降水量年内分配不均匀，5～10月降水占全年的70～80%，7、8、9三个月占年降水量的40～60%。汉江流域多年平均气温12～16℃。

沉湖排区属亚热带季风气候区，冬暖夏凉，四季分明，雨量充沛，光照充足，无霜期长，适宜粮、棉、油等农作物生长。

据仙桃气象站1958～2000年资料统计，多年平均年降水量1162mm，最大为1609mm（1958年），最小为720.5mm（1971年）；多年平均蒸发量1432mm；多年平均气温为16.3℃，极端最高气温为38.8℃（1971年7月27日），极端最低气温为-14.2℃（1977年1月30日）；多年平均日照时数1987h，多年平均无霜253d。

降水量年际变化较大，且年内分配不均，4-10月降水量占全年降水量的81%。排区内季风较强，夏季多西南风，冬季多偏北风，最大风速18m/s，平均风速2.7m/s。

（3）设计暴雨 1） 基本资料

沉湖排区内主要设有干驿、麻洋两个雨量站，干驿雨量站位于排区北部干驿镇，1973年由湖北省水文总站设立，观测降雨至今，该站资料较为齐全，本次收集到该站1974～2001年年最大三日降雨资料。麻洋雨量站位于沉湖排区东南

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侧紧靠汉江左岸的麻洋镇，1971年由湖北省水文总站设立，但该站记录的资料并不连续，1979年才开始正式刊布，本次共收集到该站1979～1986年共8年年最大三日暴雨资料。

2） 设计暴雨

对干驿、麻洋两个雨量站同期降雨资料分析可知，两个站年最大三日暴雨发生时间基本同步。本次考虑到麻洋站资料年限较短，难以进行频率分析，而干驿雨量站资料较长，且所处位置离泵站直排区较近，资料具有一定的代表性，因此本次以干驿站作为代表站来分析排区的设计暴雨。

通过对干驿雨量站1974-2001年28年年最大三日暴雨进行频率分析，可得出该站设计暴雨，成果见表1-1。

表1-1 干驿站年最大三日设计暴雨成果表 单位：mm 设计暴雨 均值 Cv Cs/Cv 3.33% 152.3 0.47 3.5 319.5 5% 293.1 10% 247.3 20% 200.1 （4） 外江水位 1） 水位资料

沉湖五七泵站上游16.47km处设有仙桃（二）站，再在其上游67.47km处设有岳口水位站，三站的基本情况为：

①岳口站

岳口站位于天门市岳口镇。该站于1929年9月由前湖北省水利局设立为水位站，水尺位于邱家巷，中间曾数次中断，1949年恢复为水文站，在邱家巷观测水位，测流断面位于下游1000m之纯阳阁，期间水尺断面几次迁移，1957年水尺迁至纯阳阁，1958年底改为水位站，1977年1月水尺又迁回邱家巷。测站高程系统为吴淞冻结基面，与黄海基面换算关系：冻结基面以上米数—2.152m=黄海基面以上米数。本次收集到岳口站1968-2000年逐日平均水位。

②仙桃（二）站

仙桃（二）站位于仙桃市城区。该站于1932年3月1日由前江汉工程局设立，原名仙桃水位站。1947年12月停测，1951年由长江委中游工程局恢复，1954

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年改为仙桃水位站。1955年1月基本水尺上迁1300m改为小石村水文站，1968年停测流量，1971年4月恢复，1972年1月基本水尺下迁1400m改为仙桃（二）站。测站高程系统为吴淞冻结基面，与黄海基面的换算关系：冻结基面以上米数—2.17m=黄海基面以上米数。本次收集到仙桃（二）站1968—2000年逐日平均水位资料。

③万福闸站

万福闸站位于沉湖五七泵站进出口处，于1958年6月由湖北省水利厅设立水位站，69年10月停测，70年由湖北省水文总站恢复为水文站，70年至73年无水位资料。测站高程系统为吴淞冻结基面，与黄海基面换算关系：冻结基面以上米数—2.152m＝黄海基面以上米数。本次收集到万福闸站1958～2003年所有有观测记录的逐日平均水位资料。

万福闸与仙桃（二）站之间距离为16.47km，根据仙桃（二）站、万福闸和岳口站历年水位资料分析，求得该河段水面平均比降为10万分之7。

根据该河段水面比降、两个站之间距离和仙桃（二）站实测水位资料，可以插补出万福闸缺测资料。

2） 设计水位

对万福闸站（闸下）1958～2003年4～10月年最高五日平均水位以及年最大三日平均水位进行频率分析，成果详见表1－2、表1－3。

表1-2 万福闸站4～10月最大五日平均水位设计成果表 单位：m

均值 30.8 Cv 0.09 Cs/Cv 3.5 设计值 5% 35.66 10% 34.50 20% 33.14

表1-3 万福闸站4～10月最大三日平均水位设计成果表 单位：m

均值 31.1 Cv 0.09 Cs/Cv 3.5 设计值 5% 36.00 10% 34.82 20% 33.46

3） 分期水位

对万福闸站（闸下）1958～2003年11～4月年最高日平均水位进行频率分析，成果详见表1－4。

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表1-4 万福闸站11～4月最大五日平均水位设计成果表 单位：m

均值 26.0 Cv 0.10 Cs/Cv 3.5 设计值 5% 30.61 10% 29.50 20% 28.22 1.4 电网情况

沉湖五七泵站兴建于六十年代末，查阅当时的设计图纸，泵站是由两台SFS-15000/110型的变压器并联供电的。由于时间过长，当时的一切计算资料均无法查到，老设备的技术参数也无从查起，但可以肯定从六十年代到现在，系统容量增大也是不争的事实，对泵站的安全运行有一定影响。2002年，部队离开后，变电站和泵站分属汉川和天门管理，且泵站的供电降压变电站已重新改建，由原来的两台15000kVA变压器并联供电，改为一台16000kVA可调压变压器专用供电，主变仍有较大的冗余容量，这对泵站的安全运行是十分有利的。 1.5 泵站技术管理和技术经济指标考核

（1）技术管理

根据部颁《泵站技术管理规程》(SL255-2000)，结合我站的实际，我处编制了《沉湖五七泵站技术管理制度》，并加强对技术管理制度的落实和检查。每年防汛排涝工作一结束，立即组织工程技术人员，认真分析运行中设备故障原因及存在的问题，并根据泵房机电设备的实际和泵站技术规程，编制下年度泵房设备维修大纲和技术要求，编排维修进度、材料使用及备品备件计划，按要求落实维修经费。汛前认真修订“沉湖五七泵站防汛预案”，组织防汛人员学习防汛条例和有关文件，并进行组织和动员，作好防大汛排大涝的思想准备。进入汛期后，安排专人每天搜集分析水、雨情信息和水文、气象资料，为防汛调度决策提供依据。严格按省政府批准的排涝调度方案和鄂政发[1992]76号文执行，服从省防办的统一调度和指挥，按先排田，后排湖的调度原则，根据每台机组的运行特性，进行科学优化调度运行。每年定期对主泵房的沉降、扬压力和裂缝进行观测和分析，汛期对泵房两侧江堤进行巡堤查险，确保泵房和堤防防汛安全。每年汛前对运行人员进行岗前培训并经考试合格后持证上岗，制订《运行值班制度》、《交接

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班制度》、《巡回检查制度》等运行和安全管理制度，做到制度上墙，责任到人。运行中严格执行操作票和工作票制度，值班人员每小时对机电设备巡视一次，并做好运行记录。对工程技术资料按规范要求进行归类存档管理。

（2）技术经济指标考核

部队管理期间，每年汛期安排专人每天对排涝运行情况进行统计并定时上报省防办，汛期结束后对全年的排涝情况进行统计，对工程完好率、设备完好率、装置效率、能源单耗、供排水成本、供排水量、单位功率效益、安全运行率八项技术经济指标进行考核，并列表造册上报省水利厅。部队离开后，所有资料都随部队带走。我处2002年成立后，因时间太短，有关考核资料不全。

04年主要技术经济指标为：工程完好率70%，设备完好率45%，装置效率50.7%，能源单耗5.6KW.h/kt.m，安全运行率80%。

2 排区管理机构的变迁

在沉湖建立军垦农场基地以后至上世纪末时，农场隶属于中国人民解放军黑龙江嫩江基地管辖，区内的沉湖五七泵站亦属于军垦农场基地管辖。而军垦农场周边开垦的民垸分属天门和汉川管辖；龚家湾泵站属汉川管辖，刘家河泵站和彭麻泵站属天门管辖。

进入21世纪以后，由于国家政策和部队建设指导方针的调整，整个沉湖军垦基地建制撤消、人员转至他处，基地的田产、设施都实行了相应的移交。其中一部分移交给武警部队作生产基地，一部分移交给省军区部队作生产生活服务中心，其余大部移交给地方政府和中央有关单位接管。其中，沉湖五七泵站管理处于2002年2月正式成立，隶属天门市水利局。由于各种原因，沉湖基地农场的9个垸子交错驻住着几个单位，农业生产各负其责，但防洪排涝由省水利厅统一指挥调度。原军垦基地所辖区划目前驻住的单位主要有：

沉湖五七泵站：天门市水利局沉湖五七泵站管理处； 1号垸：汉川市沉湖基地开发总公司； 2号垸：汉川市沉湖基地开发总公司； 3号垸：天门市沉湖林业综合示范区；

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4号垸：天门市沉湖林业综合示范区； 5号垸；天门市沉湖林业综合示范区； 6号垸：武警8680部队生产基地； 7号垸：中储粮沉湖基地； 8号垸：中储粮沉湖基地；

9号垸：中储粮沉湖基地和省军区75310部队生产生活服务中心。

3 工程效益

沉湖五七泵站建成于1970年6月，并于当年就投入运行，到1996年，27年来共运行39000台/时，共排除渍水近26亿m3，为沉湖地区的工农业生产及人民生活作出了巨大的贡献，现就几个典型年份的排涝效益分述如下：

⑴ 1983年汛期与排涝效益

1983年，据沉湖万福闸站的记录，全年降雨达1675.8mm，其中在泵站的排涝期的四到十月份，降雨量达到1526mm，最大一日暴雨为173.4mm，如果没有湖区的几个泵站的全力抢排，湖区的水位最高可达到30.0m，在这种情况下，五七泵站从四月二十四日开机到十一月份将站前水位排到25.00m以下，共开机运行2718台时，为排区排除渍水21367万m3，减少受灾面积近9.3万亩，当年排涝效益年增产值5549万元。

⑵ 1991年情况介绍

1991年7月沉湖地区普降大到暴雨，从7月1日到7月11日沉湖地区的面降雨量达到569mm，其中最大一日暴雨为161.2mm（7月9日），而最大三日暴雨达到269.8mm（7月8日到7月10日），相当于二十年一遇，从当年的6月19日五七泵站开机起排到8月8日停机，共开机运行2511台时，共排除渍水20785万m3，当年就减少涝灾面积9.1万亩，其排涝效益超过5000万元。

⑶ 1996年汛期排捞效益

1996年7月中旬，我省各地普降大到暴雨仅7月15日一天，就有35个县市降雨量超过100mm。

沉湖五七泵站从7月5日深夜二点开机到8月31日7时，共计开机运行1745台时，共排除渍水1.256亿m3，为当年的抗灾夺丰收又作出了巨大的贡献。

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4 历史整改情况

在部队管理期间，曾对泵站进行过部分改造工作。1998年10月，受部队委托，湖北省水利水电勘测设计院编制了《沉湖五七泵站除险加固更新改造工程初步设计报告》，（以下简称《98初设报告》）报告主要针对泵站在上世纪90年代、特别是98洪水中暴露出来的问题，提出了一些除险加固更新改造的内容，主要有以下几点：

⑴ 经复核计算泵房稳定达不到规范要求，98洪水中泵站出现多处险情，为解决这个首当其冲的问题，设计在站前新建一座反压闸拦污栅，设反压闸闸门和反压闸启闭门机。反压闸建成后泵站在规范规定的各种工况下能达到稳定的要求。

⑵ 对泵房沉降缝进行化灌处理；重建泵房测压管、对泵房和出水池间及出水池之间的水平和垂直止水进行处理。

⑶ 由于泵站的闸门启闭机年久失修，基本不能正常运行，拟更换各处的启闭机。

⑷ 因站前拦污栅原为钢筋简易制成、已变形损坏，拟更新拦污栅，并配一台耙斗式清污机。

⑸ 进口检修门、泵房封堵门、自排闸工作门、自排闸防洪门、泵站出口防洪门及其埋件锈蚀严重，拟根据复核后的运行条件重新设计，并进行更新。

⑹ 主水泵叶片气蚀、轴承磨损严重，电机老化、绝缘下降，拟予以改造及更新。

⑺ 电气设备老化，拟进行更新改造。

由于管理体制和投资体制的限制，未对与主机一样老化严重、带病运行的油、气、水、通风、测量等辅助机械设备提出更新方案，同样由于管理体制的原因，也未对泵站办公系统、站区道路、园林绿化和多种经营提出投资方案。

同年，《98初设报告》通过相关部门审查。

因沉湖五七泵站的排涝效益涉及解放军的总后沉湖基地和地方上的天门、汉川等地，所以当时确定了泵站的改造投资由解放军总后勤部专项拨款、湖北省基建投资和天门、汉川地方自筹等共同组成。

从1998年起，部队沉湖五七泵站管理处根据《98初设报告》开始对泵站进

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行陆续的改造工作，由于改造资金到位情况不够，截止沉湖五七泵站移交给地方政府之时，改造工作已完成的内容为上述的⑴、⑵、⑶、⑷及⑸中的自排闸防洪门，其余部分均未进行。

在已完成的内容中，除站前拦污栅清污机清污效果不理想外，其余部分均达到设计效果。

5 工程现状

沉湖五七泵站运行至今已35年，虽经部分改造工作，但限于以往的各种因素和条件，加上长期运行的磨损及运行条件的改变，泵站的水机、电气和部分金属结构设备仍存在着严重的老化、毁损和对运行条件的不适应问题，泵站水工建筑物也还存在着进口启闭台前池挡土墙和泵房内湖侧墙等多处裂缝、主副厂房屋面渗漏、进水渠岸坡冲刷严重等现象，工程现状情况如下。 5.1 工程布置

沉湖五七泵站枢纽由主泵房、安装间、副厂房、船闸、反压闸等部分组成。泵站原设计装机6台，总装机9600KW。主泵房分成两块，中间设沉降缝，平面尺寸55.52×31m（长×宽），自上而下分四层，即电机层、密封层、水泵层和底板层，各层高程分别为：33.53m、28.80m、22.44m、17.80m。安装间布置在主泵房的北侧，平面尺寸7.3×7.2m；安装间下部为排水船闸，底板高程21.60m。副厂房布置在主泵房的南侧，由中控室、载波室、蓄电池室等组成，平面尺寸17.44×9.24m。

泵房进口设有一道检修门，共12孔，孔口尺寸2.65×3.6m（宽×高），检修平台高程为27.30m，检修门启闭台高程33.53m。泵房出口设有防洪门，共6孔，孔口尺寸6×4.2m，启闭台高程36.2m。

反压闸及拦污栅桥距泵站上游247m，反压闸为开敞式结构，共7孔，闸室总宽51.46m，长16.0m，采用两孔一联。通航孔与闸室之间设沉降缝。 5.2 水工建筑物现状

沉湖五七泵站在1998年出现重大险情后，为保证泵站1999年汛期能安全度

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汛，部队管理时已对危及泵站安全的项目进行了除险加固，如在泵站内湖侧距泵房247m处，兴修了一座反压闸拦污栅桥，并完成了泵房沉降缝的化灌处理、泵房测压管的重建、泵房和出水池间及出水池之间的水平和垂直止水处理，更换了泵房、排水闸外江侧防洪闸门等。由于资金原因，土建方面原设计的泵房两端的锥探灌浆未实施。

主泵房上游胸墙出现贯穿性裂缝，虽经多次修补但效果不理想；进口检修平台和启闭台均存在裂缝；胸墙伸缩缝渗水等，严重影响结构的安全运行。2004年以前湖北省水利厅水电工程检测研究中心对泵站进行过几次安全检测。检测结果如下：

（1） 泵房内湖侧墙面（胸墙)裂缝及伸缩缝止水破坏

受地基的不均匀沉降和温度应力的影响，泵房内湖侧墙面2处出现竖向裂缝，管理部门虽进行过多次修补，但仍有开裂现象。

经检测：裂缝L1，缝长6.3m，竖向，缝宽2.0mm，贯穿(经修补，位于2#

孔进口墙面中部)；裂缝渗水。

裂缝L2，缝长6.2m，竖向，缝宽2.5mm，贯穿(经修补，位于5#孔进口墙面中部)。

内湖侧墙面(胸墙)有局部蜂窝、麻面、露筋等缺陷。 1#孔：墙面露筋1处，长约0.3；

5#孔：蜂窝2处，面积分别为0.3m2；0.2m2； 6#孔：蜂窝1处，面积分别为0.1m2。

泵站之间伸缩缝处的止水虽经全面的更换及修补处理，但3#和4#机之间的胸墙分缝处裂开约10cm，漏水较严重。

（2） 进口前池挡土墙裂缝

经检测：前池左右八字墙为素混凝土结构，浇筑质量较差。左侧八字墙由于施工时模板移位，造成整个墙体存在一条横向冷缝，贯穿整个八字墙，墙表面有多处麻面和被水流冲蚀的痕迹；左侧八字墙上部开裂1处，长3.2m；右侧八字墙多处破损、开裂，其中有2处断裂。

（3） 泵站进口启闭台、检修平台裂缝

进口启闭台有12条裂缝，其中有3条缝为深层裂缝，其余为表面裂缝；检

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修平台共有裂缝9条，其中有6条缝为贯穿性裂缝，其余为表面裂缝,具体位置见图5.2.1。

图5.2.1

（4）泵房中控室改造及主、副厂房屋面渗漏 泵站目前无专用的中控室，不符合运行规程。

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主、副厂房屋顶均存在漏水现象，副厂房漏水较严重。应对整个厂房屋顶进行全面的防水处理。

（5）出水池有不均匀沉降及冲毁现象

出口消力池坎顶有上下错位现象，推测消力池底可能有沉降现象；消力池导墙、边墙等伸缩缝止水老化。泵站出水渠道与汉江交汇处右侧岸边有少量垮塌，淤积物对泵站出水有一定影响。

（6）进水池淤积、冲毁严重

反压闸至泵房之间渠道淤积、崩岸及冲毁较为严重。 5.3 水力机械设备现状

（1）基本情况

沉湖五七泵站位于汉川市沉湖镇，是沉湖水系的主要枢纽工程之一，建于七十年代，装机6×1600KW，主水泵系武汉水泵厂生产的长江28CJ－56型全调节轴流泵，其主要技术参数为：设计流量21m3/s，设计扬程5.62m，设计点效率88%，额定转速150r/min，叶片角度调节范围－6°～＋8°，配套电机系上海电机厂生产的TDL1600—40/3250型同步电动机。泵站辅助设备大多是六、七十年代的产品，检修渗漏排水系统分别配置两台8BA－12A型和6B－13A型排水泵；技术供水系统配置两台6B33B型供水泵；油处理系统仅配置一台50型压力滤油机；空气压缩系统配置一台1－0.38/28－1型中压机和一台B－0.9/8型低压机，两台SZ－2型水环真空泵；通风系统仅每台主电机配置一台T35-11型轴流排风机；测量监测系统仅在泵站进、出口配置了水位测量标尺；泵站主起重机为建站时配置的一台20/5T双梁桥式起重机；泵站现未配置机修设备。

（2）存在问题

根据规划提出泵站更新改造后的水位、流量及扬程参数如下： 站前 外江 最高运行水位 26.20m 33.00m

设计运行水位 25.80m 33.00m 平均运行水位 25.80m 29.90m 最低运行水位 25.00m 27.60m

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最大净扬程 8.00m

设计净扬程 7.20m 平均净扬程 4.10m 最小净扬程 1.40m 排水流量 67.9m3/s

从上列泵站特征扬程来看，本28CJ-56型水泵已不能适应泵站高扬程的运行，28CJ-56型轴流泵实际运行中一般反映水泵启动扬程在7.0∽7.5m以上时，机组难以正常启动运行，汽蚀、振动和噪音较大，而本泵站更新改造后的设计净扬程为7.20m，最大净扬程为8.00m，因此水泵性能远远满足不了泵站运行要求，不能更好地发挥不了泵站的防洪排涝能力，机组已不适合于沉湖五七泵站，需改造。

另泵站自1970年建成开始发挥效益到现在已运行35年，经过多年长时间的运行，主机设备磨损及老化现象严重，水泵叶片和叶轮外壳均存在不同程度的汽蚀，水泵主轴填料密封处，水导轴承处和橡胶轴瓦磨损严重，机组效率低、运行振动和噪音较大，事故、故障频繁，特别是4＃～6＃机组发生倾斜，影响到泵站的正常运行，需更新。

A、主机存在的主要问题 a．汽蚀损坏严重

泵站6台机组水泵叶片汽蚀现象均较严重，据介绍，泵站自1970年投入运行以来，由于水泵叶片汽蚀损坏，分别于1976、1978、1984年对6台机组进行补焊和环氧树脂处理，1988年对5＃机组进行过大修，1992年对6＃机组进行过大修，从汽蚀现状看，修理的效果不明显，汽蚀现状况如下：

① 叶片正面汽蚀：从叶片进口边至出口边靠叶片外缘侧均有，汽蚀部位有大块金属脱落，汽蚀面积约占叶片表面的一半左右，且以进口边外缘处为甚，最大孔径?65mm,最大孔深13mm。

② 叶片背面汽蚀：在叶片进口边形成了一个稳定的三角形汽蚀区，汽蚀区长度约为300～500mm，宽度约150～300mm，表面成蜂窝状，最大孔表面约60×160mm，孔深6～16mm，且叶片进口边均已呈锯齿状；在叶片出口边也形成了一个三角形的汽蚀区，汽蚀程度叫进口边轻，表面呈麻面状，汽蚀深度2～4mm。

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③ 叶片外缘与叶轮外壳的间隙汽蚀：在叶轮外壳中心线附近靠进水流道侧半圆内有一汽蚀带，带宽120mm，表面呈蜂窝麻面状，最大孔径?50mm，最大孔深16mm，叶片外缘面已明显参差不齐。

造成水泵汽蚀的主要原因之一是泵站未设置站前拦污栅和清污设备，泵站运行时，进口拦污栅处杂草等污物多，造成进水池内水流紊乱，引起水泵汽蚀，虽进行补焊和环氧树脂处理，但因流态未有改善，经运行后，仍出现汽蚀损坏。

b.水导轴承处磨损

1＃～6＃机水泵主轴水导轴承处和轴瓦存在着不同程度的磨损，轴表面和轴瓦上的橡胶衬已磨损和脱落，轴颈磨损面呈麻点状，高度为35～50cm范围，深度一般为1.5mm左右，轴瓦整个瓦面都被磨损，瓦面较毛糙，深度一般为2mm左右。

造成磨损的主要原因有，一是设备运行时间较长，其次是水中含有较多的泥砂等污物，运行时造成设备的磨损。

c.叶片调节机构失灵

由于泵站建站时间早，设备运行时间长，调节机构的活塞等部位磨损严重，现1＃、2＃机调节机构仅在空载时能调节，带负荷时不能调节叶片。

d.轮外缘与叶轮外壳之间的间隙过大

据对泵站现场检测时，对5＃、6＃机叶轮外缘与叶轮外壳之间的间隙测量数据如表5.3－1：

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表5.3－1 叶轮外缘与叶轮外壳之间的间隙 单位：mm 5 机 组 号 测 点 叶 片 角 度 方 位 ＋Y（出） ＋X －Y（进） －X －4° 0° ＋4° －4° 0° ＋4° －4° 0° ＋4° －4° 0° ＋4° 进水边 8.16 13.6 12.6 3.11 2.32 2.20 5.70 5.45 2.65 16.3 11.9 9.54 中 部 9.77 13.2 13.6 2.32 1.83 2.12 5.70 2.89 3.79 13.9 11.6 12.6 出水边 7.95 6.45 7.65 1.50 4.07 2.82 11.6 9.45 7.95 13.1 13.6 13.6 6 进水边 6.70 5.95 6.45 3.74 3.55 3.65 7.03 4.04 4.16 6.35 6.15 6.45 中 部 6.70 6.20 7.20 4.04 4.04 4.04 5.60 5.60 5.49 6.35 6.45 6.95 出水边 7.10 6.70 7.20 4.04 4.63 3.65 5.77 5.80 5.58 4.09 6.65 6.95 从上述测量数据看出，两台机组的叶轮外缘与叶轮外壳之间的间隙基本上比

设计要求值3.5mm偏差较多，其中5＃机最大测量间隙值为13.9mm，最小测量间隙值为1.50mm，6＃机最大测量间隙值为7.10mm，最小测量间隙值为3.55mm,且不均匀，由于间隙增大，造成回流，增加了水量的泄漏，使水泵效率下降，同时也是造成机组运行时产生的振动和噪音的原因之一。

e.上、下导轴瓦间隙超标

据对泵站现场检测时，对5＃、6＃机上下导轴瓦间隙测量数据如表5.3－2： 表5.3－2 上、下导轴瓦间隙 单位：mm 测 组 号 机 点 方 位 ＋X＋Y 0.10 0.17 0.09 0.18 －X＋Y 0.08 0.22 0.05 0.20 －X－Y 0.17 0.06 0.10 0.03 ＋X－Y 0.19 0.03 0.10 0.15 上 导 5 下 导 上 导 6 下 导 从上述测量数据可看出，两台机组上、下导轴瓦间隙基本上超出了电机安装技术规范规定范围0.03～0.05mm，未达到安装要求。

f.机组运行情况

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据泵站运行人员反映，泵站水泵效率和装置效率均较低，主要影响因素有以下几个方面，第一：水泵质量不高，该泵站主机设备系六十年代末产品，由于受的生产能力、技术水平、工艺水平、材料等的限制，产品质量不高，如水泵叶片型线与设计要求有一定的距离，表面较粗糙，直接影响到水泵的效率；第二：根据现场检测，发现水泵叶片外缘与叶轮外壳之间的间隙比设计要求值3.5mm偏大较多，且不均匀，造成回流，也使水泵效率下降；第三：由于泵站出水流道较长，水力损失也较大；第四：泵站经过多年的实际运行，现设备老化，机组性能下降。

g.机组倾斜

由于排涝泵站一般都建在平原湖区，其基础大多较差，沉湖五七泵站也是如此，在建成后前十几年泵房基础发生不同程度的沉陷，特别是4＃～6＃机，由于其基础建在流沙上，引起机组倾斜，造成填料密封处磨损和叶片外缘擦壳现象，为此泵站每年都要对这三台机组进行调整，对其叶片外缘用砂轮机进行不同程度磨削处理，尤以5＃机处理工作量大，在1984年大修时，曾将其叶片外缘切割掉约5mm，据泵站反映，在近几十年泵房基础沉陷基本稳定。湖北省地方电力研究修试中心针曾对泵站水泵叶片的偏离距离及擦壳现象，对5＃机组进行了现场检测（检测报告详见附件），检测报告通过对测试数据分析，发现定子圆心向x轴负方向偏了0.3mm，向y轴正方向偏了0.2mm（由安装场指向中控室为x轴正向，由进水侧指向出水侧为y轴正向），圆心偏差0.361mm，填料密封处圆心向x轴正方向偏了7.75mm，向y轴负方向偏了2.95mm，圆心偏差8.292mm（超过安装允许偏差±2mm），水导轴承座圆心向x轴负方向偏了0.845mm，向y轴负方向偏了1.385mm，圆心偏差1.622mm（未超过安装允许偏差±2mm），叶轮外壳圆心向x轴负方向偏了5.16mm，向y轴正方向偏了1.555mm，圆心偏差5.389mm（超过安装允许偏差±1mm），从上述数据可看出填料密封和叶轮外壳圆心偏离基准较大，而且一个是偏向第二象限，一个是偏向第四象限，这样造成机组填料部位磨损和叶片擦壳现象，也就无法单纯从盘车上解决机组倾斜问题。

h.机组高扬程启动、运行受阻

泵站主水泵由于受马鞍形特性的限制，在泵站高扬程时不能正常启动稳定运行。据分析，造成上述情况有多种原因，其中最主要的原因在于主机设备本身，由于泵站建设时间早，当时国内可供选择的产品品种较少，特别是要适应像湖北

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平原湖区扬程变幅较大、提排流量大的情况就更难了，加之30多年的变迁，泵站水文参数的变化，运行扬程的加大，使得水泵难以适应泵站高扬程的运行，像湖北省内装有28CJ-56型轴流泵的泵站，其实际运行中一般反映水泵在启动扬程7.0∽7.5m以上时，机组难以正常启动运行，汽蚀、振动和噪音较大，而本泵站更新改造后的设计净扬程为7.20m，最大净扬程为8.00m，因此原水泵性能远远满足不了泵站运行要求，不能更好地发挥不了泵站的防洪排涝能力，原机组已不适合于沉湖五七泵站。

i.配套电机容量偏小

按照泵站更新改造的要求，配套电机的输出功率应不小于9.81×8.4×20.0/0.857＝1923KW，这样，由于泵站运行扬程的提高，原配1600kw的电动机的容量偏小，也满足不了泵站改造的要求，需增容改造，按照水泵最大轴功率，并考虑一定的储备系数，配套电机功率应不小于2100kw。

B、辅助设备存在的主要问题

泵站辅助设备大多是六、七十年代的产品，设备性能和产品质量不高，而且建成后一直未更新改造过，经过多年的实际运行，设备均有不同程度的磨损、损坏和老化，工作性能差，故障率高，有的已不能正常工作，而且相当一部位产品现在属淘汰产品，能耗高，故障后无零配件可更换，修复难度大，已影响到泵站正常发挥效益。 5.4 电气设备现状

（1） 主机现状

沉湖五七泵站兴建于六十年代末，至今已经运行了三十五个年头。泵站装有六台TDL/1600—40/3250型同步电动机，单机额定容量为1600KW，额定电压6KV，额定电流183A，功率因数0.9(超前)，转速150r/min。额定励磁电压为141V，额定励磁电流为212A。经过三十多年地长期运行，机组绝缘严重老化，其中1#、6#机组最为严重，96年曾对各台机组的主要参数进行了测试，当时测得的数据表明：1#、4#、6#机组的吸收比均不合格。98年4月3日，又对6#机组进行了重新测试，同两年前测得的数据进行比较后发现：机组绝缘状况又有所下降，而且下降速率较大，现将96、98年测得的数据分别列表如下：

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六号机组绝缘测试表

测试时间：1996年.9月.12日，天气：阴，温度：28°C

表 6.2―1 相别 三相 A B C

15S（MΩ） 19 29 31 33 60S（MΩ） 23 37 43 43 吸收比 1.211 1.276 1.387 1.303 六号机组绝缘测试表

测试时间：1998年.4月.3日，天气：晴，温度：1 5°C，湿度：67%

表 6.2―2 相别 三相 A B C 15S（MΩ） 22 28 30 30 60S（MΩ） 24 35 41 40 吸收比 1.091 1.250 1.367 1.333 以上数据表明：机组绝缘状况逐年加速老化，处理好这个问题，是此次泵站更新改造的一项主要任务。

（2） 配电及辅助设备现状

泵站的配电设备绝大多数是五十年代从原苏联引进技术生产的，早属淘汰产品，高压柜为GG—1A柜型，柜中断路器为少油断路器，不符合现在室内配电无油化标准的要求。且经过几十年运行，其中不少设备早已带病工作，如断路器触点严重磨损、烧伤，多台断路器还漏油。这些设备的零配件早已停止生产，无法采购更换，设备的更新替换势在必行。

站用变压器为两台320KVA的非标油浸变压器，已使用几十年。为保证泵站的安全运行，到了该退出泵站的时候。

供排水系统设备元件老化损坏现象也十分严重，集水井自动排水控制装置完全损坏，排水工作全靠运行人员观察控制，这不仅增加了工作人员的负担，也是

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引发事故的一个隐患，且不符合规范要求，应彻底更新完善各辅机的自动控制系统。

（3） 二次设备现况

沉湖五七泵站因兴建于六十年代末，由于多种原因，泵站的二次设备较为简陋。特别是在泵站已经运行了三十多个年头后，已不仅是一个简陋问题，有相当一部分自动化元件过于老化，早已列入淘汰产品，且自动化程度低，很多过程全靠手动完成，满足不了自动化的要求。控制保护室狭小，设备拥挤。主机室内，保护设备与高低压配电设备交杂布置，不符规范要求，特别是如下几个问题更应引起注意：

1) 机组的保护简陋不全：机组的主保护差动保护简陋，特别如下一些问题更为突出，保护元件属于淘汰产品。其他保护也未按规范设置，这些都直接威胁到机组的安全，应按规范完善各种保护，并保证其先进性和可靠性。

2) 本站的励磁设备为直流发电机组，操声大、能耗高，若要实现全站的微机控制管理,难以满足要求。

3) 直流系统：本站的直流系统为老式带酸室的直流系统，且与降压站共用，由于降压站已另立项更新改造。 5.5 金属结构现状

沉湖泵站金属结构始建于1968年，1970年全部投入运行。经过三十多年的运行，启闭机及闸门存在严重老化及锈蚀问题。限于当时的各种因素制约，设计、制造、施工均存在不同程度的缺陷。随着沉湖水系周边人口密度的增加及小工业的发展，水质恶化，金属结构腐蚀速度远大于正常水系的腐蚀速度。

1996年湖北省水利厅水电工程检测研究中心对泵站进行过安全检测。经检测，原所有闸门锈蚀厚度均在1～5mm之间，所有闸门的面板、主梁、纵梁、翼缘板、边柱均大面积锈蚀，形成大拇指粗的凹坑，分布集中的地方形成蜂窝状，有的甚至已穿洞漏水，主要受力结构及部件存在不同程度的扭曲、失稳及运转失灵现象，且门叶焊缝存在不同程度的缺陷，所有闸门的主轮和侧轮几乎均被锈死，不能转动，闸门的启闭通过原本为滚动摩擦变为滑动摩擦，大大地增加了启闭力。

泵站所有闸门的启闭设备均已于1999～2002年更新。

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5.5.1 金属结构存在的主要问题 （1）材料问题

根据湖北省水利厅工程检测研究中心《湖北沉湖五七泵站安全检测报告(金属结构部分)》(以下简称”检测报告”)闸门用材料替代现象较多，无材质证明。但材质不合格程度,具体用于闸门部位无明确记载。

（2）制造、安装问题

由于历史原因，闸门制造期间国家钢材短缺，材料供应依赖国家调拨,规格不全。部分结构未按图施工,甚至出现切割闸门边柱适应门槽安装误差的严重问题。

焊接质量差,依据《检测报告》,焊缝平均合格率仅为26.1%。 （3）设备自然老化问题

闸门使用超过了35年，接近报废边缘。根据锈蚀速度计算，80％以上构件强度、刚度及稳定性不满足规范要求。

（4）启闭设施布置不合理问题

原设计6孔外江防洪闸门依靠门机操作，由于未设拉杆及自动抓梁。闸门开启依靠人工水下作业挂钩，存在极大的危险和不可靠性。

（5）设备使用不当问题

泵站封堵闸门是水泵层运输大件的通道，物件通过自排闸（船闸）向泵房内运输，原设计采用固定式平面闸门。泵站运行过程中，因为需要运输物件，固定螺栓锈蚀不能打开闸门。检修单位采用切开闸门（切开主梁、次梁、面板），形成通道，而后焊接还原的方法操作。目前封堵闸门存在约3m×2m的焊痕。

（6）污物堵塞拦污栅，严重制约泵站排水效益问题

反压闸完建后，拦污栅投入运行。1999年泵站排水时，大量水草堵塞拦污栅。最大时，栅前后水位差接近3m，机组被迫关闭。为了保证排渍，管理单位采用人工清污、局部开启拦污栅等方法保证进水口流量。存在清污人员人生安全及机组安全问题。

5.5.2 历次加固情况

1998年，长江流域发生特大洪水。沉湖泵站金属结构安全隐患充分显现，自排闸（船闸）防洪闸门作为湖北省特大险工险段，采用临时措施加固排除险情。

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因此，沉湖泵站除险加固工作得以开展。由于资金制约，加固工作仅限于涉及防汛安全部位。1998～2002年完成泵站部分金属结构改造工作。

（1）更新自排闸（船闸）防洪闸门。 （2）新建反压闸，保证泵房稳定。 （3）更新泵站所有启闭机。

至此，泵站防汛安全问题得以缓解，但防汛及泵站金属结构存在的问题没有根除（外江防洪工作闸门没有更新）。

5.5.3 闸门、启闭机主要参数及规模

沉湖泵站工程金属结构由进水口拦污栅、进水口检修门、出口防洪门、泵房封堵门、自排闸工作门、反压闸拦污栅、反压闸工作门及其相应的启闭设备组成。

金属结构设备特性表

闸门(拦污栅)特性 部 项目名称 号 位 拦拦污栅 污栅反压闸工2 桥 作闸门 1 3 进水口 孔口 数量 6 闸门 数量 6 底 坎高程（m） 孔口尺寸 （宽×高—设计水头） 6.0×6.5 6.8×6.5 6.0×6.5 6.8×6.5 2.65×5.5 门(栅) 型式 操作 方式 启闭机特性 容量 (kN) 型式 数量 (台) 21.8 75°倾 斜布置 平面定 轮闸门 静水 启闭 动水 静启 门机 2×160 1 共用 1 1 6 6 21.8 门机 2×160 泵拦污栅 站进水口 4 部检修门 分 出口防 5 洪闸门 自排闸 工作闸门 12 12 19.3 固定式 平面滑 动闸门 平面定 轮闸门 平面定 轮闸门 平面定 轮闸门 固定式 动水 启闭 静闭 动启 动水 启闭 动水 启闭 12 12 19.3 2.65×3.6 台车 1×250 6 6 23.6 6.0×3.5 门机 2×400 6 1 1 21.6 3.82×2.22 QP 2×125 1 自自排闸防7 排洪闸门 闸 8 泵房封堵门 1 1 21.6 6.8×7.2 门机 2×400 1 1 1 22.44 3.82×2.22

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