蔺家坝泵站
淮河是新中国成立后第一条全面系统治理的大河。70多年来,淮河治理取得显著成效,防洪体系越来越完善,防汛抗洪、防灾减灾能力不断提高。作为治淮伊始便奋斗在淮河保护治理一线的“治淮人”,为总结好中水淮河公司70年来治水兴水的经验,继承和发扬中水淮河人的治水思路和勘测规划设计理念,近期,公司将陆续推出中水淮河经典工程系列专题宣传,本期带您走进《坚韧不拔铸丰碑(十)——蔺家坝泵站》。
南水北调工程是我国解决北方地区水资源短缺的重大战略举措。矗立于江苏省徐州市铜山区的蔺家坝泵站,是南水北调东线一期工程的“咽喉要道”。作为南水北调东线工程中唯一一座省际泵站,蔺家坝泵站肩负着将一江春水送出江苏、润泽华北的重任,堪称“江水北上”的“最后一公里”守护者。

蔺家坝泵站是南水北调东线工程中第一座采用大型齿联灯泡贯流式机组的泵站,由中水淮河公司主导设计,总投资2.57亿元。工程自2006年1月开工建设,至2019年5月通过验收圆满收官,历经十三载春秋。蔺家坝泵站是一座规模宏大调水工程,工程规模为Ⅰ等大(1)型,泵站设计流量75立方米每秒(装机流量100立方米每秒),总装机容量5000千瓦,设计扬程2.40米。泵站安装4台2850ZGQ25-2.4型后置灯泡式贯流泵机组,承担跨流域调水、区域排涝、生态保护等多重使命,为南水北调东线“江水北上”提供了“最后一公里”的坚实保障。

蔺家坝泵站BIM模型
蔺家坝泵站受边界条件、工程选址、水流流态、水泵机组选型、工程地质等多种因素制约,工程设计面临巨大挑战,技术难题层出不穷。从条件复杂的顺堤河和南四湖航道之间狭窄地带进行工程选址及总体布置,到贯流泵机组泵房和变截面薄壁墩墙的结构设计,再到软土地基高挡土墙稳定和地基处理,以及灯泡贯流泵机组流道装置优化等,每一项都考验着设计团队的智慧与能力。

蔺家坝泵站泵房剖面图
传统轴流泵低扬程大流量复杂工况下泵站效率低下、结构单一的问题,是工程设计阶段的主要技术瓶颈。项目负责人沈继华带领设计团队通过对水泵机组的技术研究,突破传统轴流泵低效桎梏,首次在国内引入大型行星齿联灯泡贯流泵技术,成功突破了国内(特)低扬程、大流量泵站水泵机组选型的难题。该技术可将水泵与电动机采用行星齿轮箱连接减速传动,并布置在贯流泵灯泡体内,形成平直流道,使水流无需转向即可高效通过,能量转换效率达81%,远超传统机组的65%~70%。为验证这一技术的可行性,中水淮河公司积极与高校开展联合研究,采用先进技术、三维建模与计算流体动力学(CFD)数值模拟技术,对泵体结构、叶片角度及流道形态进行多轮优化。通过模拟分析,设计团队精准预测了水流扰动与压力分布,最终确定叶轮直径2.85米、机组正交布置的最优方案,既保障了运行稳定性,又显著降低了水力损失。

中水淮河公司在技术集成与设备选型上,展现出国际化的广阔视野。设计团队引入日本、英国等先进技术、设备和关键部件,使得主机组顺利实施,并一次性通过泵站试运行验收,确保了工程质量,提高了工程运行效率。同时,通过科学合理的工程选址和总体布置,成功解决了泵站垂直进、出水和泵站出口垂直水流对湖西航道航运影响的难题;采用非稳定温度场和应力场的三维仿真技术,成功解决了泵房、防洪闸等超长底板及薄壁墩墙结构施工期温控防裂问题,实现施工期零裂缝的预期效果;首次运用现代通信、网络、数据处理、自动控制等技术进行数字化泵站建设,构建泵站综合自动化系统,提高泵站运行管理水平,实现泵站节能运行目标。

灯泡贯流泵简单示意图
蔺家坝泵站的创新实践,填补了我国灯泡贯流水泵机组的技术空白,也为国内其他大流量、低扬程泵站的机组选型、设计及制造提供成功应用范例。工程荣获了2015年全国优秀水利水电工程设计金质奖、2021年中国水利工程优质(大禹)奖等多个奖项。工程建成投运以来,多次启用调水,在抗旱排涝、生态补水、航运保障中发挥战略作用。其创新实践不仅为南水北调工程画上圆满句号,更为后续重大水利工程提供了“中国方案”,彰显着新时代治水人的智慧与担当。

南水北调东线蔺家坝泵站
从规划蓝图到建成投运,蔺家坝泵站凝聚了中水淮河公司敢为人先的攻关精神与技术创新智慧。作为南水北调东线的“收官之站”,不仅为我国跨流域调水工程提供了技术范本,更彰显了设计单位在重大水利工程中的核心价值——以科技之力解资源之困,以匠心之道筑民生之基。未来,这座矗立于南四湖畔的蔺家坝泵站将继续承载使命,为华北地区的水安全与可持续发展注入新的澎湃动力。
