水利工程职称论文发表区间水患综合治理浅谈

　　摘要：深圳地铁蛇口线自运营以来，赤湾-蛇口港区间来水量大，水泵不堪重负，多次高水位报警，故障频发，水漫道床事件屡次发生，时刻威胁着地铁行车安全。运营期间，人员对设备检修从时间和空间上都受到限制，应急处理收效甚微。在保障不影响地铁正常运营的前提下，从管理、设备等方面进行改进，以达到系统的冗余，取得水患治理的预期目标。

　　关键词：隧道,水患,综合治理

　　1.前言

　　深圳市地下水较丰富，尤其是蛇口线赤湾-蛇口港区间临近海区，轨行区内来水量最高时可达700 m3/d。轨行区内排水能力不足，供电、监控系统等都存在着隐患，设备一旦发生故障，随时都会影响到列车的安全运行。如何才能长治久安地解决水患问题?

　　2.原因分析

　　赤湾-蛇口港区间主废水泵房上下行线之间设置，距离蛇口港站400 m，位于蛇口线始发端。泵房内集水池长3m，宽2.5m，深4.2m，最大集水量为31.5m3，周期工作水量约15 m3。

　　原设计安装为两台7.5kw水泵，由一面双电源箱供电，一面控制箱控制，采用一控二方式，水泵间歇交替工作;运行状态由BAS系统远程监控，监控系统采集低、中、高水位、控制模式开关状态等信号并进行启动停止控制。

　　2.1外部原因

　　赤湾-蛇口港区间地处近海区，海水大量反渗，区间隧道渗水量大。现场我们通过测量主废水泵房内集水池的水位在一定时间内的变化,计算得出，平均区间每日来水流量达到500m3，相当于20.83m3/h。

　　3.2设计原因

　　按设计原则，区间水泵主要用于抽排一般性结构渗漏水，水泵运行方式是间歇交替工作。观察现场水泵运行情况发现，区间来水量与单台水泵排水量相平衡，使单泵一直工作，无法实现两台泵切换交替运行的情况，导致一台水泵长时间工作超时报警，而另一台却长时不运行的后果。

　　2.3供电系统分析

　　原设计采用一控二的方式。控制箱内元器件一旦发生故障，两台水泵均无法启动运行。当水漫过高水位，发出高水位报警信号后，半小时左右就会发生水淹道床事故。

　　2.4监控系统分析

　　BAS监控存在以下的缺陷。

　　2.4.1缺少失电报警

　　根据设备随机资料分析控制电路，当失电故障发生后，BAS系统不能发出报警信息。只有当集水池水上涨到高水位时，且在控制系统有电的情况下，直到高水位浮球动作，才能发出报警。若浮球卡住，不能动作，BAS系统也无法发出报警信息。

　　2.4.2 BAS系统自身故障

　　当BAS出现系统性故障时，就无法监控到区间水泵运行的状况;或当BAS系统发出错误报警时，运营期间机电人员无法到现场确认设备状态。

　　2.5水泵隐患分析

　　水泵实际运行过程中存在着的超时运行，启动频繁，这些问题大大提高了发生故障(控制箱二次回路原件烧损、水泵漏水短路、轴封磨损严重、叶轮磨损严重等)的几率，缩短水泵使用寿命，故障维修工作量增大。

　　由于区间水质不良，水泵进水口和出水口经常堵塞，导致区间来水无法及时排出，从而发生水漫道床的险情。

　　若出现双泵故障或区间爆水管突发大水量的情况，现有水泵排水能力不足，无法快速排水，将会造成延长抢修时间的后果。

　　3.治理方法及落实

　　3.1更改修程，设置刻度线，加强设备监控

　　首先，对检修规程进行修改，由原来的区间给排水月检修改为重点区间主废水泵房周检，加强检修密度，提高设备运行可靠性，使作业有计划性。

　　针对运营期间不能进入轨行区，难以实地检查设备的情况，进行了两种尝试。一是在低压控制柜内检测电流，以此来判断水泵的运行情况;二是在站外地面减压井内出水管处画刻度线，通过出水大小、出水高度与刻度线的对比来判断区间水泵的排水效果。第二种方法更便捷，更能直观清晰的反应水泵的运行情况。

　　3.2控制风险处理对策：优化控制

　　通过增加一面控制箱，增加一组浮球，来实现一面控制箱控制一台水泵，有效避免了一个控制箱出现故障导致全部水泵停止运行的情况。通过定期更换两组浮球的高度，实现水泵的一用一备。当常用水泵或一个控制箱故障不能排水时，随着水位的升高，另一组浮球动作，也可启动另外一台水泵。

　　3.3监控风险处理对策：增加远程硬线监控

　　为化解监控风险，根据赤-蛇区间实际情况，建立了一套独立于BAS系统之外的硬接线方式的冗余报警系统。

　　该冗余报警通过在区间泵房控制箱采集失电和高水位信号，通过电缆敷设传送到车控室，在车控室设置一面报警箱，具有控制箱失电、高水位报警功能。水泵一旦出现故障，BAS监控又不能及时反应时，水位的上涨最终会触发硬线报警，报警箱就能发出声光报警，值班人员(24小时)可以立即通知调度快速处理。

　　3.4排水能力风险处理对策：增加大功率水泵

　　原设计的两台7.5kw水泵仅能满足一般情况下的区间排水，无法应对区间爆水管等突发事件。经过测算，增加两台水泵WQ50-40-15，以满足现场要求，相应配套增加排水管路，水泵控制箱，更换大容量双电源箱。

　　改造后，两台15kw水泵采用分箱控制模式运行。原两台7.5kw水泵另设一组浮球控制作为抢修备用。当新增水泵均不能工作时，原有作为抢修用水泵再自动投入。新增水泵和原有水泵之间均为一用一备的关系，互为两套独立的设备系统，通过水位互错控制，又实现了互为备用的目的，以达到排水能力的冗余。

　　4.效果及推广应用

　　经过一系列综合治理后，各系统设备运行情况良好。水泵运行数据对比如下表所示：

　　从表中可以看出，水泵流量增大了60%，日运行累计时间缩短了52.4%。从抢险应急角度来看，当水位上升到集水池顶部(即从超高水位到水池顶板高度)为1.85 m，集水量为16.5 m3，忽略区间来水的情况下，则排水时间则从原来的32分钟缩减到20分钟，排水时间也大幅缩减，对抢修非常有帮助。

　　新增的硬线继电器冗余监视报警装置，和已有的BAS系统成为区间水泵控制的“双保险”，在使用过程中发挥了比较突出的作用。

　　5.结束语

　　目前，赤-蛇区间水泵运行稳定，故障大大减少，达到治理水患的预期目标。在赤-蛇区间水患综合治理过程中，我们逐渐摸索出一套区间水患治理的方法。通过对赤-蛇区间水淹事故频发、水泵故障原因的全面分析，制定出合理经济的方案，改造排水管路系统，优化水泵控制系统，我们积累下丰富的经验和留存了大量的数据。为区间类似水患治理，从技术和管理方面开阔出新的思路，为区间的水患整治和地铁的三期建设提供了样板实例和参考依据，具有借鉴意义。

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