泵站设计说明.doc

1. 排涝站设计1.1. 设计暴雨计算根据泵站技术规范SD204-86中规定。本站暴雨历时采用3日暴雨3日排至作物耐淹水深。 排涝区暴雨计算资料采用新惠站1980-2006年，共27年的三日暴雨量，进行逐一排频演算。新惠站1980-2006年三日暴雨量见下表：新惠站1980-2006年三日暴雨量统计表年份三日最大降雨日期年份三日最大降雨日期198034.9 6-（6-8）1994140.5 7-（11-13）198123.7 7-（21-23）199561.3 8-（1-3）198239.3 5-（2-4）199628.7 8-（5-6）198385.7 5-（10-12）199767.2 7-（14-16）1984120.7 8-（10-12）1998100.8 8-（7-9）198575.8 8-（4-6）199937.1 6-（20-22）198695.7 7-（3-4）200045.2 8-（9-11）198772.8 7-（10-12）200124.4 6-（18-20）198863.6 7-（14-16）200240.1 8-（3-5）198943.6 6-（28-30）2003100.7 7-（16-18）199073.2 5-（25-27）200446.3 6-307-2199178.6 6-（7-8）200564.9 7-（21-23）199272.8 7-（13-15）200647.6 6-29、307-11993148.3 7-（17-19）本站三日暴雨计算采用现行频率计算法配线计算法，计算步骤如下： 将原始资料降雨量X由大于小加以排列，计算系列的多年平均三日暴雨量，计算成果列入新惠站1980-2006年三日暴雨量频率计算表。 。新惠站1980-2006年三日暴雨量频率计算表序号年份三日最大降雨KiKi-1(Ki-1)2P=m/(n+1)*100%11993148.3 2.18 1.18 1.40 3.57%21994140.5 2.07 1.07 1.14 7.14%31984120.7 1.78 0.78 0.60 10.71%41998100.8 1.48 0.48 0.23 14.29%52003100.7 1.48 0.48 0.23 17.86%6198695.7 1.41 0.41 0.17 21.43%7198385.7 1.26 0.26 0.07 25.00%8199178.6 1.16 0.16 0.02 28.57%9198575.8 1.12 0.12 0.01 32.14%10199073.2 1.08 0.08 0.01 35.71%11198772.8 1.07 0.07 0.01 39.29%12199272.8 1.07 0.07 0.01 42.86%13199767.2 0.99 -0.01 0.00 46.43%14200564.9 0.96 -0.04 0.00 50.00%15198863.6 0.94 -0.06 0.00 53.57%16199561.3 0.90 -0.10 0.01 57.14%17200647.6 0.70 -0.30 0.09 60.71%18200446.3 0.68 -0.32 0.10 64.29%19200045.2 0.67 -0.33 0.11 67.86%20198943.6 0.64 -0.36 0.13 71.43%21200240.1 0.59 -0.41 0.17 75.00%22198239.3 0.58 -0.42 0.18 78.57%23199937.1 0.55 -0.45 0.21 82.14%24198034.9 0.51 -0.49 0.24 85.71%25199628.7 0.42 -0.58 0.33 89.29%26200124.4 0.36 -0.64 0.41 92.86%27198123.7 0.35 -0.65 0.42 96.43%67.91 6.31 取Cv=0.5，并假定Cs=3Cv，Cs=2.5Cv，Cs=2Cv进行配线计算，计算结果计入理论频率计算表。由理论频率计算表：通过配线图，十年一遇三日暴雨应为X=113.41mm，故本站设计三日暴雨采用此值。理论频率计算表频率Px=67.9x=67.9x=67.9Cv=0.5Cv=0.5Cv=0.5Cs=3Cv=1.5Cs=2.5Cv=1.25Cs=2Cv=1.0KpxpKpxpKpxp1 2.67 181.31 2.59 175.88 2.51 170.45 5 1.98 134.46 1.96 133.10 1.94 131.74 10 1.67 113.41 1.67 113.41 1.67 113.41 20 1.35 91.68 1.36 92.35 1.38 93.71 50 0.88 59.76 0.90 61.12 0.92 62.47 75 0.64 43.46 0.63 42.78 0.64 43.46 90 0.49 33.27 0.47 31.92 0.44 29.88 95 0.44 29.88 0.39 26.48 0.34 23.09 99 0.37 25.13 0.29 19.69 0.21 14.26 新惠站1980-2006年三日暴雨量频率曲线1.2. 排涝流量计算排涝区范围明确，其按规范排涝流量计算如下： 根据五万分之一地形图量测，本排涝区内总集水面积33k m，利用天然水沟面积可作调蓄区，根据区域实际情况平均调蓄水深按R=0.37X计。式中：M排涝模数；T排水历时，T=3天；t日开机小时，取t=22小时。将以上参数代入计算得，排涝区十年一遇三日暴雨三日排至作物耐淹水深的总排涝流量Q=5.82 m/s。由于排涝区中间由民间堤防隔开，故需修建两座排涝站（15+900排涝站，18+900排涝站）进行排水，根据五万分之一地形图量测，两排涝站排涝区面积近似相等，故两排涝站排涝流量均按2.91 m/s设计。以18+900处排涝站作为典型进行设计。依据泵站设计规范GB/T 50265-97中规定，本次设计排涝站等别为等，建筑规模为小（1）型。主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。1.3. 引渠设计本次设计引渠采用梯形断面，其优点是施工简单，边坡稳定。引渠断面设计引渠中的水流可以认为是明渠均匀流，因此，可以按照明渠均匀流的公式设计渠道横纵断面。计算公式如下：式中：Q设计流量(m3/s)A过水断面面积(m2)R水力半径(m)i渠底比降C谢才系数（C=1/n R1/6）n渠床糙率。取0.014。梯形渠道水力计算采用下列公式：A=(b+mh)hR=A/=b+2h(1+m2)0.5式中：b、h渠底宽、水深(m)；湿周(m)；m边坡系数；C谢才系数（m1/2/s），一般采用计算进行梯形渠道水力计算时，通常是先确定I、M、n，然后选定h（或b），计算b（或h）。流速校核为防止渠道在运用过程中产生冲刷或淤积现象，以保证渠道的稳定过水能力，在设计渠道断面时，必须使渠中的流速控制在一定范围内，即不冲不淤的允许范围：若校核不满足要求，需进行重新调整设计，直至满足要求。引渠水利要素计算成果见下表：引渠水利要素表设计流量（m/s）设计水深（m）边坡系数M渠底宽b（m）渠深（m）糙率比降流速（m/s）2.915 0.86 2.00 3.00 1.70 0.014 0.0002 0.71 引渠和进水池连接处设计悬臂式挡土墙，挡土墙墙高3.9m，每侧墙长3m。1.4. 挡土墙稳定计算挡土墙稳定计算公式与整体稳定计算公式相同，采用计算机软件计算。计算结果均满足稳定要求。荷 载 组 合运 行 期完 建 期自 重土 重土压力水 重静水压力挡土墙计算参数表墙后填土内摩擦角 (度)墙后填土容重 (kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角 (度)地基土容重(kN/m3)地基土容许承载力 (kPa)墙底摩擦系数地基土内摩擦角(度)3215.816.516.31300.3526.4其中土压力采用库伦土压力公式计算。计算公式：式中：作用在挡土墙背的主动土压力，（KN/m）;挡土墙后的填土重度,水位以下取浮重度（KN/m3）;挡土墙高度，（m）;主动土压力系数；挡土墙后填土的内摩擦角,（度）；挡土墙背面与铅直面的夹角，（度）；挡土墙后填土对墙背的外摩擦角,（度）；挡土墙后填土表面坡角,（度）； 基底应力最大值与最小值之比的允许值，=2.0;地基容许承载力，=130Kpa;KC容许的抗滑稳定系数，KC=1.3;K0容许的抗倾覆滑稳定系数，K0=1.5。挡土墙稳定计算成果表设计工况挡土墙位置结构形式抗滑稳定系数Kc抗倾覆稳定安全系数K0趾部基底压应力(kPa)踵部基底压应力 (kPa)不均匀系数KcK0完 建 期进水池/引渠钢筋混凝土悬臂式挡土墙2.0617.1580.9642.011.931.31.5运行期20.39.6256.5157.681.02经计算：各拟定断面挡土墙在不同设计工况下，抗滑、抗倾、基础压应力、基础不均匀系数均满足规范要求1.5. 设计扬程的计算（1）确定设计流量Q=2.914m3/s=2914L/s。（2）确定设计扬程设计扬程按泵站进、出水池设计运行水位差，并计入水力损失确定。本泵站设计无出水池，故设计扬程按出水管路最高安装高程及进水池设计运行水位差，并计入水力损失确定。出水管路最高安装高程：h高=444.81m；进水池设计运行水位：h运=438.91。a管道沿程损失按以下公式计算：式中：hf管道沿程水头损失;f摩阻系数，取0.014；L管道长度，L=50m；Q设计流量，Q=2.914 m3/s；A管道截面面积，A=0.196m；D管道内径，取D=0.5m。计算得hf=0.886m。b局部水头损失用下式计算：式中：hj局部水头损失局部水头损失系数之和，其中，。则6.6。其余符号同上。计算得hj=1.20m。设计扬程：h运=h高-h运+hf+hj=7.99m1.6. 确定泵型方案（1）主泵类型的选择水泵型号主要根据其设计流量及扬程经经济比较后确定，拟选择辽宁营源泵业有限公司混流泵。水泵参数如下表所示： 选用500HW-6型泵性能表型号流量Q（L/s）扬程H（m）转速n（r/min）轴功率（kW）效率（%）配用功率（PS/kw）直联配套动力机型号重量（kg）500HW-659169276212.09.88.473083.476.478.183.487.080.4120/95JS125-8770（2）确定主泵台数根据，可据此确定所需泵型的台数。 i=2914/692=4.21台，取5台。1.7. 确定水泵安装高程确定水泵安装高程为440.85m。1.8. 起重机设备选型因排水泵站系小型泵站，考虑起重设备采用SG-2型单轨小车，性能参数如下表：起重量（kN）提升高度（m）运行速度（m/min）手拉力（kN）工字型钢号总重量（kg）19.63102.50.14736a581.9. 泵房初步布置设计该排水泵站系小型排水站，考虑到结构简单，施工方便，机组运行，检修方便等因素，采用分基式泵房。（1）泵房尺寸拟定 泵房平面尺寸、泵房长度：根据机组台数、机组基础在泵房长度方向的尺寸、机组间距以及建筑统一模数制，定为泵房长21.8+0.37*2m。 泵房宽度， 根据机组在泵房跨度方向的尺寸，进出水管路和管路附件的长度，以及安装检修和操作所需的空间， 并考虑通道宽度要求初步拟定泵房宽度为 7+0.37*2m。故泵房建筑面积为163.39 m，设计房高4.5m。（2）泵房内部设备布置配电间：配电间尺寸为2.5*3m，内设接电柜1组，战用柜1组，电机柜5组，电容柜1组。值班室：考虑到工作人员休息，设值班室1间，尺寸为2.5*3m。维修室：留一间为维修间，尺寸为7*3m。电缆沟：配电间至机组的电缆整齐地铺设在泵房地面下的电缆沟内。 排水沟：为了排除水泵水封用的废水，泵房渗漏水以及检修水泵时的废水，在泵房地面向进水池倾斜的坡度设排水沟，其尺寸为0.2*0.3m，3%的坡度，在排水沟末端设置排水井， 采用预埋PVC管将水排至进水池。抽真空设备：当水泵正值吸水时，需充水后才能启动， 需用真空泵抽气充水，选真空泵一台，拟选 SZ-1 型真空泵。 起重设备：为便于水泵或电动机的安装和检修，泵房设吊车 SG-2 型单轨小车。 （3）主要构件细部尺寸 ：墙体：砖混结构 墙厚370mm 墙基：采用C20素混凝土扩大基础。过梁：必须放在门窗上面，尺寸为 370200mm。 圈梁：屋檐下 500mm，现浇钢筋混凝土构件。大门：宽 3m，高 2.5m 小门：宽 1.6m，高 2.4m；宽 1.2m，高 2.0m。窗： 宽 0.9m，高0.9m。 屋盖： 采用彩钢瓦（含10cm厚保温板）。窗户采用不锈钢塑钢窗。双层玻璃隔音。1.10. 进水池设计本设计采用半开敞式直立池壁进水池。池底高程437.30m，池深2.303.30m。池宽B：由下式计算得： 式中： n进水管路根数，本设计方案为5根；相邻梁进水管中心间距，本设计为1.3m；边管中心至池侧壁距离，本设计为0.95m；则B=(51)1.3+20.95=7.6m。池长L=10.0m本项目水泵选型为混流泵，关阀启动，故启动前泵和吸入管路必须充满水并排尽空气；同时在吸水口处设置拦污栅，拦截来水中污物。从管道安装技术上，吸水管道要求有严格的密封性，不能漏气、漏水，否则将会破坏水泵进水口处的真空度，使水泵出水量减少，严重时甚至抽不上水来。因此，要认真地做好管道的接口工作，保证管道连接的施工质量。1.11. 泵房稳定计算水泵采用混流泵，泵房采用堤后式布置，未改变原渗流 通道，因此，泵房的渗流稳定不需验算，建站地点高程440.00m，地势平坦，外河河底高程440.40m，最高水位444.06m，防洪堤顶高程446.76m。