石安河第三泵站初步设计.docx

中文摘要
摘 要：石安河第三泵站位于东海县房山镇石安河东岸，与房山站，石梁河站及相关配套工程一起构成连云港市引淮入石补水工程。该泵站设计流量为8m3/s，设计扬程8.6m，最大扬程9.5m。选用900HLB-10型混流泵（叶片安放角度，转速r/min），配YSL5005-10型280kW电动机4台套。站房采用湿室墩墙结构，主要建筑物包括泵房、隔墩、进水池、出水池、后墙，主厂房，副厂房等。该泵站的兴建，将对抗旱灌溉及防洪排涝发挥重要作用。本论文为石安河第三泵站初步设计，报告内容包括水泵的选型，辅助设备选择，主要建筑物设计，稳定计算，结构计算等。
关键词：灌溉，排涝，流量，扬程，稳定计算，结构计算

英文摘要
Abstract
ABSTRACT：
Key Words: irrigation drainage flow head structure type selection stability analysis stress analysis

目 录
1.综合说明 1
1.1 兴建缘由 1
1.2 设计流量与水位资料 1
1.3 建筑物等级 1
1.4 工程地质资料 1
2.设计参数确定 2
2.1 设计流量的确定 2
2.2 水位分析与特征扬程的确定 2
3.水泵的选型与配套 2
3.1 水泵选型资料 2
3.2水泵选型方案 3
3.2.1 第一组方案 3
3.2.2 第二组方案 4
4.枢纽布置及泵站结构形式 4
4.1 泵站枢纽布置 4
5. 主要建筑物设计 6
5.1 前池设计 6
5.2 前池扩散角 6
5.3 第一组方案 6
5.3.1 前池池长 6
5.3.2 池底纵向坡度 6
5.4 第二组方案 6
5.4.1 前池池长 6
5.4.2 池底纵向坡度 6
5.5前池构造 7
5.6进水池设计 7
5.6.1 第一组方案 7
5.6.2 进水池的宽度 7
5.6.3 悬空高度的确定 7
5.6.4 后壁距的确定 8
5.6.5 进水池长度L 8
5.6.7 站房平面设计 9
5.6.8 泵房主要高程的确定 9
5.6.8.1水泵吸水喇叭管管口高程 9
5.6.8.2底板高程 9
5.6.8.3电机层楼板高程 9
5.6.8.4机房屋面大梁下缘高 9
5.7出水设计 10
5.7.1 出水管出口直径 10
5.7.2 池底至管口下缘距离 10
5.7.3 出水池墙顶高程和池底高程 10
5.7.4 出水池宽度 10
5.7.5 出水池长度 11
5.7.6 干渠护长度 11
5.7.7 出水池与干渠的渐变段 11
5.8 第二组方案 11
5.8.1进水池的宽度 11
5.8.2 悬空高度的确定 12
5.8.3 后壁距的确定 12
5.8.4 进水池长度L 13
5.8.5 站房平面设计 13
5.8.6 泵房主要高程的确定 13
5.8.6.1 水泵吸水喇叭管管口高程 13
5.8.6.2 底板高程 13
5.8.6.3 电机层楼板高程 13
5.8.6.4 机房屋面大梁下缘高 14
5.9 出水设计 14
5.9.1 出水管出口直径 14
5.9.2 池底至管口下缘距离 14
5.9.3 出水池墙顶高程和池底高程 14
5.9.4 出水池宽度 15
5.9.5 出水池长度 15
5.9.6 干渠护长度 15
5.9.7 出水池与干渠的渐变段 15
5.10 附属设备选择和布置 15
5.10.1 配电设备布置 15
5.10.2 供、排水系统布置 16
5.10.3 起重设备 16
5.10.4 拦污清污设备 16
6.水泵的工况点校核 16
6.1管路布置 16
6.2第一组方案 17
6.2.1局部阻力系数计算 17
6.2.2沿程阻力系数计算 17
6.2.3设计运行情况 17
6.2.4最高运行情况 18
6.3第二组方案 18
6.3.1局部阻力系数计算 18
6.3.2沿程阻力系数计算 18
6.3.3设计运行情况 19
6.3.4最高运行情况 19
7.泵房稳定计算 20
7.1防渗计算 20
7.1.1防渗长度校核 20
7.2.1第一组方案 20
7.3.1第二组方案 22
7.4渗透坡降校核 24
7.4.1第一组方案 24
7.4.2第二组方案 30
7.5.1 第一组方案 36
7.5.3第二组方案 38
7.5.5运行期稳定校核 41
8.泵房结构设计及配筋计算 51
8.1底板结构计算 52
8.1.3裂缝校核 64
8.4泵房后墙结构计算 68
8.4.1配筋计算 70
8.5电机梁结构计算 72
8.5.1电机梁内力计算 72
8.5.2电机梁配筋计算 73
8.5.3裂缝宽度验算 75
8.6水泵梁结构计算 75
8.6.1水泵梁的内力计算 75
9.连接建筑物设计 82
9.1下游翼墙设计 82
9.1.1 截面的选择 84
9.1.2 稳定校核 88
9.1.2 下游翼墙结构计算及配筋 89
9.1.2 前趾结构计算及配筋 92
9.1.2 地板结构计算及配筋 94
9.1.2 扶壁结构计算及配筋 96
9.2 上游翼墙 98
参考文献 116

1.综合说明
经规划设计，确定石安河第三泵站的设计流量为8m3/s。泵站上、下游水位组合资料见表1.1。
表1.1 工程水位情况
工况
下游水位（m）
上游水位（m）
最低扬程
9.5
17.5
设计扬程
9.4
18.0
最高扬程
9.0
18.5
防 洪
9.7
18.7
根据省钻探队勘探试验报告站址地基为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土，中部夹有中，轻粉质壤土，层厚不一，并夹有砂礓，铁锰结核。标准贯入击数N=14击，天然容重1.98g/cm3，C=0.45，F=，天然孔隙比0.76地基允许承载力为[P]=150kpa。

2.设计参数确定
设计扬程：H设=H设上－ H设下=18.0-9.4=8.6m；
最大扬程：H高=H最高上－H最低下=18.5－9.0=9.5m；
最低扬程：H低=H最低上－H最高下=17.5－9.5=8.0m。
3.水泵的选型与配套
3.2.1第一组方案

m3/s3.2.2第二组方案

4.枢纽布置及泵站结构形式
为与房山站，石梁河及相关配套工程一起共同构成连云港市引淮入石补水工程。因此，站址宜选在灌区的高处。根据地形布置、拟建泵站站址及水源水流方向等，各方案枢纽如图4.1、4.2 所示
泵房是泵站的主要建筑物，用以安装主机组、辅机设备、机电设备及部分管路，为机组的安装，维修运行提供良好的工作环境。
泵房设计原则：

5.主要建筑物设计
一般泵站进水池的宽度比引渠底宽大，因此需要在引渠和进水池之间设一连接段，这就是前池。其作用是为了保证水流在从引渠流向进水池的过程中能够平顺的扩散，为进水池提供良好的流态。本站采用进水条件较好的正向进水前池。前池尺寸的确定：
前池扩散角是影响前池进水流态及其尺寸的主要因素，根据实际工程经验，前池扩散角的取值一般为。本工程取。
5.3.1前池池长
5.3.2池底纵向坡度
由于水泵淹没深度的要求，进水池池底的高程一般低于引渠末端的渠底高程。因此，还需要将前池池底做成斜坡，使其在立面上起连接作用。
引渠末端渠底高程与进水池池底高程差：∆h=0.52m，为减小挖方，前池21.58m做成平直段，高程和引渠底一致，后5.2m做成倾斜段，边坡系数：
5.4.1前池池长
5.4.2池底纵向坡度
由于水泵淹没深度的要求，进水池池底的高程一般低于引渠末端的渠底高程。因此，还需要将前池池底做成斜坡，使其在立面上起连接作用。
引渠末端渠底高程与进水池池底高程差：∆h=1.435m,为减小挖方，前池14.37m做成平直段，高程和引渠底一致，后7.65m做成倾斜段，边坡系数：
在泵站防渗排水设计时，常在前池的下面布置排水系统，即在前池底下铺设水平滤层（包括排水），并在前池中设排水孔。渗流由滤层搜集，在通过排水孔排至下游。这样，作用在前池底面的渗压水头几乎为零。前池底板为混凝土结构，厚20cm。反滤层共设三层，第一层为碎石，厚20cm，第二层为瓜子石，厚10cm，底三层为中砂，厚10cm。排水孔的孔径为5cm，孔间距1m，按梅花形布置。
5.6.1第一组方案
进水池是供水泵吸水管直接吸水的水工建筑物。主要作用是进一步调整从前池进入的水流，为泵进口提供良好的进水条件。另外还要设置拦污栅门槽，检修门槽，以方便拦污和检修作用的发挥。
进水池边壁的形式及主要几何参数的确定:
进水池采用开敞式矩形“W”型后壁，水泵喇叭口仅靠蜗舌布置。所选泵型的喇叭口直径D=750m，以此来确定进水池各部分尺寸。
5.6.2进水池的宽度

5.6.3悬空高度的确定
5.6.4后壁距的确定
设计步骤：先根据喇叭口直径D作出喇叭口的圆周线，在喇叭口后侧作一条直线1-1 与喇叭口相切，且与进水池中心线垂直，再以进水池宽度的一半B/2 为半径，以进水管中心O圆心在后侧作一半圆。在1-1 直线上找出一点O1，以O1 为圆心，R为半径做圆弧，使该圆弧的一端与以O为圆心所作的半圆弧相切，另一端与进水池中心线相切。由几何关系可以看出：

5.6.5 进水池长度L
5.6.7站房平面设计
（1）站房宽度确定
（2）
5.6.8泵房主要高程的确定
5.6.9.1水泵吸水喇叭管管口高程
h2—为叶轮中心和喇叭管口的高程差，为1.22m。
5.6.9.2底板高程

h1—为水泵悬空高度，为0.6m。
5.6.9.3电机层楼板高程

5.6.9.4机房屋面大梁下缘高

5.7.1出水管出口直径
5.7.2池底至管口下缘距离
5.7.3出水池墙顶高程和池底高程
5.7.4出水池宽度
5.7.5出水池长度
式中： —最大淹深，为=3.95m；
5.7.6干渠护长度
5.7.7出水池与干渠的渐变段
进水池是供水泵吸水管直接吸水的水工建筑物。主要作用是进一步调整从前池进入的水流，为泵进口提供良好的进水条件。另外还要设置拦污栅门槽，检修门槽，以方便拦污和检修作用的发挥。
进水池边壁的形式及主要几何参数的确定:
进水池采用开敞式矩形“W”型后壁，水泵喇叭口仅靠蜗舌布置。所选泵型的喇叭口直径D=1.25m，以此来确定进水池各部分尺寸。
5.8.1进水池的宽度
5.8.2悬空高度的确定
5.8.3后壁距的确定
设计步骤：先根据喇叭口直径D作出喇叭口的圆周线，在喇叭口后侧作一条直线1-1 与喇叭口相切，且与进水池中心线垂直，再以进水池宽度的一半B/2 为半径，以进水管中心O 为圆心在后侧作一半圆。在1-1 直线上找出一点O1，以O1 为圆心，R 为半径做圆弧，使该圆弧的一端与以O为圆心所作的半圆弧相切，另一端与进水池中心线相切。由几何关系可以看出：

5.8.4进水池长度L
5.8.5站房平面设计
（1）站房宽度确定
（2）
5.8.6泵房主要高程的确定
5.8.6.1水泵吸水喇叭管管口高程
h2—为叶轮中心和喇叭管口的高程差，为1.55m。
5.8.6.2底板高程

h1—为水泵悬空高度，为0.9m。
5.8.6.3电机层楼板高程

5.8.6.4机房屋面大梁下缘高

5.9.1出水管出口直径
5.9.2池底至管口下缘距离
5.9.3出水池墙顶高程和池底高程
5.9.4出水池宽度
5.9.5出水池长度
5.9.6干渠护长度
5.9.7出水池与干渠的渐变段
5.10.1配电设备布置
5.10.2供、排水系统布置
5.10.3起重设备
5.10.4拦污清污设备
6.水泵的工况点校核
6.2.1局部阻力系数计算
表6.1 局部阻力系数计算

6.2.2沿程阻力系数计算
表6.2 沿程阻力系数计算

6.2.3设计运行情况
相关数据见下表6.3。

表6.3 设计情况数据表

6.2.4最高运行情况
相关数据见下表6.4。
表6.4 最高运行情况数据表

6.3.1局部阻力系数计算
相关计算结果见表6.5。

表6.5 局部阻力系数计算表

表6.6 沿程阻力系数计算

表6.7 设计情况数据表

表6.8 最高运行情况数据表

7.泵房稳定计算
为保证泵房地基土壤的渗透稳定性，泵房要有足够的地下轮廓线长度。防渗计算取最大水位差情况，水位差组合为上游▽18.5 m，下游▽9.0m。
7.1.1防渗长度校核
建筑物地下轮廓线是从水流入渗点开始，沿建筑物地下不透水部分的轮廓，到渗流的逸出点为止。
本设计中，在前池底部设置反滤层，并设冒水孔。反滤层由上至下分为3 层，分别是碎石（20cm），瓜子石（10cm），中砂（10cm）。出水池与泵房采取分建的建筑布置形式。墙后地下水位为随上游水位的变化而变化，防渗计算取最大水位差情况（即校核工况），上下游水位分别为▽18.5m、▽9.0m，则上下游水位差△h=18.5－9.0=9.5m。地下轮廓线如图7.1和图7.2所示。
7.2.1第一组方案

图7.1 地下轮廓线
L= L1－2+L2－3+L3－4+L4－5+L5－6+L6－7+L7－8+L8－9+L9－10+L10－11+L11－12+L12－13+L13－14+L14－15+L15-16+L16－17+ L17－18+L18－19+L19－20
=0.7+0.3+0.3+21.4+0.5+0.4+0.4×+13.11+0.4×+0.4+2.2+12.0+3.96+0.5+0.5×+9.0+0.5×+0.5+0.5+20
=88.32m
计算12、13 两点间的渗压水头：
H12=m
H13=m
则
则12点，13点的渗压水头分别为：，。平均渗压水头为3.42m。所以墙后地下水位。故填土高程确定为▽14m，填土均为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土。
△H为12.42-9.0=3.42m，由于进水池下土质为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土，回填土也采用这种土质，故允许渗径系数C为3～5，[L’]=C•ΔH=(3 ~5 )×3.42=10.26 ~17.10m，L’＞[L’]，故满足防渗长度要求。
L= L5－6+L6－7+L7－8+L8－9+L9－10+L10－11+L11－12+L12－13+L13－14+L14－15+L15-16+L16－17+ L17－18+L18－19+L19－20
=0.5+0.4+0.4×+13.11+0.4×+0.4+2.2+12+3.96+0.5+0.5×+9.0+0.5+0.5+0.5+20
=65.62m
计算12、13 两点间的渗压水头：
H12=m
H13=m
则
则12点，13点的渗压水头分别为:，。平均渗压水头为4.60m。所以墙后地下水位。故填土高程确定为▽14.0m，填土均为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土。
△H为13.6-9.0=4.6m，由于进水池下土质为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土，回填土也采用棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土，故允许渗径系数C为3～5，[L’]=C•ΔH=(3 ~5 )×4.6=13.8 ~23m，L’＞[L’]，故满足防渗长度要求。
7.3.1第二组方案

图7.2 地下轮廓线
L= L1－2+L2－3+L3－4+L4－5+L5－6+L6－7+L7－8+L8－9+L9－10+L10－11+L11－12+L12－13+L13－14+L14－15+L15-16+L16－17+ L17－18+L18－19+L19－20
=0.7+0.3+0.3+16.1+0.5+0.4+0.4×+11.4+0.4×+0.4+2.3+11.85+5.35+0.5+0.5×+8.0+0.5×+0.5+0.5+20
=81.65m
计算12、13 两点间的渗压水头：
H12=m
H13=m
则
则12点，13点的渗压水头分别为:，。平均渗压水头为3.75m。所以墙后地下水位。故填土高程确定为▽14m，填土均为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土。
△H为12.75-9.0=3.75m，由于进水池下土质为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土，回填土也采用棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土，故允许渗径系数C为3～5，[L＇]=C•ΔH=(3 ~5 )×3.75=11.25 ~18.75m，L＇＞[L＇]，故满足防渗长度要求。
L= L5－6+L6－7+L7－8+L8－9+L9－10+L10－11+L11－12+L12－13+L13－14+L14－15+L15-16+L16－17+ L17－18+L18－19+L19－20
=0.5+0.4+0.4×+11.4+0.4×+0.4+2.3+11.85+5.35+0.5+0.5×+8.0+0.5+0.5+0.5+20
=64.25m
计算12、13 两点间的渗压水头：
H12=m
H13=m
则
则12点，13点的渗压水头分别为:，。平均渗压水头为4.79m。所以墙后地下水位。故填土高程确定为▽14m，填土均为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土。
△H为13.79-9.0=4.79m，由于进水池下土质为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土，回填土也采用棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土，故允许渗径系数C为3～5，[L’]=C•ΔH=(3 ~5 )×4.79=14.37 ~29.95m，L’＞[L’]，故满足防渗长度要求。
7.4.1第一组方案
（1） 图地下轮廓线简化
（2） 通过地下轮廓线的各角点和尖端将渗透区域分成7个典型段所示。其中Ⅰ、Ⅶ段为进、出口段；Ⅲ、Ⅴ为内部铅直段；Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ为水平段。
分段阻力系数的计算 ，参考《水工建筑物》表7-3，阻力系数计算公式如下：
①进、出口段：=1.5 + 0.441

—为修正后的进、出口水头损失值，m；
h0—未修正的进、出口水头损失值，m；
其中当计算结果β ≥ 1.0时，采用β ' = 1.0，修正后水头损失的减少值△h=（1-β）×Hi
将进、出口出水头损失修正汇总于。

（4）进、出口段齿墙处水头损失修正
对于进、出口段齿墙不规则部位，可按下列方法进行修正。因渗流区各段h 值的和必须等于总水头值，故上述进、出口水头损失的减少值，应该按不同情况分别加在附近的几个渗流段内分两种情况给予修正。
①当 h x ≥Δh时，按h x ′=h x+Δh 修正，式中hx为水平段修正前的水头损失值；h x ′ 为水平段修正后的水头损失值；
②当h x＜Δh时，分别按下列方法修正。
Ⅰ、当 h x + h y ≥Δh时，h x′ = 2h x , h y′ = h y + Δh − h x，h y为内部铅直段修正前的水头损失，h y′为修正后的水头损失值。
Ⅱ、当h x + h y＜Δh时，h x′=2h x，h y′= 2h y，h水平′= h水平+Δh−（h x +h y）。h水平为中间水平段修正前的水头损失，h′水平为中间水平段修正后的水头损失。
根据以上方法，对水头损失进行修正，将修正后结果汇总于。
表7.3 修正结果汇总表

（5）渗流坡降校核
出口段渗透坡降J1=＜[J1]=0.6~0.7，满足要求。
各水平段渗透坡降J2=，将水平段渗流坡降汇总于，并进行校核。
表7.4 水平段渗流坡降汇总表

图地下轮廓线简化（2）
（3）通过地下轮廓线的各角点和尖端将渗透区域分成7个典型段所示。其中Ⅰ、Ⅶ段为进、出口段；Ⅲ、Ⅴ为内部铅直段；Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ为水平段。

（5）进、出口段齿墙处水头损失修正
齿墙处水头损失修正表

（6）渗流坡降校核
出口段渗透坡降J1=＜[J1]=0.6~0.7，满足要求。
各水平段渗透坡降J2=，将水平段渗流坡降汇总于，并进行校核。
表7.8 水平段渗流坡降汇总表

7.4.2第二组方案
地下轮廓线简化图地下轮廓线简化（2）
（3）通过地下轮廓线的各角点和尖端将渗透区域分成7个典型段所示。其中Ⅰ、Ⅶ段为进、出口段；Ⅲ、Ⅴ为内部铅直段；Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ为水平段

（5）进、出口段齿墙处水头损失修正
齿墙处水头损失修正表

（6）渗流坡降校核
出口段渗透坡降J1=＜[J1]=0.6~0.7，满足要求。
各水平段渗透坡降J2=，将水平段渗流坡降汇总于水平段渗流坡降汇总表

图（2）（3）通过地下轮廓线的各角点和尖端将渗透区域分成7个典型段所示。其中Ⅰ、Ⅶ段为进、出口段；Ⅲ、Ⅴ为内部铅直段；Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ为水平段。

（5）进、出口段齿墙处水头损失修正
齿墙处水头损失修正表

（6）渗流坡降校核
出口段渗透坡降J1=＜[J1]=0.6~0.7，满足要求。
各水平段渗透坡降J2=，将水平段渗流坡降汇总于，并进行校核。
表7.16 水平段渗流坡降汇总表

稳定计算包括完建期、运行期、校核期和地震情况的抗滑稳定安全系数、地基应力即地基应力不均匀系数。计算单元为单个进水池底板。规定荷载竖直向以向下为正，水平向以向右为正，弯矩以顺时针为正方向，以泵房底板中心为基点。各工况的水位组合情况所示。 泵房稳定计算水位组合表

部位
自重（kN）
弯矩(kN·m)
底板
754.55
0
闸墩
799.15
151.52
水泵
24.53
56.17
水泵梁
16.54
37.87
电机
22.07
50.54
电机梁
33.08
75.75
过墙梁
38.59
﹣108.82
单梁起重机
22.37
26.62
电机层楼板
69.96
55.76
电机梁盖板
21.74
49.79
泵房后墙体
253.67
1319.09
泵房墙体
403.64
480.33
工作桥
30.44
﹣131.19
工作桥栏杆
3.64
﹣19.08
ω型后壁
56.98
220.5
窗户
1.87
2.23
屋面
150.27
178.82
机房内牛腿和排架
113.09
134.58
机房外挂牛腿
5.39
﹣18.87
拦污栅
9.8
﹣44.30
底板下土重
335.24
0
合计
3166.61
2517.31

7.5.2 完建期稳定校核
土压力计算
墙后填土为黄色壤土或粘土夹砂姜，γ=2.006g/cm3=19.4kN/m3，φ=21°,C=20kPa。
填土上不设其他建筑物，因此均布荷载可忽略不计。根据朗肯土压力理论，则主
动土压力强度为

作用于泵房后墙的土压力计算，主要根据泵房结构在土压力作用下可能产生的变形情况确定。土基上的土压力作用下往往产生背离填土方向的变形，因此，可以按粘性土的主动土压力公式进行计算。计算过程如下：
（1） 计算主动土压力系数：
（2） 拉力区深度计算：
（3）
（4） 对底板中心的力矩：
=kN•m（－）
完建期稳定校核
完建期泵房荷载汇总表

（1）抗滑稳定校核
采用抗剪断公式：，滑动面取两齿墙之间地基土与齿墙底端以下土层接触面，f=0.4。
=﹥[Kc]=1.25
（2）地基应力验算：

基础底面不均匀系数：﹤[]=2.5,查《泵站设计规范》附录A,表A.0.3中等坚实，由于是中型泵站系数适当加大0.5，取[]=2.5。
结论：在完建期工况下，泵站满足整体稳定性要求。7.5.3第二组方案
竖向荷载计算
部位
自重（kN）
弯矩(kN·m)
底板
612.81
0
闸墩
803.6
152.36
水泵
24.53
54.57
水泵梁
16.54
36.8
电机
24.9
55.4
电机梁
33.08
73.59
过墙梁
33.08
﹣109.81
单梁起重机
22.37
15.43
电机层楼板
69.72
9.49
电机梁盖板
15.35
34.01
泵房后墙体
319.97
1519.86
泵房墙体
515,73
768.43
工作桥
17.65
﹣75.37
工作桥栏杆
4.17
﹣20.12
ω型后壁
117.6
430.42
窗户
1.81
2.7
屋面
154.53
230.25
机房内牛腿和排架
29.65
44.19
机房外挂牛腿
6.92
﹣34.61
拦污栅
9.8
﹣44.30
底板下土重
358.66
0
合计
3192.47
3143.29
7.5.4完建期稳定校核
1、土压力计算
墙后填土为黄色壤土或粘土夹砂姜，γ=2.006g/cm3=19.4kN/m3，φ=21°,C=20kPa。
填土上不设其他建筑物，因此均布荷载可忽略不计。根据朗肯土压力理论，则主
动土压力强度为
作用于泵房后墙的土压力计算，主要根据泵房结构在土压力作用下可能产生的变形情况确定。土基上的土压力作用下往往产生背离填土方向的变形，因此，可以按粘性土的主动土压力公式进行计算。计算过程如下：
（5） 计算主动土压力系数：
（6） 拉力区深度计算：
（7）
（8） 对底板中心的力矩：
=kN•m（－）
2、完建期稳定校核
完建期泵房荷载汇总表

（1）抗滑稳定校核
采用抗剪断公式：，滑动面取两齿墙之间地基土与齿墙底端以下土层接触面，f=0.4。
=﹥[Kc]=1.25
（2）地基应力验算：

基础底面不均匀系数：﹤[]=2.5,查《泵站设计规范》附录A,表A.0.3中等坚实，由于是中型泵站系数适当加大0.5，取[]=2.5。
结论：在完建期工况下，泵站满足整体稳定性要求。
综合以上两种方案，由于第一种方案泵房较低，填土过高 不符合实际情况，固选择方案27.5.5运行期稳定校核(方案2)
荷载计算
（1）泵室内水重
①设计运行工况：
W2=(9.3-6.55)×9.4×3.75×9.8=950.96kN (↓)
对底板中心的力矩：
M2=950.96×0.3=285.29kN·m (-)
②最高运行工况：
W2=(9.0-6.55)×9.4×3.75×9.8=847.22kN (↓)
对底板中心的力矩：
M2=847.22×0.3=254.16kN·m (-)
（2）水平水压力
①设计运行工况：
水平水压力P1==299.74kN（→）
对底板中心的力矩：
M3= kN·m (+)
②最高运行工况：
水平水压力P1==253.96kN（→）
对底板中心的力矩：
M3= kN·m (+)
（3）浮托力
①设计运行工况：
泵房底板所承受的浮托力为：
W3=kN（↑）
对底板中心的力矩：
M4=0
②最高运行工况
泵房底板所承受的浮托力为：
W3=kN（↑）
对底板中心的力矩：
M4=0
7.5.5.1设计运行工况
1、渗透压力计算
上、下游水头差：
泵房后墙地下水位经计算为：12.73m

所以，计算深度。

泵房地下轮廓及典型段（单位：mm）
进行各段阻力系数及水头值计算。
通过地下轮廓线的各角点和尖端将渗透区域分成7个典型段所示。其中Ⅰ、Ⅶ段为进、出口段；Ⅲ、Ⅴ为内部铅直段；Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ为水平段。

（5）进、出口段齿墙处水头损失修正

各角隅点渗压水头

由上表可以画出泵房底板渗透压力分布图，如下所示。

泵房底板渗透压力分布图（单位：m）
泵房底板所承受的渗透压力为：
=496.95kN（↑）
对底板中心的弯矩：

2、土压力计算
土压力计算简图如下。认为水下部分粘性土的粘聚力不变，并忽略粘性土膨胀而产生的压力。

土压力计算简图
（1）计算主动土压力系数：
（2）∇地下水 =12.73 m， 则H1 = 1.27m，H2 =7.18 m
（3）拉力区深度计算：
（4）
（5）对底板中心的力矩：
=kN•m（－）
（6）水压力计算：
P2==1098.84kN（←）
对底板中心的力矩：
M3= kN·m (－)
运行期稳定校核:
运行期泵房荷载汇总表

（1）抗滑稳定校核
采用抗剪断公式：，滑动面取两齿墙之间地基土与齿墙底端以下土层接触面，f=0.4。
=﹥[Kc]=1.25
（2）地基应力验算：

基础底面不均匀系数：﹤[]=2.5,查《泵站设计规范》附录A,表A.0.3中等坚实，由于是中型泵站系数适当加大0.5，取[]=2.5。
结论：在设计运行工况下，地基平均应力、不均匀系数、抗滑稳定均满足要求，泵站整体稳定。7.5.5.2校核运行工况
1、渗透压力计算
上、下游水头