上海中官塘北排澇泵站工程初步設(shè)計(jì)

上海中官塘北排澇泵站工程初步設(shè)計(jì)

摘要

上海中官塘北排澇泵站工程是上海市西部地區(qū)除洪排澇配套工程的主要骨干工程之一，

工程位于上海市金山區(qū)朱涇鎮(zhèn)，主要任務(wù)為除洪、排澇。

上海中官塘北排澇泵站的設(shè)計(jì)流量為20m3/s,設(shè)計(jì)揚(yáng)程為4.2m。根據(jù)流量和揚(yáng)程的大

小進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇5臺(tái)12OOZLB-125型軸流泵，并同時(shí)配5臺(tái)YL5002-12型三相異步電動(dòng)

機(jī)（功率315kW）,站房采用墩墻濕室型，其前池采用正向進(jìn)水前池，進(jìn)水池采用開敞式

矩形后壁，出水池采用正向出水池，翼墻采用扶壁式翼墻。站房平面尺寸和各部分尺寸確定

后，對站房進(jìn)行了工況校核、穩(wěn)定分析和防滲計(jì)算，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了底板，墩墻的結(jié)

構(gòu)計(jì)算與配筋計(jì)算；翼墻進(jìn)行具體結(jié)構(gòu)計(jì)算與配筋計(jì)算。另外還進(jìn)行相應(yīng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

的抗裂驗(yàn)算。

關(guān)鍵詞:泵站設(shè)計(jì)水泵選型工況校核穩(wěn)定計(jì)算

目錄

摘要..............................................................................I

目錄..................................................................II

1.緒論.......................................................................5

1.1興建緣由..................................................................5

1.2基本資料..................................................................5

1.2.1水文、氣象..........................................................5

1.2.2地質(zhì)地貌...........................................................6

L3設(shè)計(jì)參數(shù)..................................................................6

1.3.1總體說明................................................................6

1.3.2穩(wěn)定分析水位組合...................................................7

1.3.3抗震設(shè)防烈度.......................................................7

2.設(shè)計(jì)參數(shù)確定..................................................................8

2.1設(shè)計(jì)流量的確定................................................................8

2.2水位分析及特征揚(yáng)程的確定................................................8

2.2.1設(shè)計(jì)場程................................................................8

2.2.2最高揚(yáng)程............................................................8

2.2.3最低揚(yáng)程............................................................8

2.3工程設(shè)計(jì)等級(jí).............................................................8

3.機(jī)組選型......................................................................9

3.1水泵選型..................................................................9

3.2選擇電機(jī).................................................................10

3?3傳動(dòng)裝置的選擇...........................................................11

3.4電動(dòng)機(jī)的安裝形式........................................................11

電動(dòng)機(jī)的安裝形式應(yīng)與水泵的安裝形式相同，采用立式安裝。....................11

4.樞紐布置及進(jìn)出水建筑物設(shè)計(jì)..................................................12

4.1站房結(jié)構(gòu)型式.............................................................12

4.2站房平面尺寸的確定......................................................12

43站房附屬設(shè)施配置與布置...................................................16

4.3.1聯(lián)軸器.............................................................16

432起重設(shè)備............................................................16

433檢修閘門............................................................16

4.3.4泵房底板...........................................................16

4.3.5邊墩布置...........................................................16

4.3.6中墩布置...........................................................17

4.3.7后墻...............................................................17

4.3.8拍門...............................................................17

4.3.9翼墻...............................................................18

4.3.10工作橋............................................................18

5.進(jìn)出水建筑物等設(shè)計(jì)............................................................18

5.1引河設(shè)計(jì).................................................................18

5.2前池設(shè)計(jì).................................................................21

5.3進(jìn)水池設(shè)計(jì)..............................................................22

5.4出水池設(shè)計(jì)..............................................................24

5.4.1出水池管道設(shè)計(jì).....................................................24

5.4.2出水池的結(jié)構(gòu)類型..................................................25

5.4.3出水池尺寸的確定..................................................25

26.水泵工況點(diǎn)校核...............................................................29

6.1方案一：.................................................................29

6.2方案二：.................................................................32

6.3方案比選.................................................................35

7.防滲計(jì)算.....................................................................35

7.1防滲長度校核............................................................36

7.2滲透坡降校核............................................................37

8.穩(wěn)定計(jì)算.....................................................................43

8.1站房穩(wěn)定計(jì)算.................................................................43

8.1.1穩(wěn)定分析水位組合..................................................43

8.1.2作用荷載計(jì)算......................................................43

8.1.3站房穩(wěn)定校核......................................................49

9.結(jié)構(gòu)計(jì)算及配筋計(jì)算...........................................................54

9.1底板結(jié)構(gòu)計(jì)算及配筋..........................................................54

9.1.1底板受力分析......................................................54

9.1.2配筋計(jì)算..........................................................61

9.1.3裂縫校核..........................................................63

9.2后墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及配筋......................................................65

9.2.1后墻受力分析......................................................65

9.2.2各種情況的荷載計(jì)算................................................65

9.2.3配筋計(jì)算..........................................................67

9.3中墩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及配筋......................................................68

9.3.1中墩受力分析.......................................................68

9.3.2配筋計(jì)算..........................................................69

9.4邊墩結(jié)構(gòu)計(jì)算及配筋......................................................70

941邊墩受力分析.......................................................70

9.4.2配筋計(jì)算............................................................71

9.5水泵梁結(jié)構(gòu)計(jì)算及配筋....................................................72

9.5.1水泵梁受力分析....................................................72

9.5.2配筋計(jì)算...........................................................72

9.6電機(jī)梁結(jié)構(gòu)計(jì)算及配筋.....................................................73

9.6.1電機(jī)梁受力分析.....................................................73

9.6.2酉己筋計(jì)算...........................................................74

10.下游連接建筑物...............................................................75

10.1下游翼墻...................................................................75

10.1.1下游翼墻尺寸擬定.................................................75

10.1.2下游翼墻穩(wěn)定校核.................................................76

10.1.3下游翼墻結(jié)構(gòu)計(jì)算及配筋...........................................83

致謝.............................................................................94

參考文獻(xiàn)........................................................................95

1.緒論

1.1興建緣由

上海市西部低洼地區(qū)過去一直是“水來一片白茫茫，水去一片爛泥塘”°90年代

以來，太浦河工程的建設(shè)和紐箕塘壩的開通，使上游洪水進(jìn)入上海境內(nèi)的力度加大，

1991年太湖流域發(fā)生特大洪水，上海人民發(fā)揚(yáng)風(fēng)格，顧全大局，毅然炸開紅旗塘、錢

盛塘壩基，接納上游47億立方米洪水過境，松江、育浦、金山和奉賢等西部低洼地區(qū)

承受了一定的損失。1995年，市政府將黃浦江上游段和西部地區(qū)防洪除澇工程建設(shè)列入

議事日程。199VF按照太湖流域綜合光理統(tǒng)一安排，結(jié)合該地區(qū)水系、地形、水情等

自然特征和整個(gè)流域骨干工程的關(guān)系，以防洪、除澇為控制條牛，水利部門完成了《太

湖流域綜合治理上海市西部地區(qū)防洪除澇配套工程規(guī)劃報(bào)告》。8月工程全面鋪開，共

新建水閘153座、排澇泵站40座，改建水閘8座、排澇泵站52座，新建泄洪通道護(hù)

坡290km,加高加固護(hù)坡35km,新建小涵閘13座，工程總投入4.2億元。工程全面

建成后，青浦、松江、金山和奉賢等西部低洼地區(qū)從此擺脫共澇災(zāi)害的威脅，1840平

方公里的土地受到圍護(hù)150萬人口安居樂業(yè)，防洪、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著。

中官塘北排澇泵站工程是上海市西部地區(qū)除洪除勞配套工程的重要骨刊:程之一，

工程位于上海市金山區(qū)朱涇鎮(zhèn)，主要任務(wù)為防洪、排澇。

朱涇鎮(zhèn)全境地勢低平，南部略高，北部多為3.2m以下低洼地，歷史上災(zāi)害不斷。經(jīng)

多年串設(shè)罕80年代末，西片北部建龍個(gè)以村為單位包圍的H區(qū)，東片則建成7村大

包圍的“新農(nóng)北坪”，為當(dāng)時(shí)金山的最大坪區(qū)。使曾是“九年三熟”的低洼地，農(nóng)業(yè)

產(chǎn)量逐年達(dá)到高地的水平。但由于上游開發(fā)湖泊，境內(nèi)水位日益抬高，使南部未設(shè)防的

半低田遭到嚴(yán)重威脅。

1.2基本資料

1.2.1水文、氣象

金山區(qū)位于北亞熱帶，屬季風(fēng)氣候區(qū)，受冬夏季風(fēng)交替影響，四季分明，降水充

沛，日照較多，無霜期較長，宜于稻、麥、棉、油耨農(nóng)作物生長。但受臺(tái)風(fēng)、雨澇和

寒潮影響較大。

金山區(qū)光照較為充足，常年平均日照時(shí)數(shù)匆021.2小時(shí)，最多年是1971年，達(dá)

2335.5小時(shí),最少年是195肉，僅1801.5小時(shí)°年際差53物、時(shí),日照時(shí)數(shù)的年際、月

5

際變化與太陽輻射基本一致。一年之中太陽光照的變化是：1?5月增多；6月中旬至

7月中旬，處于梅雨季節(jié)，太陽光照相對較??；7?8月處于伏旱季節(jié)，太陽光照最強(qiáng);

9月起太陽光照乂逐月明顯"妙，到12月為最低點(diǎn)。常年平均為IH^kCal/cm2,最

2

多是1971年為121.73kCal/cn?,最少是1982年為104.85kCal/cme

1.2.2地質(zhì)地貌

金山區(qū)位于長江三角洲南翼，太湖流域碟形注地東南端。全境地勢低平，地面高

程自西北至東南略rr升高，河渠交織成網(wǎng)?？h境地貌經(jīng)歷了燕山晚的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)、新生

代古氣候冷熱交替變化以及300萬年來地殼的緩慢沉降從而在前第四紀(jì)地層的基底上

堆積了厚。?285m不等的松散巖層，造就了現(xiàn)今的地貌形態(tài)。根據(jù)地貌形成的外動(dòng)力過

程、成因及其形態(tài)，可分為湖沼洼地、湖積平原、瀉湖平原、濱海平原、期坪，以及

剝蝕殘丘6個(gè)地貌單元。

1.3設(shè)計(jì)參數(shù)

1.3.1總體說明

表1-1泵站上下游水位組合表

內(nèi)河側(cè)水位（m）外河側(cè)水位（m）

最高運(yùn)行水位2.56.2

水設(shè)計(jì)水位1.65.8

位最低運(yùn)行水位1.04.5

校核水位6.2

泵站設(shè)計(jì)流量（m3/s：20.0

工程等級(jí)III等

1.3.2穩(wěn)定分析水位組合

表1-2穩(wěn)定分析水位組合表

計(jì)算工況外河側(cè)（站上）內(nèi)河側(cè)（站下）

防滲校核水位最低運(yùn)行水位

完建期無水無水

設(shè)計(jì)組合設(shè)計(jì)運(yùn)行水位設(shè)計(jì)運(yùn)行水位

校核組合校核水位最低運(yùn)行水位

地震期設(shè)計(jì)運(yùn)行水位設(shè)計(jì)運(yùn)行水位

1.3.3抗震設(shè)防烈度

根據(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）,確定中管塘北排澇泵站場地地

震動(dòng)峰值加速度為0.1g相應(yīng)的地震基本烈度為VII度，建筑物按地震烈度7度設(shè)防。

7

2,設(shè)計(jì)參數(shù)確定

2.1設(shè)計(jì)流量的確定

泵站設(shè)計(jì)流量為20.0m%。

2.2水位分析及特征揚(yáng)程的確定

2.2.1設(shè)計(jì)揚(yáng)程

"設(shè)=H外設(shè)-H內(nèi)設(shè)=5.8-1.6=4.2m

2.2.2最高揚(yáng)程

H最高二H外最高一H內(nèi)最低=6.2-1.0=5.2m

2.2.3最低揚(yáng)程

H最低二H外最低—H內(nèi)最高=4.5-2.5=2.0m

2.3工程設(shè)計(jì)等級(jí)

工程等級(jí)為III等。

3.機(jī)組選型

3.1水泵選型

根據(jù)該泵站的排管需要，凈=5.8-1.6=4.2m,估計(jì)水利損失為凈揚(yáng)程的15%,貝IJ設(shè)

計(jì)總揚(yáng)程”,差(1+0.15)x4.2=4.83m,最大揚(yáng)程(1+0.15)x5.2=5.98m,根據(jù)

此揚(yáng)程查水泵選型樣本,

第一種方案：選5臺(tái)泵，單泵流量2()+5=40?配

選用1200ZLB-125型水泵，葉片安放角0。,設(shè)計(jì)揚(yáng)程4.83m,對應(yīng)的流量為4.28m3/s,

效率為86.0%最大揚(yáng)程5.98m,對應(yīng)的流量為3.94n?/s,效率為83.4%。轉(zhuǎn)速r=490r/min,

葉輪直徑1000mmo

1200ZLB-125軸流泉［作性能曲線

1200ZLB-!25Axial-flowPumpCharacteriMicCunes

圖3?1水泵工作性能曲線圖

第二種方案：選7臺(tái)泵，單泵流量20+7=2.9m3/s。

選用1000ZLB-4型水泵，葉片安放角+4。，設(shè)計(jì)揚(yáng)程4.83m,對應(yīng)的流量為2.92nr%,

效率為86.6%,最大揚(yáng)程對應(yīng)的流量為2.76m3的效率為84.1%。轉(zhuǎn)速r=490r/min,葉

輪直徑870mmo

9

1000ZLB-4軸流泵工作性能曲線

!(XX)ZLB-4Axial*tlowPumpCharacteristicCurves

圖3?2水泵工作性能曲線圖

3.2選擇電機(jī)

/配―AX---------

n泵n傳

式中：K-動(dòng)力機(jī)備用系數(shù)，根據(jù)《水泵與水泵站》表7-2查得K=1.05

。-水泵工作范圍內(nèi)對應(yīng)于最大軸功率的流量

“最大-水泵工作范圍內(nèi)對應(yīng)于最大軸功率的揚(yáng)程

〃泉-水泵工作范圍內(nèi)對應(yīng)于最大軸功率的效率

7傳-傳動(dòng)效率，〃傳=。-9~L0,取1.0

方案一：

n…u9.81x3.94x5.98

P配=1.05x--------------

83.4%x100%

=291.00kW

選用配套電機(jī)YL5002-12

YL5002-12電機(jī)參數(shù)額定功率315kW,轉(zhuǎn)速493r/min,效率93.1%,功率因數(shù)0.788,

電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量51kg.m2,重量4270kgo

方案二：

9.81x2.76x5.98

P配=1.05x

84.1%xl00%

=202.15kW

選用配套電機(jī)YL4504-12

YL4504-12電機(jī)參數(shù)額定功率220kW,轉(zhuǎn)速492r/min,效率92.3%,功率因數(shù)0.771,

電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量38kg巾'重量3220kg。

3.3傳動(dòng)裝置的選擇

水泵轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)的虢轉(zhuǎn)速差小于2%,即水泵軸與電機(jī)軸采照:接連接（剛性聯(lián)

軸器直接連接）。

3.4電動(dòng)機(jī)的安裝形式

電動(dòng)機(jī)的安裝形式應(yīng)與水泵的安裝形式相同采用立式安裝。

II

4.樞紐布置及進(jìn)出水建筑物設(shè)計(jì)

4.1站房結(jié)構(gòu)型式

泵房是泵站的主要建加，用以安裝機(jī)組、機(jī)電設(shè)備及部分管路，為機(jī)組的安裝、維

修和運(yùn)行管理提供良好的T作環(huán)境。

本泵站采用墩墻式濕翎泵房，并將電機(jī)層、水泵層分為兩層布置。該泵房進(jìn)水條

件好，各機(jī)組可以獨(dú)立檢修:本地的地質(zhì)條件較好,能夠滿足承載力要求站址所在地道

路順暢，交通發(fā)達(dá)c

4.2站房平面尺寸的確定

方案一：

⑴站房寬度確定

YL5002-12型電動(dòng)機(jī)水平最大圓解為1.40m,電機(jī)兩旁各取寬度河.90m和4.70m,

所以站房寬度為1.4+2.9+4.7=9m。

⑵站房長度確定

L站房二B進(jìn)+2L邊城+L配電+L檢修

=22.4+2x0.8+5+5

=34m

式中：B進(jìn)一進(jìn)水池寬度，B進(jìn)=22.4m,由5.3可知；

L立敢—邊墩厚度，L邊啾=0.8m,由5.3可知；

L配電一配電間寬5m；

L幔修一檢修間寬5mo

(3)站房高度確定

①葉輪中心線高程▽輪

根據(jù)水泵安裝外形圖，水泵葉輪中心淹沒深圖3=1.5m；最低運(yùn)行水位▽最低

=1.0m

▽我二▽最低-h3

=1-1.5

=-0.5m

②水泵吸水喇叭管管口高程▽黑

根據(jù)水泵安裝外形圖，喇叭口至葉輪中心線敞h2=0.615m

▽則二▽最低-hz-h3

=1-0.615-1.5

=-1.115m

③底板高程▽底

根據(jù)水泵安裝外形圖，管口懸空高度hi=1.0m

▽底二▽鹿一hi

=-1.115-1

=-2.115m

取▽底=-2.1m

④電機(jī)層樓板高程▽機(jī)

▽機(jī)=▽最高+3

=2.5+0.8

=3.3m

式中：安全超高，取0.8m。

為了方便水泵和電機(jī)層的布置，此處將電機(jī)層樓板高程抬高到5.5m。

⑤機(jī)房屋面大梁下緣高程▽梁

▽梁二▽機(jī)+”

13

H=h?+h2+h3+h4+h5+h6

電機(jī)頂端距室內(nèi)地面hi=2.1m

機(jī)組頂部到起吊物底眥間的安全超高h(yuǎn)2=0.3m

起吊件高度h3=2.0m

起重繩索垂直長度h4=2.8m

吊鉤最高位置距吊車丁娜距離h5=0.5m

吊車頂部到屋架下弦桿卜.緣間高度h6=0.2m

所以H=2.1+03+2.0+2.8+0.5+0.2

=7.9m

即▽梁二▽機(jī)+H

=5.5+7.9

=13.4m

方案二：

⑴站房寬度確定

YL4504-12型電動(dòng)機(jī)水平最大圓圄仝為1.25m,電機(jī)兩旁各取寬度漫.40m和4.85m,

所以站房寬度為1.25+2.4+4.85=8.5m.

⑵站房長度確定

L站房=B進(jìn)+2xL邊地+L配電+L檢修

=26.77+2x0.8+5+5

=38.37m

式中：8進(jìn)一進(jìn)水池寬度，8進(jìn)=26.77m,由5.3可知；

￡邊墩一邊墩厚度，L邊城二0.8m,由5.3可知；

L配電—配電間寬5m；

L檢修一檢修間寬5mo

取站房長39mc.

⑶站房高度確定

①葉輪中心線高程▽輪

根據(jù)水泵安裝外形圖，水泵葉輪中心淹沒深爆3=1.18m；最低運(yùn)行水位▽最低

=1.0m

▽輪二▽最低-h3

=1-1.18

=-0.68m

②水泵吸水喇叭管管口高程▽喇

根據(jù)水泵安裝外形圖，喇叭口至葉輪中心線高更h2=0.55m

V劇二▽最低-h2-h3

=1-0.55-1.18

=-0.73m

③底板高程▽底

根據(jù)水泵安裝外形圖，管口懸空高度取h尸0.9m

▽疾二▽喇-h1

=-0.73-0.9

=-1.63m

取▽底二-L6m

④電機(jī)層樓板高程▽機(jī)

▽機(jī)二▽最高+b

=2.5+0.8

=3.3m

為了方便水泵和電機(jī)層的布置，此處將電機(jī)層樓板高程抬高到5.0m。

⑤機(jī)房屋面大梁下緣高程▽梁

▽續(xù)=▽機(jī)

H=h1+h2+h3+hi+h5+h6

15

電機(jī)頂端距室內(nèi)地面hi=2.1m

機(jī)組頂部到起吊物底剖之間的安全超高h(yuǎn)2=().3m

起吊件高度h3=2.0m

起重繩索垂直長度h4=2.8m

吊鉤最高位置距吊車腳距離h5=0.5m

吊車頂部到屋架下弦調(diào)度hd=0.2m

多以H=2.1+0.3+2.0+2.8+0.5+0.2

=7.9m

即▽維二▽機(jī)+”

=50+7.9

=12.9m

4.3站房附屬設(shè)施配置與布置

4.3.1聯(lián)軸器

水泵與電動(dòng)機(jī)連接采用［關(guān)軸器直接傳動(dòng)。聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)有傳動(dòng)W穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單、緊

湊、運(yùn)行可靠、維修方便，本設(shè)計(jì)方案選用彈性聯(lián)軸器。

4.3.2起重設(shè)備

水泵重約73電動(dòng)機(jī)重約4.273泵房內(nèi)起重機(jī)選用電動(dòng)單梁懸掛LX型起重機(jī)，額

定荷載10to

4.3.3檢修閘門

采用帶予緊裝置的疊梁式閘門，寬4m,高7.6m.

4.3.4泵房底板

圖4-1底板尺寸(單位：mm)

4.3.5邊墩布置

1n__n_______________________________________________

|.?000J40qI.R700

L'匕氓m11500

圖4?2邊墩尺寸（單位：mm）

4.3.6中墩布置

I

-I._17008700

unoVo.'fenn

115no

圖4-3中墩尺寸（單位：mm）

4.3.7后墻

:

▽?33

圖4-4后墻尺寸（單位：mm）

4.3.8拍門

當(dāng)單泵流量在8m3/s時(shí)，可選取整體自由式拍門。拍門尺寸如下圖所示:

17

圖4?5拍門截面圖（單位：cm）

4.3.9翼墻

翼墻采用扶壁式翼墻。

U

G

y

r

5nnn

圖4?6翼墻剖面圖（單位：mm）

4.3.10工作橋

工作橋的尺寸:寬3m,高1.5m。門槽上有活動(dòng)蓋板。其外側(cè)與翼墻外側(cè)有欄桿。

5.進(jìn)出水建筑物等設(shè)計(jì)

5.1引河設(shè)計(jì)

泵站引河采用梯形斷面設(shè)計(jì)流量20m'/s,渠系比降1/7000,糙率系數(shù)n=0.025,渠

道平整順直，養(yǎng)護(hù)一般，該站址土質(zhì)以粉質(zhì)壤d為主，邊坡系數(shù)采用m=1.5,渠道不沖

流速v不沖=0.80n?/s,v不淤=0.50n?/s。

(1)引河斷面尺寸設(shè)計(jì)

該引渠按明渠均勻流公:弋設(shè)計(jì)，基本公式:

V=Cy[Ri

式中：。一渠道平均流速，m3/s;

C—謝才系數(shù)，m05/s;

R—水力半徑，m;

i—渠系比降。

謝才系數(shù)常用曼寧公式十算:

11

C=-Rb

n

式中：n—渠床糙率系數(shù)。

Q=AC限

式中：。一渠道設(shè)計(jì)流量，m3/s；

4—渠道過水?dāng)嗝婷娣e，nF。

①初設(shè)b=18m,h=2m,作為第一次試算的困面尺寸。

②計(jì)算渠道斷面各水力要素

4=(b+mh)h=(18+1.5x2)x2=42m2

P=b+2hVI+m2=18+2x2Jl+1.5?=25.2Im

=1.67m

25.21

1-1

C=_R('=-----xl.676=43.57

n0.025

③計(jì)算渠道輸水流量(Q計(jì)算)

。計(jì)產(chǎn)ACM=42x43.57X=28.26m3/s

7000

④校核渠道輸水能力

19

20-28.26

=0.413>0.05不滿足要求

Q20

列表試算，計(jì)算結(jié)果如下：

表5“引河斷面計(jì)算表

b(m)mh(m)A(m2)P(m)R(m)C(m°-5/s)jQ(m3/s)v(m3/'s)

181.52.042.0025.211.6743.571/700028.260.67

181.51.939.6224.851.5943.211/700025.800.65

181.51.837.2624.491.5242.891/700023.550.63

181.51.734.9424.13L4542.561/700021.400.61

181.51.632.6423.771.3742.151/700019.250.59

181.51.530.3823.411.3041.791/700017.300.57

當(dāng)b=18m,h=1.6m時(shí)

…。5滿足要求

⑤校核渠道流速

e_19.253

v設(shè)計(jì)-------------------=0.59m/s

A32.64

v不沖=0.80m'/s

v不淤=0.50n?/s

v不淤＜U設(shè)計(jì)＜V不沖滿足要求

⑵渠底高程確定

下游堤頂高程為▽5.5m,設(shè)計(jì)水位▽1.6m,水深1.6m,故引渠末端渠底高程達(dá)▽

0m。斷面形狀如下圖所示：

18

圖5」下游出水渠斷面圖(單位：m)

上游引河設(shè)計(jì)步驟和下游引河相同，上游堤頂高程為▽6.8m,考慮到出水池底板高

程為Vigm,所以將引河底高程取為▽1.9m,與出水池底板齊高。斷面形狀如下圖所示：

5.2前池設(shè)計(jì)

正向進(jìn)水池的水流與進(jìn)K池水流方向一致，水流逐漸擴(kuò)散，流態(tài)平順且形式簡單

施工方便。應(yīng)優(yōu)先采用，前池的水利設(shè)計(jì)要求保正水流順暢、擴(kuò)散平順，無脫壁、回

流或旋渦現(xiàn)象，同時(shí)還要考慮盡可能用、工程投資。

方案一：

前池尺寸確定

前池?cái)U(kuò)散角：根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，前也擴(kuò)散角吻=30。。

進(jìn)水池寬度Bi=2.5DL=2.5xl.6=4m

進(jìn)水池總寬B=5x4+0.6x4=22.4m其中中墩厚0.6m

前池池長L=8一%

2tan(—)

2

22.4-18

30。

2tan(―)

2

=11.19m

取11.5m°

進(jìn)水流道底部高程：▽底=-2.Im

21

采用前段斜坡后段水價(jià)形式，前段斜坡長為8.4m,后段水平段3.1m,則

▽,阿底-▽底=絲，=0.25,底寬高程由引河高程過度到進(jìn)水池池底高程。

L8.4

前池構(gòu)造前池兩側(cè)采用扶壁式蝴，翼墻頂高程與下游堤頂高程相同▽=5.5m。

方案二：

前池尺寸確定

前池?cái)U(kuò)散角：根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，前也擴(kuò)散角面=30。。

進(jìn)水池寬BI=2.5DL=2.5X1.325=3.31m

進(jìn)水池總寬B=7x3.31+6x0.6=26.77m其中中墩厚0.6m

前池池長￡二8一1

2tan(-)

2

_26.77-18

~40°

2tan(―)

2

=14.25m

取15mo

考慮到當(dāng)前池?cái)U(kuò)散角。取30。時(shí)，前池過長，增加土建投資，所以本處選取a為40。

進(jìn)行設(shè)計(jì)，減少前池長度C

進(jìn)水流道底部高程：▽底=-1.6m

采用前段斜坡后段水平的形式，前段斜坡長為6.4m,后段水平段8.6m,則

=▽用河底-▽底;211^二0.25,底寬高程山引河高程過度到進(jìn)水池池底高程。

L6.4

前池構(gòu)造前池兩側(cè)采用扶壁式翼墻，翼墻頂高程與下游堤頂高程相同▽=5.0m。

5.3進(jìn)水池設(shè)計(jì)

方案一：

采用濕室型進(jìn)水池，維修方便，池頂高程與下游堤頂平齊(高程為5.5m)。

進(jìn)水池寬度確定Z?i=2.5DL=2.5xI.6=4m

后壁距確定了二(0.8-1.0)DL=1.28-1.6m,取T=1.5m

進(jìn)水池長度人整

式中：K一秒換水系數(shù)，取K=3()s

Q—單泵流量，nr7s

⑤一進(jìn)水池寬度，m

h—h=▽設(shè)計(jì)-▽底=1.6+2.1=3.7m

吆

L==8.11m

4x3.7

為滿足檢修門槽、攔污1及泵房的布置要求取L=8.5m>(4?5)DL=6.4?8m

淹沒深度入=1.5+0.615=2.115m>(1.0-1.25)DL沒深~2m

方案二：

采用濕室型進(jìn)水池，維修方便，池頂高程與TW堤頂平齊(高程為On)o

進(jìn)水池寬度確定辦二2.5DL=2.5x1.325=3.31m

后壁距確定T=0.8-1.0DL=1.06-1.325m,取7M.2m

進(jìn)水池長度L二暮

式中：K一秒換水系數(shù)，取K=30s

Q—單泵流量，m%

以一進(jìn)水池寬度，m

h—h=設(shè)計(jì)運(yùn)行水位-▽底=1.6+1.6=3.2m

_30x2.9

L=8.2Im

-3.31x3.2

為滿足檢修門槽、攔;珊及泵房的布置要求取￡=9m>(4~5)DL=5.3?6.625m

淹沒深度加=1.18+0.55=1.73m>(1.0-1.25)DL=1.325-1.656m

23

5.4出水池設(shè)計(jì)

5.4.1出水池管道設(shè)計(jì)

方案一：

管道的布置與鋪設(shè)

管道的布置形式采用硼單管，泵站出水管小羥濟(jì)流速一般取1.5~2.0m/s,這里

取2.0m/so

出水管徑D二榔

式中：Q—單泵流量，n?/s；

J出水管流速，in/s.

__（4x4.28

1）=」------

VJIX2.0

=1.59m

取D=1.6m

為了與水泵出口.20m相適應(yīng)，中間一段用同心變徑管連接，并用嘴連接。

0U

3YU

1402n

圖5-3變徑管簡圖（單位：mm）

方案二：

管道的布置與鋪設(shè)

管道的布.置形式采用闞兀單管，泵站出水管的S濟(jì)流速一般取1.5~2.()m/s,這里取

2.0m/so

出水管徑。二

=1.36m

取D=1.40m

為了與水泵出口.20m相適應(yīng)，中間一段用同心變徑管連接，并用彎管連接。

SU

U

U

3W

14P30

圖5?4變徑管簡圖(單位：mm)

5.4.2出水池的結(jié)構(gòu)類型

選用正向出水池，水池與干渠水流方向一致。水流順直，水利性能好

5.4.3出水池尺寸的確定

方案一：

出水管出水口直徑D=1.6m

淹沒深度h淹二0?3M=(2?3卜2,二04?0.6m取h淹=0.5m

2g2x10

池底至管口下緣距離P取0.5m。

出水池墻頂高程和池底高程

▽底=▽min-h淹-D-P

25

=4.5-0.5-1.6-0.5

=1.9m

▽頂二▽max+a

=6.2+0.6

=6.8m

〃池交二▽頂-▽底

=6.8-1.9

=4.9m

出水池寬度

n=5,§=0.6,a=(0.5-1.0)DL=0.8~1.6ITI,取a=1.3m

B=(n-1)§+n(Di+2a)

=(5-1)x0.6+5x(1.6+2x13)

=4x0.6+5x42

=23.4m

取B=24m

出水池長度

h淹max=▽上max-▽上底一P-D

=6.2-1.9-0.3-1.6

=2.4m

L=ah淹max~

\_

=7x2.43

=10.84m

取L=llm

方案二：

出水管出水口直徑D=1.4m

淹沒深度h淹二(213.二(2；31;2-R446m=取h淹0.6m

2g2x10

池底至管口下緣距離P取0.5mo

出水池墻頂高程和池底高程

V底=Vmin-h淹-D-P

=4.5-0.6-1.4-0.5

=2.0m

▽j5=Vmax+a

=6.2+0.6

=6.8m

H池高二▽頂-▽底

=6.8-2.0

二4.8m

出水池寬度

n=7,§=0.6,a=(0.5?1.0)DL=0.6625~1.325m,取a=l.lm

B-(n-1)§+n(Dt+2a)

=(7-1)x0.6+7x(14+2x1.1)

=6x0.6+7x3.6

=28.8m

取B=29m

出水池長度

h淹max=V上max-▽上底一P一D

=6.2-2.0-0.5-1.4

=2.3m

27

A-C（h淹max）

2

=7x2.32

=10.61m

取L=llm

26.水泵工況點(diǎn)校核

當(dāng)其他條件一定時(shí)，石確定的揚(yáng)程下對應(yīng)一慚定的流量，這就是水泵的工況點(diǎn)。

當(dāng)工況點(diǎn)所處的效率跑高，泵站的運(yùn)行費(fèi)用逑低。若效率不在高效區(qū)內(nèi)則需要重新

設(shè)計(jì)管路布置。因此進(jìn)行工況點(diǎn)校核。

6.1方案一：

1.水頭損失

⑴攔污柵水頭損失％

根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，擋虧柵水頭損失取）.lm。

⑵水泵管路水頭損失h2

圖6?1水泵管路簡圖

局部阻力系數(shù)

S局二￡0.082防，廣力

fd￥3002

0.131+0.16相

90°

30°2

30。彎頭段：“0.131+1.16d=l.2m

90°

=0.254

29