泵站畢業(yè)設計

1、<p><b>　　中文摘要</b></p><p>　　摘 要：江蘇省灌云監(jiān)獄（農場）位于灌云縣境內東部五圖河旁，東臨黃海，西連寧連、鹽連高速公路。該泵站修建用于改善灌云監(jiān)獄東北部田地灌溉狀況，且具有自引功能。該泵站設計流量為4.0m3/s，設計揚程1.365m，最大揚程3.263m。選用800ZLB-125型立式軸流泵配JSL-12-10型95KW電動機2臺套。站房采用墩墻式

2、濕室型結構，主要建筑物包括正向進水前池，進水池、泵房、隔墩、出水池等。該泵站的興建，將對水源灌溉發(fā)揮重要作用。本論文為江蘇省灌云監(jiān)獄灌溉引水泵站的初步設計，報告內容包括水泵的選型，輔助設備選擇，主要建筑物設計，穩(wěn)定計算，結構計算等。</p><p>　　關鍵詞：流量，揚程，穩(wěn)定計算，結構計算</p><p><b>　　Abstract</b></p>

3、<p>　　Pick to: jiangsu province irrigation cloud (farm) is located at the prison visit guanyun county territory east five figure beside the river, the yellow sea in the east, the west even better even, salt even hig

4、hway. The pump station built improve irrigation cloud prison fields are irrigated northeast condition, and has since led function. The pump station design flow rate is 4.0 m3 / s, design head 1.05 m, the biggest head 2.5

5、1 m. Choose 800 ZLB-125 type vertical with axial JSL-12-10 type 95 KW m</p><p>　　Key Words: irrigation drainage flow head structure type selection stability analysis stress analysis</p><p>

6、;<b>　　1綜合說明</b></p><p><b>　　1.1工程概況</b></p><p>　　江蘇省灌云監(jiān)獄（農場）位于灌云縣境內東部五圖河旁，東臨黃海，西連寧連、鹽連高速公路。北倚《西游記》中的花果山，緊鄰久負盛名的亞歐大陸橋橋頭堡—連云港。監(jiān)獄始建于1951年9月3日，占地面積75.3平方公里，其中耕地6萬余畝，林地1.2萬余畝，

7、水面養(yǎng)殖2萬余畝。這里土地肥沃，生態(tài)優(yōu)良，稻谷飄香，清新宜人。該區(qū)屬暖溫帶季風性氣候，年平均氣溫15℃，年均降水量959.4毫米，年均日照2456.2小時，適合多種農作物生長。</p><p><b>　　1.2興建緣由</b></p><p>　　設計泵站所在項目區(qū)位于灌云監(jiān)獄（農場）東北部的利民鹽田，地表植被不多，動物稀少，風害肆虐，農田水利設施較少。江蘇鹽業(yè)市場

8、開放以來，鹽產品供大于求，價格一降再降，鹽業(yè)生產和鹽業(yè)市場疲軟，利民鹽場逐年下降，已經失去了在市場中競爭的優(yōu)勢。為切實轉變高投入、低產出的不良狀況，努力提高土地資源利用率，經監(jiān)獄管理局、國土部門、水利部門等多方面調研后，作出了“退鹽轉農”進行土地復墾的決策。該項目的實施能有效增加耕地面積。提高土地利用率，增加農場職工收入，對促進我省耕地總量動態(tài)平衡級繁榮當?shù)氐慕洕纳粕鷳B(tài)環(huán)境將起到積極的推動作用。通過復墾后，項目區(qū)內土地平整，利于機械

9、耕作，防洪、排澇、抗旱主干工程可以初具規(guī)模，內部排灌設施進一步完善?？尚略黾痈?137.33公頃，心曾耕地比例達75.77%。</p><p>　　項目區(qū)內雖已開挖了許多條河道和溝渠，但土地不平整，水利基礎設施較差，原有灌溉、排澇泵站裝機容量小，遠不能滿足項目去的灌溉、排澇要求、根據項目區(qū)的工程規(guī)劃，擬建6個泵站和2個排澇泵站，以提高灌溉，排澇標準，從根本上改變這一地區(qū)農業(yè)生產條件。灌云監(jiān)獄灌溉引水泵站正式擬建

10、的6座灌溉泵站中的一座，希望通過該泵站的建設在一定程度上改善項目區(qū)的灌溉條件。</p><p><b>　　1.3基本資料</b></p><p>　　1.3.1泵站的設計流量</p><p>　　根據《灌溉與排水工程設計規(guī)范》（GB50288-99）,要求，泵站設計 引水流量為4 m3/s，正向進水，正向出水，且有自引功能。</p>

11、;<p><b>　　1.3.2水位組合</b></p><p>　　1.3.3工程地質、地形</p><p>　　場地鉆探深度范圍內所揭示的土層土質，按其成因類型及土的性狀自上而下分為如下諸層：</p><p>　　素填土：灰褐色，主要由粘性土組成，土質不均，含少量碎石，潮濕，松散，強度不均勻。</p><p

12、>　　粘土：黃褐色，土質均勻，飽和，切面光滑，干強度中等，韌性中等，無搖震反應，可塑。</p><p>　　淤泥：灰色，灰青色，土質均勻，細膩，具腥臭味，飽和，切面有光澤，流塑。</p><p>　　粘土夾粉細砂：黃褐色，土質不均，層中見有粉細砂夾層，層厚多為1cm左右，切面稍有光澤，干強度中等，韌性中等，搖震反應無，可塑。</p><p>　　含砂粘土：黃褐

13、色土質不均，層中含較多中細砂顆粒，切面稍有光澤，干強度中等，韌性中等，搖震反應無，可塑。</p><p>　　粘土：黃褐色，土質較均切面有光澤，干強度中-高等，韌性中-高等，無搖震反應，可塑。</p><p>　　粘土：黃褐色，土質較均切面有光澤，干強度中等，韌性中等，無搖震反應，可塑。</p><p>　　含砂粘土：黃褐色土質不均，層中含較多中細砂顆粒，砂含量不均

14、，且局部含沙量較高，切面稍有光澤，干強度中等，韌性中-低等，搖震反應緩慢，可塑。</p><p>　　粘土：黃褐色，土質較均，切面有光澤，干強度中-高等，韌性中-高等，無搖震反應，可塑。</p><p>　　含砂漿粘土：黃褐色，夾灰綠色，土質不均，含較多鈣質結核，結核直徑為2-5cm，大者達8cm，局部密集，切面有光澤，干強度中-高等，韌性中-高等，無搖震反應，硬塑。</p>

15、<p>　　粘土：黃褐色，夾灰綠色，土質較均，切面有光澤，干強度中-高等，韌性中-高等，無搖震反應，硬塑。</p><p>　　粘土：黃褐色，土質不均，層中含較多中細砂顆粒，切面稍有光澤，干強度中-高等，韌性中-高等，無搖震反應，可塑。</p><p>　　1.3.4水文地質條件</p><p>　　該地區(qū)地下水分為潛水和承壓力兩大類型。潛水受地形和氣候

16、的影響，每次雨后，潛水位迅速升高，枯水季節(jié)，潛水位迅速下降，潛水地下水位埋藏較淺，埋深一般在高程1~2m</p><p>　　之間，多為咸水。地下水補給與附近地表水，降水蒸發(fā)密切相關。淺層承壓水含水層頂板埋深一般50~100m,厚度30~40m，深層承壓水含水層頂板埋深一般90~120m，地下水資源量豐富 ，礦化度小于1g/L。</p><p><b>　　1.3.5氣象資料&l

17、t;/b></p><p>　　該地區(qū)地處北亞熱帶和南暖溫帶交界區(qū)內，受季風環(huán)流影響，冬季寒冷干燥，夏季高溫多雨，秋季天高氣爽，多晴好天氣，四季分明，光照充足，雨水充沛，年平均氣溫14.10℃</p><p>　　年均最高氣溫36.5℃，極值40℃（1978年7月6日）。年均最低氣溫-11℃，極值-21.5℃（1969年2月6日），年日照時數(shù)為2233.41小時，無霜期較長，年均無霜

18、期216天。一年四季多東風至南風，最大風速為23m /s，年降水量平均為936.6mm，年蒸發(fā)量768.8mm、該區(qū)域內造成暴雨的天氣系統(tǒng)主要是切變線。低溫。臺風和黃淮氣旋。大范圍、長歷時的降雨，多有切變線和低溫連續(xù)出現(xiàn)所造成的。臺風暴雨范圍小，強度大，歷時短。當臺風與其它天氣系統(tǒng)遭遇時，常造成來勢迅猛的特大暴雨。</p><p><b>　　1.3.6地震烈度</b></p>

19、<p>　　根據區(qū)域地質構造穩(wěn)定性較好、地基抗震穩(wěn)定性一般、場地不良地質現(xiàn)象不發(fā)育等綜合評價，場地屬于建筑抗震一般地段。查GB18306—2001“中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖”及“中國地震動反應譜特征周期區(qū)劃圖”，場地地震動峰值加速度為0.10g，相應的地震基本烈度為VII度；地震動反應譜特征周期為0.40s。</p><p>　　擬建場區(qū)抗震烈度為6度。</p><p>　　

20、1.3.7建筑物等級</p><p>　　按3級建筑物設計，臨時建筑物按4級建筑物設計。建筑物防洪標準按20年一遇設計，50年一遇校核。</p><p><b>　　2機組選型</b></p><p><b>　　2.1 水泵選型</b></p><p>　　水泵是水泵站的主要設備，它決定著其他設備

21、的選型配套和泵站建筑物的形式、尺寸。合理的選擇水泵對降低工程造價及運行管理費用都具有很大的意義。</p><p>　　2.1.1水泵選型原則和步驟</p><p>　　由于水泵的選型是動力機、傳動及輔助設備等配套設備選取、泵站工程建筑物設計以及經濟運行的重要依據。水泵的選型不合理不僅會增加工程投資，而且會降低水泵的運行效率，增加泵站能耗和運行費用。所以，水泵的選型必須得到重視。</p

22、><p>　　2.1.1.1水泵選型的原則</p><p>　?。?）充分滿足一定設計標準內供排水及灌溉要求；</p><p>　?。?）在滿足設計流量與設計揚程的情況下，應適應工況變化，即工況變化時，揚程浪費較小；</p><p>　?。?）水泵在長期運行中平均工作效率高，即選用效率較高的泵，運行時能使工況點落在高效段，這樣既省動力又不易損壞機

23、件；</p><p>　　（4）水泵運行中安全，汽蝕性能良好，即選用允許吸上真空高度Hs較大，必須汽蝕余量[NPSH]r較小的泵。這樣既能減小泵房的開挖深度，又不使水泵發(fā)生汽蝕，運行平穩(wěn)、壽命長；</p><p>　?。?）泵站投資小，節(jié)省機電設備及土建投資費用；</p><p>　?。?）結構合理，便于安裝，運行、管理和維修方便。</p><p

24、>　　2.1.1.2　水泵的選型步驟</p><p>　?。?）根據供（灌）排水區(qū)的規(guī)劃要求，確定建泵站的流量和揚程這兩個參數(shù)，一般由供（灌）、排水規(guī)劃確定。</p><p>　?。?）根據確定的水泵揚程，在現(xiàn)有的水泵產品中選幾種適用的水泵，進行比較選擇。有了水泵的揚程，就可以根據水泵的性能表，水泵性能曲線，水泵型譜圖或從計算機數(shù)據庫中選型。</p><p>

25、　?。?）根據泵站的設計流量，初步確定水泵臺數(shù)及其流量。水泵臺數(shù)的多少，決定了水泵尺寸的大小和土建工程投資，因此需要高度重視。臺數(shù)太少，保證率過低；臺數(shù)過多，運行成本高，不便管理。</p><p>　?。?）校核水泵的各種揚程，及泵站設計揚程，最高揚程，最低揚程時的流量，效率是否符合要求。</p><p>　?。?）應考慮采用水泵變速、變角或變徑的可能性，如無合適產品，應與廠家聯(lián)系定制。&

26、lt;/p><p>　?。?）對初選的水泵進行工況校核。先確定管路布置，計算管路性能曲線，再求出工況點，應滿足水泵在高效區(qū)運行，并校核在最大揚程、最小揚程下水泵是否安全運行。如果不滿足，須重新選泵或改變管路布置。</p><p>　　（7）對不同選型方案的工程投資，采用年運行費進行計算，通過技術經濟比較，最后選擇出最佳方案。</p><p>　　2.1.2水泵選型資料&

27、lt;/p><p>　　根據資料給定的各個設計參數(shù)，確定各特征揚程：</p><p>　　設計流量為Q=4m3/s</p><p><b>　　設計凈揚程m</b></p><p><b>　　最大揚程m</b></p><p>　　2.1.3水泵選型方案</p>

28、<p>　　對于一般的中小型水泵和大中型水泵的選型比較，我們發(fā)現(xiàn)以往的常規(guī)方法計算的揚程往往偏高，通過大量的水泵試驗數(shù)據發(fā)現(xiàn)，水泵裝置性能曲線往往比水泵性能曲線向左偏移2°～4°，但是高效區(qū)的揚程變化兩者基本一致。所以我們得出選型時水泵裝置揚程要向右偏移2°～4°，以這個為標準，選擇相應的水泵。 </p><p>　　根據泵站設計流量Q=4m3/s，初步選擇水泵臺

29、數(shù)為2臺和3臺兩種方案。</p><p><b>　　方案一：2臺</b></p><p>　　由m及單臺水泵流量m3/s，參考《水泵及水泵站》，估算管路損失揚程為實際凈揚程的30%，即。選擇800ZLB-125，葉片安裝角0°，其工作參數(shù)見表2-1。</p><p><b>　　方案2:3臺</b></p

30、><p>　　由m及單臺水泵流量m3/s，參考《水泵及水泵站》，估算管路損失揚程為實際凈揚程的30%，即。選擇800ZLB-100，葉片安裝角-4°，其工作參數(shù)見表2-1。</p><p>　　表2-1 水泵工作性能表</p><p><b>　　2.2方案比較</b></p><p><

31、b>　　表2-2方案比較表</b></p><p>　　綜合考慮以上各因素和權衡利弊，方案一（0°，n=585r/min ，D=700mm， Q=2m3/s）較優(yōu)，宜優(yōu)先考慮采用。</p><p><b>　　電動機的選擇：</b></p><p>　　確定水泵的配套功率時，必須按照水泵工作范圍內最大軸功率來計算。配

32、套功率按下式計算：</p><p>　　水泵的配套功率為： </p><p>　　式中：H—水泵工作范圍內的最大揚程，m；</p><p>　　Q—水泵工作范圍內最大揚程所對應的流量，m3/s</p><p>　　K—動力機備用系數(shù)，按參考書《水泵與水泵站》表7-2選??；</p><p><b>　　—水泵

33、效率；</b></p><p>　　—為傳動效率。（由于剛性聯(lián)軸器直接傳動結構簡單、價格低廉，且直接傳動效率高，故采用剛性聯(lián)軸器直接傳動。傳動效率取1.0）</p><p>　　H=3.26m，Q=2m3/s， =0.85，取1.0，k=1.07計算得：</p><p>　　配套電動機選擇JSL-12-10(95KW)。</p><p

34、><b>　　3 泵房布置</b></p><p><b>　　3.1泵房平面布置</b></p><p>　　設備布置一方面要滿足機電設備的安裝、運行和檢修以及緊湊、整齊和美觀的要求，另一方面又需要滿足泵房結構布置以及泵房內的通風、采光和采暖的要求，并符合防潮、防火和防噪聲的技術規(guī)定。同時還應注意泵房內外交通運輸要求，建筑造型應該美觀。&

35、lt;/p><p>　　3.1.1 主機組布置</p><p>　　主機組采用一列式布置，各機組軸心線相互平行 ，位于同一平面內，該設備布置方式比較簡單、整齊美觀。各方案主機組布置圖如圖3-1所示。</p><p>　　3.1.2配電設備布置</p><p>　　配電柜為一端式布置，在泵房進線端建單獨的配電間。這種布置方式的優(yōu)點是機房跨度小，進出

36、水側都可以開窗，有利于通風和采光。在水泵的工作走道一側設置電纜溝，以便電纜線的布置。配電間長度取6m。兩方案一致。</p><p>　　3.1.3值班間布置</p><p>　　值班間挨著配電間布置，寬取3m，長6m。</p><p>　　3.2 泵房平面尺寸確定</p><p>　　3.2.1 機房跨度B</p><p&

37、gt;　　機房跨度根據起重機跨度、起重機與墻體間距離以及墻體的厚度來確定。寬度： </p><p>　　式中：b1—起重機跨度；</p><p>　　b2—機組底座寬度；</p><p><b>　　b3—墻體厚度。</b></p><p>　　3.2.2 機房長度L</p><p&g

38、t;　　主機組按一列式布置，機房長度可按下式計算：</p><p>　　L= nB+(n-1)C1+2C2</p><p>　　式中：L ——泵房長度（m）；</p><p>　　C1——進水池中墩厚度，取0.6m；</p><p>　　C2 ——進水池邊墩厚度，取0.8m；</p><p>　　n ——主機臺數(shù)與引水

39、間數(shù)目之和，本方案3；</p><p>　　B ——單個進水池寬度，2.4m。</p><p>　　L=3×2.4+2×0.6+2×0.8=10m</p><p>　　另設配電間和值班間因此泵房長度為10+9=19m</p><p>　　3.2.3 機房高度H</p><p>　　根據起重

40、機，電機的安裝圖等資料，得機房高度H計算式：</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　—泵房高度，m；</b></p><p>　　—電機高度，取1.796m；</p><p>　　—水泵軸長，取3.1m；</p><p>　　—起重鉤中心到起

41、重機上緣的距離</p><p>　　因此計算得H=5.1m</p><p>　　3.3泵房主要高程的確定</p><p>　　（1） 葉輪中心高程▽輪</p><p>　　式中：▽輪 ——葉輪中心高程（m）；</p><p>　　▽進min ——進水池最低水位（m）；</p><p>　　h3

42、——水泵葉輪中心淹沒深度（m），取0.35m；</p><p><b>　　故 </b></p><p>　?。?）喇叭口管高程▽喇</p><p>　　式中：▽喇 ——喇叭口管高程（m）；</p><p>　　h2—為葉輪中心和喇叭管口的高程差，為0.45m。</p><p><b

43、>　　故 </b></p><p><b>　?。?）底板高程▽底</b></p><p>　　式中：▽底 ——底板高程（m）；</p><p>　　h1 ——喇叭口懸空高度（m），取0.70m</p><p><b>　　故 </b></p>

44、<p>　?。?）水泵梁頂高程▽梁</p><p><b>　　▽梁=▽喇+h4</b></p><p>　　式中：▽梁 ——水泵梁頂高程（m）；</p><p>　　h4 ——喇叭口到水泵座底面高程（m）,取1.27m。</p><p><b>　　故 </b></p

45、><p>　?。?）電機層樓底板高程▽機</p><p>　　式中：▽機—電機層樓底板高程：</p><p>　　▽max ——進水側最高水位（m）；</p><p>　　δ ——安全超高，此泵取0.37m。</p><p><b>　　故 </b></p><p&g

46、t;<b>　　（6）水泵軸長L</b></p><p>　　所以不需加設中間軸承。</p><p>　　（7）機房屋面大梁下緣高程</p><p>　　式中：▽機—電機層樓底板高程：</p><p>　　H—機房高度（m）取5.2m。</p><p><b>　　4主要建筑物設計<

47、;/b></p><p><b>　　4.1前池設計</b></p><p>　　一般泵站進水池的寬度比引渠底寬大，因此需要在引渠和進水池之間設置連接段，即前池。其作用是為了保證水流在從引渠流向進水池的過程中能夠平順的擴散，為進水池提供良好的流態(tài)。前池分為正向進水前池和側向進水前池兩種類型。正向進水前池的水流與進水池流的方向一致，水流逐步擴散、流態(tài)平順且形式簡單

48、、施工方便，應優(yōu)先采用。側向進水前池的水流則與進水池水流方向正交或斜交，易形成回流或旋渦，流態(tài)分布不均勻，應盡量避免采用，僅在地形條件比較狹窄、正向進水難以布置的情況下才考慮采用。本泵站采用正向進水前池。</p><p>　　4.1.1前池尺寸的確定</p><p><b>　　（1）前池擴散角</b></p><p>　　前池擴散角是影響前池

49、進水流態(tài)及其尺寸的主要因素，根據實際工程經驗，前池擴散角的取值一般為。本工程取。</p><p>　　引渠末端寬度，進水流道總寬B=8.4m，故計算前池池長：</p><p><b>　　取L=11m。</b></p><p><b>　　4.1.2前池構造</b></p><p>　　在泵站防滲排

50、水設計時，常在前池的下面布置排水系統(tǒng)，即在前池底下鋪設水平濾層（包括排水），并在前池中設排水孔。滲流由濾層搜集，再通過排水孔排至下游。前池底板為鋼筋混凝土結構，厚75cm。一般情況下，非粘性土地基上的濾層為三層，黏性土地基上的為二層，濾層厚度可采用20—30cm。本設計濾層由上至下設置為三層，第一層為碎石，厚20cm，第二層為瓜子片，厚10cm，第三層為中粗砂，厚10cm。</p><p><b>　　

51、4.2進水池設計</b></p><p>　　所選立式軸流泵800ZLB-125,喇叭口直徑1.0m，以此尺寸來確定進水池各部分尺寸。</p><p>　　進水池寬度B（單寬）</p><p>　　B=2.4D=2.4×1=2.4m</p><p><b>　　喇叭口懸空高度Z</b></p&

52、gt;<p>　　根據進水管內壓力比較均勻與進口損失系數(shù)較小的要求：Z=（0.6~0.8）D，D=1m，取Z=0.7m</p><p><b>　　后壁距的確定</b></p><p>　　由于在喇叭口后面加建一堵墻能起到改變流態(tài)的作用，使得后壁距為0</p><p><b>　　進水池長度L</b><

53、/p><p>　　式中：B——進水池寬度（m）；</p><p>　　h——設計水位時進水池水深（m）；</p><p>　　Q——水泵額定流量（/s）；</p><p>　　K——秒換水系數(shù)，取K=35。</p><p><b>　　則：>4D=4m</b></p><p&

54、gt;　　為滿足檢修門槽，泵房布置等要求，并由實際情況得，取L=5m。</p><p>　　4.3出水結構的布置設計</p><p>　　4.3.1出水池設計</p><p><b>　　（1）出水池形式</b></p><p>　　出水池采用正向開敞式出水池，鋼筋混凝土結構。</p><p>　

55、　（2）出水池尺寸確定</p><p>　?、?出水管出口直徑Dc</p><p>　　為使出水池中水流平穩(wěn)，不產生水躍并減少出口損失，同時也為使配套的拍門及</p><p>　　有關的尺寸小些，一般按照出水管管口的流速Vc=1.5～2.5m/s 范圍內選取。</p><p>　　根據上式計算結果結合實際情況，取Dc=0.9m。</p&

56、gt;<p><b>　　② 淹沒深度Hs</b></p><p>　　為了不使出水管水流沖出水面，增加水力損失和水面旋滾，出水管口應留有一定淹沒深度。</p><p>　　式中：Vc——出水管管口流速，</p><p>　　g——重力加速度，取g=9.81N/kg；</p><p>　　并根據水泵出水管的

57、安裝情況。</p><p>　　綜合得，取Hs=0.4m</p><p>　?、?池底至管口下緣距離P</p><p>　　為便于出水管道及拍門的安裝，也為了避免泥沙或雜物堵塞管口，出水管管口與出水池池底應留有一定的空間，同時要滿足泵站自引要求，取P=2.23m。</p><p>　?、?出水池池頂高程▽池頂和池底高程▽池底</p>

58、;<p>　?、瘛⒊鏊爻仨敻叱台尦仨?▽max+h 超高 (m)</p><p>　　式中，h 超高——安全超高，泵站流量小于6，故取h 超高=0.89m；</p><p>　　▽max——出水池最高水位，2.61m；</p><p>　　故 ▽池頂=▽max +h 超高 =2.61+0.89=3.50m。</p><

59、;p>　?、颉⒊鏊爻氐赘叱倘∨c上游河底同高。即▽池底=-1.4m。</p><p>　?、?、出水池高度H池高=▽max-▽min =3.5－（－1.4）=4.9 m。</p><p><b>　?、?出水池寬度B</b></p><p>　　出水池寬度可按下式計算：B=(n-1)δ+n(Dc+2a)；</p><p&

60、gt;　　式中： n——出水管數(shù)目與引水間數(shù)目，n=3；</p><p>　　δ——隔墩厚度，取δ=0.5m；</p><p>　　Dc——出水管出口直徑，Dc =1.2m；</p><p>　　a——出水管邊緣至池壁或隔墩的距離。</p><p>　　一般a=(0.5～1.0) Dc=(0.5～1.0) ×1.2=(0.6～1.2

61、)m，取0.6m</p><p>　　故 B=(n-1)δ+n(Dc+2a)= 8.2m 取與進水池同寬 8.4m。</p><p><b>　?、?出水池長度</b></p><p>　　出水池長度的計算方法較多，采用水面旋滾法計算。水平式淹沒出流不可避免形成了出水池面層的旋滾，若出水池長度不夠，將導致此旋滾延伸至出水干

62、渠，很可能造成渠道的沖刷。水面旋滾法的目的是：使出水池長度等于旋滾長度，從而限制旋滾發(fā)生在出水池以內。</p><p>　　因為出水池底高程與出水側干渠底高程同高，為-1.4m，故不需設臺坎。將出水池長度可按下式計算：</p><p>　　式中：h 淹max——出水管的最大淹沒深度，m，此方案為2.61-2.03=0.58m；</p><p><b>　　

63、α ——試驗系數(shù)；</b></p><p>　　m——臺坎坡度，m=hp/Lp，此處無坎，故m=0；</p><p>　　當m=0時，α =7；</p><p>　　由實際情況得，取=4.5m</p><p>　?、?出水池與干渠的漸變段</p><p>　　出水池通常比出水引河渠底寬，因此，需在兩者之間

64、設置一銜接段以實現(xiàn)平順的</p><p>　　過渡。根據試驗資料和工程實際經驗，收縮角取α=50°。</p><p>　　漸變段長度可按下式計算：</p><p>　　式中：B——出水池池底寬度；</p><p>　　b——出水引河渠底寬度，為4.5m；</p><p>　　α ——出水池收縮角；</p

65、><p>　　故 根據實際情況取3.5m</p><p>　　4.3.2 出水管設計</p><p><b>　　（1）出水管形式</b></p><p>　　該泵站屬中型低揚程軸流泵站，為連接水泵出口及出水池，采用直管式出水管道，材料為鑄鐵，管道形狀為圓形，直徑不變，為900mm。</p><p>

66、;<b>　?。?）尺寸大小</b></p><p><b>　　出水管長度為2m。</b></p><p><b>　　水泵的工況點校核</b></p><p><b>　　5.1管路布置</b></p><p>　　管路布置圖見圖5-1。</p&

67、gt;<p>　　圖5-1 管路布置圖</p><p>　　5.2 管路阻力損失計算</p><p>　　5.2.1 局部阻力參數(shù)確定</p><p>　　式中: S局 ——管路局部阻力參數(shù)（s2/m5）；</p><p>　　d —— 管道內徑（m）；</p><p>　　ξ —— 管路局部阻力系

68、數(shù)。</p><p><b>　　計算見表6-1。</b></p><p>　　5.2.2 沿程阻力系數(shù)確定</p><p>　　式中: S沿 ——管路沿程阻力參數(shù)（s2/m5）；</p><p>　　n —— 管道粗糙系數(shù)，鋼管n = 0.012；</p><p>　　d —— 管道的內徑（m）

69、；</p><p>　　L —— 出水管路的管道總長度，L=2m。</p><p><b>　　計算見表5-1。</b></p><p>　　表5-1 局部阻力系數(shù)計算表</p><p>　　表5-2 沿程阻力系數(shù)計算</p><p>　　所以∑S=0.0052+0.1066=0.1118s2

70、/m5</p><p><b>　　工況點校核</b></p><p>　　式中：Σh —— 管路水頭損失（m）；</p><p>　　Q —— 流量（m3/s）；</p><p>　　ΣS —— 管路阻力參數(shù)總和（s2/m5）；</p><p>　　Hr —— 水泵需要揚程（m）；</p&

71、gt;<p>　　H凈 —— 實際揚程（m）。</p><p>　　—— 攔污柵左右兩側水位差，取0.15m。</p><p>　　(1)水泵設計工況：0.1118</p><p>　　水泵設計工況揚程計算表見5-3</p><p>　　表5-3 設計運行工況下水泵揚程計算表</p><p>　　將表5-

72、3中的數(shù)據繪在800ZLB－125 型軸流泵工作性能曲線上，得水泵裝置的工況點:</p><p>　　Q單設=2.05m3/s ，ηp=75%，H=1.8m。</p><p>　　n=2，則Q總設=2×2.05=4.1 m3/s﹥4m3/s，滿足流量要求，且此時流量－揚程處于高效區(qū)。</p><p><b>　　軸功率： =</b>

73、</p><p>　　則根據參考書《水泵及水泵站》表7-2選取K=1.1,故配套電機功率為：</p><p>　　在設計運行工況下，電動機不超載，滿足要求。</p><p>　　水泵最高運行工況揚程計算表見表5-4。</p><p>　　表5-4設計運行工況下水泵揚程計算表</p><p>　　將表5-4中的數(shù)據繪在8

74、00ZLB－125型軸流泵工作性能曲線上，得水泵裝置的工況點:</p><p>　　Q單設=1.85m3/s ，ηp=82.5%，H=3.05m。</p><p><b>　　軸功率： =</b></p><p>　　則根據參考書《水泵及水泵站》表7-2選取K=1.1,故配套電機功率為：</p><p>　　在最高運行

75、工況下，電動機不超載，滿足要求。</p><p><b>　　附屬設備選擇及布置</b></p><p><b>　　6.1 通風布置</b></p><p>　　泵房內部一般采用自然通風。為了改善自然通風條件，一般泵房建筑設有高低窗，</p><p>　　并保證足夠的開窗面積。</p>

76、<p><b>　　6.2起重設備選擇</b></p><p>　　泵房中，機泵設備的安裝與維修都需要設置起重設備。起重設備的服務對象主要為：水泵、電機及管道。起重機的選擇主要取決于這些對象的起重量。泵站的最大構件為電動機。</p><p><b>　　6.3攔污清污設備</b></p><p>　　開敞的水

77、泵站引水渠道和河道中的雜物、垃圾隨水流向泵站聚集，很容易堵塞泵站進水口，影響水泵的性能，嚴重時可導致水泵停機，不能運行。為了攔截引水河道中的雜物，包括水草等，通常在水泵站的進水池處設置攔污柵。</p><p><b>　　7. 泵房穩(wěn)定計算</b></p><p><b>　　7.1防滲計算</b></p><p>　　為

78、保證泵房地基土壤的滲透穩(wěn)定性，泵房要有足夠的地下輪廓線長度。防滲計算取最大水位差情況，水位差組合為上游▽3.20 m，下游▽0.30m。</p><p>　　7.1.1防滲長度計算</p><p>　　建筑物地下輪廓線是從水流入滲點開始，沿建筑物地下不透水部分的輪廓，到滲</p><p><b>　　流的逸出點為止。</b></p>

79、<p>　　本設計中，在前池底部設置反濾層，并設冒水孔。反濾層由上至下分為3 層，分</p><p>　　別是碎石（20cm），瓜子石（10cm），中砂（10cm）。出水池與泵房采取分建的建筑布置形式。</p><p>　　墻后地下水位為隨上游水位的變化而變化，防滲計算取最大水位差情況（即最高運</p><p>　　行工況），上下游水位分別為▽3.2m

80、、▽0.3m，則上下游水位差△h=3.2-0.3=2.9m。</p><p>　　地下輪廓線如圖7-1所示</p><p>　　圖7-1 地下輪廓線</p><p>　　防滲長度從1點為滲入點，以16點為滲出點開始計算起：L=0.49+0.3+0.15+0.4+0.57+5.9+0.57+0.4+0.2+0.4+0.5+11.2+0.5+0.4+0.4=22.3

81、8m</p><p>　　7.1.2防滲長度校核</p><p>　　按站址處地址資料，泵房地基一下為粘土，前池下設反濾層，由表查得對應的滲徑系數(shù)為C=2~3，取C=3。</p><p>　　根據《水工建筑物》防滲長度最小值按下式計算:</p><p><b>　　為最小滲徑長度；</b></p><

82、p><b>　　C為允許滲徑系數(shù)；</b></p><p><b>　　為滲透水頭；</b></p><p><b>　　因此</b></p><p>　　由于L=22.38m>[L]=8.7m，所以防滲長度滿足要求。</p><p><b>　　8.泵房

83、穩(wěn)定計算</b></p><p>　　泵房穩(wěn)定計算包括各種工況下的泵房穩(wěn)定和泵房地基穩(wěn)定，本工程計算完建期工況、設計運行工況和最高運行工況下的泵房穩(wěn)定。</p><p>　　該泵站的機臺數(shù)為3臺以及引水間一間，將整個站房作為計算單元。</p><p>　　穩(wěn)定計算包括完建期、運行期、校核期（最高運行工況）的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)、地基應力即地基應力不均勻系數(shù)。

84、計算單元單孔進水池底板（兩中墩中線間距離）。規(guī)定荷載豎直向以向下為正，水平向以向右為正，彎矩以順時針為正方向，以泵房底板中心為基點。各工況的水位組合情況如表8-1 所示。</p><p>　　表8-1 泵房穩(wěn)定計算水位組合表</p><p><b>　　8.1完建期校核</b></p><p><b>　　（1）泵房自重</

85、b></p><p>　　自重包括站房底板、隔墩、后墻、水泵梁、電機梁、過墻梁均采用鋼筋混凝土結構，機房墻體采用普通磚砌墻，窗戶采用鋁合金、水泵、電機、起重機等。</p><p><b>　　站房底板</b></p><p>　　垂直水流方向長度（所取單元計算長度）：8.4＋1.6＝10m。</p><p>　　斷

86、面面積：0.6×7.5×0.4×0.4×2＋0.4×0.4×0.5×2=4.98㎡</p><p>　　體積：4.98×9.2=45.816</p><p>　　自重：45.816×25=1145.4KN（↓）</p><p>　　對底板中心的力矩：0</p>&

87、lt;p><b>　　2、隔墩</b></p><p>　　高度到電機層樓板下端為4.7m。</p><p><b>　　體積：40.38</b></p><p>　　自重：40.38×25=1009.5KN（↓）</p><p>　　對地板中心矩：2×0.4×0

88、.6×4.7×25×（3.75－0.2）+（0.2+0.5）×0.8×0.5×2×0.6×25×（0.34+7.5×0.5）=234.576（－）</p><p><b>　　邊墩</b></p><p><b>　　體積：53.84</b><

89、;/p><p>　　自重：53.84×25=1346KN</p><p>　　對地板中心矩：312.768（－）</p><p>　　4、水泵梁（2個） </p><p>　　自重：0.3×0.4×2.4×25×4=28.8KN（↓）</p><p&g

90、t;　　對底板中心的力矩：28.8×1.25=36（+）</p><p>　　5、電機梁（2個） </p><p><b>　　自重：</b></p><p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p><b>　　6、電機</b>&l

91、t;/p><p><b>　　電機質量：</b></p><p><b>　　自重：</b></p><p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p><b>　　7、水泵</b></p><p><b>　　水

92、泵質量：</b></p><p><b>　　自重：</b></p><p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p><b>　　8、單梁起重機</b></p><p><b>　　起重機質量：</b></p>&

93、lt;p><b>　　自重：</b></p><p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p>　　9、電機層樓板（兩部分） </p><p><b>　　自重：</b></p><p><b>　　對底板中心的力矩：<

94、/b></p><p><b>　　10、電機梁蓋板</b></p><p>　　體積： </p><p><b>　　自重：</b></p><p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p><b>

95、　　11、泵房后墻</b></p><p>　　自重： </p><p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p>　　12、工作便橋 </p><p><b>　　自重：</b></p><p>

96、<b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p>　　13、欄桿 </p><p><b>　　自重：</b></p><p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p>　　14、機房墻體 </p>

97、<p><b>　　體積：</b></p><p><b>　　自重：</b></p><p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p><b>　　15、屋面板</b></p><p><b>　　自重：</b&g

98、t;</p><p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p><b>　　柱子</b></p><p><b>　　自重：</b></p><p><b>　　對底板的中心距：</b></p><p><b&g

99、t;　　引水間胸腔</b></p><p><b>　　自重：</b></p><p><b>　　對底板中心距：</b></p><p><b>　　18,、鋼閘門</b></p><p><b>　　自重：</b></p>&

100、lt;p><b>　　對底板中心距：</b></p><p><b>　　19、攔污柵</b></p><p><b>　　自重：</b></p><p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p><b>　　20、外掛電動葫

101、蘆</b></p><p><b>　　電動葫蘆質量：</b></p><p><b>　　自重：</b></p><p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p><b>　　墻后土壓力</b></p><p

102、>　　墻后無填土，所以無墻后土壓力</p><p>　　完建期穩(wěn)定校核計算:</p><p>　　將完建期泵房所受荷載匯總于表8-2。</p><p>　　表8-2 泵房荷載匯總表</p><p><b>　?、倏够€(wěn)定校核</b></p><p>　　采用抗剪斷公式：，滑動面取兩齒墻之間

103、地基土與齒墻底端以下土層接觸面，摩擦系數(shù)。</p><p><b>　　，所以一定符合</b></p><p><b>　?、诘鼗€(wěn)定校核：</b></p><p><b>　　地基應力驗算：</b></p><p>　　基礎底面不均勻系數(shù)：，查《泵站設計規(guī)范》表6.3.9，取

104、[]=2.0。</p><p><b>　　故</b></p><p>　　結論：在完建期工況下，泵站滿足整體穩(wěn)定性要求。</p><p>　　8.2設計運行期穩(wěn)定校核</p><p>　　水位組合 下游水位1.56m； 上游水位：2.61m</p><p><b>　　荷載

105、計算</b></p><p><b>　　（1）泵室內水重</b></p><p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p><b>　?。?）水平水壓力</b></p><p><b>　　水平水壓力P=</b></p&g

106、t;<p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p>　　M2= kN·m (+)</p><p><b>　?。?）浮托力</b></p><p>　　泵房底板所承受的浮托力為：</p><p><b>　　W=kN（↑）</b><

107、/p><p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p><b>　　M3=0</b></p><p><b>　　（4）滲透壓力計算</b></p><p>　　上、下游水位：：?下 =1.65 m, ? 上= 2.61m</p><p>&

108、lt;b>　　對底板中心矩：</b></p><p><b>　?。?）水壓力計算：</b></p><p><b>　　P2=kN（←）</b></p><p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p><b>　　kN·m

109、 (－)</b></p><p><b>　　運行期穩(wěn)定校核</b></p><p>　　表8-3 運行期泵房荷載匯總表</p><p><b>　?。?）抗滑穩(wěn)定校核</b></p><p>　　采用抗剪斷公式：，滑動面取兩齒墻之間地基土與齒墻底端以下土層接觸面，f=0

110、.3。</p><p>　　=﹥[Kc]=1.25</p><p>　?。?）地基應力驗算：</p><p>　　基礎底面不均勻系數(shù)：﹤[]=2.0。</p><p>　　(3)抗浮穩(wěn)定校核：</p><p>　　當站身承受很大浮托力時，有可能抗浮失穩(wěn)，應進行抗浮計算。</p><p><

111、b>　　抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)：</b></p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　　結論：在設計運行工況下，抗滑穩(wěn)定，地基平均應力、不均勻系數(shù)、抗浮穩(wěn)定均滿足要求，泵站整體穩(wěn)定。</p><p>　　8.3最高運行工況穩(wěn)定校核</p><p>　　水位組合 下游水位：0.1m；

112、 上游水位：2.61m</p><p><b>　　荷載計算</b></p><p><b>　?。?）泵室內水重</b></p><p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p><b>　?。?）水平水壓力</b></p>

113、<p>　　水平水壓力P=kN（→）</p><p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p>　　M2= kN·m (+)</p><p><b>　?。?）浮托力</b></p><p>　　泵房底板所承受的浮托力為：</p><p>

114、;<b>　　W=kN（↑）</b></p><p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p><b>　　M3=0</b></p><p><b>　?。?）滲透壓力計算</b></p><p><b>　　對底板中心距：<

115、/b></p><p><b>　　M=</b></p><p><b>　?。?）水壓力計算：</b></p><p><b>　　P2=kN（←）</b></p><p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p&

116、gt;　　M3= kN·m (－) </p><p><b>　　校核期穩(wěn)定計算</b></p><p>　　表8-4 校核期泵房荷載匯總表</p><p><b>　?。?）抗滑穩(wěn)定校核</b></p><p>　　采用抗剪斷公式：，滑動面取兩齒墻之間地基土與齒墻

117、底端以下土層接觸面，f=0.3。</p><p>　　=﹥[Kc]=1.25</p><p>　?。?）地基應力驗算：</p><p>　　基礎底面不均勻系數(shù)：﹤[]=2.0。</p><p><b>　　抗浮穩(wěn)定校核：</b></p><p>　　當站身承受很大浮托力時，有可能抗浮失穩(wěn)，應進行抗

118、浮計算。</p><p><b>　　抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)：</b></p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　　結論：在最高運行工況下，抗滑穩(wěn)定，地基平均應力、不均勻系數(shù)、抗浮穩(wěn)定均滿足要求，泵站整體穩(wěn)定。 </p><p><b>　　翼墻穩(wěn)定計算</b>

119、</p><p>　　根據實際情況泵站兩端須設置連接建筑物，其組成部分有上、下游翼墻。連接建筑物的作用是：①擋住兩岸填土，保證河岸穩(wěn)定，免受水流沖刷；②前池岸邊的翼墻有引導水流平順的進入進水池作用；③控制站房側向繞流，防止繞流引起的滲透變形。</p><p>　　本工程下游翼墻采用扶壁式擋土墻，它包括直墻，底板和扶壁。主要利用底板上的填土重力維持穩(wěn)定，并調整前趾長度使基地壓力分布均勻。上游

120、采用重力式擋土墻，靠自身的重力來維持穩(wěn)定。</p><p><b>　　9.1下游翼墻設計</b></p><p>　　9.1.1下游翼墻尺寸擬定</p><p><b>　　見下圖9-1</b></p><p>　　圖9-1 下游翼墻斷面圖</p><p>　　9.1.2

121、 下游翼墻穩(wěn)定校核</p><p>　　翼墻墻前水位即下游水位，取墻后水位高于墻前水位0.5m，豎向力以向下為正，水平力以向右為正，力矩以順時針為正。則各工況的水位組合如表9-1 所示：</p><p>　　表9-1 下游翼墻穩(wěn)定計算水位組合</p><p>　　9.1.2.1 完建期穩(wěn)定校核</p><p><b>

122、;　?、藕奢d計算</b></p><p><b>　?、僮灾赜嬎?lt;/b></p><p>　　表9-2 翼墻自重匯總表</p><p><b>　　② 土壓力計算</b></p><p>　　墻后填土為粘壤土，具體性質參數(shù)如地質資料所示。按朗肯土壓力計算在墻踵垂直面上的土壓力。土壓力

123、計算簡圖如圖9-2所示。</p><p>　　圖9-2 完建期土壓力計算簡圖</p><p>　　1）計算主動土壓力系數(shù)： </p><p>　　2）拉力區(qū)深度計算：</p><p><b>　　3) 土壓力：</b></p><p><b>　　4）對前趾底力矩：</b>

124、;</p><p><b>　?、?荷載匯總</b></p><p>　　表9-3 完建期荷載匯總表</p><p>　　⑵ 完建期穩(wěn)定校核</p><p>　　滑動面為翼墻底板底面與土層的接觸面。滑動面面積A=5.0×15.24=76.2m2，土壤內摩擦角，，凝聚力</p><p>

125、;<b>　　抗滑穩(wěn)定計算公式：</b></p><p>　　基底壓力計算公式： </p><p><b>　　=滿足要求。</b></p><p><b>　　地基應力驗算：</b></p><p><b>　　滿足要求。</b></p>

126、<p>　　基礎底面不均勻系數(shù)：,滿足要求。</p><p>　　9.1.2.2 設計運行期穩(wěn)定校核</p><p><b>　　（1）荷載計算</b></p><p><b>　?、偎赜嬎?lt;/b></p><p><b>　　水重:</b></p>

127、<p><b>　　彎矩:</b></p><p><b>　?、谒畨毫τ嬎?lt;/b></p><p><b>　　彎矩:</b></p><p><b>　?、鄹⊥辛τ嬎?lt;/b></p><p><b>　　彎矩:</b>&

128、lt;/p><p><b>　?、軡B透壓力計算</b></p><p><b>　　彎矩:</b></p><p><b>　?、萃翂毫τ嬎?lt;/b></p><p>　　墻后填土為黃色壤土或粘土夾砂姜，填土中有地下水，重度γ= 19.66 kN/m3，φ=20°，C=20

129、kPa，浮重度γ ' = 9.86 kN/m3。</p><p>　　設計水位時▽地下水 =1.0m，則H2 =4.1m。</p><p>　　1）計算主動土壓力系數(shù)： </p><p>　　2）拉力區(qū)深度計算：</p><p><b>　　3) 土壓力：</b></p><p>　　4

130、）對底板中心的力矩：</p><p><b>　　⑥ 水壓力計算</b></p><p><b>　　土壓力：</b></p><p><b>　　對底板中心的力矩：</b></p><p><b>　?、?荷載匯總</b></p><

131、;p>　　表9-4 設計運行期荷載匯總表</p><p>　　⑵ 設計運行期穩(wěn)定校核</p><p>　　滑動面為翼墻底板底面與土層的接觸面?；瑒用婷娣eA=5.0×15.24=76.2m2，土壤內摩擦角，，凝聚力</p><p><b>　　抗滑穩(wěn)定校核：</b></p><p>　　=，滿足要求。

132、 </p><p><b>　　地基應力驗算：</b></p><p><b>　　， 滿足要求。</b></p><p>　　基礎底面不均勻系數(shù)：,滿足要求。</p><p><b>　　抗浮穩(wěn)定校核：</b></p><p>　　9.1.2.3

133、最高運行期穩(wěn)定校核</p><p>　　水位差與設計運行期相同 故計算步驟是一樣的。因而也滿足要求。</p><p>　　9.1.3下游翼墻結構計算及配筋</p><p>　　9.1.3.1立板結構計算及配筋</p><p>　　立板的結構計算同底板的計算方法一樣。將立板分為底板頂向上1.5B范圍內的部分（支承形式可以視作為三邊固支一邊自由

134、的雙向板）和大于1.5B的部分（支承形式可以視作兩端固支連續(xù)梁）。</p><p>　　將其近似于看做三邊固定，一邊自由的雙向板計算，查《水工混凝土結構設計手冊》（中國水利水電出版社）表18-2(l)三邊固定、一邊自由的板承受三角形分布荷載的矩形板計算系數(shù)表將各系數(shù)匯總于表9-5。</p><p>　　表9-5 承受三角形分布荷載的矩形板計算系數(shù)表（三邊固定、一邊自由的板）</p