芜湖市弋江区竹丝港站更新改造工程设计报告.doc

芜湖市弋江区竹丝港站更新改造工程设计报告1综合说明1.1工程概况麻风圩位于芜湖市弋江区南面，行政区划隶属弋江区，全圩总面积178km2，其中圩区耕地面积8.9万亩，林业面积1.2万亩，水面面积3.6万亩，总人口22.9万人，其中农业人口12.9万人。圩内农业生产较为发达，主要作物圩水稻，水田率为45.3%。本次更新改造的孙垾站位于麻风圩金鸡港排区，金鸡港排水区总面积4.0km2，圩内耕地面积为0.8万亩，水面面积为0.2万亩总人口为0.2万人，其中农业人口12.9万人。麻风圩总体地势为西高东低，圩内有生产交通道路贯穿。圩堤高程为13.7m左右，顶宽15.0m，圩区内田面高程一般在8.59.5m。原圩区内孙垾站建于上世纪70年代，已经运行30多年，现有设备老化，排涝标准较低，汛期经常受淹，基本不能担负排涝任务；建筑工程损坏严重，安全隐患明显。本次更新改造的主要目标是更新设备，恢复原有设计流量，提高排涝标准。罗圩按10年一遇排涝标准，相应的排涝模数为0.51m3/s/km2，排涝流量为2.04m3/s。孙垾站原设计排涝流量为1.9m3/s。本次更新改造的主要内容是：拆除重建孙垾站，装机3台套165kw。受芜湖市弋江区农水局委托，依据安徽省中小型泵站更新改造规划报告及省排管总站相关文件，结合弋江区孙垾站排涝现状，按照泵站设计规范（GB/T50265-97）等有关规程，我设计室于2011年4月对该泵站进行了查勘，并提出了更新改造设计方案，汇编本工程初设报告。1.2水文麻风圩地处长江中下游平原，属于亚热带气候，四季分明，温暖湿润，雨量充沛，无霜期长，日照充足。多年平均年降雨量1924毫米（1991年），最少为562毫米（1978年）该地区多年平均温度15.9，极低温度为-12.3，平均日照时数2230h，无霜期220d，多年平均风速3.3m/s。麻风圩实测最大24h降水量245.7mm。1.3工程地质勘探区地层主要为第四系松散沉积层，土性主要为中-重粉质壤土、淤泥质中-重粉质壤土、粉质粘土。层（Q4）：中、重粉质壤土，灰、灰绿色，软可塑，中等压缩性。层厚1.5-2.45米，层底高程5.89-5.18m。 层（Q4）：淤泥质中、重粉质壤土，夹薄层轻粉质壤土，灰色，软塑，高压缩性。层厚3.2m，层底高程2.29m。层（Q3）：粉质粘土，棕黄、灰黄色，中等压缩性。未揭穿，揭露最大厚度4.9m，相应底高程-2.41m。1.4工程任务与规模孙垾站的设计排涝流量为2.0m3/s.根据确定的设计流量和特征扬程，确定该排涝站机组选用3台20ZLB-70立式轴流泵，转速为980r/min，配3台异步电动机，型号为Y280M-6-55，配套功率55kw,装机总容量为165kw。1.5工程布置与主要建筑物更新改造的孙垾站设计安装3台套20ZLB-70立式轴流泵，单机容量为55kw,总装机容量为165kw。泵站出水压力箱涵为原有箱涵本次不予拆除，继续保留使用，根据堤防工程设计规范和泵站设计规范，该站属等小（1）型泵站，其主要建筑物站身、堤防及穿堤建筑物等均为4级建筑物。更新改造的孙垾站工程主要由排涝进水闸（拦污闸）、前池、站身、压力水箱、部分出水箱涵组成。排涝进水闸：单孔进水闸，孔净宽3.0m，闸底板高程为5.5m,闸室上有设置拦污栅。下游设置检修闸槽。前池：平面上呈扩散形，底板高程首端5.5m，末端5.0m，池长10.0m。进水池：进水池在平面上呈矩形，顺水流方向长7.0m,垂直水流方向长7.3m，地板高程为5.0m。站身：泵室与压力水箱连在一起，顺水流方向长6.5m，垂直水流方向宽7.4m,上部厂房垂直水流方向长15.1m，顺水流方向宽6.5m。排涝出水箱涵：底板高程为6.55m，单孔矩形截面，孔口尺寸1.0m1.2m(宽高)，出口设置防洪工作门（已有）。1.6水力机械及辅助设备更新改造后的孙垾站的设计流量为2.1m3/s,设计净扬程为4.0m，选用3台3台套20ZLB-70立式轴流泵，装机容量为165kw，设计工况扬程为5.21m,设计工况单机流量0.71m3/s,设计工况效率82%，转速980r/min，配3台Y280M-6-55异步电动机，单机功率为55kw，电压380V。机组为立式布置，湿室型泵房，经30弯管、伸缩节、直管和浮箱拍门出水。为满足机组安装、检修、安全运行的要求，在泵房房屋面大梁上的工字钢上设置起重设备为CD1-3t电动葫芦1台，并配以其它辅助设备。泵房采用自然通风，消防设备采用干粉式灭火器作业，另配备简易安装检修工具等。1.7电气设计本站电源接自白马所35KV变电所，由该变电所引一条10KV输电线路至本站，导线规格为LGJ-335，输电线路长约8km。本站装有3台套700ZLB-100型立式轴流泵，配套4台套Y315M2-8-132型异步电动机，电动机单机容量为132kw，额定电压为0.38KV，额定功率因数为0.81,效率为93.3%，最大运行方式为3台机组同时排涝。选用1台容量为500KVA、电压为105%/0.4KV的变压器作为主变。为保证泵站不运行期间站用负荷用电及非运行期间维修及生活用电，故从附近村庄引一根380V线路作为站用电源。在泵房的出水侧，布置有开关室。开关室内布置有5台低压配电屏，低压配电屏为MNS型；泵房设有检修间、值班室。1.8金属结构设计排涝站进水闸设检修门1扇，闸门门型为平面滑动钢闸门；起吊设备采用手动螺杆式启闭机，启闭机型号选为QLP-50KN。1.9节能设计1.10施工组织设计施工条件：工程区域内道路网已经建成，本次只需修建一段泵站管理内部道路与外部现有道路连接即可，施工所需块石、碎石从附近石料厂采购（施工所需碎石、块石由繁昌县采购、黄砂、水泥、木材及柴油等来自芜湖市、所需钢筋来自马鞍山市。施工导流：本工程为排涝泵站，施工期在枯水期，施工期在进口采用填筑围堰挡水。主体工程施工：本工程主要土建工程量为土方开挖0.76万m3土方回填0.60万m3、砌石工程275 m3、砼及钢筋砼323m3。施工进度安排：本工程计划工期7个月，安排在第一年9月份至次年3月底完工。1.11水土保持与环境保护设计孙垾站工程永久占地包括泵站枢纽、上下游建筑物占地和管理区占地两部分，共需占地2.0亩。孙垾站工程将提高圩区排涝标准，对圩内的经济发展、社会进步将起到一定的积极作用。工程建设对环境的影响主要是施工期的影响，随着施工期的结束及采取一定的措施以后，影响将随之消失。因此从环境角度来说，本工程是切实可行的。1.12工程管理孙垾站隶属弋江区农水局，业务上受弋江区农水务局指导。该站的运行管理人员任用原有的职工，负责日常管理工作。根据水利工程管理单位定岗标准（试行）的有关规定该站不属于中型泵站无需配备专业技术人员编制，但依据关于水利工程设计、施工为管理创造必要条件的若干规定配备必要的管理设施，根据实际情况，本着厉行节约的原则，配备必要的工程管理房屋及附属设施等。为保护泵站工程的正常运行安全，根据泵站所在地区的自然条件和土地利用情况，明确划定管理范围和保护范围。工程控制运用方式主要为：本次孙垾站设计规划功能为排涝功能，且不具备自排功能，当圩内水位达到其设计内水位时，开始启动泵站开始开机外排水，当承泄区外河水位高于排涝站防洪水位时，为确保堤防及各建筑物的防洪安全，应停止抽排，并关闭开关台防洪闸。除检修时期外，排涝进水闸门一般都是处于开启状态。1.13工程概算本工程投资概算主要编制依据有：a） 水利部水总2002116号文颁发的水利工程设计概（估）算编制规定（以下简称编制规定）、水利建筑工程概算定额、水利工程施工机械台时费定额。b） 水利部水建管1999523号文颁发的水利水电设备安装工程概算定额，以及92部颁水利水电设备安装工程概算定额（中小型）。c） 国家发改委、建设部发改价格（2007）670号文颁发的建设工程监理与相关服务收费管理规定。）及国家、省、地方其他有关规定和标准。本工程主体工程主要工程量为：土方开挖8284m3、土方回填6059m3、砌石275m3、砼及钢筋砼323m3、钢筋制安12t、浆砌石拆除235m3、砼拆除130m3，工程所需各主要材料量为：柴油5.89t、钢筋12t、水泥119t、碎石332m3、块石359m3、黄砂182m3。本工程约需总工日0.42万个。1.14经济评价本工程总投资255.9万元，建设期1年，剔除工程建筑和安装费费用中属于国民经济内部的转移支付的计划利润和税金19.5万元，并按此调整基本预备费后，泵站工程经济总投资236.4万元。工程多年平均排涝效益45.8万元，效益增长率按2%计算，工程经济内部收益率25.5%，大于12%的社会折现率，经济效益费用比为1.62，大于1.0，经济净现值137.2万元，大于零。因此，本工程是合理的，工程的实施有利于促进本地区社会经济的健康发展，具有显著的社会效益。表1.1 孙垾站更新改造工程特性表序号项目单位数量说明一圩口概况1面积（该泵站排水区面积）km24.02耕地万亩0.423圩内人口万0.054耕地率%705沟塘率%106主要农作物类型水稻7主要经济作物类型蔬菜二已建排涝站工程1座数座12装机容量KW3设计排涝流量m3/s1.94排涝模数m3/s/km20.458序号项目单位数量说明5排涝标准%约7年一遇三水文特性110年1遇最大24h暴雨mm190210年1遇最大3d暴雨mm252四本次规划数据1设计排涝标准%1010年一遇2设计排涝模m3/s/km20.513设计排涝流量m3/s2.044排区装机容量(1)现有装机容量kw165(2)增加装机容量kw05工程规模及特征水位(1)设计流量m3/s2.1(2)进水池水位m设计排涝内水位m7.0最高内水位m7.5最低内水位m6.5最高排涝内水位m7.5(3)出水池水位设计外水位m11平均外水位m10.5最低外水位m10.0防洪外水位m11.5(4)特征扬程m设计净扬程m4.0最低净扬程m3.0最高净扬程m4.5(5)装机容量kw165五站身1泵房面积m298.22底板高程m9.03水泵安装高程m6.3554电机层高程m9.05水泵台数台36配套功率kw55六排涝进水闸1孔宽度孔数m31一孔2底板高程m5.5七主要工程数量1土方开挖万m30.82序号项目单位数量说明2土方回填万m30.603砌石m32754砼及钢筋砼m3323八排涝出水涵1孔数孔12孔径（宽高）m1.01.23洞长（节数）m16(2)见图九主要机电设备1水泵台数台32型号20ZLB-703最大轴功率kw50.984额定转速r/min9805最大工作扬程m5.726最小工作扬程m4.227额定扬程m5.218额定抽水量m3/s0.71单机9电动机台数台310型号Y280M-8-5511单机容量kw5512功率因数0.8713额定电压V38014主变压器容量KVA/台20015起重设备型号/台CD1-3t十输电线1电压KV102回路数回路13变电所名称白马所十一概算投资1工程总投资万元255.9十二经济指标万元1单位千瓦投资万元/kw0.77302经济内部收益率%25.512%3经济净现值万元137.604投资益本比1.6212水 文2.1 流域概况孙垾站位于麻凤圩金鸡港排水区内，麻凤圩金鸡港排水区总体地势为北高南低，圩内有生产交通道路贯穿。圩区内田面高程一般在7.09.5m（吴淞）之间。孙垾站位于麻风圩金鸡港排水区最南面，地势低洼，有已经成型的进水渠道，圩区内水均汇集于此，圩堤经过多年水利兴修，沿河堤防防洪能力已达10年一遇标准，随着水利投入的逐年增加，麻风圩外河堤防防洪标准可进一步提高。2.2水文气象麻风圩地处长江中下游平原，属于亚热带气候，四季分明，温暖湿润，雨量充沛，无霜期长，日照充足。多年平均年降雨量1924毫米（1991年），最少为562毫米（1978年）该地区多年平均温度15.9，极低温度为-12.3，平均日照时数2230h，无霜期220d，多年平均风速3.3m/s。麻风圩实测最大24h降水量245.7mm。根据芜湖、三埠管等水文（位）站实测资料统计，本区多年平均降水量1193mm，降水量年际变化较大，更具芜湖站1890年以来实测资料，历年最大降水量为1924mm（1991年），全年降雨主要集中在汛期59月份，占全年降雨量的6070%；历年最小降水量为562mm(1978年)，丰枯水年降水量相差3.4倍。降水的年内分配亦很不均匀，暴雨多集中在58月，约占全年的53%。芜湖雨量站历年实测最大24h降水量为245.7mm（1953年）本地区多年平均水面蒸发量1193mm。2.3水文测站及基本资料麻凤圩周边地区设有芜湖站、三埠管等雨量站，其中芜湖站自1880年实测降雨量，具有除1927年、19381950年以外至今的雨量资料，三埠管雨量站务资料，水位观测资料有芜湖、三埠管、清水镇、青弋江大砻坊站实测资料，其中三埠管水文站均有自1972年设站以来的漳河水位观测资料。麻凤圩周边雨量站、水文（位）站基本情况见表2.3.1。2.4设计暴雨根据麻凤圩周边雨量测站的分布与资料测验情况，采用芜湖、三埠管两站的实测雨量资料进行设计暴雨分析，并用安徽省水利水电设计院1995年编制的安徽省长短历时年最大暴雨统计参数等值线图（下称“等值线图”）成果进行复核。根据实测资料统计分析，麻凤圩最大24h与最大3d暴雨多年平均值分别为102mm和151mm，与等值线图成果基本一致。历年最大24h与最大3d暴雨系列中，1953年均排在第一位，分别为245.7mm和421.6mm，1969年居第二位，分别为245.1mm和338.9mm。经验排频结果表明，该区域5年一遇最大24h与最大3d暴雨分别为156mm和182mm，10年一遇最大24h与最大3d暴雨分别为190mm和252mm。历年最大24h、3d暴雨统计及经验拍平成果见表2.4.1表2.3.1 麻凤圩周边雨量站、水文（位）站基本情况河名站名站别距河口（km）地点设站年份资料系列长江芜湖雨量站芜湖市张家山18801880 2003芜湖水位站芜湖市弋矶山19001900 2003漳河三埠管水位30芜湖市弋江区三埠管19721972 2004青弋江大砻坊水位站芜湖市大砻坊19892008清水镇水位站芜湖市清水镇19892009表2.4.1 麻凤圩芜湖站历年最大24h、3d暴雨统计及经验排频计算表年份最大24h降雨量（mm）最大3d降雨量（mm）序号最大24h降雨量（mm）相应年份最大3d降雨量（mm）相应年份经验频率（%）1969245.1338.91245.11969338.919692.8 1970154.7161.62227.71984312.319845.6 1971140.7146.73201.11983251.419918.3 1972121.4120.64182.21991237.2200311.1 1973106.2129.35173.92003219.9198313.9 197462.771.96168.21999192.5198116.7 197598.5131.97157.21982183.8198219.4 197683.7110.68154.71970172.6199922.2 197767.393.89140.71987172.4200125.0 197853.453.410126.71981165.9199827.8 1979111156.911125.71994164.2198730.6 198087.798.612121.41972161.6197033.3 1981126.7192.513120.91998156.9197936.1 1982157.2183.8141111979146.7197138.9 1983201.1219.915106.41995140.1199541.7 1984227.7312.316106.21973136.4199644.4 19857071.417104.72002131.9197547.2 198675.5128.81899.81990129.3197350.0 198799.2164.21999.21987128.8198652.8 198866.291.12098.51975125.8199455.6 198994.3104.62195.42001120.6197258.3 199099.899.92294.31989120.5200061.1 1991182.2251.42390.61996110.6197663.9 199262.5109.32487.71980109.3199266.7 199365.3109.22583.71976109.2199369.4 1994125.7125.82681.32000104.7200272.2 1995106.4140.12775.51986104.6198975.0 199690.6136.42870198599.9199077.8 199764.872.32967.3197798.6198080.6 1998120.9165.93066.2198893.8197783.3 1999168.2172.63165.3199391.1198886.1 200081.3120.53264.8199772.3199788.9 200195.4172.43362.7197471.9197491.7 2002104.7104.73462.5199271.4198594.4 2003173.9237.23553.4197853.4197897.2 平均110.9 141.7 110.9 141.7 根据复核成果，按实测暴雨分析的经验频率暴雨成果与按照等值线图查算的设计暴雨成果基本一致，由于等值线图已经过平衡分析并刊布，因此麻风圩是设计暴雨成果采用等值线图查算的成果。各频率设计暴雨成果见表2.4.2。表2.4.2 麻风圩设计暴雨成果表项 目均值CVCV/CS5年一遇10年一遇最大24h暴雨（mm）1130.63.5153200最大3h暴雨（mm）1440.583.51942522.5主排涝其确定与外水位分析拟投入本次更新改造的孙垾站位于麻风圩金鸡港排水区，漳河北，站址上游距三埠管水文站6.5km。因为三埠管站距离孙垾站较近，并且均位于漳河干流，水力坡降小，故近似采用三埠管站的水位观测资料分析孙垾站的特征水位。为了满足排涝站工程设计需要，需分析的外水位包括主排涝期最高3天平均水位，最低平均水位和防洪水位等根据分析结论，麻风圩排涝期为58月，主排涝期为6月下旬7月中旬。1）平均外水位根据泵站设计规范（GB/T50265-97），该站平均外水位应为理念主排涝期日水位的平均值。根据历年主排涝期日水位的平均值分析，三埠管水文站的水位数值为11.17m，三埠管水文站距孙垾站6.5km（下游），主排涝期漳河水力坡降为1/10000，因此孙垾站的平均水位为10.52m。2）设计外水位根据泵站设计规范（GB/T50265-97），该站设计外水位应取10年一遇最高3d平均水位。根据历年最高3d平均水位统计资料作频率分析，三埠管水文站10年一遇最高3d平均水位数值为11.65m，三埠管水文站距孙垾站6.5km（下游），主排涝期漳河水力坡降为1/10000，因此孙垾站的平均水位为11.0m。3）最低外水位根据泵站设计规范（GB/T50265-97），该站最低外水位应取历年主排涝期外河最低日水位的平均值。根据历年主排涝期外河最低日水位平均值的统计资料分析，三埠管水文站主排涝期外河最低日平均水位数值为10.65m，三埠管水文站距孙垾站6.5km（下游），主排涝期漳河水力坡降为1/10000，因此孙垾站的平均水位为10.0m。4）防洪外水位根据泵站设计规范（GB/T50265-97），该站防洪外水位应取20年一遇最高3d平均水位。根据历年最高3d平均水位统计资料作频率分析，三埠管水文站20年一遇最高3d平均水位数值为12.15m，三埠管水文站距孙垾站6.5km（下游），主排涝期漳河水力坡降为1/10000，因此孙垾站的平均水位为11.5m。3工程地质麻凤圩地形一般较为平坦，局部分布有低山丘陵，区内河湖水网密布。勘探区地层主要为第四系松散沉积层，土性主要为中-重粉质壤土、淤泥质中-重粉质壤土、粉质粘土。在勘察深度范围内，从上到下为:素填土（Q4），以重夹中粉质壤土为主，局部夹粉土、粉砂，灰黄夹灰色，软可塑。层厚6.0-7.7m,层底高程8.84-7.16m。层（Q4）：中、重粉质壤土，灰、灰绿色，软可塑，中等压缩性。层厚1.5-2.45米，层底高程5.89-5.18m。 层（Q4）：淤泥质中、重粉质壤土，夹薄层轻粉质壤土，灰色，软塑，高压缩性。层厚3.2m，层底高程2.29m。层（Q3）：粉质粘土，棕黄、灰黄色，中等压缩性。未揭穿，揭露最大厚度4.9m，相应底高程-2.41m。4泵站规划复核及工程任务和规模4.1更新改造的必要性4.1.1孙垾站现状麻风圩属弋江区，圩总体地势为北高南低，圩内有生产交通道路贯穿。圩区内田面高程一般在7.09.5m（吴淞）之间。同时圩内水系较发达，平均沟塘率为10%。麻风圩金鸡港排区孙垾站建于上世纪七十年代，后期设备维修过，现有装机3台套165kw，排涝流量为1.9m2/s。圩内现有排涝泵站的出水路为漳河。圩内金鸡港排区排涝站现状见表4.1.1。表4.1.1 金鸡港排水区排涝站现状表序号站名新建时间设计流量（m2/s）设计扬程（m）装机容量（kw/台）水泵型号1金鸡港一站 （孙垾站）19761.9416520ZLB-702金鸡港二站19821.9416520ZLB-703金鸡港三站19923.63.731028ZLB-70合 计7.46404.1.2孙垾站存在的主要问题孙垾站座落于该圩南面，濒临漳河，排水区面积4.0km2,受益耕地面积0.42万亩，受益人口0.05万人。该站建于上世纪七十年代，运行至今长达30多年，据调查分析，该站目前存在的问题如下：1）排涝标准较低，约7-8年一遇该站在排水区内排涝能力低，满足不了受益区农业生产抗灾夺丰收的需要。圩内地势常年低于外河水位，无自流外排机遇，致使涝灾频繁，损失惨重，同时由于资金缺少等原因，该区用于水利基础设施建设投入严重不足，现状除涝装机容量和流量小，标准低，涝灾频繁限制了农业生产进一步的发展。为解决金鸡港排区的排涝问题，必须根据收益区排涝的实际需要，对泵站实施更新改造，努力提高泵站装置效率，提高排水区的除涝标准。2）建筑工程安全隐患明显该站自1976年建成后，中途对泵房和设备进行过改建，该泵站主要水工建筑物没有进行改造过。该站建筑工目前存在的主要问题：爬坡水箱与压力水箱由于基础不均匀沉降，造成断裂漏水，多次修补，效果并不理想；泵房顶部墙体开裂严重，雨水从缝隙中渗透进泵房；进水池为一池多泵式，进水条件不好，进水前池不符合泵站设计规范要求；进水闸不能正常开启，进水闸前未设置拦污装置。3）机电设备运行安全现状问题严重该站排涝设备主要为3台轴流泵，水泵为20ZLB-70型水泵，配套电机开始为老式电机，后期更换为Y280-6-5电机，但由于电机座不配套造成电机无法正常安装，影响投入使用，变压器为S7型产品，已经属于淘汰型，变压器的损耗及温升明显过高；配电柜为BSL型，产品的性能不能满足需要，这些主体设备均在低效区运行，且设备完好率为45%。4.2更新改造的原则和设计标准根据以上分析确定麻风圩金鸡港排水区孙垾站改造的任务是：通过对泵站更新改造的工程措施，适当提高受益区的除涝标准，为圩内居民提供较安全的生产、生活环境，并为水产养殖、环境保护服务；治理原则是：在满足除涝治理任务的前提下，通过方案比较，确定经济合理的工程措施，参照有关规范确定该圩的除涝标准为10年一遇。4.3泵站更新改造规划本次更新改造的主要目标是提高工程和设备完好率，适当提高排涝标准。现按10年一遇排涝标准对泵站实施改造，相应排涝模的计算式为：q=式中：q排涝模数m3/s/km2C旱荒地（含耕地）径流系数T3天h每天开机22小时F项目区受益总面积（km2）计算出项目区排涝模q=0.51 m3/s/km2,根据排涝模计算出项目区总排涝流量为：Q=qF=0.514.0=2.04（m3/s）。本次改造的孙垾站设计排涝流量为2.1m3/s。本次更新改造规划的主要内容是：拆除重建孙垾站，总装机3台套165kw。规划成果见表4.3.14.3.3。表4.3.1孙垾站建筑物改造规划表分部工程名称泵房进水建筑物压力水箱和部分箱涵规划改造方式拆除重建表4.3.2孙垾站建筑物改造规划表主设备名称主泵房主电机变压器台数型号流量（m3/s)台数容量（kw）台数容量（KVA）型号、数量及主要技术指标320ZLB-702.13551200表4.3.3孙垾站电气设备及金属结构更新改造规划表设备名称开关柜（台）电动葫芦启闭机清污机设备特征高、低压3t数量71104.4泵站的规模及主要设计参数4.4.1设计排涝流量由于本次设计只更新改造孙垾站，排涝标准按10年一遇更新改造的设计排涝流量见表4.4.1.受益面积(km2)耕地率沟塘率（%）复核流量（m3/s)本次改造设计流量（m3/s)470102.042.14.4.2更新改造泵站特征水位及扬程1）设计内水位按排田要求，控制排水区90%的低田涝水被排除为原则，并计渠道经过拦污栅推算至排涝站进水池的水位，该站的设计内水位为7.0m.2)最低内水位充分发挥沟塘的调蓄功能，在主排涝期前预排圩内积水，考虑圩内沟渠网发达，来水速度较快，故最低内水位为6.5m。3）最高内水位根据排区内地形以及农作物的分布，在保证排涝效益的前提下，确定各排水区允许的最高内涝水位，并在遭遇标准暴雨时，保证泵房电机不进水，防内涝最高水位采用曾出现过的最高内涝水位。本站最高内水位为7.5m。4）设计外水位：取承泄区主排涝期10年一遇最高3d平均水位，为11.0m。5）防洪外水位：取外河地方20年一遇设计防洪水位，为11.5m。特征扬程根据规范计算，该站的排涝设计净扬程为4.0m，最高净扬程为4.5m，最低净扬程为2.5m。4.4.3更新改造规模孙垾站的设计排涝流量为2.1m3/s,设计净扬程为4.0m,如果假设按净扬程的25%计算泵站的排涝水头损失，则该站的设计总扬程为5.0m。根据确定的设计流量和特征扬程，初步选用该站的排涝机组为3台20ZLB-70型轴流泵，转速980r/min,配3台异步电动机，型号为Y280M-8-55，配套功率55kw，装机总容量为165kw。孙垾站更新改造的设计条件4.4.2。表4.4.2 更新改造泵站的设计条件设计条件单位数值设计流量m3/s2.1设计内水位m7.0最低内水位m6.5最高内水位m7.5设计外水位m11.0防洪外水位m11.5设计净扬程m4.0最高净扬程m4.5最低净扬程m2.55工程布置及主要建筑物设计5.1设计依据及设计标准、规范5.1.1工程等别及建筑物级别本次设计拆除重建孙垾站，根据泵站设计规范（GB/T50265-97）的规定，确定本工程等别为等小（1）型，主要建筑物（进水闸、前池、进水池、泵房、压力水箱及部分穿堤涵洞）级别按4级设计，翼墙等次要建筑物级别按5级设计。5.1.2地震设防烈度根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，相应于工程区地震基本烈度为度。场地土类型为软弱场地土，建筑场地类别为类，工程区地震动反应谱特征周期为0.45s，建筑物按度设防。5.1.3采用的有关主要规程、规范泵站设计规范（GB/T50265-97）；中华人民共和国防洪法1997年；水利水电工程初步设计编制规程（DL5021-93）水工建筑物抗震设计规范（SL203-1997）防洪标准（GB50201-94）；水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）；水工砼结构设计规范（SL/T191-96）水工建筑物荷载设计规范（GL5077-1997）水闸设计规范（SL265-2001）5.1.4基本资料5.1.4.1泵站运行特征水位及其他设计资料泵站运行特征水位及其他资料见表5.1.1。表5.1.1 泵站运行特征水位设计条件单位数值设计流量m3/s2.1设计内水位m7.0最低内水位m6.5最高内水位m7.5设计外水位m11.0防洪外水位m11.5设计净扬程m4.0最高净扬程m4.5最低净扬程m2.55.2站址的选择本次站址的选择，结合业主及现场的地形条件，决定将泵房在原来站址前移15m左右，具体位置待施工现场定夺。5.3工程总体布置本枢纽工程主要建筑物有内河侧引水渠、前池、进水池、站身、汇水箱及部分穿堤涵洞及管理设施。（1）内河引水渠已有，边坡系数为1:2。为了便于泵站与现有渠道更好的衔接，需清淤、拓宽进水渠道30m，供布置进水前池，进水池等建筑物，渠道底宽2.0m，边坡1:2。（2）进水前池本站采用正向进水前池，前池首部与土渠相连，底宽2.0m，底高程5.5m，末端与进水池相连，底宽7.3m，底高程为5.0m。前池两侧采用M10浆砌石重力式挡土墙，墙高3.54.0m，墙后填土高程8.5m9.0m。前池C20素砼护坦厚0.3m，总长度为10.0m，护坦末端下部设置2.0m长反滤设施，以顺利导出渗水。（3）进水池、泵室与压力水箱进水池与泵室及压力水箱三者连在一起，共用一块整体底板（C25钢筋砼），底板厚0.6m，顺水流方向长8.0m，垂直水流方向宽8.3m，底板高程为5.0m。泵室为堤后湿室型，共设3台排涝泵，单泵室净宽2.1m。为了减少工程造价，减轻自重，泵室下部结构采用隔墙与排架结合方式。水泵层（6.355m）以下为墩墙结构，水泵层以上至电机层（9.0m）间为排架结构。泵室后墙在水泵层以上为连续的钢筋砼墙，墙厚0.5m。厂房宽6.5m，长15.1m，净高5.85m。泵轴线距进水池首端为3.5m，距泵室后墙的净距离为3.5m。泵室出水侧设置压力水箱，水箱为一层结构，净高为1.2m，以满足抽排时汇水需要，压力水箱前墙与泵室后墙共用一个墙体，后部与出水箱涵相连。其首端为平直段，末端为收缩段，收缩角65。箱内设2个分流墩，以改善箱内流态，减少箱板宽度。在检修孔上埋设通气管至外河最高水位以上，以排除箱内气体及减小水锤压力。（4）出水管 出水管为仰角60，出口处接30铸铁弯头，弯头后接2节1m长直管，然后接0.6m长伸缩节及一节1.0m穿墙直管，然后接内径0.6m的浮箱拍门。泵室后墙在穿墙直管部位的混凝土采用二期浇筑。（5）穿堤涵洞穿堤涵洞采用单孔钢筋砼箱涵，净空1.01.2m（宽高），底板高程为6.55与原有涵洞底高程相同，顶、底板厚度为0.4m，侧墙厚度为0.4m，新建涵洞长度为8.0m与老涵洞用包箍连接设止水。（6）管理设施管理房布置在泵房的西侧，地面高程为9.0m，管理房平面尺寸为10.38m6.48m，结构为砖混结构。5.4主要建筑物设计5.4.1泵站各部分高程确定1）进水池底板高程水泵样本规定，20ZLB-70型轴流泵的叶轮中心线距池底最小距离为0.75m，而叶轮的最小淹没深度为0.75m,进水池最低运行水位为6.5m。 则进水池底板高程为6.5-0.75-0.75=5.0m。2）确定出水管中心线高程由于本站设计最低扬程为2.5m，而抽排时外河侧最低运行水位为10.0根据出水管道的出口上缘应淹没在出水池最低运行水位以下0.1-0.2m的要求，此处按0.2m取用，对于20ZLB-70型水泵，出水管直径为0.6m，其出水管中心线高程为10-0.2-0.6/2=9.5m，实取为7.1m，低于设计值可用。3）确定水泵喇叭口中心线高程对于20ZLB-70型泵，由水泵样本知道，喇叭口的悬空高度为0.45m，则喇叭口中心线的高程为5.0+0.45=5.45m。4）确定水泵安装高程（即叶轮中心线高程）及泵座高程，对于20ZLB-70型泵，由水泵样本知道，叶轮中心线距喇叭口底面的距离为0.3m,则水泵安装高程为5+0.3+0.45=5.75m。5）确定水泵的泵座高程有水泵样本可知，泵座距地板的距离为1.355m，则泵座高程为1.355+5=6.355m。6）确定泵室电机层楼板高程根据最高内水位确定（最高内水位为7.5m）一般应高于最高内水位0.51.0m，则7.5+1.0=8.5m根据底面高程确定（地面高程为8.5m左右）一般应高于地面高程0.20.5m，则8.5+（0.20.5）=8.79.0m综合以上两条，实取9.0m。这样泵座与电机层楼板间间距为2.645m，小于样本要求的不加中间传动轴之3.5m的要求，水泵不需另加中间传动轴。7）确定厂房屋面大梁底高程厂房根据电机、水泵等吊件高度，结合考虑构件与电机的安全距离及吊钩与吊件之间的吊索长度等因素，经计算取屋面大梁底与泵房地面板净高为5.85m,则大梁底高程为9+5.85=14.85m。8）确定压力水箱各部位高程压力水箱段为一层结构，用以抽排汇水需要，考虑到新建压力水箱与老穿堤箱涵的衔接，取汇水箱净空高度为原箱涵净空高度1.2m，出水管的中心线高程为7.1m，出水管下口距箱涵地板净高为0.25m,则汇水箱底板顶面高程为7.1-0.25-0.3=6.55m，顶板底面高程为6.55+1.2=7.75m，顶板厚度为0.3m，则汇水箱顶板高程为8.05m。5.4.2进水池与泵室的平面尺寸确定1）垂直水流方向宽度B进水池宽度确定：当每台抽水泵各有一间泵室时，按一般要求，泵室净宽B净大于2D进（D进为喇叭口直径），由水泵样本知为0.75m，经计算B净应大于1.5m，实取2.1m，共设2道隔墙，隔墙及变强厚皆0.5m，则进水池净宽度为B=32.1+0.52=7.3m。2）顺水流方向长度L一般要求吸水管口中心至进口的距离不小于3D进，则：L=3D进+T+墙厚T吸水管口中心（泵轴线）至进水池后墙的距离。由样本知，加上30弯头后，泵轴线距弯头出口距离0.75m，考虑加一段0.6m伸缩节后再接一节穿墙直管，然后出水，且该出水管在后墙外应伸出0.3m(以利结构法兰、螺栓)，后墙厚度取0.5m，则泵轴线至进水池后墙外侧的距离为：0.75+12+0.6+0.5=3.85m,实取4.0m。吸水管口中心至进水池进口的距离为3D进=30.75=2.25m，实取4.0m则顺水流方向总长度实取为L=4.0+4.0=8.0m。5.4.3结构稳定计算5.4.3.1泵室稳定计算按完建期、防洪期、最高扬程抽排时期进行泵室稳定计算。（1）基底压应力计算P=式中：P泵室基础底面应力的最大或最小值（Kpa）； G作用在泵室上的全部竖向荷载； M作用于泵泵房基础底面以上的全部竖向和水平向荷载对于基础底面垂直水流方向的形心轴的力矩（KNm）； A泵室基础底面面积（m2） W泵室基础底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩（m3）要求Pmax/Pmin。中等坚实土质基本荷载组合=2.0，特殊荷载组合=2.5。低级允许承载力P=100Kpa。（2）抗浮稳定计算Kf=Kf泵室抗浮稳定安全系数；V作用于泵室基础底面以上的全重力（KN）；U作用于泵室基础底面以上的扬压力（KN）；计算要求KfKf，基本荷载组合Kf=1.10，特殊荷载组合Kf=1.05。（2）抗滑稳定计算KC= 式中：KC沿泵房基底面的抗滑安全系数； f摩擦系数G作用在泵室上的全部竖向荷载（KN）；H作用在泵室上的全部水平向荷载（KN）；计算要求KCKC，基本荷载组合KC=1.25，特殊荷载组合KC=1.10。泵室稳定计算成果见表5.4.1。满足规范要求。泵室稳定计算成果表计算工