骆马湖分洪口南泵站建筑结构设计毕业设计论文.doc

骆马湖分洪口南泵站建筑结构设计毕业设计论文1.综合说明1.1 工程位置 分洪口南泵站位于骆马湖西堤北段的中偏北部位，与刘宅、五墩泵站基本同处一个地貌单元，场地上部以新近沉积的壤土、淤泥质土，下部为上更新统老粘性土。场区地形开阔，地势低平，地面高程21.4221.52m。1.2 工程概况 泵站引河段总长200m，底宽8m，底高22m，坡比1:2，出水段280m，底宽8m，底高26m，坡比1:2，两段均砌块石护坡。泵站设计总流量7.6 m3/s。1.3 工程水位情况表1-1 运行水位组合上下游 水位（m）外河侧最高运行水位26.40设计运行水位26.00最底运行水位23.50校核水位27.40内河侧（引河侧）最高运行水位23.40设计水位22.00最低运行水位21.40表1-2 稳定水位组合计算工况外河侧内河侧防渗校核水位27.40最低运行水位21.40完建期无水无水设计组合设计运行水位26.00设计运行水位22.00校核组合校核水位27.40最低运行水位21.40地震期设计运行水位26.00设计运行水位22.001.4 工程地质资料分洪口南泵站位于骆马湖西堤北段的中偏北部位，与刘宅、五墩泵站基本同处一个地貌单元，场地上部以新近沉积的壤土、淤泥质土，下部为上更新统老粘性土。场区地形开阔，地势低平，地面高程21.4221.52m。1.5 抗震设防烈度 根据中国地震动参数区划图（GB18302001），拟建5座泵站各工程场地地震动峰值加速度0.03g，相应场地基本地震烈度度，场地地震动反应谱特征周期为0.35s。各场地位于郯庐断裂带内，抗震稳定性差，大部分场地低级持力层分布有软弱不均匀地段，工程位于抗震不利地段。根据地基条件，参照水工建筑物抗震设计规范第3.1.2,3.1.3条划分场地土类型和场地类别：建筑物场地为中软场地，场地类别类。各建筑物等级为4级，抗震设防类别为丙级，设计根据工程等级规范设防。2.设计参数确定2.1设计流量 本泵站设计流量为7.6m3/s。2.2 特征扬程 设计扬程：H 设H设上H设下26.00m22.00m4.00m 最高扬程：H 高H最高上H最低下26.40m21.40m5.00m 最低扬程：H 低H最低上H最高下23.50m23.40m0.10m2.3 建筑物等级 按照水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）、泵站设计规范（GB/T 50265-97）确定新沂市骆马湖周边沿线洼地泵站更新改造工程泵站等别为等，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级；穿堤涵洞部分为等，主要建筑物3级，次要建筑物4级。3.主机组选型3.1 水泵选型原则 由于水泵的选型是动力机、传动及辅助设备等的配套、泵站工程建筑物设计以及经济运行的重要依据。水泵的选型不合理不仅会增加工程投资，而且会降低水泵的运行效率，增加泵站能耗和运行费用。所以，水泵的选型必须十分重视。水泵的基本选型原则主要有：（1）必须满足生产需要的流量和扬程要求；（2）水泵应在高效范围内运行；（3）水泵在长期运行中，泵站的效率较高，能量消耗少，运行费用低；（4）按所选的水泵型号和和台数建站，工程投资应较少；（5）在设计标准的各种工况下，水泵机组能正常安全运行，即不允许发生汽蚀、 振动和超载等现象；（6）便于安装、维修和运行管理。3.2 水泵选型资料 根据泵站设计资料可知，泵站总设计流量为7.6m3/s，设计净扬程和最高净扬程， H净=4.00m，H高=5.00m，估计水力损失为净扬程的10%，则水泵的设计扬程为H泵设=4.001.1=4.4m，最大扬程为H泵max=5.01.1=5.5m。3.3 水泵选型方案 第一方案拟选3 台1000ZLB-4轴流泵（叶片安放角0，流量Q=2.59m3/s，转速n=490r/min； 第二方案拟选5 台800ZLB-70（叶片安放角0，流量Q=1.53m3/s，转速n=485r/min，； （方案一方案二轴流泵安装图见附录） 1000ZLB-4轴流泵性能曲线图 800ZLB-70轴流泵性能曲线图3.4 动力机配套 动力机配套包括动力机类型选择、配套功率和确定机型等内容。3.4.1 动力机类型选择 本泵站轴流泵配套动力机选电动机。3.4.2 传动装置选择 水泵轴与电动机的轴连接采用刚性联轴器直接连接，刚性联轴器直接传动具有传递功率大，传动效率高，结构简单、紧凑，占地面积小，传动平稳，无噪音，结构简单，价格低廉等优点。此电动机与水泵转速相等，转向相同，故理论传动效率dr=100%，则本工程中取dr=100%。3.4.3 电动机的安装形式 本泵站采用立式轴流泵，故电动机的安装形式也应该采用立式安装。3.2.4 配套功率的计算方案一： 泵站采用电动机为动力机，根据资料可知，其配套功率按下式计算： 式中：Q为水泵工作范围内对应于最大轴功率的流量，m3/s; H为水泵工作范围内对应于最大轴功率的扬程，m； K为动力机备用系数，按参考书水泵及水泵站表7-2选取； 为水泵效率； 为传动效率。=1.075=84.40kW选用配套电机3台Y2-355M2-12 型电机Y2-355M2-12型电机性能参数表功率（kW）额定转速（r/min）功率因数效率%负载转动惯量重量1324900.7193.0%9.351470方案二： 泵站采用电动机为动力机，根据资料可知，其配套功率按下式计算： 式中：Q为水泵工作范围内对应于最大轴功率的流量，m3/s; H为水泵工作范围内对应于最大轴功率的扬程，m； K为动力机备用系数，按参考书水泵及水泵站表7-2选取； 为水泵效率； 为传动效率。=191.25kW选用配套电机5台 型电机型电机性能参数表功率（kW）额定转速（r/min）功率因数效率%负载转动惯量重量904900.7092.5%9.4019004.枢纽布置及进出水建筑物设计4.1泵站枢纽布置 本泵站为单纯的排涝泵站工程，采用墩墙湿室型泵房。泵站副厂房采用三层布置，并根据需要设有监控室，配电室，办公室会议室等。副厂房设在主泵室一端。方案一布置示意图：方案二布置示意图：4.2泵房结构形式的选择 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：（1）泵房必须满足设备布置、安装、运行及检修的要求；（2）满足结构布置和整体稳定要求，各构件具有足够的强度和刚度，安全可靠；（3）满足通风、采暖及采光的要求，符合防潮、防火、防噪音等技术规定；（4）泵房内外交通便利，便于管理；（5）厂房设计时应注意建筑造型，做到合理紧凑，实用美观，并与环境协调。本泵站拟采用墩墙式湿室型泵房。泵房共分为上层的电机层和下层的水泵层两层，结构较为简单。该泵房进水条件好，各机组可以单独检修，互不干扰。本地的地质条件较好，能够满足承载力要求，而且站址所在地交通方便，材料等资源充足，综合以上分析通南河第三泵站采用墩墙式湿室型泵房。4.3 前池设计4.3.1前池设计 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。由于正向进水前池的水流能逐渐扩散，具有良好的进水流态，且形式简单，施工方便等优点，故前池采用正向进水形式。4.3.1.1前池扩散角 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。4.3.1.2 前池池长方案一：L=10.31m式中，L为前池总长，m；B为进水池总宽度，由进水池设计知B=3B1+2B0=33.975+20.8=13.525m；b为引渠末端底宽，m。方案二：L=28.13m式中，L为前池总长，m；B为进水池总宽度，由进水池设计知B=5B1+4B0=53.975+40.8=23.075m；b为引渠末端底宽，m。4.3.1.3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。前池底坡根据引渠及进水池的高差及前池池长确定。方案一：=18.3-18.17=0.13m=0.13/11=0.01 由于i过小，故可将纵坡只设置在靠近进水池进口的一段长度内，而将斜坡前的池底做成水平，以便施工。故i取1:4，则纵坡水平段长度L=0.134=0.52m方案二：=18.3-18.69=-0.39m=-0.39/26=-0.015 由于i过小，故可将纵坡只设置在靠近进水池进口的一段长度内，而将斜坡前的池底做成水平，以便施工。故i取1:4，则纵坡水平段长度L=1.56m4.3.1.4 前池构造 前池的翼墙采用八字直立式直线翼墙，与前池中心线成45角。在前池纵向斜坡段下设反滤层，反滤层自上而下为碎石20cm，瓜子石10m，中砂10m。此段设置梅花形布置的冒水孔，间距1m，孔径5cm。4.4进水池结构的设计布置 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。方案一：4.4.1.1 进水池的形式 采用湿室型进水池，维修方便，池顶高程与下游堤顶平齐。采用开敞式进水池，后壁形式为矩形。4.4.1.2 进水池的尺寸拟定 所选立式轴流泵1000ZLB-4的喇叭口直径为D=1.325m，以此来确定进水池各部分尺寸。1. 进水池宽度的确定 规范推荐单台水泵进水池池宽B1=3D=31.325=3.975m2. 悬空高度的确定 悬空高度指吸水喇叭管进口至进水池底部的距离，悬空高度的确定于所用喇叭管的进口直径有一定的关系，较大的喇叭管所需悬空高度较小，而较小的喇叭管直径则需要较大的悬空高度。通常C=（0.50.7）D，这里取C=0.64D=0.848m。3. 后壁距的确定 后壁距T指吸水管中心至进水池后壁的距离，规范推荐后壁距T为（0.81.0）D=（1.061.325）m，同时满足喇叭管安装的要求，取T=1.25m4. 进水池长度 进水池长度用下式计算：L=（m） 式中，B1为单台泵进水池宽度，m；h为设计水位是进水池水深，m；Q为水泵额定流量，m3/s；K为秒换水系数，当Q0.5m3/s时，K=（3050）s。根据Q=2.59m3/s，取K=40，则：L=8.2m4D=5.3m为满足检修门槽、拦污栅及泵房的布置要求，取L=13.0m。5. 淹没深度的确定规范推荐：喇叭管垂直布置时，hs（1.01.25）D=（1.3251.656）m，而根据所选水泵1000ZLB-4的安装图知hs=1.18+0.55=1.73m，不满足要求。因此，将下游最低运行水位至叶轮中心线高度取为1.00，则hs=1.00+0.55=1.55m。方案二：4.4.1.1 进水池的形式 采用湿室型进水池，维修方便，池顶高程与下游堤顶平齐。采用开敞式进水池，后壁形式为矩形。4.4.1.2 进水池的尺寸拟定 所选立式轴流泵800ZLB-70的喇叭口直径为D=1.25m，以此来确定进水池各部分尺寸。6. 进水池宽度的确定 规范推荐单台水泵进水池池宽B1=3D=31.25=3.75m7. 悬空高度的确定 悬空高度指吸水喇叭管进口至进水池底部的距离，悬空高度的确定于所用喇叭管的进口直径有一定的关系，较大的喇叭管所需悬空高度较小，而较小的喇叭管直径则需要较大的悬空高度。通常C=（0.50.7）D，这里取C=0.64D=0.8m。8. 后壁距的确定 后壁距T指吸水管中心至进水池后壁的距离，规范推荐后壁距T为（0.81.0）D=（1.01.25），同时满足喇叭管安装的要求，取T=1.25m9. 进水池长度进水池长度用下式计算：L=（m） 式中，B1为单台泵进水池宽度，m；h为设计水位是进水池水深，m；Q为水泵额定流量，m3/s；K为秒换水系数，当Q0.5m3/s时，K=（3050）s。根据Q=1.48m3/s，取K=40，则：L=6.8m4D=5.3m为满足检修门槽、拦污栅及泵房的布置要求，取L=11.0m。10. 淹没深度的确定规范推荐：喇叭管垂直布置时，hs（1.01.25）D=（1.251.56）m，而根据所选水泵800ZLB-70的安装图知hs=1.0+0.45=1.45m，满足要求。4.5出水池结构布置方案一：4.5.1.1 出水池设计（1）出水池形式出水池采用正向开敞式出水池，钢筋混凝土结构。（2）出水池尺寸确定出水管出口直径Dc淹没深度Hs 为了不使出水管水流冲出水面，增加水力损失和水面旋滚，出水管口应留有一定淹没深度。Hs=(23)=（0.40.61）m 并根据水泵出水管的安装图。综合得，取Hs=0.4m。池底至管口下缘距离P 为便于出水管道及拍门的安装，也为了避免泥沙或杂物堵塞管口，出水管管口与出水池底应留有一定的空间，一般P=（0.20.3）m，取0.25m。出水池池顶高程池顶和池底高程池底、出水池池顶高程池顶=max+h超高 (m) 式中，h超高安全超高，泵站流量大于6m3/s，故取h超高=0.6m；max出水池最高水位，m；故池顶=max +h超高 =23.4+0.6=24m。、池底=池顶-h淹-D0-P=24-0.4-1.27-0.25=22.08、出水池高度H池高=max -min =24-22.08=1.92 m。出水池宽度B 出水池宽度可按下式计算：B=(n-1)+n(Dc+2a)；式中： n出水管数目，n=3； 隔墩厚度，取=0.2m； Dc出水管出口直径，Dc =1.27m； a出水管边缘至池壁或隔墩的距离，一般a=(0.51.0) Dc=(0.51.0) 1.5=(0.751.5)m，取1.016m。故B=(n-1)+n(Dc+2a)= (3-1) 0.2+3(1.27+21.016)=10.306 m。考虑进水池布置，将出水池宽度定为15m。出水池长度 因为出水池底高程与出水侧干渠底高程同高，故不需设台坎。 出水池长度可按下式计算：L出=2.9Dc（-1）=16.5mDc=D0=1.27mA=（10+6.08）3.92=31.52m2Vc=2.0m/sV渠=0.25m/s 干渠护砌长度 刚进入干渠的水流紊乱，土渠易被冲刷，故需护砌加固。护砌长度可按下式计算：L护=(45)h渠max式中：h渠max 为渠道中最大水深； h渠max=26.4-22.1=4.3m；故 L护=4.5 h渠max=19.35m。出水池与干渠的渐变段出水池通常比出水引河渠底宽，因此，需在两者之间设置一衔接段以实现平顺的过渡。根据试验资料和工程实际经验，收缩角=3040。渐变段长度可按下式计算：式中：B出水池池底宽度；b出水引河渠底宽度；出水池收缩角；Lg=7.89m方案二：4.5.1.1 出水池设计（1）出水池形式出水池采用正向开敞式出水池，钢筋混凝土结构。（2）出水池尺寸确定出水管出口直径DcDc=1.0m淹没深度Hs 为了不使出水管水流冲出水面，增加水力损失和水面旋滚，出水管口应留有一定淹没深度。 Hs=(23) 并根据水泵出水管的安装图。综合得，取Hs=0.5m。池底至管口下缘距离P为便于出水管道及拍门的安装，也为了避免泥沙或杂物堵塞管口，出水管管口与出水池底应留有一定的空间，一般P=0.20.3m，取0.25m。出水池池顶高程池顶和池底高程池底、出水池池顶高程池顶=max+h超高 (m)式中，h超高安全超高，泵站流量大于6m3/s，故取h超高=0.6m；max出水池最高水位，m；故池顶=max +h超高 =23.4+0.6=24m。、池底=池顶-h淹-D0-P=24-0.4-1.0-0.25=22.35、出水池高度H池高=max -min =24-22.35=1.65 m。出水池宽度B 出水池宽度可按下式计算：B=(n-1)+n(Dc+2a)；式中： n出水管数目，n=5； 隔墩厚度，取=0.2m； Dc出水管出口直径，Dc =1.0m； a出水管边缘至池壁或隔墩的距离， 一般a=(0.51.0) Dc=(0.51.0) 1.0=(0.51.0)m，取0.8m。故B=(n-1)+n(Dc+2a)= (5-1) 0.2+5(1.0+20.8)=13.8m。考虑进水池布置，将出水池宽度定为17m。出水池长度 因为出水池底高程与出水侧干渠底高程同高，故不需设台坎。 出水池长度可按下式计算：L出=2.9Dc（-1）=18.0m（V渠为干渠进口平均流速）Dc=D0=1.0mA=（10+6.08）3.92=31.52m2Vc=2.0m/sV渠=0.25m/s 干渠护砌长度 刚进入干渠的水流紊乱，土渠易被冲刷，故需护砌加固。护砌长度可按下式计算：L护=(45)h渠max式中：h渠max 为渠道中最大水深； h渠max=26.4-22.1=4.3m；故 L护=4.5 h渠max=19.35m。出水池与干渠的渐变段出水池通常比出水引河渠底宽，因此，需在两者之间设置一衔接段以实现平顺的过渡。根据试验资料和工程实际经验，收缩角=3040。渐变段长度可按下式计算：式中：B出水池池底宽度；b出水引河渠底宽度；出水池收缩角；Lg=8.12m4.5.1.2 出水管设计方案一： 出水管路图1.管道布置及铺设 管道的布置形式采用单机单管，其结构简单、附件少、运行库考，适用于低扬程、管道短的泵站。管铺设方式采用暗式，将管道埋于地下。其优点是受温度变化影响小，管顶埋设深度主要取决于外部荷载，埋设处无耕作要求时管顶埋设深度大于0.5m即可。2.管材选择 对于泵站管材的选择，要根据设计压力、管道长短、当地材料供应情况、价格等因素进行分析比较确定。本设计采用钢管，因其具有强度高、管壁薄、重量轻、接头简单、运输方便等优点，但是由于其易腐蚀，应做防锈处理和防侵蚀措施。3.管径确定 在初步设计阶段，可根据经济流速确定经济管径。泵站出水管经济流速，一般净扬程50m一下取1.52.0m3/s，这里取2.0m3/s。D=1.27m为了与水泵出口相适应，中间用一段同心变径接管连接，并用弯管连接。4.出水管道长度 水泵：出口管径1.0m，出水管直径1.27m。根据水泵及水泵站，同心变径接管长度L=（57）d，取L=5d=50.27=1.35m，管道超出泵房的长度取为5m。方案二：1.管道布置及铺设 管道的布置形式采用单机单管，其结构简单、附件少、运行库考，适用于低扬程、管道短的泵站。管铺设方式采用暗式，将管道埋于地下。其优点是受温度变化影响小，管顶埋设深度主要取决于外部荷载，埋设处无耕作要求时管顶埋设深度大于0.5m即可。2.管材选择 对于泵站管材的选择，要根据设计压力、管道长短、当地材料供应情况、价格等因素进行分析比较确定。本设计采用钢管，因其具有强度高、管壁薄、重量轻、接头简单、运输方便等优点，但是由于其易腐蚀，应做防锈处理和防侵蚀措施。3.管径确定 在初步设计阶段，可根据经济流速确定经济管径。泵站出水管经济流速，一般净扬程50m一下取1.52.0m3/s，这里取2.0m3/s。D=1.01m为了与水泵出口相适应，中间用一段同心变径接管连接，并用弯管连接。4.出水管道长度 水泵：出口管径1.0m，出水管直径1.01m。根据水泵及水泵站，同心变径接管长度L=（57）d，取L=5d=50.01=0.05m，管道超出泵房的长度取为5m。5.泵房布置5.1 泵房平面布置 设备布置一方面要满足机电设备的安装、运行和检修以及紧凑、整齐和美观的要求，另一方面又需要满足泵房结构布置以及泵房内的通风、采光和采暖的要求，并符合防潮、防火和防噪声的技术规定。同时还应注意泵房内外交通运输要求，建筑造型应该美观。5.1.1 主机组布置 主机组采用一列式布置，各机组轴心线相互平行，位于同一平面内，该设备布置方式比较简单、整齐美观。各方案主机组布置图如图所示。方案一：方案二：5.1.2配电设备布置配电柜为一端式布置，在泵房进线端建单独的配电间。这种布置方式的优点是机房跨度小，进出水侧都可以开窗，有利于通风和采光。在水泵的工作走道一侧设置电缆沟，以便电缆线的布置。配电间长度取5m。两方案一致。5.1.3 检修间布置本泵站属于中型泵站，为了便于检修和维护，需要设置一长5.0m，和泵房跨度一样宽的检修间,布置在泵房靠近大门口的一端。5.2 泵房平面尺寸确定5.2.1 机房跨度B方案一：机房跨度根据起重机跨度、起重机与墙体间距离以及墙体的厚度来确定。宽度式中：b1起重机跨度； b2起重机工字钢支座中心与墙内边缘的距离； b3墙体厚度。 宽度：B=b1+b2+b3+=2+1.7+3.0=6.7m方案二：机房跨度根据起重机跨度、起重机与墙体间距离以及墙体的厚度来确定。宽度式中：b1起重机跨度； b2起重机工字钢支座中心与墙内边缘的距离； b3墙体厚度。 宽度：B=b1+b2+b3+=2+1.7+3.0=6.7m,取8m5.2.2 机房长度L方案一：主机组按一列式布置，机房长度可按下式计算：L= nB+(n-1)C1+2C2式中：L 泵房长度（m）；C1进水池中墩厚度，取0.8m；C2 进水池边墩厚度，取1.0m；n 主机台数，本方案3台；B 单个进水池宽度，3.975m；进水池总宽为15.525m另外设置检修间长度5m，配电间5m 因此泵房长L=25.525m。方案二：主机组按一列式布置，机房长度可按下式计算：L= nB+(n-1)C1+2C2式中：L 泵房长度（m）；C1进水池中墩厚度，取0.8m；C2 进水池边墩厚度，取1.0m；n 主机台数，本方案5台；B 单个进水池宽度，3m；进水池总宽为20.2m。另外设置检修间长度5m，配电间5m 因此泵房长L=30.2m。5.2.3 机房高度H方案一： 根据起重机，电机的安装图等资料，得机房高度H计算式： H=h1+h2+h3+h4+h5+h6式中：H:机房高度； h1：车厢板离地面的高度； h2：垫块高； h3：最高设备高度； h4：起重绳索的捆扎垂直长度； h5：吊钩极限高度； h6：单轨吊车梁高度 则：H=h1+h2+h3+h4+h5+h6=1+0.3+3.5+1.26+1.15+0.5=7.71m取H=8m。方案二： 根据起重机，电机的安装图等资料，得机房高度H计算式： H=h1+h2+h3+h4+h5+h6式中：H:机房高度； h1：车厢板离地面的高度； h2：垫块高； h3：最高设备高度； h4：起重绳索的捆扎垂直长度； h5：吊钩极限高度； h6：单轨吊车梁高度 则：H=h1+h2+h3+h4+h5+h6=1+0.3+3.7+1.26+1.15+0.5=7.91m取H=8m。5.3泵房主要高程的确定 方案一：1、叶轮中心线高程轮轮=低-h3=21.4-1.73=19.67mh3为水泵叶轮中心淹没深度，根据所选水泵型号，最小淹没深度h3为1.73m。2、 水泵吸水喇叭管管口高程进进=轮-h2=19.67-0.55=19.12mh2为喇叭口至叶轮中心线高度。3、水泵梁顶高程泵梁泵梁=轮+p=19.67+0.8=20.474、地板高程底底=进-h1=19.12-0.848=18.272mh1为管口悬空高度。5、电机层楼板高程机机=高+=23.4+0.8=24.2m式中，高为下游最高水位；为安全超高，这里取0.8m。6、机房屋面大梁下缘高程梁梁=机+机房高度=24.2+8.0=32.2m方案二：1、叶轮中心线高程轮轮=低-h3=21.4-1.93=19.87mh3为水泵叶轮中心淹没深度，根据所选水泵型号，最小淹没深度h3为1.93m。2、 水泵吸水喇叭管管口高程进进=轮-h2=19.87-0.40=19.47mh2为喇叭口至叶轮中心线高度。3、水泵梁顶高程泵梁泵梁=轮+p=19.47+0.8=20.074、底板高程底底=进-h1=19.12-0.848=18.272mh1为管口悬空高度。5、电机层楼板高程机机=高+=23.4+0.8=24.2m式中，高为下游最高水位；为安全超高，这里取0.8m。6、机房屋面大梁下缘高程梁梁=机+机房高度=24.2+8.0=32.2m6.水泵的工况点校核6.1.1管路布置管路布置图见图6-1。 图6-1 管路布置图(单位:cm)6.1.2 管路阻力损失计算6.1.2.1 局部阻力参数确定 式中: S局 管路局部阻力参数（s2/m5）；d 管道内径（m）； 管路局部阻力系数。计算见表6-1。6.1.2.2 沿程阻力系数确定 式中: S沿 管路沿程阻力参数（s2/m5）； n 管道粗糙系数，钢管n = 0.012； d 管道的内径（m）； L 出水管路的管道总长度，L=6.0m。 计算见表6-2。部位dS局喇叭口进口0.151.3250.004030弯头段0.1711.270.0056拍门0.41.30.0079扩散段0.061.00.0050合计0.1725表6-1 局部阻力系数计算表表6-2 沿程阻力系数计算ndLS沿0.0121.276.00.025所以S=0.1725+0.025=0.20 s2/m56.1.3 工况点校核 式中：h 管路水头损失（m）；Q 流量（m3/s）；S 管路阻力参数总和（s2/m5）；Hr 水泵需要扬程（m）；H净 实际扬程（m）。 拦污栅左右两侧水位差，取0.15m。（1）水泵设计工况：水泵设计工况扬程计算表见表6-3表6-3 设计运行工况下水泵扬程计算表Q（m3/s）1.62.02.42.83.0S（s2/m5）0.200.200.200.200.20h(m)0.5120.81.1521.5682.048扬程H净4.04.04.04.04.0Hr4.5124.85.1525.5686.048 将表6-3中的数据绘在1000ZLB4型轴流泵工作性能曲线上如图6-2所示，得水泵装置的工况点:Q单设=2.44m3/s ，p=86.5%，H=5.0m。n=3，则Q总设=32.44=7.82 m3/s7.6m3/s，满足流量要求，且此时流量扬程处于高效区。轴功率：则根据参考书水泵及水泵站表7-2选取K=1.05,故配套电机功率为：132kW在设计运行工况下，电动机不超载，满足要求。（2）水泵最高运行工况： 水泵最高运行工况扬程计算表见表6-4。表6-4 最高运行工况下水泵扬程计算表Q（m3/s）1.62.02.42.83.2S（s2/m5）0.200.200.200.200.20h(m)0.5120.81.1521.5682.048扬程H净5.05.05.05.05.0Hr5.5125.86.1526.5687.048 将表6-4中的数据绘在1000ZLB-4型轴流泵工作性能曲线上如图6-2所示，得水泵装置的工况点:Q单设=2.25m3/s ，p=85.5%，H=6.0m。轴功率：则根据参考书水泵及水泵站表7-2选取K=1.05,故配套电机功率为： 90kw在最高运行工况下，电动机不超载，满足 图6-2 轴流泵工作性能曲线6.2 方案二校核6.2.1管路阻力损失计算6.2.1.1 局部阻力参数确定 式中: S局 管路局部阻力参数（s2/m5）；d 管道内径（m）； 管路局部阻力系数。计算见表6-5。6.2.1.2 沿程阻力系数确定 式中: S沿 管路沿程阻力参数（s2/m5）； n 管道粗糙系数，钢管n = 0.012； d 管道的内径（m）； L 出水管路的管道总长度，L=6.0m 计算见表6-6。部位dS局喇叭口进口0.151.3250.004030弯头段0.1711.270.0141拍门（开启60）0.41.50.0246扩散段（20）0.61.00.0108合计0.0535表6-5 局部阻力系数计算表表6-6 沿程阻力系数计算ndLS沿0.0121.276.00.025所以S=0.0535+0.0025=0.0624s2/m56.2.2 工况点校核 式中：h 管路水头损失（m）；Q 流量（m3/s）；S 管路阻力参数总和（s2/m5）；Hr 水泵需要扬程（m）；H净 实际扬程（m）。 拦污栅左右两侧水位差，取0.15m。（1）水泵设计工况：水泵设计工况扬程计算表见表6-7。表6-7 设计运行工况下水泵扬程计算表Q（m3/s）1.01.21.41.61.82.0S（s2/m5）0.06240.06240.06240.06240.06240.0624h(m)0.06240.08980.12230.15970.20220.2496扬程H净4.04.04.04.04.04.0Hr4.06244.08984.12234.15974.20224.2496将表6-7中的数据绘在800ZLB70 型轴流泵工作性能曲线上如图6-4所示，得水泵装置的工况点:Q单设=1.62m3/s ，p=83.8%，H=4.17m。n=5，则Q总设=51.62=8.1m3/s7.6 m3/s，满足流量要求，且此时流量扬程处于高效区。轴功率： 90KW则根据参考书水泵及水泵站表7-2选取K=1.05,故配套电机功率为100KW则根据参考书水泵及水泵站表7-2选取K=1.05,故配套电机功率为：132kw在最高运行工况下，电动机不超载，满足要求。图6-4 轴流泵工作性能曲线6.2.3方案比较 故根据水泵工况点校核可知方案一所选水泵1000ZLB-4的效率为p=86.5%，方案二所选水泵800ZLB-70的效率为p=83.8%，故方案一水泵效率大于方案二水泵效率。方案一只有3台泵而方案二有五台泵，方案一比方案二节省了管理维护的成本。方案一比方案二在建设方面节省投资。方案一的电机组总功率小于方案二，减少运行成本。综上所述，选择第一个方案更合理。7.附属设备选择及布置7.1 供、排水设备布置略。7.2 通风布置泵房内部一般采用自然通风。为了改善自然通风条件，一般泵房建筑设有高低窗，并保证足够的开窗面积。7.3 起重设备选择泵房中，机泵设备的安装与维修都需要设置起重设备。起重设备的服务对象主要为：水泵、电机及管道。起重机的选择主要取决于这些对象的起重量。泵站的最大构件为电动机。 根据电动机重1.470t，可选山东天源重型起重机械有限公司的LDA型电动单梁起重机，起重量3t，跨度7.5m，起重机总重2.28t。如图7-1所示。图7-1 LDA 型3t电动单梁起重机7.4拦污清污设备开敞的水泵站引水渠道和河道中的杂物、垃圾随水流向泵站聚集，很容易堵塞泵站进水口，影响水泵的性能，严重时可导致水泵停机，不能运行。为了拦截引水河道中的杂物，包括水草等，通常在水泵站的进水池处设置拦污栅。7.5 工作便桥在进水池侧布置工作便桥，桥宽1.5m，便桥桥板15cm，加上2cm的找平层，总厚度为15+2=17cm。8. 泵房稳定计算8.1防渗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2.9 m，下游2.0m。8.1.1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（即最高运行工况），上下游水位分别为26.4m、21.4m，则上下游水位差h=26.4-21.4=5.0m。8.1.1.1 校核 地下轮廓线如图8-1 所示。防渗长度以1点为入渗点，以20点为出渗点开始算起： = 计算12、13两点间的渗压水头： 则 则进水池后水面高程为22.08+1.04=23.12m，故填土高程确定为20.7m，填土均为黄色壤土或粘土夹砂姜。 进水池后水位为23.12m，则泵房下部防渗长度重新计算： ，H为23.1222.08=1.04m，由于进水池下土质为黄色壤土或粘土夹砂姜，回填土也采用黄色壤土或粘土夹砂姜，故允许渗径系数C为35，故满足防渗长度要求。8.1.2 渗透坡降校核1、地基有效深度计算根据地质资料，默认为地基不透水层埋深为无限深，地下轮廓线图见图8-1。用有效深度Te代替实际深度Tp。 , 式中： Te 有效深度，m；S0 地下轮廓线的垂直投影长度，m； L0 地下轮廓线的水平投影长度，m。由图可知L0=11.0m，S0=5.2m，则 故 2、分段阻力系数计算通过地下轮廓线的各角点和尖端将渗透区域分成7 个典型段如图8-3所示。其中、段为进、出口段，、为内部垂直段，、为内部水平段。图8-3 渗透区域划分图阻力系数计算公式如下：进、出口段： 内部垂直段：水平段： 式中：S 齿墙的入土深度，m； T 地基透水层深度，m。各分段水头损失值的计算按下式： 式中： i段的水头损失值，m； i段的阻力系数； 渗透总水头，m。根据分段情况和以上公式将计算结果列于表8-1。表8-1 阻力系数，水头损失计算表分段编号分段名称SS1S2TL阻力系数总水头H水头损失Hi进口段5.210.20.98701.04 0.3水平段005.350.40.07471040.02垂直段0.45.750.07461.040.02 水平段0.40.45.7510.21.67651.04 0.50垂直段0.45.750.07461.040.02水平段005.350.40.07471.040.02 出口段0.45.750.46851.040.14合计3.43061.043、进出口段水头损失修正当进、出口处底板埋深较小时，进、出口段水头损失值的修正按下式进行：式中： 按上式计算的水头损失值，m； 阻力修正系数； 修正后的水头损失值，m。阻力修正系数按下式进行：式中： 底板埋深与板桩入土深度之和，m； 底板另一侧地基透水层深度，m。其中当计算结果时，采用。修正后水头损失的减少值。将进、出口出水头损失修正汇总于表8-2。表8-2 进、出口水头损失修正段别S, T,T,HihHi,进口段5.25.3510.21.00.3 00.30出口段1.00 5.355.75 0.86340.140.020.16 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）当时，按式 修正，式中为水平段