灌区渠首抽水泵站总体布置

1 黑龙江大学研究生期末考试封面 黑龙江大学 硕 士研究生 课课 程程 名名 称称 水利枢纽工程布置 任任 课课 教教 师师 开课学年 开课学期 学 时 学 分 所 在 教 学 学 院 水利水电学院 专专 业业 名名 称称 水利工程 学学 号号 姓姓 名名 教师评语 任课教师签字 章 签字 章 2 黑龙江 市 灌区渠首泵站总体布置 摘要 摘要 灌区渠首泵站工程于 1997 年开工建设 2000 年开始运行 在规划设计中综 合考虑了几种不同的布置方案 本文就工程布置方案选择进行介绍 关键词 关键词 总体布置 设计标准 方案比较 灌区渠首泵站 1 工程概况工程概况 1 1 工程地理位置及目的 市 灌区位于黑龙江省东部 松花江下游右岸 市境内 灌区是黑 龙江省已建大型提水灌区之一 也是全国大型灌区之一 地理坐标为东经 131 29 132 15 北纬 47 05 47 15 灌区北起松花江 南至 花马排干和 支河 东靠卧虎力山 东北临红旗灌区 西与红卫灌区接壤 灌 区总面积 85 80 万亩 灌区设计灌溉面积 30 6 万亩 全部为水稻 灌区渠首为 提水泵站 泵站位于 市西郊 紧邻市区 提引松花江水 灌区设计流量 30 立 方米 秒 泵站采用 1000ZLB 8 7 型轴流泵 10 台 设计净扬程 8 1 米 总装机 3300 千瓦 灌溉设计保证率为 80 灌区渠首工程于 1997 年开工建设 于 2000 年开始运行 至今已经运行 13 年 灌区的建设是 市以发展水稻改善该地区中 低产农田的一项重要举措 1 2 工程等级 建筑物级别及设计标准 灌区初步设计灌溉水田 25 万亩 续建配套与节水改造设计灌溉面积 30 6 万亩 抽水站设计流量 27m3 s 加大流量 30 m3 s 装机容量 3300KW 选用 1000ZLB 8 7 型水泵 10 台 根据水利水电枢纽工程等级 划分及设计标准以及能源部 水利部水利水电规划设计总院水规字 1991 9 号文件 泵站等级划分 规定 本抽水站工程规模为中型工程 工 程级别为三级 按三级建筑物设计 松花江堤防防洪标准 近期 20 年一遇洪水 设计 远景为 50 年一遇洪水设计 抽水站防洪标准按 50 年一遇洪水设计 100 年一遇洪水校核 灌溉设计保证率 80 抽水站抽引松花江水 枯水位设计保 3 证率为 80 校核保证率为 95 2 设计基本资料设计基本资料 2 1 水位 流量 一 洪水位 P 2 设计洪水位为 62 00m P 1 校核洪水位为 62 30m 二 引水设计水位计校核枯水位 设计 P 80 五月份平均水位为 56 1m 校核 P 95 五 六月最低日平均水位为 55 4m 三 灌溉总干渠设计水位为 63 5m 加大流量水位 63 66m 四 流量设计流量 27m3 s 加大流量 30 2 2 地质 一 地层结构 0 5 5m 为粘性土 5 5 9 45m 为中细砂 9 45 13m 为 含砾石中粗砂 13 19 2m 为砂砾石 19 2 22 18m 为中细砂 22 18m 以下为 砂砾石层 3 站址选择站址选择 渠首抽水站位于松花江右岸 市区江段 在项目的可研阶段 根据河势 地形及交通等条件考虑了三处站址 即原嘎尔当灌溉站站址 该站址以西 2300m 处为西站址 该站址以东 400m 处为东站址 最后选定东站址 嘎尔当灌溉站曾于 1959 年施工一段沉井 1961 年停建 由于原泵房尺寸不 能满足现有机组布置的要求 泵站附近已建油库 机关和居民密集 总干渠通 过之处 动迁多和难度大 费用高 故予以放弃 最后综合比较了东 西两站 的优缺点 3 1 水源条件 站址所处的 江段 为凹岸的弯顶处 弯曲半径 7000m 整个弯段上起绥 滨县绥滨镇 中经 市 下至绥滨县东升村 全长约 20km 江面较宽 沟汊较 多 从历年航运变迁资料分析 江段本世纪内平面形态基本无变化 1904 年 至今 虽然庞监督通上航道有所摆动 但以下航道摆动不大 一直沿城区码头 4 岸边通过 1977 1980 年航运部门在庞监督通北汊修建一组丁坝 增加航深 在 南汊修建一座锁坝 限制南汊发展 这些工程已起到了应有的作用 在北侧形 成限制航运摆动的节点 使其下航道受到了控制 因此庞监督通以下主流傍岸 的河势 形成南岸冲刷 这次我们在河口的上下游 400m 每隔 200m 测了一个 大横断面 从坝脚深入江心 500m 说明东站址附近为江道深泓 最深河底高程 达 51 76m 东站址位于 河口上 100m 处 取水条件十分有利 同时上下游城 镇堤防有较好的护岸护坡工程 使安排坍塌得以控制 西站地位于庞监督通南 汊中部 受锁坝影响 河床将逐年淤积抬高 1988 年实测河道断面证明南汊逐 渐变为宽浅 北汊冲深 同时 1979 1989 年十年攀梨花通航道北移了 200 300m 对南汊分流更为不利 从取水条件来说 西站址水源没有保证 东站址取 水条件好 故选用东站址 3 2 自然地理条件 灌区总干渠必须通过福前铁路 1976 年修建铁路是 已考虑到灌区的兴 建 将铁路桥抬高了 1 2m 以便渠道通过 东站址位于铁路桥北 2400m 线路 较短 地面高程为 61 5 62m 利用原有 河道 此处城市规划定为环城公路 故 沿线房建不多 动迁量较少 农业用地也很少 为了少占地少动迁 总干渠通 过城镇段采用浆砌石边墙混凝土护底的矩形渠道 西站址远离城镇 对市区没 有干扰 距铁路桥 4500m 线路长且地面高程高 均为挖方渠道 最大挖深可 达 5 6m 占用耕地多 从自然地理条件看东站址优于西站址 3 3 水源交通等条件 变电所距东站址 2km 距西站址 4 5km 东站址可节省 2 5km 高压线路 东站址在市区 交通运输方便 职工文化生活 子女上学就业均为有利 管理 房建 生活设施的投资可以节省 综上所述 无论水源条件 自然地理 交通 电源灯 东站址均优于西站 址 4 工程总体布置方案工程总体布置方案 渠首抽水站由引水渠 前池 厂房 压力管道 压水池组成 建筑物规模 主要由机型机组台数经过比较确定 在可研阶段曾比较 16CT 80 型 4 台 单机 5 流量 7 5m3 s 总装机 3200kw 1400ZLB 7 5 型 5 台 单机流量 6 m3 s 总装 机 3000kw 1000ZLB 8 7 型 10 台 单机流量 3 m3 s 总装机 3300kw 28ZLB 70 型 21 台 单机流量 1 43 m3 s 总装机 3255kw 等四个方 案中 大泵较贵 小泵较便宜 而小泵吸水池底高程可比大泵能抬高 2m 多 10 台泵方案总投资比 21 台多 40 万元 但考虑到台数少 管理运用方便 故选 定为 10 台机组方案 在施工设计时对机组台数和泵房布置型式又作了进一步的 比较 4 1 机型选择 本提水泵站设计流量 27 m3 s 加大流量 30m3 s 设计净扬程 7 4m 最大净 扬程 8 1m 在机组初步选择时 首先考虑提水站地形 地质 施工等条件 由 于泵站紧靠松花江边 地基基础含砂层与江底连通 渗透系数大 施工难度大 不便于大开挖施工 因此为了节省工程造价 便于施工 在可研阶段方案比较 的基础上 又比较了 8 台和 10 台的两个方案 即方案一 选择 1000ZLB 8 7 型 轴流泵 10 台 方案二 选择 1200ZLB 70 型轴流泵 8 台 从表中可以看出 1 这二种水泵都能满足扬程和流量的设计要求 2 开挖深度差别不大 第一方案和第二方案相差 0 15m 3 水泵工作效率基本相同 4 总装机容量 第一方案比第二方案少装机 220kw 第一方案年运行费用 较低 5 机泵投资基本相同 考虑到厂房 水工 输变电等综合比较后 第二方 案较贵 根据以上比较 最终采用了 10 台套的第一方案 此外 在设计时还考虑了安装 5 台 1400ZXQ 80 型斜式混流泵的方案 年 运行费用较低 机组效率高 但水量调配不灵活 一次性投资大 并且在设计 时还专程去省外进行了调研 当时国内还没有一台这样的机组运行 因此当时 设计没有采用 6 附表 泵房方案比较表 序 号 项目单位方案一方案二方案三 一水泵型号 1200ZLB 701000ZLB 8 71000ZLB 8 7 二机组台数台 81010 三总功率 kw352033003300 四泵房形式 门型门型一字型 五主体工程投资万元 845834961 其中 1 建筑工程万元 494460 5587 5 2 机泵万元 147149149 3 电气万元 165175175 4 金属结构万元 3949 549 5 六主要工程量 1 混凝土 m38741819210320 2 石方 m3200020002000 3 土方 m3174001740043200 4 钢筋 m3262246295 4 2 泵房布置型式比较 泵房平面布置考虑一字型和门型两种布置方式 一字型布置是常规型 安 装吊运可沿直线轨道运行 但前池两侧翼墙工程量大 而门型则可以用两侧泵 房代替前池翼墙 总投资较比一字型可节省 127 万元 在工程量方面 一字型 的基础沉井需要四个 而门字型只要三个沉井 施工较为方便 但是门字型安 装吊运经过安装间需沿弧形轨道行走 综合评定与分析 最后采用的是门字型 结构 4 3 泵房平面位置选择 泵房平面位置一是在底线上一是在堤内 前者引渠短 30m 即可 与原有底 线平顺相接 外观上对市区美观 但须做围堰 松花江施工期水位十年一遇洪 7 水为 61 2m 滩地高程 57 58m 需要围堰高 4 5m 外坡受航道行船波浪和风浪影 响 必须护坡 为了施工安全度汛 泵房