毕业设计（论文）石安河第三泵站初步设计

1、中文摘要中文摘要 摘 要：石安河第三泵站位于东海县房山镇石安河东岸，与房山站，石梁河站及 相关配套工程一起构成连云港市引淮入石补水工程。该泵站设计流量为 8m3/s，设计扬 程 8.6m，最大扬程 9.5m。选用 900hlb-10 型混流泵（叶片安放角度，转速2 r/min） ，配 ysl5005-10 型 280kw 电动机 4 台套。站房采用湿室墩墙结构，主n590 要建筑物包括泵房、隔墩、进水池、出水池、后墙，主厂房，副厂房等。该泵站的兴 建，将对抗旱灌溉及防洪排涝发挥重要作用。本论文为石安河第三泵站初步设计，报 告内容包括水泵的选型，辅助设备选择，主要建筑物设计，稳定计算，结构计算等

2、。 关键词关键词：灌溉，排涝，流量，扬程，稳定计算，结构计算 英文摘要 abstract abstract： supplement irrigation water to south through the main, while meeting the irrigation, drainage, industrial and agricultural production, shipping and transportation requirements of peoples living water, according to transfer function of the pumpin

3、g station, decided in the new, between the old and the construction of the canal pass through young nanhe the third pumping station. the pump station design flow of 8 m3 / s, design head 8.6m, the maximum head 9.5m. use 900hlb-10 vertical axial flow pump (blade angle, speed r / min), with ysl5002-12

4、 type 280kw electric motor 4 sets. pier station house wet room wall structure, the main buildings, including pumping station, pier, into the pool, a pool, the back wall, the main plant, vice plant and so on. the construction of the pumping station, irrigation and drought would play an important role

5、 in flood control and drainage. this paper is the first station through nanhe the preliminary design report, including the selection of pumps, auxiliary equipment selection, the main building design, stability analysis, structure calculation. key words: irrigation drainage flow head structure type s

6、election stability analysis stress analysis 目 录 1.1.综合说明综合说明 .1 1.1 兴建缘由.1 1.2 设计流量与水位资料.1 1.3 建筑物等级.1 1.4 工程地质资料.1 2.2.设计参数确定设计参数确定 .2 2.1 设计流量的确定.2 2.2 水位分析与特征扬程的确定.2 3.3.水泵的选型与配套水泵的选型与配套 .2 3.1 水泵选型资料.2 3.2 水泵选型方案.3 3.2.1 第一组方案.3 3.2.2 第二组方案.4 4.4.枢纽布置及泵站结构形式枢纽布置及泵站结构形式 .4 4.1 泵站枢纽布置.4 5.5. 主要建筑物

7、设计主要建筑物设计 .6 5.1 前池设计.6 5.2 前池扩散角.6 5.3 第一组方案.6 5.3.1 前池池长.6 5.3.2 池底纵向坡度.6 5.4 第二组方案.6 5.4.1 前池池长.6 5.4.2 池底纵向坡度.6 5.5 前池构造.7 5.6 进水池设计.7 5.6.1 第一组方案.7 5.6.2 进水池的宽度.7 5.6.3 悬空高度的确定.7 5.6.4 后壁距的确定.8 5.6.5 进水池长度l.8 5.6.7 站房平面设计.9 5.6.8 泵房主要高程的确定.9 5.6.8.1 水泵吸水喇叭管管口高程.9 5.6.8.2 底板高程.9 5.6.8.3 电机层楼板高程.

8、9 5.6.8.4 机房屋面大梁下缘高.9 5.7 出水设计.10 5.7.1 出水管出口直径.10 5.7.2 池底至管口下缘距离.10 5.7.3 出水池墙顶高程和池底高程.10 5.7.4 出水池宽度.10 5.7.5 出水池长度.11 5.7.6 干渠护长度.11 5.7.7 出水池与干渠的渐变段.11 5.8 第二组方案.11 5.8.1 进水池的宽度.11 5.8.2 悬空高度的确定.12 5.8.3 后壁距的确定.12 5.8.4 进水池长度l.13 5.8.5 站房平面设计.13 5.8.6 泵房主要高程的确定.13 5.8.6.1 水泵吸水喇叭管管口高程.13 5.8.6.2

9、 底板高程.13 5.8.6.3 电机层楼板高程.13 5.8.6.4 机房屋面大梁下缘高.14 5.9 出水设计.14 5.9.1 出水管出口直径.14 5.9.2 池底至管口下缘距离.14 5.9.3 出水池墙顶高程和池底高程.14 5.9.4 出水池宽度.15 5.9.5 出水池长度.15 5.9.6 干渠护长度.15 5.9.7 出水池与干渠的渐变段.15 5.10 附属设备选择和布置.15 5.10.1 配电设备布置.15 5.10.2 供、排水系统布置.16 5.10.3 起重设备.16 5.10.4 拦污清污设备.16 6 6.水泵的工况点校核水泵的工况点校核 .16 6.1 管

10、路布置.16 6.2 第一组方案.17 6.2.1 局部阻力系数计算.17 6.2.2 沿程阻力系数计算.17 6.2.3 设计运行情况.17 6.2.4 最高运行情况.18 6.3 第二组方案.18 6.3.1 局部阻力系数计算.18 6.3.2 沿程阻力系数计算.18 6.3.3 设计运行情况.19 6.3.4 最高运行情况.19 7.7.泵房稳定计算泵房稳定计算 .20 7.1 防渗计算.20 7.1.1 防渗长度校核.20 7.2.1 第一组方案.20 7.3.1 第二组方案.22 7.4 渗透坡降校核.24 7.4.1 第一组方案.24 7.4.2 第二组方案.30 7.5.1 第一

11、组方案.36 7.5.3 第二组方案.38 7.5.5 运行期稳定校核运行期稳定校核.41 8.8.泵房结构设计及配筋计算泵房结构设计及配筋计算 .51 8.1 底板结构计算.52 8.1.3 裂缝校核.64 8.4 泵房后墙结构计算.68 8.4.1 配筋计算.70 8.5 电机梁结构计算.72 8.5.1 电机梁内力计算.72 8.5.2 电机梁配筋计算.73 8.5.3 裂缝宽度验算.75 8.6 水泵梁结构计算.75 8.6.1 水泵梁的内力计算.75 9.9.连接建筑物设计连接建筑物设计 .82 9.1 下游翼墙设计.82 9.1.1 截面的选择.84 9.1.2 稳定校核.88 9

12、.1.2 下游翼墙结构计算及配筋.89 9.1.2 前趾结构计算及配筋.92 9.1.2 地板结构计算及配筋.94 9.1.2 扶壁结构计算及配筋.96 9.2 上游翼墙.98 参考文献参考文献 .116 1.综合说明 1.1 兴建缘由 为与房山站，石梁河及相关配套工程一起共同构成连云港市引淮入石补水 工程。 1.2 设计流量与水位资料 经规划设计，确定石安河第三泵站的设计流量为 8m3/s。泵站上、下游水位 组合资料见表 1.1。 表 1.1 工程水位情况 工况下游水位（m）上游水位（m） 最低扬程9.517.5 设计扬程9.418.0 最高扬程9.018.5 防 洪9.718.7 1.3

13、建筑物等级 泵站设计流量 8m3/s，根据规范，泵站等别为三等，泵站规模为中型，泵站 建筑物等级为 3 级。 1.4 工程地质资料 根据省钻探队勘探试验报告站址地基为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘 土，中部夹有中，轻粉质壤土，层厚不一，并夹有砂礓，铁锰结核。标准贯入 击数 n=14 击，天然容重 1.98g/cm3，c=0.45，f=，天然孔隙比 0.76 地基允21 许承载力为p=150kpa。 2.设计参数确定 2.1 设计流量的确定 经规划设计资料，确定石安河第三泵站的设计流量为 8m3/s。 2.2 水位分析与特征扬程的确定 设计扬程：h设=h设上 h设下=18.0-9.4=8.6m；

14、 最大扬程：h高=h最高上h最低下=18.59.0=9.5m； 最低扬程：h低=h最低上h最高下=17.59.5=8.0m。 3.水泵的选型与配套 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

15、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。 3.1 水泵选型资料 根据该泵站灌溉的需要，泵站总设计流量为 8m3/s，8.6mh 净 ，估计水力损失为净扬程的 20%，则水泵的设计扬程为9.5mh m ax ，最大扬程为。8.6 1.210.32mh 泵设 9.5 1.211.4mh 最大 3.2 水泵选型方案 3.2.1 第一组方案 1、水泵选型： 选择 8 台水泵，查高邮水泵厂水泵选型样本，选择 600hlb-9，叶片安放角 度 ，设计扬程时所对应的流量为 1.0m3/s，效率为 86.0%，平均扬程时水泵在 0 高效区运

16、行。 2、电动机选型： 确定水泵的配套功率时，必须按照水泵工作范围内最大轴功率来计算。配 套功率按下式计算： 水泵的配套功率为： )( 1000 kw gqh kn drp mt 式中：q为水泵工作范围内对应于最大轴功率的最大流量，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，按参考书水泵与水泵站表 7-2 选取； 为水泵效率；p 为传动效率。dr q=0.94m3/s，,k=1.05(按水泵轴功率100kw 查用)，9.5 1.211.4mh 最大 ，。水泵的配套功率。 p 85.2%dr100129kw mt n 配套电动机选择：动力机 yl4501-6（

17、额定功率 130kw，额定转速 980r/min，电动机重 1.65t） 。 图 3.1 3.2.2 第二组方案 1、水泵选型： 选择 4 台水泵，查高邮水泵厂水泵选型样本，选择 900hlb-10，叶片安放 角度，设计扬程时所对应的流量为 2.2m3/s，效率为 87%，平均扬程时水泵在0 高效区运行。 2、电动机选型： q=2.0m3/s，,k=1.05(按水泵轴功率100kw 查用)，9.5 1.211.4mh 最大 ，。 水泵的配套功率。 p 85.2%100dr263kw mt n 配套电动机选择：动力机选择 4 台 ysl5005-10（额定功率 280kw,额定转 速 590r/

18、min，电动机重 2.538t） 。 图 3-2 4.枢纽布置及泵站结构形式 4.1 泵站枢纽布置 为与房山站，石梁河及相关配套工程一起共同构成连云港市引淮入石补水 工程。因此，站址宜选在灌区的高处。根据地形布置、拟建泵站站址及水源水 流方向等，各方案枢纽如图4.1、4.2 所示 前 池 进 水 池 及 泵 房 出 水 管 出 水 池 引河灌溉干渠 图 4.1 方案一枢纽布置图 前 池 进 水 池 及 泵 房 出 水 管 出 水 池 引河灌溉干渠 图 4.2 方案二枢纽布置图 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

19、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，综合以上分析石安河第三泵

20、站采用墩墙式湿室型泵房。 5.主要建筑物设计 5.1 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。本站采用进水条件较好的正向进水 前池。前池尺寸的确定： 5.2 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。402030 5.3 第一组方案 5.3.1 前池池长 2.250.6*65 26.78m 30 2tan2tan 22 bb l 5.3.2 池底纵向坡度 由于水泵淹没深度的要求，进

21、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。 引渠末端渠底高程与进水池池底高程差：h=0.52m，为减小挖方，前池 21.58m 做成平直段，高程和引渠底一致，后 5.2m 做成倾斜段，边坡系数： 1/10i 5.4 第二组方案 5.4.1 前池池长 3.750.6*35 22.02m 30 2tan2tan 22 bb l 5.4.2 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。 引渠末端渠底高程与进水池池底高程差：h=1.435m,为减小挖

22、方，前池 14.37m 做成平直段，高程和引渠底一致，后 7.65m 做成倾斜段，边坡系数： 1/5i 5.5 前池构造 在泵站防渗排水设计时，常在前池的下面布置排水系统，即在前池底下铺 设水平滤层（包括排水） ，并在前池中设排水孔。渗流由滤层搜集，在通过排水 孔排至下游。这样，作用在前池底面的渗压水头几乎为零。前池底板为混凝土 结构，厚 20cm。反滤层共设三层，第一层为碎石，厚 20cm，第二层为瓜子石， 厚 10cm，底三层为中砂，厚 10cm。排水孔的孔径为 5cm，孔间距 1m，按梅花 形布置。 5.6 进水池设计 5.6.1 第一组方案 进水池是供水泵吸水管直接吸水的水工建筑物。主

23、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。 进水池边壁的形式及主要几何参数的确定: 进水池采用开敞式矩形“w”型后壁，水泵喇叭口仅靠蜗舌布置。所选泵型 的喇叭口直径 d=750m，以此来确定进水池各部分尺寸。 5.6.2 进水池的宽度 33 0.752.25m i bd 5.6.3 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，其值对喇叭管附近的流 态和土建投资的影响都非常显著。悬空高度的确定与所用喇叭管的进口直径有 一定得关系，较大的喇叭管所需悬空高度较小，而较小的喇叭管几口直径则需 要较大

24、的悬空高度。通常 c 取：取 0.8m。0.8)d(0.6 5.6.4 后壁距的确定 本工程采用“w”型后壁。在各种形状的进水池中，平面对称蜗形的后壁形 状比较符合流线形状，水流条件好。由于蜗形后壁的隔舌靠近进水管进口，可 以起到限制水流环绕进水管旋转地作用，漩涡和环流都不易发生，具有良好的 水力条件，可获得满意的进水流态。平面对称蜗形进水池后壁轮廓线的设计 （参照中小型泵站设计与改造技术 ）： 设计方法：采用双圆弧线绘型法，此法适应于进水池宽度 b 大于 2d 的平 面对称蜗形后壁。 设计步骤：先根据喇叭口直径d作出喇叭口的圆周线，在喇叭口后侧作一 条直线1-1 与喇叭口相切，且与进水池中心

25、线垂直，再以进水池宽度的一半b/2 为半径，以进水管中心o圆心在后侧作一半圆。在1-1 直线上找出一点o1，以 o1 为圆心，r为半径做圆弧，使该圆弧的一端与以o为圆心所作的半圆弧相切， 另一端与进水池中心线相切。由几何关系可以看出： r=0.5m 22 bd 4b t=r+d/2=0.875m 取 t=0.88m 5.6.5 进水池长度 l bh kq l 式中：k秒换水系数，流量较大时通常取（3050）s； q单台水泵的设计流量，m3/s； b进水池的宽度，m； h最低运行水位所对应的水深，m。 由于该泵站流量较大，k 取 40；q=1.0m3/s；b=2.25m；h=1.72m。 计算出

26、 l=10.34m，取 11m。 5.6.7 站房平面设计 （1）站房宽度确定 计算得：b=7.5+0.22+0.362=8.62m （2）站房长度的确定： 进水池中墩厚取 0.6m，边墩厚取 0.8m，站房每间的长度为 4.0m，共 5 间. 另外加一间检修间长 4m，配电间长 4m。 站房净长为：72.25+8.0+0.64+0.82+0.362=29.67m 站房采用框架结构，屋顶采用钢筋混凝土板梁结构。 5.6.8 泵房主要高程的确定 5.6.9.1 水泵吸水喇叭管管口高程 2h9.0 1.127.88m 喇轮 h2为叶轮中心和喇叭管口的高程差，为 1.22m。 5.6.9.2 底板高

27、程 1h7.880.67.28m 底喇 h1为水泵悬空高度，为 0.6m。 5.6.9.3 电机层楼板高程 9.7 110.7m 机 5.6.9.4 机房屋面大梁下缘高 431hhhlh 式中：泵房高度，m；h 屋面梁到起重钩中心的距离， ； 1h11.63mh 起重绳的垂直长度，对于电动机为 1.2x，对于水泵为 0.85x（x2h 为起重部件的宽度） ； 水泵或电动机高度，水泵最长构件；3h33.8mh泵 吊起部件底部和泵房地面的距离， ，放在车上时； 4hm5 . 04h04h 。 31.97 1.630.85 1.97(0.49 1)6.765mh 最后确定泵房高度为：6.765m。吊

28、装时先将设备吊起，移动到主交通道路 上，然后移动到检修间进行检修；安装时在检修间起吊，然后用起重机移动到 安装位置进行安装。 5.7 出水设计 5.7.1 出水管出口直径 取。 0.8m c d 5.7.2 池底至管口下缘距离 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 口与出水池池底应留有一定得空间，这里取 p=1.2m。 5.7.3 出水池墙顶高程和池底高程 出水池墙顶高程： maxh18.70.619.3m 池顶超高 式中：为出水池最高水位，18.7m；max 为安全超高，参考水泵与水泵站表 11-1 选取。超高h 出水池池底高程： 17.50.750.8 1.21

29、4.75m池底 出水池高度：19.3 14.754.55mh 池高池顶池底 5.7.4 出水池宽度 出水管的间距保持与机组间距一致，以便泵站出水池的平行布置。出水管 出口直径 dc=0.8m， 17.6mb 5.7.5 出水池长度 出水池长度的计算方法较多，采用水面旋滚法计算。水平式淹没出流不可 避免形成了出水池面层的旋滚，若出水池长度不够，将导致此旋滚延伸至出水 干渠，很可能造成渠道的冲刷。水面旋滚法的目的是：使出水池长度等于旋滚 长度，从而限制旋滚发生在出水池以内。按下式计算： max 5 . 0 淹 出 h l 7 式中： 最大淹深，为=3.95m；max淹hmax淹h 实验系数 计算得

30、：14.71ml 出 5.7.6 干渠护长度 max45h(45)2.713.5ml渠护（）（10. 8） 取 l护=12m 5.7.7 出水池与干渠的渐变段 取收缩角，30 17.65 21.7m 30 2tan 2tan 2 2 bb lg 5.8 第二组方案 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。 进水池边壁的形式及主要几何参数的确定: 进水池采用开敞式矩形“w”型后壁，水泵喇叭口仅靠蜗舌布置。所选泵型 的喇叭口直径 d=1.25m，以此来确定进水池各部

31、分尺寸。 5.8.1 进水池的宽度 b1=3d=31.25=3.75m 5.8.2 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，其值对喇叭管附近的流 态和土建投资的影响都非常显著。悬空高度的确定与所用喇叭管的进口直径有 一定得关系，较大的喇叭管所需悬空高度较小，而较小的喇叭管几口直径则需 要较大的悬空高度。通常 c 取，取 0.8m。0.8)d(0.6 5.8.3 后壁距的确定 本工程采用“w”型后壁。在各种形状的进水池中，平面对称蜗形的后壁形 状比较符合流线形状，水流条件好。由于蜗形后壁的隔舌靠近进水管进口，可 以起到限制水流环绕进水管旋转地作用，漩涡和环流都不易发生，具有良

32、好的 水力条件，可获得满意的进水流态。平面对称蜗形进水池后壁轮廓线的设计(参 照中小型泵站设计与改造技术)： 设计方法：采用双圆弧线绘型法，此法适应于进水池宽度 b 大于 2d 的平 面对称蜗形后壁。 设计步骤：先根据喇叭口直径d作出喇叭口的圆周线，在喇叭口后侧作一 条直线1-1 与喇叭口相切，且与进水池中心线垂直，再以进水池宽度的一半b/2 为半径，以进水管中心o 为圆心在后侧作一半圆。在1-1 直线上找出一点o1， 以o1 为圆心，r 为半径做圆弧，使该圆弧的一端与以o为圆心所作的半圆弧相 切，另一端与进水池中心线相切。由几何关系可以看出： r=0.833m 22 bd 4b t=r+d/

33、2=1.458m 取 t=1.5m 5.8.4 进水池长度 l bh kq l 式中：k秒换水系数，流量较大时通常取（3050）s； q单台水泵的设计流量，m3/s； b进水池的宽度，m； h最低运行水位所对应的水深，m。 由于该泵站流量较大，k 取 40；q=2.2m3/s；b=3.75m；h=2.45m。 计算出 l=9.58m，取 10m。 5.8.5 站房平面设计 （1）站房宽度确定 计算得：b=7.5+0.22+0.362=8.62m （2）站房长度的确定： 进水池中墩厚取 0.6m，边墩厚取 0.8m，站房每间的长度为 4.0m，共 6 间. 另外加一间检修间长 4m，配电间长 4

34、m。 站房净长为：43.75+8.0+0.65+0.82+0.362=27.12m 站房采用框架结构，屋顶采用钢筋混凝土板梁结构。 5.8.6 泵房主要高程的确定 5.8.6.1 水泵吸水喇叭管管口高程 2h9.0 1.557.45m 喇轮 h2为叶轮中心和喇叭管口的高程差，为 1.55m。 5.8.6.2 底板高程 1h7.450.96.55m 底喇 h1为水泵悬空高度，为 0.9m。 5.8.6.3 电机层楼板高程 12.7m机 5.8.6.4 机房屋面大梁下缘高 431hhhlh 式中：泵房高度，m；h 屋面梁到起重钩中心的距离， （见附录 3）1h12.68mh 起重绳的垂直长度，对于

35、电动机为 1.2x，对于水泵为 0.85x（x2h 为起重部件的宽度） ， 水泵或电动机高度，水泵最长构件；3h33mh泵 吊起部件底部和泵房地面的距离， ，放在车上时； 4hm5 . 04h04h 。3.09 1.633.09 0.85 1.150.539.027mh 最后确定泵房高度为：9.027m。吊装时先将设备吊起，移动到主交通道路 上，然后移动到检修间进行检修；安装时在检修间起吊，然后用起重机移动到 安装位置进行安装。 5.9 出水设计 5.9.1 出水管出口直径 取。 1.2m c d 5.9.2 池底至管口下缘距离 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

36、 口与出水池池底应留有一定得空间，这里取 p=1.29m。 5.9.3 出水池墙顶高程和池底高程 出水池墙顶高程： maxh18.70.619.3m 池顶超高 式中：为出水池最高水位，18.7m；max 为安全超高，参考水泵与水泵站表 11-1 选取。超高h 出水池池底高程： 14.35m池底 出水池高度：19.3 14.354.95mh 池高池顶池底 5.9.4 出水池宽度 出水管的间距保持与机组间距一致，以便泵站出水池的平行布置。出水管 出口直径 dc=1.2m， 13.8mb 5.9.5 出水池长度 出水池长度的计算方法较多，采用水面旋滚法计算。水平式淹没出流不可 避免形成了出水池面层的

37、旋滚，若出水池长度不够，将导致此旋滚延伸至出水 干渠，很可能造成渠道的冲刷。水面旋滚法的目的是：使出水池长度等于旋滚 长度，从而限制旋滚发生在出水池以内。按下式计算： max 5 . 0 淹 出 h l 7 式中： 最大淹深，为=4.35m；max淹hmax淹h 实验系数 计算得：13ml 出 5.9.6 干渠护长度 max45h(45) 3.115.5ml渠护（）（12. 4） 取 l护=14m 5.9.7 出水池与干渠的渐变段 取收缩角，30 13.85 16.4m 30 2tan 2tan 2 2 bb lg 5.10 附属设备选择和布置 5.10.1 配电设备布置 配电柜为一端式布置，

38、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。 5.10.2 供、排水系统布置 （1）供水系统布置略； （2）排水系统布置。 由于本泵站为湿室型泵房，泵站的出水管路在泵房以下，泵房内的排水仅 需考虑冷却水的渗漏，为保持泵房环境整洁和安全运行，这里仅设置一条排水 沟集水，排到室外。 5.10.3 起重设备 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。 单梁起重机的重量 2.28t。跨度 7.5m，可以在

39、现场控制和控制室内控制。 5.10.4 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。 6.水泵的工况点校核 6.1 管路布置 管路布置图见图 6.1。 图 6.1 管路布置图（单位：mm） 6.2 第一组方案 6.2.1 局部阻力系数计算 表 6.1 局部阻力系数计算 部位ds局 喇叭口进口0.150.750.0393 30 弯管0.20.60.128 拍门1.50.80.3040 扩散段0.020.60.80.0069

40、6.2.2 沿程阻力系数计算 表 6.2 沿程阻力系数计算 ndls沿 0.0120.6140.3158 所以s= s局+ s沿 =0.944 hr=h净+sq2+0.15=8.85+0.944q2 6.2.3 设计运行情况 相关数据见下表 6.3。 表 6.3 设计情况数据表 q0.70.80.91.01.1 s0.9440.9440.9440.9440.944 h0.46260.60420.76460.9441.1422 h净8.78.78.78.78.7 hr 校9.319.459.629.799.99 q设=1.03m3/s，满足流量要求；h=9.85m =115.73kw sf n

41、p g 1000 qh 1000 9.81 1.03 9.85 1000 0.86 =115.731.05=121.52155kw mt n 电动机不超载，满足要求。 6.2.4 最高运行情况 相关数据见下表 6.4。 表 6.4 最高运行情况数据表 q0.70.80.91.01.1 s0.9440.9440.9440.9440.944 h0.46260.60420.76460.9441.1422 h净9.59.59.59.59.5 hr 校10.1110.2510.4210.5910.79 q设=0.98m3/s，满足流量要求；h=10.55m =117.94kw sf n p g 1000

42、 qh 1000 9.81 0.98 10.55 1000 0.86 =117.941.05=123.83155kw mt n 电动机不超载，满足要求。 6.3 第二组方案 6.3.1 局部阻力系数计算 相关计算结果见表 6.5。 表 6.5 局部阻力系数计算表 部位ds局 喇叭口进口0.151.250.0051 30 弯管0.210.90.0266 拍门1.51.20.06 扩散段0.020.90.0014 6.3.2 沿程阻力系数计算 表 6.6 沿程阻力系数计算 ndls沿 0.0120.9120.031 所以s=0.1191 hr=h净+sq2+0.15=8.85+0.1191q2 6

43、.3.3 设计运行情况 表 6.7 设计情况数据表 q1.61.82.02.22.4 s0.11910.11910.11910.11910.1191 h0.30490.38590.47640.57640.6860 h净8.78.78.78.78.7 hr 校9.169.249.339.439.54 q设=2.31m3/s，满足流量要求；h=9.46m =247.83kw sf n p g 1000 qh 1000 9.81 2.31 9.46 1000 0.865 =247.831.05=260.22280kw，电动机不超载，满足要求。 mt n 6.3.4 最高运行情况 表 6.8 最高运行

44、情况数据表 q1.61.82.02.22.4 s0.11910.11910.11910.11910.1191 h0.30490.38590.47640.57640.6860 h 净9.59.59.59.59.5 hr校9.9610.0410.1310.2310.34 =256.58kw sf n p g 1000 qh 1000 9.81 2.22 10.25 1000 0.87 =256.581.05=269.41280kw mt n 电动机不超载，满足要求。 7.泵房稳定计算 7.1 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

45、组合为上游18.5 m，下游9.0m。 7.1.1 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（即校核工况），上下游水位分别为18.5m、9.0m，则 上下游水位差h=18.59.0=9.5m。地下轮廓线如图7.1和图7.2所示。 7.2.1 第一组方案 19 18 17 16 15 14 13 12

46、11 10 987 6 5 432 1 20 图7.1 地下轮廓线 1、紫铜片止水有效时 防渗长度以 1 点为入渗点，以 20 点为出渗点开始算起： l= l12+l23+l34+l45+l56+l67+l78+l89+l910+l1011+l1112+l1213+l13 14+l1415+l15-16+l1617+ l1718+l1819+l1920 =0.7+0.3+0.3+21.4+0.5+0.4+0.4+13.11+0.4+0.4+2.2+12.0+3.96+0.5+0.522 +9.0+0.5+0.5+0.5+2022 =88.32m 计算12、13 两点间的渗压水头： h12=m

47、88.3250.54 9.54.06 88.32 h13=m 88.3262.54 9.52.77 88.32 则 1213 3.42 2 hh hm 则12点，13点的渗压水头分别为：，。平均渗压水124.06mh 132.77mh 头为3.42m。所以墙后地下水位。故填土高程确定为9.03.4212.42m墙 14m，填土均为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土。 则进水池后水位为 12.42m，则泵房下部防渗长度重新计算： l 5.860.50.529.00.520.50.5 1.0 1.028.77m h为12.42-9.0=3.42m，由于进水池下土质为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或 粉质粘土

48、，回填土也采用这种土质，故允许渗径系数c为35，l=ch=(3 5 )3.42=10.26 17.10m，ll，故满足防渗长度要求。 2、紫铜片止水失效时 防渗长度以 5 点为入渗点，以 20 点为出渗点开始算起： l= l56+l67+l78+l89+l910+l1011+l1112+l1213+l1314+l1415+l15- 16+l1617+ l1718+l1819+l1920 =0.5+0.4+0.4+13.11+0.4+0.4+2.2+12+3.96+0.5+0.5+9.0+0.52222 +0.5+0.5+20 =65.62m 计算12、13 两点间的渗压水头： h12=m 65

49、.6227.84 9.55.47 65.62 h13=m 65.6239.84 9.53.73 65.62 则 1213 4.60 2 hh hm 则12点，13点的渗压水头分别为:，。平均渗压水头125.47mh 133.73mh 为4.60m。所以墙后地下水位。故填土高程确定为9.04.6013.60m墙 14.0m，填土均为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土。 则进水池后水位为 13.6m，则泵房下部防渗长度重新计算： l 7.390.50.529.00.520.50.5 1.0 1030.3m h为13.6-9.0=4.6m，由于进水池下土质为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉 质粘土，回填土也

50、采用棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土，故允许渗径系数 c为35，l=ch=(3 5 )4.6=13.8 23m，ll，故满足防渗长度 要求。 7.3.1 第二组方案 20 19 18 17 161514 13 12 11 10 9 87 6 5 432 1 图7.2 地下轮廓线 1、紫铜片止水有效时 防渗长度以 1 点为入渗点，以 20 点为出渗点开始算起： l= l12+l23+l34+l45+l56+l67+l78+l89+l910+l1011+l1112+l1213+l13 14+l1415+l15-16+l1617+ l1718+l1819+l1920 =0.7+0.3+0.3+16.

51、1+0.5+0.4+0.4+11.4+0.4+0.4+2.3+11.85+5.35+0.5+0.22 5+8.0+0.5+0.5+0.5+2022 =81.65m 计算12、13 两点间的渗压水头： h12=m 81.6543.53 9.54.44 81.65 h13=m 81.6555.38 9.53.06 81.65 则 1213 3.75 2 hh hm 则12点，13点的渗压水头分别为:，。平均渗压水头124.44mh 133.06mh 为3.75m。所以墙后地下水位。故填土高程确定为9.03.7512.75m墙 14m，填土均为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土。 则进水池后水位为 1

52、2.75m，则泵房下部防渗长度重新计算： l 6.980.50.528.00.520.50.5 1028.39m h为12.75-9.0=3.75m，由于进水池下土质为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质 粘土，回填土也采用棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土，故允许渗径系数c 为35，l=ch=(3 5 )3.75=11.25 18.75m，ll，故满足防渗长 度要求。 2、紫铜片止水失效时 防渗长度以 5 点为入渗点，以 20 点为出渗点开始算起： l= l56+l67+l78+l89+l910+l1011+l1112+l1213+l1314+l1415+l15- 16+l1617+ l1718+l1

53、819+l1920 =0.5+0.4+0.4+11.4+0.4+0.4+2.3+11.85+5.35+0.5+0.5+8.0+0.5222 +0.5+0.5+202 =64.25m 计算12、13 两点间的渗压水头： h12=m 64.2526.13 9.55.64 64.25 h13=m 64.2537.98 9.53.93 64.25 则 1213 4.79 2 hh hm 则12点，13点的渗压水头分别为:，。平均渗压水头125.64mh 133.93mh 为4.79m。所以墙后地下水位。故填土高程确定为9.04.7913.79m墙 14m，填土均为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土。 则

54、进水池后水位为 13.79m，则泵房下部防渗长度重新计算： l 8.330.50.528.00.520.50.5 10.029.24m h为13.79-9.0=4.79m，由于进水池下土质为棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或 粉质粘土，回填土也采用棕黄，棕黄夹灰黄色粘土或粉质粘土，故允许渗径系 数c为35，l=ch=(3 5 )4.79=14.37 29.95m，ll，故满足防 渗长度要求。 7.4 渗透坡降校核 7.4.1 第一组方案 1、紫铜片止水有效时 为了计算结果较为精确，泵房渗透压力采用改进阻力系数法进行计算，计算 过程如下。 （1）确定地基计算深度。根据地质资料，认为地基不透水层埋深为无限

55、深，地下轮廓线简化图见图 7.3。在不透水层较深时，需要先计算有效深度 te，按下式进行计算。 方案一 止水有效 图 7.3 地下轮廓线简化 当5 o o s l 时， 0 5 . 0 lte 当5 o o s l 时， 26 . 1 5 0 s l l t o o e 式中： e t 有效深度，m； o s 地下轮廓线的垂直投影长度，m； o l 地下轮廓线的水平投影长度，m。 由图 7.3 可知，地下轮廓线的水平投影长度，地下轮廓线的垂直投011ml 影长度，则5.0。06.17sm 0 0 11 1.79 6.14 l s 所以，计算深度。 0 0 0 5 11.32m 1.62 l t

56、e l s 11.32mcett （2）将渗流区按地下轮廓形状分为若干典型渗流段，见图 7.3。并利用 水工建筑物表 7-3 进行各段阻力系数 及水头值hi计算。 （3）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 7.3 所示。其中、段为进、出口段；、为内部铅直段；、为水平 段。 分段阻力系数的计算 ，参考水工建筑物表 7-3，阻力系数计算公式如 下： 进、出口段：=1.5 + 0.441 1.5 () s t 内部垂直段， t s ln1 4 cot 2 垂 为水平段， t ssl 21 7 . 0 水平 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

57、损失值的计算按下式： i ii h h 式中： i h i 段的水头损失值，m； i i 段的阻力系数； h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 7-1。 表 7.1 阻力系数，水头损失计算表(方案一：止水有效) 分段编号分段名称ss1s2tl总水头 h水头损失 hi 进口段11.1711.361.90553.421.5173 分段编号分段名称ss1s2tl总水头 h水头损失 hi 水平段055.180.503.420 垂直段0.55.680.0883.420.07 水平段0.50.55.68101.6373.421.3035 垂直段0.55.680.0883.420.07

58、 水平段005.180.50.09653.420.0768 出口段0.55.680.483.420.3822 合计4.2953.42 （3）进、出口段水头损失值的修正 当进出口处底板埋深及板桩长度的总值较小时，进出口段的水头损失需按 下式进行修正，才能使计算值更接近于实际情况： 00hh 式中：为修正后的进、出口水头损失值，m；0 h h0未修正的进、出口水头损失值，m； 为阻力修正系数，按下式计算 ； )059 . 0 (2)( 2 12 1 21 . 1 t s t t 为底板埋深与板桩入土深度之和，m； s 为板桩另一侧地基透水层深度，或为齿墙底部至计算深度线的铅 t 直距离。 其中当计

59、算结果 1.0时，采用 = 1.0，修正后水头损失的减少值 h=（1-）hi 将进、出口出水头损失修正汇总于表 7.2。 表 7.2 修正后各段水头损失表 进出口水头损失修正 段别stthihh 进口段12.725.1811.351.021.517301.5173 出口段15.185.680.8550.38220.05540.3268 （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。 当 h x h时，按h x =h x

60、+h 修正，式中hx为水平段修正前的水头损失值；h x 为水平段修正后的水头损失值； 当h xh时，分别按下列方法修正。 、当 h x + h y h时，h x = 2h x , h y = h y + h h x，h y为内部铅直段修正前的 水头损失，h y为修正后的水头损失值。 、当h x + h yh时，h x=2h x，h y= 2h y，h水平= h水平+h（h x +h y）。h水平为中 间水平段修正前的水头损失，h水平为中间水平段修正后的水头损失。 根据以上方法，对水头损失进行修正，将修正后结果汇总于表 7.3。 表 7.3 修正结果汇总表 修正后水头损失汇总表 编号阻力系数 总