離心泵站設(shè)計(jì)

離心泵站設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)資料本站為一明渠引水的灌溉站，設(shè)計(jì)流量為 1m3/s,渠底比降 i=1/6000，底寬b 為 2.1m，邊坡系數(shù) m=1.5,糙率 n=0.025,最高運(yùn)行水位 192.7m，最低運(yùn)行水位 191.7m。進(jìn)水池設(shè)計(jì)水位 217.18m。站址處土壤為黏土壤，干容重12.7416.66kN/m 3,濕容重 17.64kN/m3,凝聚力 19.6kPa，土壤內(nèi)摩擦角 25，地基允許承載力P=215.6kPa。灌溉季節(jié)最高氣溫 39，最高水溫 25。冬季最低氣溫8，凍土層厚度 0.3m。水源邊有南北向公路經(jīng)過，路旁有 10kV 高壓線，供電容量足夠。當(dāng)?shù)刂饕惺?、黃沙等建筑材料可供使用。二、 水泵選型與設(shè)備配套（一） 水泵選型根據(jù)水泵選型原則按下列順序進(jìn)行。1. 確定設(shè)計(jì)流量設(shè)計(jì)流量 Q=1m3/s。2. 確定設(shè)計(jì)揚(yáng)程設(shè)計(jì)揚(yáng)程 H=H 凈 +h 損 。式中 H 凈 進(jìn)出水池設(shè)計(jì)水位差，即 217.48192.18=25.3（m） 。H 損 管路水頭損失，按 0.2H 凈 估算。則 H=25.3+0.225.3=25.3+5.06=30.36（m） 。3. 確定泵型方案依據(jù)泵站設(shè)計(jì)流量 1m3/s 和設(shè)計(jì)揚(yáng)程 30.36m,決定選用雙吸離心泵。查水泵資料中的水泵性能表得 14Sh-19，作為方案進(jìn)行比較，它的性能如附表 1 所列。4. 確定臺(tái)數(shù)及方案比較依據(jù)泵站設(shè)計(jì)流量 1m3/s，主泵臺(tái)數(shù)宜為 39 臺(tái)，用關(guān)系式 i=Q 站 /Q 泵 確定兩種泵型所需臺(tái)數(shù)。14Sh-19 型泵 i=1/0.35=2.9(臺(tái))，取 3 臺(tái)。見附表 1。（二）動(dòng)力機(jī)配套包括動(dòng)力類型選擇與機(jī)型確定。1. 動(dòng)力類型選定利用站址附近 10kV 電力線路，采用直接傳動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。2. 動(dòng)力機(jī)選配由水泵廠成套供應(yīng)或根據(jù)水泵額定轉(zhuǎn)速為 1450r/min 和配套功率 125kV 查電機(jī)資料選擇，采用 JS-116-4 型防護(hù)式雙鼠籠型異步電動(dòng)機(jī) 5 臺(tái)，其技術(shù)性能如附表 2 所列。附表 1 泵型方案性能功率型號(hào)流量 Q（L/s）揚(yáng)程 H（m）轉(zhuǎn)速 n（r/min） 軸功率 P（Kw）電機(jī)功率（kW）效率（%）允許吸上真空高度Has(m)重量（kg）14Sh-19270350400322622145099.71021051258588823.5 898附表 2 JS-116-4 型電機(jī)性能額定時(shí)額定功率（kW）額定電壓（V）轉(zhuǎn)速（r/min）電流（A）效率（%）功率因數(shù)cos啟 動(dòng) 電 流額 定 電 流 啟 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩額 定 轉(zhuǎn) 矩 最 大 轉(zhuǎn) 矩額 定 轉(zhuǎn) 矩 重量（kg）155 380 1470 285 92.0 0.89 6.3 1.6 2.0 1090（三）管路配套包括吸、出水管路的管材、管徑及附件選配等內(nèi)容。1.吸水管路及附件選配（1） 管材。鑄鐵耐久性好，又有一定強(qiáng)度，擬選用法蘭式鑄鐵管。（2） 管徑。依據(jù)經(jīng)濟(jì)流速確定。4QD式中 Q管路中通過的流量，本設(shè)計(jì)采用水泵銘牌流量 0.35m3/s；管內(nèi)控制流速，憑經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)口喇叭管處取 1.2m/s，管道內(nèi)取1.8m/s。則進(jìn)口喇叭管直徑 40.35.61()2Dm管道直徑 ()318查資料取標(biāo)準(zhǔn)值：進(jìn)口喇叭管直徑 630mm，吸水管路直徑 500mm。（3） 管長(zhǎng)。憑經(jīng)驗(yàn)暫擬 11.0mm。（4） 附件。查資料得：喇叭管：大頭直徑 630mm，小頭直徑 500mm，長(zhǎng)度 310mm；雙法蘭 彎頭：考慮用擋土墻式進(jìn)水池，選用 R=700mm，內(nèi)徑 500mm，90中心線長(zhǎng)度 1183mm；偏心漸縮接頭：小頭直徑 350mm，大頭直徑 500mm，長(zhǎng)度890mm；真空表：一只。2.出水管路及附件選配包括管徑與管路附件確定。出水管道直徑依據(jù)經(jīng)濟(jì)流速，計(jì)算公式為：4QD式中 Q出水管路通過流量，取水泵銘牌流量 0.35m3/s；管內(nèi)經(jīng)濟(jì)流速，憑經(jīng)驗(yàn)取 2.0m/s；則40.35.27)1Dm出 （本設(shè)計(jì)出水管路直徑取 0.5m。管路附件包括水泵出水口漸擴(kuò)管、閘閥、管路出口漸擴(kuò)管和拍門等。(1) 泵出口漸擴(kuò)接管。水泵出口直徑 0.3m，出水管路直徑 0.5m，查 資料選用長(zhǎng)度為 690mm、小頭直徑 300mm、大頭直徑 500mm 的標(biāo)準(zhǔn)正心鑄鐵漸擴(kuò)管。(2) 閘閥。選用內(nèi)徑為 500mm長(zhǎng)度為 700mm、公稱壓力為 100N/cm2的 Z48T-10型閘閥。(3) 拍門。停機(jī)時(shí)用拍門防止池水倒流，查資料選用內(nèi)徑為 550mm 的拍門。（4）管路出口漸擴(kuò)管。在拍悶與管路間設(shè)置正心漸擴(kuò)管，以降低出口流速，回收動(dòng)能，擴(kuò)散段錐角按經(jīng)驗(yàn)取 ，管段長(zhǎng)度12，取 0.24m。該漸擴(kuò)管無標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)貨供應(yīng)，5038()2tan/tan/DLm大 小擴(kuò)要定制。（5） 壓力表。一只。（四）水泵安裝高程確定吸水管路水頭損失按沿程水頭損失和局部水頭損失分別計(jì)算后相加而得。1. 沿程水頭損失225.310.9LnQhD沿式中 管道的糙率，查資料鑄鐵為 0.013；nL管道長(zhǎng)度 11.0m 則 225.3110.90.94)m沿 （2.局部水頭損失240.83QhD局式中 管路局部阻力系數(shù)，查資料得 ， ； 0.2進(jìn) 90.640.2縮，局部阻力處管徑，查資料得 D.635m進(jìn) 縮 ，則 44420.283)65093()h局吸 沿 局 （ ） （3.水泵安裝高度2ssaHhg吸允 吸式中 修正后的允許吸上真空高度，本設(shè)計(jì)工作水溫與水面大氣壓均超saH過標(biāo)準(zhǔn)值。用公式(10.3)(0.24)asas pHg汽 修 正水泵允許吸上真空高度 3.5m；saH水泵安裝出水面大氣壓，本設(shè)計(jì)海拔 200mm，查資料得 10.1m；Pg工作水溫為 時(shí)的飽和蒸汽壓力，查資料得 0.355m；汽 25C水泵進(jìn)口處流速，s2240.35.64(/)1sQmsD則 ，取 3.163.5(10)(saH）23.64. .034.682.14()9允 吸4.水泵安裝高程a 確定minaHK允 吸式中 進(jìn)水池最低運(yùn)行水位 191.58m；min安全值，取 0.2mK則 ，取 193.5m19.58240.193.52()a如附圖 1 所示水 泵 安 裝 示 意 圖 193.5019.58（五）真空泵選型1.抽氣體積計(jì)算充水段體積用公式 分段計(jì)算。2/4VLD（1） 漸縮接管體積 。1D 取平均值2310.53 3.405.425(),0.89,89.1()mVm 縮 則（2） 漸擴(kuò)接管體積 。2VD 取平均值2320.533.140.4(),0.69,69.9()L 擴(kuò) 則（3） 管路段體積 。3D 為 0.5m，L 值包括豎直段、水平段、90彎頭段，暫估 13m則233.1405.()Vm閘閥前抽氣充水管段總體積為 31230.192.5.7()Vm泵（4） 泵殼體積 泵233.105.1(4Vm泵 ）1 臺(tái)套機(jī)組需抽氣體積 3.7012.8V（ ）2.真空泵抽氣量計(jì)算3(/min)()asVHQKT氣式中 抽氣量, ；氣 3/iV抽氣體積 2.88 ;T抽水時(shí)間，取 4min；K漏氣系數(shù)，取 1.1；水泵安裝處大氣壓，海拔 200.0m 查資料得 10.1m (101kPa)；aH 2HO進(jìn)水池最低水位至泵頂間垂直距離，查資料得：s193.5-191.58+0.511=2.43（m）則 32.810 .4/in4Q氣 （ ）（ ）5 臺(tái)套機(jī)組抽氣量 52氣 （ ）3.真空度確定真空度 1.92014.836sHmHg（ ）4.真空泵選型根據(jù) 5 臺(tái)套機(jī)組的抽氣總量為 5.2 和真空度為 141.18mmHg，查資3/in料選取 SZ-3 型水環(huán)式真空泵兩臺(tái)，其中一臺(tái)為備用泵。其性能為附表 3 所列。附表 3 水環(huán)式真空泵性能型號(hào)抽氣量 3(/min)真空度（mmHg）轉(zhuǎn)速（r/min）配套電機(jī)功率（kw）重量（kg）SZ-311.50.5767601450 30463三、泵房初步設(shè)計(jì)包括確定泵房型式、內(nèi)部設(shè)備布置與尺寸擬定等內(nèi)容。（一）確定泵房結(jié)構(gòu)形式臥式離心泵泵房形式取決于水泵有效吸程、水源水位變幅和地下水埋深等因素。1. 水泵有效吸程 值計(jì)算H效 吸12minaZ效 吸式中 水泵基準(zhǔn)面至底座間距離，查資料得 0.56m；1水泵基礎(chǔ)高出機(jī)坑地面高度，取 0.1m2則 =193.5-0.56-0.1-191.58=1.26(m)H效 吸2.水源水位變幅H水源最高運(yùn)行水位 192.7m，最低運(yùn)行水位 191.7m，水位變幅H=192.7-191.7=1.0(m)H 效吸 =1.26m。3.泵房結(jié)構(gòu)型式確定經(jīng)簡(jiǎn)單計(jì)算，水泵有效吸程大于水源水位變幅，地下水位較低，決定選用擋土墻式分基型泵房。（二）內(nèi)部設(shè)備布置包括主機(jī)組、配電設(shè)備等輔助設(shè)施的布置。1.主機(jī)組布置為減小泵房長(zhǎng)度與進(jìn)水池寬度，從而減少工程量，5 臺(tái)套機(jī)組采用雙列交錯(cuò)布置。查資料得機(jī)組平面尺寸如下：軸向總長(zhǎng)度 2.555m，氺泵進(jìn)出口間距1.1m，水泵軸向長(zhǎng)度 1.271m，管路中心線稍偏一側(cè) 0.58m，如附圖 2 所示。查資料得：設(shè)備頂端到墻面凈距 0.7m，設(shè)備頂端間凈距 0.8m，平行設(shè)備間凈距1.0m，本設(shè)計(jì)縱橫凈間距一律取 1.0m。主機(jī)組布置如附圖 3 所示。本機(jī)組間總長(zhǎng)為 2.5555+0.84+20.7=17.375（m） ，取 17.5m。進(jìn)、出水管路平行布置。管口中心水 泵 電 機(jī)附 圖 2 主 機(jī) 組 外 形 平 面 尺 寸 示 意 圖附 圖 3 主 機(jī) 組 平 面 布 置 示 意 圖（ 單 位 ： m）2.輔助設(shè)備布置包括配電間、檢修間、電纜溝、排水槽、充水設(shè)備、通道、起重機(jī)等設(shè)施。（1（ 配電間。本設(shè)計(jì)擬配備 7 塊（其中主機(jī)組 5 塊、照明與真空泵機(jī)組 1塊，總盤 1 塊）BSL-1 型紙壓成套不靠墻配電柜。標(biāo)準(zhǔn)尺寸為柜寬 0.9m、柜厚0.6m、柜高 2.14m。為不增加泵房跨度，不影響主機(jī)間通風(fēng)采光，配電間布置于泵房進(jìn)線一端，沿泵房跨度方向一排布置。柜后留 0.8m 檢修空間，柜前留1.5m 運(yùn)行操作空間，兩側(cè)各留 0.8 通道，則配電間所需跨度B=70.9+20.8=7.9(m)。所需開間 L 電 =0.8+0.6+1.5=2.9（m） ，配電間平面尺寸如附圖 4 所示。配 電 間 平 面 尺 寸 示 意 圖 單 位 （ m）（2（ 檢修間。檢修場(chǎng)地布置在泵房?jī)?nèi)相對(duì)于配電間的另一端，其面積以能放下并拆卸一臺(tái)電動(dòng)機(jī)為原則。電動(dòng)機(jī)拆卸所需要軸向長(zhǎng)度為（2.55-1.271）2=2.57(m)在四周留 0.7m 空當(dāng)，便于活動(dòng)，其實(shí)際所需面積為（2.57+20.7） 2 =15.76（m 2）（3（ 電纜溝。室內(nèi)動(dòng)力用線路均暗熬于地面加蓋溝槽中，以不占用泵房面積為原則。本設(shè)計(jì)電纜溝布置在泵房出水側(cè)的主通道下，溝槽至電機(jī)間的線路用埋低鋼管敷設(shè)。溝槽截面按 15 根電纜數(shù)設(shè)計(jì)，其尺寸如附圖 5 所示。電 纜 溝 截 面 尺 寸（4（ 排水槽。為保持泵房機(jī)坑地面干燥，需及時(shí)排除主泵運(yùn)行時(shí)填料函滴水和閘閥漏水，擬設(shè)置地面明溝排水系統(tǒng)。其中斷面稍大的明溝沿泵房縱向布置于進(jìn)水側(cè)墻邊，低坡 3，坡向泵房一端；斷面稍小的明溝沿各主管線主機(jī)組基礎(chǔ)布置，以 1的底坡坡向大溝槽，布置型式與溝槽斷面尺寸如附圖 6 所示。機(jī) 坑 排 水 溝 槽 尺 寸 與 布 置（5（ 充水設(shè)備。本設(shè)計(jì)采用兩臺(tái)水環(huán)式真空泵裝置，供啟動(dòng)抽氣充氣時(shí)用。真空泵機(jī)組布置于主機(jī)組間進(jìn)水側(cè)兩端的空地上，不占泵房面積?；A(chǔ)離墻0.5m，抽氣管線貼地面沿主泵管線布置，排氣口通至布置于機(jī)組旁的儲(chǔ)水箱。（6（ 通道。泵房?jī)?nèi)主通道寬 1.8m，布置于泵房得出水側(cè)，與泵房?jī)啥说门潆婇g、檢修間接通；工作便道寬 0.7m，布置于泵房得進(jìn)水側(cè)，與配電間、檢修間用踏步梯連接。（7（ 起重設(shè)備。本設(shè)計(jì)較大的單件設(shè)備是電機(jī) 1090kg，其次是泵898kg。安裝檢修擬選用手動(dòng)單軌小車進(jìn)行。查資料選用 SG-2 型單軌小車為宜，其技術(shù)性能如附表 4 所示。另選用 14.7kN 的手動(dòng)葫蘆與之配套，葫蘆技術(shù)性能如附表5 所列。附表 4 SG-2 型單軌小車技術(shù)性能起重量（kN）提升高度（m）運(yùn)行速度（m/min）手拉力(kN)工字鋼型號(hào) 總重量（kg）19.6 310 4.5 0.147 30a 58附表 5 手動(dòng)葫蘆技術(shù)性能起重量（kN）提升高度（m）起重鏈直徑（mm）起重拉力（kN）毛重（kg） 尺寸（mm）14.7 2.5 7.5 0.4 36 433324選配得 SG-2 型單軌小車沿泵房縱向平行布置于兩列主機(jī)組軸線上方，設(shè)兩套起重設(shè)備。（三）泵房尺寸包括平、立面尺寸與主要構(gòu)件細(xì)部尺寸。1.泵房平面尺寸（1）長(zhǎng)度 L。用下式計(jì)算主 電 檢式中 主機(jī)間長(zhǎng)度，經(jīng)布置為 17.5m；主配電間開間，經(jīng)布置為 2.9m；L電檢修間開間，經(jīng)布置為 3.97m；檢則 L=17.5+2.9+3.97=24.37(m)以進(jìn)出水管路不穿墻柱為原則，取每一開間 3.6m，共 7 間房。泵房總長(zhǎng)度調(diào)整為 73.6=25.2(m)。除配電間和主機(jī)間尺寸 2.9+17.5=20.4(m)不作變動(dòng)外，檢修間實(shí)際長(zhǎng)度為 25.2-20.4=4.8(m)。（2）跨度 B。用下式計(jì)算01234567bb式中 列主泵進(jìn)口至另一列主泵出口距離，經(jīng)布置為 1.1+1.0+1.1=3.2(m)0b偏心漸縮接管長(zhǎng) 0.89m；1工作通道寬 0.7m；2b排水溝槽寬 0.3m；3正心漸擴(kuò)接管長(zhǎng) 0.69m；4漸擴(kuò)接管與閘閥間短管長(zhǎng) 0.5m；5b閘閥長(zhǎng)度 0.7m；6主通道寬 1.8m。7B=3.2+0.89+0.7+0.3+0.69+0.5+0.7+1.8=8.78(m)取 9.0m。主通道寬度調(diào)整為 2.02m，其余尺寸不變。泵房跨度尺寸如附圖 7 所示。泵房平面尺寸如附圖 8 所示。泵 房 跨 度 尺 寸 示 意 圖附圖 7 泵房跨度尺寸示意圖(m)配 電間檢修間 泵 房 平 面 尺 寸 示 意 圖附圖 8 泵房平面尺寸示意圖（m）2.泵房立面尺寸包括主機(jī)間地面、主通道地面與房頂?shù)瓤刂聘叱?。?） 主機(jī)間地面高程 。用下式計(jì)算主1293.506.192.84()aZm主（2） 主通道地面高程 。與配電間、檢修間地面齊平。由 道“/hD道 管式中 水泵出水口中心高程，查資料為 193.19m；管電纜溝與出水管立交凈間距，取 0.15m；h電纜溝高度，考慮壁厚 5cm，取 0.55m；“hD出水管路直徑 0.5m。則 =193.19+0.15+0.55+0.5/2=194.14(m)道考慮管壁厚度等因素，取 194.20m。立交關(guān)系尺寸如附圖 9 所示。主 通 道 與 電 纜 溝 立 交 尺 寸 示 意 圖出 水 管 電 纜 溝192.84319附圖 9 主通道與電纜溝立交尺寸示意圖（單位：m）（3） 泵房外地面高程。出水側(cè)室外地面高程與主機(jī)間地面齊平，其余三邊室外地面高程整修成低于室內(nèi)主通道地面 0.2m，即 194.20-0.2=194.0(m)。（4） 泵房頂高程。由檢修間地面至房頂間凈高度確定。泵房高度 H 由起重設(shè)備控制，用下式計(jì)算 12345Hhh式中 安裝好的最高主機(jī)組高出檢修地面尺寸或大型板車高度，兩者中1h取大值，本設(shè)計(jì)主機(jī)組頂高程 194.01m，低于檢修間地面，因此按大型板車高度 0.8m 確定；板車面至最高吊物底凈距，憑經(jīng)驗(yàn)取 0.4m；2h最大起吊件高度，本設(shè)計(jì)為水泵，其高度為 1.07m；3吊索垂直尺寸，取水泵軸向尺寸的 0.85 倍，水泵軸向尺寸為41.27m，則 0.851.27=1.1(m)；起重吊鉤在最高位置時(shí)，吊鉤至屋架底梁間距。由 30a 號(hào)工字鋼5h高度 30cm 和 SG-2 型單軌小車高度（含吊鉤）63cm 確定為 0.93m。則 H=0.8+0.4+1.07+1.10+0.93=4.3(m)，取 4.5m。板車面至吊物底凈空為0.60m。如附圖 10 所示。 附 圖 10 泵 房 高 度 確 定 示 意 圖 （ 單 位 ： m）3.主要構(gòu)件細(xì)部尺寸包括墻體、門窗和屋蓋等房圍護(hù)結(jié)構(gòu)。（1） 墻體。泵房采用磚砌墻體，墻厚為 0.24m,墻柱尺寸為 0.5m0.5m，墻垛突出在室外。（2） 墻基。采用磚砌大放腳基礎(chǔ)，頂部設(shè)鋼筋混凝土底梁，墻體砌筑其上。（3） 過梁與圈梁。在門窗洞上方設(shè)置鋼筋混凝土過梁，寬與墻體厚相等，梁高為 0.2m，長(zhǎng)度超過門窗寬 0.8m。在檐口處設(shè)置鋼筋混凝土圈梁。寬度與過梁相同，梁高取 0.3m。（4） 門。泵房設(shè)大小門各一扇，其中大門為 3.0m 寬、3.0m 高的木質(zhì)雙扇外開門，布置于檢修間一端的山墻上；小門為 1.2m 寬、2.4m 高的單扇木質(zhì)內(nèi)開門，布置于配電間一端的山墻上，與主通道成一直線。（5） 窗。為滿足采光、通風(fēng)和散熱等要求，在泵房進(jìn)出水兩側(cè)墻體上，每間房各設(shè)上下兩層式窗戶，上層為對(duì)流窗戶，2.1m 寬、0.7m 高；下層為采光窗戶，2.1m 寬、1.4m 高，共 2.1m 高。窗戶底離檢修間地面 1.0m。2.1461.70.27598窗 戶 要 求泵 房 面 積2220，符合要求。（6）屋蓋。本設(shè)計(jì)采用雙破面斜屋蓋，屋面坡角取 25，屋架為衍架結(jié)構(gòu)，其高度為 tan259.5/2=2.2(m)。泵房立面尺寸如附圖 11 所示。底 梁過 梁 梁194.20192.84附圖 11 泵房立面尺寸示意圖（m）四、進(jìn)水建筑物設(shè)計(jì)包括進(jìn)水池與前池兩部分。（一）進(jìn)水池1.型式采用半開敞式擋土墻進(jìn)水池。2.包括平、立面與細(xì)部結(jié)構(gòu)等尺寸。1）立面尺寸（1）池底高程 。用下式計(jì)算：底min12h底式中 進(jìn)水池最低運(yùn)行水位 191.58m；min進(jìn)水管端喇叭口懸空高度，取 0.8D 進(jìn) =0.80.63=0.504(m),取1h0.5m；進(jìn)水管端喇叭口最小淹沒深度，取 1.5D 進(jìn) =1.50.63=0.945(m),取20.9m。則 =191.58-0.5-0.9=190.18(m)底（2）池頂高程 。取泵房外地面高程。本設(shè)計(jì)為 194.0m，進(jìn)水池立面尺寸如頂附圖 12 所示。 附 圖 12 進(jìn) 水 池 立 面 尺 寸 示 意 圖 （ 單 位 ： m）194.090.852）平面尺寸（1）池寬 B。用下式計(jì)算012L（ n-)式中 n進(jìn)水管路根數(shù)，本設(shè)計(jì)方案為 5 根；相鄰兩進(jìn)水管中心間距，本設(shè)計(jì)為 3.24m；0L邊管中心至池側(cè)壁距離。取水管中心線至隔墩距離，隔墩厚為10.5m，則邊管中心至池壁距離為（3.24-0.5）/2=1.37(m)。則 B=（5-1）3.24+21.37=15.7（m） 。（2）池長(zhǎng) L。用經(jīng)驗(yàn)公式4.5DT進(jìn)式中 T進(jìn)水喇叭管與后池壁凈距，取 。0.5D進(jìn)則 L=4.50.63+0.50.63=3.15（m）,取 3.2m。進(jìn)水平面尺寸如附圖 13 所示。附 圖 13 進(jìn) 水 池 平 面 尺 寸 示 意 圖 （ 單 位 ： ）3.細(xì)部構(gòu)件尺寸水池三邊擋土一邊臨水，擋土面為漿砌塊石重力式墻，其斷面尺寸如附圖14 所示。護(hù)底用 M5 砂漿砌石，厚 0.4m，喇叭管附近護(hù)底厚增至 0.6m，并在其頂面現(xiàn)澆 0.1m 混凝土，防止塊石因吸水而松動(dòng)。池厚壁至泵房外墻間距離，考慮施工時(shí)泵房大放腳要建在原狀土上的原則，假定開挖線坡度為 1：1，并留有必要的余地，確定擋土后墻與泵房外墻間凈距離為 5.0m。機(jī)房外墻1：邊墻 便橋 隔墩 190.8194.0389.42附 圖 4 進(jìn) 水 池 細(xì) 部 構(gòu) 造 尺 寸 示 意 圖 （ 單 位 ： m）（二）前池前池引渠與進(jìn)水池連接的過渡段，其設(shè)計(jì)要考慮平、立面平順擴(kuò)散。1.平面擴(kuò)散取決于擴(kuò)散角 a 值和底坡 i 值的大小。本設(shè)計(jì)采用傾斜池壁，池長(zhǎng)用下式計(jì)算)/2tan(BbL（式中 B引水池寬度 15.7m；b引水底寬 2.1m；a平面擴(kuò)散角，取經(jīng)驗(yàn)值 30。則 ，取 25.0m；(15.72)/5.37()tn30Lm2.立面擴(kuò)散取決于引渠和進(jìn)水池的底高程與前池長(zhǎng)度。要求前池靠近進(jìn)水池一段的底坡為 0.20.3，以穩(wěn)定流態(tài)。引渠末端渠底高程 190.53m，進(jìn)水池池底高程 190.18m，高差H=190.53-190.18=0.35（m） 。前池長(zhǎng)度為 25.0m，則 i=H/L=0.35/25=0.0140.2。不符合規(guī)定要求。在不改變平面擴(kuò)散角的前提下，為滿足前池對(duì)底坡的要求，擬在靠近進(jìn)水池一段做成標(biāo)準(zhǔn)底坡 i=0.25，其余池段與引渠底坡相同，則標(biāo)準(zhǔn)底坡段長(zhǎng)度為L(zhǎng)=0.35/0.25=1.4(m)。3.細(xì)部構(gòu)造尺寸前池的坡面與進(jìn)水池壁面間用八字形重力式翼墻連接，翼墻軸線與水流方向間夾角取 45。翼墻斷面為漸變形。護(hù)底與護(hù)坡均采用 M5 砂漿砌石，厚度0.4m，下設(shè) 0.1m 厚砂石墊層。進(jìn)水建筑物形式尺寸如附圖 15 所示。附 圖 15 進(jìn) 水 池 建 筑 物 形 式 與尺 寸 圖 （ 單 位 m）1： 41：.5：1： 1： .5194.038五、出水建筑物設(shè)計(jì)包括出水池、輸水渠及出水管路的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。（一）出水池1.型式根據(jù)站址地形，本設(shè)計(jì)采用開敞式側(cè)向出水池，用出口拍門阻止池水倒泄。2.尺寸確定1）立面尺寸（1）池頂高程 ：頂maxh頂 超式中 出水池最高水位，本設(shè)計(jì)為 217.48m；max安全超高，查資料取 0.5mh超則 ，取 218.0m；217.4805217.98()頂（2）池底高程 ：底min()hDP出底 淹式中 出水池最低運(yùn)行水位，本設(shè)計(jì)為 217.18m；min出水管漸擴(kuò)出口直徑，本設(shè)計(jì)為 0.55m；D出出水管漸擴(kuò)出口下緣至池底凈距，取 0.2m；P出水管漸擴(kuò)出口上緣最小淹沒深度，要求不小于兩倍出口流速h淹水頭。本設(shè)計(jì)取 3 倍出口流速水頭。 22440.35()()1.()96QDh mg出淹則 7.8(16.底出水池立面尺寸如附圖 16 所示。 216.0578421.0附 圖 出 水 池 立 面 尺 寸 示 意 圖（ 單 位 ）2）平面尺寸（1）池長(zhǎng) L： 2(1)(56)nDSLD出 出式中 n入池出水管路根數(shù)，本設(shè)計(jì)為 5 根；S出水管口凈間距，即兩倍管口直徑，即邊管口至池側(cè)壁間凈距，取一個(gè)出水管口直徑，即為2L0.55m。則 L=50.55+（5-1）1.10+0.55+（56）0.55=10.4511.00(m),取11.00m（2）池寬 B：1()BnD出式中 邊管出口處池寬，擬取1 40.52.()m出則 2.0(5)()m出水池平面尺寸如附圖 17 所示。附 圖 17 出 水 池 平 面 尺 寸 示 意 圖 （ 單 位 :）（二）輸水干渠斷面設(shè)計(jì)（1）按明渠均勻流設(shè)計(jì)。黏土邊坡系數(shù) m 取 1.5；渠床糙率 n 取 0.025；底坡i 取 1/3500。用試算法確定渠道設(shè)計(jì)水深 h 和渠底寬 b 分別為h=1.05m，b=1.8m（2）設(shè)計(jì)水位及最低運(yùn)行水位。出水池與輸水干渠用過渡段連接，過渡段水頭損失估算為 0.1m，則輸水干渠水位為：設(shè)計(jì)水位 217.48-0.1=217.38(m)最低運(yùn)行水位 217.18-0.1=217.08(m)（3）渠底高程。渠底高程為 217.38-1.05=216.33(m)（4）堤頂高程。本設(shè)計(jì)與出水池頂齊平，取 218.0m（三）連接段設(shè)計(jì)1.平面尺寸（1）收縮段長(zhǎng)度 ：L縮 ()/2tanBb縮式中 B出水池寬度 4.4mb輸水干渠底寬 1.8ma平面收縮角，憑經(jīng)驗(yàn)取 45。則 ，取 3.1m(4.18)/23.4()tn5Lm縮（2）干渠護(hù)砌段長(zhǎng)度 。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)本設(shè)計(jì)取 5 倍渠道設(shè)計(jì)水深，L護(hù)1.0.2()護(hù)2.立面尺寸池底高程為 216.1m，渠首底部高程為 216.33m，高差。擬在出水池尾部（即收縮段首部）設(shè)置 0.23m216.3.023()Hm的垂直坎，作為立面連接設(shè)計(jì)。（四）細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)出水建筑物修建在半填半挖的坡地上，因土質(zhì)較好，故出水池池壁采用 C15 混凝土重力式結(jié)構(gòu)。與出水管接觸部位設(shè)置寬 0.2m 的阻水環(huán)，防止?jié)B水。每根水管上方留直徑為 50mm 的通氣孔，能使管中空氣自由出入。池底用 C15 混凝土澆筑，與擋水墻分離，界縫處設(shè)置止水片。擋水墻斷面各部尺寸如附圖 18 所示。收縮段邊坡做成漿砌塊石扭曲面結(jié)構(gòu)。護(hù)底厚 0.4m，底下砂石墊層厚0.1m。護(hù)砌段采用 0.3m 厚的干砌塊石護(hù)坡護(hù)底。砂石墊層取 0.1m 厚。出水建筑物整體結(jié)構(gòu)如附圖 19 所示。附 圖 18 出 水 池 擋 水 墻 斷 面 尺 寸 示 意 圖 （ 單 位 :m）218.0746521.附 圖 19 出 水 池 建 筑 物 整 體 結(jié) 構(gòu)示 意 圖 （ 單 位 ）平 面 圖1剖 視 圖 11 ：.5：.527.0 216.3扭 面 1：.5：56（五）出水管路設(shè)計(jì)包括管線布置、管長(zhǎng)、管材和承壓能力確定和鎮(zhèn)墩尺寸等內(nèi)容。1. 出水管線布置根據(jù)出水池和泵房設(shè)計(jì)，出水管線擬采用收縮式布置。管線平行出泵房經(jīng)起坡鎮(zhèn)墩后，在坡面上收縮，經(jīng)坡頂鎮(zhèn)墩后再平行入出水池。2.出水管線長(zhǎng)度按實(shí)地布置確定。經(jīng)計(jì)算出水管口中心線標(biāo)高為 216.57m，出水管進(jìn)口中心線（即水泵吐出口中心線）標(biāo)高為 193.19m。實(shí)地坡面破度為 1：2：4。管坡擬修整為 1：2：5，則坡面管段長(zhǎng)度為（216.57-193.19）2.5=58.45(m)。過坡頂鎮(zhèn)墩后的水平管段，考慮出水池?fù)跛畨Σ灰颂拷驴?，故?10.00m。坡腳處起坡鎮(zhèn)墩前水平管段，考慮泵房室內(nèi)外布置及施工場(chǎng)地等因素，取 13.0m。則出水管線總長(zhǎng)度為 58.45+10.0+13.0=81.45(m)。3.管材與承壓能力確定管材根據(jù)管路實(shí)際承壓狀況選定。（1）水錘壓力估算。出水管路上不設(shè)置逆止閥，水泵處管段承受的水錘壓力可按正常工作壓力的 0.5 倍估算。正常工作壓力按凈水頭的 1.15 倍估算，則正常工作壓力 H=1.15（217.48-193.19）=27.93mH 2O（279.3kPa） ，水錘壓力：20.5.27931.39.7HmHkPa（ ）（2）總工作壓力。水泵處出水管路最大工作總壓力為正常工作能力與事故停泵水錘壓力之和，即 。2.1.4.90(1.)mHkPa總（3）管材與管路規(guī)格。本設(shè)計(jì)管路最大內(nèi)水壓力為 419.0kPa，查資料選用500 的低壓鑄鐵管，其公稱壓力為 441kPa。起坡鎮(zhèn)墩與頂坡鎮(zhèn)墩間用承插式gD管，其余處用法蘭式管。4.鎮(zhèn)墩尺寸根據(jù)管路流量、管徑、內(nèi)壓狀況及管破等因素，查資料得起鎮(zhèn)墩尺寸如附圖 20所示。頂坡鎮(zhèn)墩尺寸如附圖 21 所示。其中起坡鎮(zhèn)墩為單獨(dú)鎮(zhèn)墩，頂坡為聯(lián)合鎮(zhèn)墩。須知，對(duì)初擬墩體經(jīng)計(jì)算后最終確定尺寸，并驗(yàn)算其穩(wěn)定性。 附 圖 20 b附 圖 20 a附 圖 20 d附 圖 20 c11六、水泵運(yùn)行工況分析包括用圖解法推求泵運(yùn)行工作點(diǎn)、校核泵站總流量及估算泵站效率等內(nèi)容。（一）水泵運(yùn)行工作點(diǎn)推求1.裝置性能參數(shù)（ 、