水泵課程設(shè)計(jì)王健

目錄第一章綜合說(shuō)明 -2-1.1興建緣由 -2-1.2工程位置、規(guī)模、作用 -2-1.3基本資料 -2-1.3.1地質(zhì)條件 -2-1.3.2水位特性值 -2-1.3.3工程布置和重要建筑物 -3-1.3.4其他 -3-第二章設(shè)計(jì)參數(shù)擬定 -3-2.1設(shè)計(jì)流量的擬定 -3-2.2特性揚(yáng)程的擬定 -3-2.3工程設(shè)計(jì)等級(jí) -3-第三章機(jī)組選型 -4-3.1水泵選型及方案比較 -4-3.1.1選型原則 -4-3.1.2水泵選型 -4-3.2電動(dòng)機(jī)選型 -5-第四章泵房設(shè)計(jì) -6-4.1泵房結(jié)構(gòu)型式及布置 -6-4.1.1泵房結(jié)構(gòu)型式 -6-4.1.2泵房?jī)?nèi)部布置 -6-4.2泵房平面尺寸的擬定 -7-4.2.1機(jī)房跨度B（順?biāo)鞣较颍?-7-4.2.2機(jī)房長(zhǎng)度L（垂直水流方向） -7-4.3泵房各部分高程的擬定 -7-4.3.1機(jī)房高度 -7-4.3.2葉輪中心高程▽輪 -7-4.3.3水泵吸水喇叭管管口高程▽進(jìn) -8-4.3.4進(jìn)水池底板高程▽底 -8-4.3.5水泵梁頂緣高程▽泵梁 -8-4.3.6電機(jī)層樓板底高程▽機(jī) -8-4.3.7機(jī)房屋面大梁下緣高程 -8-第五章樞紐布置及進(jìn)出水建筑物設(shè)計(jì) -8-5.1樞紐布置 -8-5.2引河及前池設(shè)計(jì)布置 -8-5.2.1引河的設(shè)計(jì) -9-5.2.2前池設(shè)計(jì) -9-5.3進(jìn)水池設(shè)計(jì) -9-5.4出水管道設(shè)計(jì) -10-5.4.1管道布置及鋪設(shè) -10-5.4.2管材選擇 -10-5.4.3管徑擬定 -10-5.4.4管道長(zhǎng)度 -10-5.5壓力水箱設(shè)計(jì) -11-5.5.1壓力水箱的高度 -11-5.5.2壓力水箱的寬度 -11-5.5.3壓力水箱的長(zhǎng)度 -11-5.6穿堤涵洞的尺寸 -11-5.7斷流設(shè)施 -11-第六章工況校核 -11-6.1管路阻力損失計(jì)算 -11-6.1.1局部阻力參數(shù)擬定 -11-6.1.2沿程阻力參數(shù)擬定 -12-6.2工況點(diǎn)校核 -12-第七章站房防滲計(jì)算 -13-7.1防滲排水布置 -13-7.2防滲長(zhǎng)度計(jì)算 -13-7.3防滲長(zhǎng)度校核 -14-第八章站身穩(wěn)定計(jì)算 -14-8.1泵房自重計(jì)算 -14-8.2泵室內(nèi)水重 -15-8.3水平水壓力 -15-8.4浮托力 -15-8.5滲透壓力 -16-8.6土壓力及墻后水壓力 -16-8.7作用荷載計(jì)算 -17-8.8抗滑穩(wěn)定計(jì)算 -17-8.9地基應(yīng)力計(jì)算 -18-參考文獻(xiàn) -18-第一章綜合說(shuō)明1.1興建緣由該排澇泵站的興建是為了滿足某市城市防洪需要。1.2工程位置、規(guī)模、作用工程位置：該排澇泵站擬建在該市城區(qū)以東10公里的新城河上。工程規(guī)模：由泵站設(shè)計(jì)流量Q=11.5 m3/s，查《水泵與水泵站》表8-1可知該排澇泵站屬于中型泵站。工程作用：滿足某市城市防洪需求。1.3基本資料1.3.1地質(zhì)條件地面以下土質(zhì)為中粉質(zhì)壤土，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，貫入擊數(shù)為24擊，地基土容重19.4kN/m3，含水率26.8%，空隙比為0.833，允許承載力220kPa，內(nèi)摩擦角23°，凝聚力19kPa，滲透系數(shù)2.66×10-7，地下水埋深7.3m。1.3.2水位特性值泵站水位資料如表1－1表1－1泵站上下游水位資料下游水位（m）上游水位（m）設(shè)計(jì)運(yùn)營(yíng)水位最低運(yùn)營(yíng)水位最高運(yùn)營(yíng)水位設(shè)計(jì)運(yùn)營(yíng)水位最低運(yùn)營(yíng)水位最高運(yùn)營(yíng)水位26.825.430.631.631.031.91.3.3工程布置和重要建筑物泵站工程的重要建筑物有進(jìn)水建筑物、站房和出水建筑物。進(jìn)水建筑物涉及前池、進(jìn)水池和進(jìn)水管道等。出水建筑物涉及出水管路和出水池等。泵站站房是安裝水泵、動(dòng)力機(jī)和輔助設(shè)備以及泵站附屬設(shè)備的建筑物。1.3.4其他該站建筑物等級(jí)為Ⅲ級(jí)，站址北首附近有10kV電源，水陸交通方便。已知該泵站上下游引水河道斷面設(shè)計(jì)參數(shù)如表1-2所示。其中上下游河道堤頂高程自行設(shè)計(jì)，規(guī)定下游地面高程低于引水河道堤頂0.5m。表1-2泵站上下游引水河道斷面設(shè)計(jì)參數(shù)下游引水河道上游引水河道河底高程（m）河底寬度（m）邊坡堤頂寬（m）河底高程（m）河底寬度（m）邊坡堤頂寬（m）24.09.01:2.55.028.19.01:2.55.0第二章設(shè)計(jì)參數(shù)擬定2.1設(shè)計(jì)流量的擬定泵站設(shè)計(jì)流量為Q=11.5m3/s。2.2特性揚(yáng)程的擬定設(shè)計(jì)凈揚(yáng)程=上游設(shè)計(jì)運(yùn)營(yíng)水位—下游設(shè)計(jì)運(yùn)營(yíng)水位=31.6—26.8=4.8m最大凈揚(yáng)程=上游最高運(yùn)營(yíng)水位—下游最低運(yùn)營(yíng)水位=31.9—25.4=6.5m最低凈揚(yáng)程=上游最低運(yùn)營(yíng)水位—下游最高運(yùn)營(yíng)水位=31.0—30.6=0.4m2.3工程設(shè)計(jì)等級(jí)由泵站設(shè)計(jì)流量Q=11.5m3/s，查《水泵及水泵站》表8-1可知該排澇泵站等級(jí)為Ⅲ級(jí)。第三章機(jī)組選型3.1水泵選型及方案比較3.1.1選型原則水泵應(yīng)滿足下列規(guī)定：①充足滿足一定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)供排水及灌溉規(guī)定；②水泵在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)中效率高；③水泵運(yùn)營(yíng)中安全，汽蝕性能良好；④節(jié)省機(jī)電設(shè)備及土建投資費(fèi)用；⑤運(yùn)營(yíng)、管理和維修方便。3.1.2水泵選型根據(jù)泵站設(shè)計(jì)流量Q=11.5m3/s，初步選擇水泵臺(tái)數(shù)為3臺(tái)和4臺(tái)兩種方案。（1）方案一（3臺(tái)）：由H凈=4.8m及單臺(tái)水泵流量Q1=11.5/3=3.83m3/s，參考《水泵及水泵站》表7-1，估算管路損失揚(yáng)程為實(shí)際凈揚(yáng)程的5%，即H=1.05×4.8=5.04m。選擇1200ZLB—100，葉片安裝角度為0°，其工作性能參數(shù)見(jiàn)表3-1。（2）方案二（4臺(tái)）：由H凈=4.8m及單臺(tái)水泵流量Q1=11.5/4=2.875m3/s，參考《水泵及水泵站》表7-1，估算管路損失揚(yáng)程為實(shí)際凈揚(yáng)程的5%，即H=1.05×4.8=5.04m。選擇900ZLB—2.8—6.8，葉片安裝角度為?2°，其工作性能參數(shù)見(jiàn)表3-1。表3-1水泵工作性能表型號(hào)葉片安放角流量(l/s)揚(yáng)程（m）轉(zhuǎn)速（r/min）軸功率（kW）效率（%）葉輪直徑（mm）1200ZLB—1000°4046.15.11490230.388.01000900ZLB—2.8—6.8?2°2913.05.10490174.583.5850（3）方案比較第一種方案水泵臺(tái)數(shù)少，機(jī)電設(shè)備運(yùn)營(yíng)效率高，管理人員和維修費(fèi)用等相對(duì)也少，因此能源消耗和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較省。但臺(tái)數(shù)少，難以適應(yīng)流量的變化規(guī)定，運(yùn)營(yíng)調(diào)度不方便，當(dāng)水泵發(fā)生故障時(shí)，影響較大。第二種方案水泵臺(tái)數(shù)多，適應(yīng)性強(qiáng)，保證率高，但泵站土建投資較大。然而對(duì)于軸流泵，還應(yīng)注意水泵的抗汽蝕性能，一般應(yīng)使水泵的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速n（r/min）與水泵葉輪直徑D(m)的乘積nD值不大于435（參考《中小型泵站設(shè)計(jì)與改造技術(shù)》）。第一種方案的nD值為490×1.0=490>435，而第二種方案中的nD值為490×0.85=416.5<435，相比之下第二種方案所用水泵抗汽蝕性能較好。綜合考慮多因素，選擇第二種方案。因此，該泵站采用4臺(tái)900ZLB—2.8—6.8型水泵，葉片安裝角度為?2°。3.2電動(dòng)機(jī)選型擬定配套功率時(shí)，必須按照水泵工作范圍內(nèi)最大軸功率來(lái)計(jì)算。配套功率按下式計(jì)算：（kW）式中，Q為水泵工作范圍內(nèi)相應(yīng)于最大軸功率的流量，m3/s；H為水泵工作范圍內(nèi)相應(yīng)于最大軸功率的揚(yáng)程，m；ηp為水泵工作范圍內(nèi)相應(yīng)于最大軸功率的效率；ηdr為傳動(dòng)效率，機(jī)泵直聯(lián)取1.0；K為動(dòng)力機(jī)機(jī)備用系數(shù)，按表3-2選取。表3－2備用系數(shù)K水泵軸功率（kW）<55~1010~5050~100>100電動(dòng)機(jī)2~1.31.3~1.151.15~1.11.1~1.051.05根據(jù)最大凈揚(yáng)程=6.5m，再加上損失得Hmax=1.1×6.5=7.15m，由900ZLB—2.8—6.8性能曲線查得與其相相應(yīng)的Q=2.52m3/s，ηp=84.3%，因此水泵軸功率為：因此，備用系數(shù)為1.05，代入配套功率計(jì)算式得：根據(jù)轉(zhuǎn)速n=490r/min，Nmt=220kW選擇配套電機(jī)型號(hào)為Y2400XB12，其性能參數(shù)如表3-3。表3-3Y2450XA12型電機(jī)性能參數(shù)表功率（kW）額定轉(zhuǎn)速（r/min）功率因數(shù)效率（%）負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量kg.m2重量（kg）2254900.7594.525.63450第四章泵房設(shè)計(jì)4.1泵房結(jié)構(gòu)型式及布置4.1.1泵房結(jié)構(gòu)型式該泵站的泵型為低揚(yáng)程立式軸流泵，由于外河的水位變化不大，泵房所在區(qū)域地形開(kāi)闊，考慮投資的節(jié)省，泵房采用濕室型泵房。根據(jù)站址處土層物理力學(xué)性質(zhì)可得出地基條件較好，考慮施工、進(jìn)水流態(tài)以及檢修等各種因素，決定選用濕室中墩墻式結(jié)構(gòu)，墩墻式濕室型泵房具有便于施工，進(jìn)水條件好等優(yōu)點(diǎn)。4.1.2泵房?jī)?nèi)部布置（1）主機(jī)組布置：采用一列式布置，這種布置式簡(jiǎn)樸、整齊。（2）配電設(shè)備布置：擬采用分散布置中的一端式布置，即在泵房進(jìn)線端建單獨(dú)的配電間，其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)房跨度小，進(jìn)出水側(cè)都可以開(kāi)窗，有助于通風(fēng)及采光。配電間的寬度取5.0m，長(zhǎng)度取與泵房跨度相同。（3）檢修間布置：檢修間設(shè)在泵房靠近大門(mén)的一端，為保證最大設(shè)備能順利進(jìn)出，其尺寸取與配電間相同。（4）交通道布置：沿泵房長(zhǎng)度方向布置在出水側(cè)，并高出泵房底板0.2m，交通道寬度取2.0m。（5）通風(fēng)布置：采用自然通風(fēng)，在進(jìn)、出水兩側(cè)布置門(mén)窗。門(mén)窗總面積約為泵房?jī)?nèi)地面面積的1/6～1/8。自然通風(fēng)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是：根據(jù)泵房的散熱量或內(nèi)外溫差來(lái)計(jì)算通風(fēng)所需要的空氣量，或根據(jù)泵房?jī)?nèi)外溫差來(lái)計(jì)算泵房所需要的進(jìn)、出風(fēng)口面積。將計(jì)算得出的面積與實(shí)際所開(kāi)門(mén)窗的面積相比較，假如需要的面積小于實(shí)際所開(kāi)窗面積，則自然通風(fēng)能滿足規(guī)定。否則，要調(diào)整門(mén)窗面積或高度。（6）起重設(shè)備：機(jī)泵設(shè)備的安裝與維修都需要設(shè)立起重設(shè)備。起重設(shè)備的服務(wù)對(duì)象重要為：水泵、電機(jī)及管道。起重機(jī)的選擇重要取決于這些對(duì)象的起重量。本泵站的最大構(gòu)件重量為電動(dòng)機(jī)的重量3.45t。采用山東天源起重機(jī)械有限公司的LDA型起重量為5t的電動(dòng)單梁起重機(jī)，跨度7.5m，具體參數(shù)詳見(jiàn)表4-1。表4-15tLDA型起重機(jī)參數(shù)表起重量（t）跨度（m）最大輪壓（t）最小輪壓（t）起重機(jī)總重（t）57.53.580.422.544.2泵房平面尺寸的擬定4.2.1機(jī)房跨度B（順?biāo)鞣较颍袢?5cm，柱厚取60cm，電機(jī)底座邊長(zhǎng)為1.7m，由《水泵與水泵站》表9-1泵房?jī)?nèi)部設(shè)備間距表及交通道寬度規(guī)定，并考慮到要與所選的吊車跨度相適應(yīng)，取8.0m。4.2.2機(jī)房長(zhǎng)度L（垂直水流方向）主機(jī)組按一列式布置，按下式計(jì)算：L=(n－1)b+2b'+nF+b1+b2式中：L——泵房長(zhǎng)度（m）；b——濕室隔墩厚度，取0.8m；b'——濕室邊墩厚度，取1.0m；n——主機(jī)臺(tái)數(shù)，本設(shè)計(jì)4臺(tái)；F——濕室單獨(dú)進(jìn)水池寬度，F(xiàn)=3D=3×1.25=3.75m；b1————檢修間寬度5m；b2——配電間寬度5mL=（4－1）×0.8+2×1.0+4×3.75+5+5=29.4m取2側(cè)墻壁厚度為30cm,故取L=30m。4.3泵房各部分高程的擬定4.3.1機(jī)房高度機(jī)房高度應(yīng)滿足吊車從汽車的車廂中吊起最大設(shè)備，并能在已安裝好的設(shè)備上空自由通行。可按下式計(jì)算：H=h1+h2+h3+h4+h5+h6式中：h1為車廂板離地面的高度，取1.0m；h2為墊塊高，或吊物底部與泵房進(jìn)口處室內(nèi)地坪的距離，一般不小于0.2m，取0.3m；h3為最高設(shè)備高度，通過(guò)比較取3.0m；h4為起重繩索的捆扎垂直長(zhǎng)度，對(duì)于水泵為0.85b0，對(duì)于電動(dòng)機(jī)為1.2b0，b0為水泵寬度（1.25m）或電動(dòng)機(jī)寬度（1.0m）；h5為吊鉤極限高度，由所選起重機(jī)擬定為1.38m；h6為單軌吊車梁高度，如采用橋式吊車，則為吊車高度與吊車頂置屋面大梁間的凈空高度之和，由所選起重機(jī)擬定為0.58m。因此H=1.0+0.3+3.0+max（0.85×1.25，1.2×1.0）+1.38+0.58=7.46m因此，取泵房高度為7.5m。4.3.2葉輪中心高程▽輪▽輪=▽低－h(huán)3=25.4－0.79=24.61m式中：▽低為進(jìn)口最低運(yùn)營(yíng)水位；h3為水泵葉輪中心淹沒(méi)深度，由安裝外形圖知為0.69m，但根據(jù)進(jìn)水池中進(jìn)水喇叭管的淹沒(méi)深度規(guī)定，經(jīng)計(jì)算調(diào)整為0.79m。4.3.3水泵吸水喇叭管管口高程▽進(jìn)▽進(jìn)=▽輪－h(huán)2=24.61－0.51=24.10m式中：h2為喇叭口至葉輪中心線高度，由安裝外形圖知為0.51m。4.3.4進(jìn)水池底板高程▽底▽底=▽進(jìn)－h(huán)1=24.10－0.70=23.4m式中：h1—喇叭口管口懸空高度，由計(jì)算知為0.7m，符合安裝外形圖的范圍0.6~1.0m。4.3.5水泵梁頂緣高程▽泵梁▽泵梁=▽輪+p=24.61+0.97=25.58m式中：p—水泵葉輪中心至水泵梁頂距離，由安裝外形圖知為0.97m。4.3.6電機(jī)層樓板底高程▽機(jī)▽機(jī)=▽高+δ=30.60+0.50=31.10m式中：▽高為進(jìn)口最高水位，為30.6m；δ為安全超高，取0.5m。4.3.7機(jī)房屋面大梁下緣高程▽梁=▽機(jī)+H=31.1+7.5=38.6m式中：H為機(jī)房?jī)艨崭叨?，?.5m。第五章樞紐布置及進(jìn)出水建筑物設(shè)計(jì)5.1樞紐布置在平面上引渠后設(shè)前池，前池末端設(shè)一斜坡段與進(jìn)水池底板連接，進(jìn)水池在泵房下部，出水管道與壓力水箱連接。開(kāi)敞的水泵站引水渠道和河道中的雜物、垃圾隨水流向泵站聚集，很容易堵塞泵站進(jìn)水口，影響水泵的性能，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致水泵停機(jī)，不能運(yùn)營(yíng)。為了攔截引水河道中的雜物，涉及水草等，在水泵站的進(jìn)水池處設(shè)立攔污柵。此外，在隔墩上還設(shè)有檢修門(mén)槽，為起吊閘門(mén)，上部設(shè)臨時(shí)便橋。5.2引河及前池設(shè)計(jì)布置由于正向進(jìn)水前池水流與進(jìn)水池水流方向一致，具有水流逐漸擴(kuò)散、流態(tài)平順且形式簡(jiǎn)樸、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，故前池采用正向進(jìn)水型式。5.2.1引河的設(shè)計(jì)下游堤頂高程=下游最高運(yùn)營(yíng)水位+安全超高+底板厚度=30.6+0.5+0.1m=31.2m，因此按設(shè)計(jì)規(guī)定可知下游地面高程為30.6m。5.2.2前池設(shè)計(jì)5.2.2.1前池?cái)U(kuò)散角根據(jù)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，前池?cái)U(kuò)散角取值一般為α=20°－40°，本工程擬采用α=30°的擴(kuò)散角。5.2.2.2前池池長(zhǎng)前池池長(zhǎng)可由引渠末端底寬b、進(jìn)水池總寬B及選定的前池?cái)U(kuò)散角α算得：（m）；式中：L——前池總長(zhǎng)（m）；B——進(jìn)水池總寬度（m），B=4B1+3B0=4×3.75+3×0.8=17.4m；b——引渠末端底寬（m），為9m；α——前池?cái)U(kuò)散角（°），為30°。故：5.2.2.3前池構(gòu)造前池設(shè)反濾層與冒水孔，底板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚度取為40cm，3層濾層從上向下分別為碎石10cm、中砂10cm、細(xì)砂10cm。其余均采用40cm漿砌塊石。5.3進(jìn)水池設(shè)計(jì)所選立式軸流泵900ZLB—2.8—6.8，喇叭口直徑D=1.25m，以此尺寸來(lái)擬定進(jìn)水池各部分尺寸。（1）進(jìn)水池的寬度B（單寬）B=3D=3.75m（2）喇叭口懸空高度Z根據(jù)進(jìn)水管內(nèi)壓力比較均勻與進(jìn)口損失系數(shù)最小的規(guī)定：Z=(0.6~0.8)D，D=1.25m，Z=0.625~0.875m，故取0.7m。（3）后壁距的擬定進(jìn)水池后壁形式采用矩形。后壁距T=(0.8~1.0)D=1~1.25m，且要滿足喇叭口安裝及檢修的規(guī)定，取T=1.2m。（4）進(jìn)水池長(zhǎng)度L式中：B——進(jìn)水池寬度（m）；h——設(shè)計(jì)水位時(shí)進(jìn)水池水深（m）；Q——水泵額定流量（m3/s）；K——秒換水系數(shù)，當(dāng)Q<0.5m3/s時(shí)，K=（25~30）s；當(dāng)Q>0.5m3/s時(shí)，K=（30~50）s，根據(jù)Q=2.875m3/s，取K=40。則:為滿足檢修門(mén)槽、攔污柵及泵房布置規(guī)定，取L=10.0m。5.4出水管道設(shè)計(jì)5.4.1管道布置及鋪設(shè)管道的布置形式采用單機(jī)單管，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)樸、附件少、運(yùn)營(yíng)可靠。管道鋪設(shè)方式采用暗式，受溫度變化影響小，管頂埋設(shè)深度大于0.5m即可。5.4.2管材選擇管材采用鋼管，因其具有強(qiáng)度高、管壁薄、重量輕、接頭簡(jiǎn)樸、運(yùn)送方便等優(yōu)點(diǎn)。5.4.3管徑擬定根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速計(jì)算管徑：(凈揚(yáng)程在50m以下時(shí)，v=1.5~2.0m/s，取2.0m/s)取1.4m，為了與水泵出口相適應(yīng)，中間用一段同心變徑接管連接，并用彎管連接。5.4.4管道長(zhǎng)度根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算擬定5.5壓力水箱設(shè)計(jì)5.5.1壓力水箱的高度壓力水箱高度應(yīng)大于管徑直徑，取2.0m。5.5.2壓力水箱的寬度壓力水箱寬度與進(jìn)水池總寬相等，B=17.4m，隔墩厚度δ=0.3m。由穿堤涵洞尺寸可知壓力水箱的出口寬度b為4.0m。5.5.3壓力水箱的長(zhǎng)度壓力水箱長(zhǎng)度可由壓力水箱的出口寬度b，壓力水箱寬度B及選定的壓力水箱的收縮角α算得5.6穿堤涵洞的尺寸穿堤涵洞的高度與壓力水箱相等，取2m，此高度滿足工作人員工作的需求，洞內(nèi)經(jīng)濟(jì)流速取v=1.5m/s。穿堤涵洞寬為b=A/H=7.7/2=3.8m,取4m。5.7斷流設(shè)施本工程斷流設(shè)施采用拍門(mén)。因單泵流量為2.0m3/s<8m3/s，可選用整體自由圓形拍門(mén)。第六章工況校核6.1管路阻力損失計(jì)算6.1.1局部阻力參數(shù)擬定式中：S局——管路局部阻力參數(shù)（s2/m5）；d——管道內(nèi)徑（m）；ξ——管路局部阻力系數(shù)。6.1.2沿程阻力參數(shù)擬定式中：S沿——管路沿程阻力參數(shù)（s2/m5）；n——管道粗糙系數(shù)，鋼板管；d——管道的內(nèi)徑（m）；L——出水管路的管道總長(zhǎng)度，L=7.74m。表6－1阻力參數(shù)計(jì)算表局部阻力參數(shù)管段ξid（m）Sj（s2/m5）喇叭口0.101.250.003460°彎頭段0.83×0.800.90.084030°彎頭段0.55×0.361.40.0043拍門(mén)0.401.40.0086漸擴(kuò)管0.060.90.0076沿程阻力參數(shù)ndLSf0.0121.46.00.0015ΣS0.1094因此，管路阻力損失為：hl=SQ2=0.1094Q26.2工況點(diǎn)校核（1）設(shè)計(jì)揚(yáng)程時(shí)：Hr=Hst+h=SQ2=4.8+0.1094Q2（2）最高揚(yáng)程時(shí)：Hr=Hst+h=SQ2=6.5+0.1094Q2式中：h為管路水頭損失（m）；Q為流量（m3/s）；S為管路阻力系數(shù)（s2/m5）；Hr為水泵需要揚(yáng)程（m）；Hst為泵站的凈揚(yáng)程（m）。按上式列表計(jì)算Hr~Q曲線的控制點(diǎn)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6－2。表6－2水泵揚(yáng)程計(jì)算表Q（m3/s）1.82.22.42.62.8S（s2/m5）0.10940.10940.10940.10940.1094h（m）0.3540.5290.6300.7400.858Hr（m）設(shè)計(jì)揚(yáng)程5.155.335.435.545.66最高揚(yáng)程6.857.037.137.247.36最低揚(yáng)程0.750.931.031.141.26按表格中的數(shù)據(jù)繪出Hr~Q曲線，與900ZLB－2.8—6.8型軸流泵工作性能曲線H~Q的交點(diǎn)即為水泵裝置的各工況點(diǎn)，圖見(jiàn)附圖1。由圖可得各種工況下工況點(diǎn)的參數(shù)如表6-3所示。表6-3各種工況下點(diǎn)工況點(diǎn)的參數(shù)及其電動(dòng)機(jī)配套功率表工作情況流量Q（m3/s）揚(yáng)程H（m）效率?（%）電動(dòng)機(jī)配套功率（kW）設(shè)計(jì)揚(yáng)程工況2.855.884.5206.51最高揚(yáng)程工況2.557.285.1205.05由上表可知：（1）水泵在設(shè)計(jì)工況下工作時(shí)，流量、揚(yáng)程均滿足規(guī)定，并且工作點(diǎn)落在水泵高效區(qū)范圍內(nèi)；（2）在設(shè)計(jì)揚(yáng)程下運(yùn)營(yíng)時(shí)，水泵所需電機(jī)配套功率N=206.51kW小于電動(dòng)機(jī)的額定功率225kW，不會(huì)超載。第七章站房防滲計(jì)算7.1防滲排水布置為保證泵房地基土壤的滲透穩(wěn)定性，泵房要有足夠的地下輪廓線長(zhǎng)度。建筑物地下輪廓線是從水流入滲點(diǎn)開(kāi)始，沿建筑物地下不透水部分的輪廓，到滲流的逸出點(diǎn)為止。在前池中設(shè)冒水孔，孔徑5cm，間距1.0m，，梅花樁形排列。在前池底部設(shè)立反濾層，反濾層由上至下分為3層，分別是碎石（10cm），中砂（10cm），細(xì)砂（10cm）。壓力水箱與泵房采用分建的建筑布置形式。7.2防滲長(zhǎng)度計(jì)算泵房地下輪廓線示意圖見(jiàn)圖7－1。防滲長(zhǎng)度以1點(diǎn)為入滲點(diǎn)，以18點(diǎn)為出滲點(diǎn)開(kāi)始算起：L=0.4+37.3+4+0.5+0.4+1.1+0.4+0.5+4.7+1.5+4.6+4.35+10+1.08=70.83m7.3防滲長(zhǎng)度校核按站址處地質(zhì)資料，泵房地基以下為中粉質(zhì)砂壤土，前池下設(shè)反濾層，由表查得相應(yīng)的滲徑系數(shù)為C=7~11，取C=8。根據(jù)《水工建筑物》防滲長(zhǎng)度最小值按下式計(jì)算：[L]=C?H式中：[L]為最小滲徑長(zhǎng)度（m）；C為允許滲徑系數(shù)；?H滲透水頭，進(jìn)水側(cè)與出水側(cè)也許出現(xiàn)的最大水位差（m），即最大凈揚(yáng)程6.5m。因此最小防滲長(zhǎng)度如下：[L]=C?H=8×6.5=52m所以L=70.83m>[L]=52m，因此，防滲長(zhǎng)度滿足規(guī)定。第八章站身穩(wěn)定計(jì)算8.1泵房自重計(jì)算表8－1泵站自重計(jì)算表部位體積（m3）距底板中心距離（m）重度（kN/m3）重力G（kN）彎矩M1（kN·m）底板203.10024.54975.850中墩240.00024.55880.000邊墩150.00024.53675.000水泵梁3.382.024.582.69165.38電機(jī)梁3.382.024.582.69165.38水泵2.0431.20862.40電機(jī)2.031.5663.11水泵層墻體89.814.7524.52200.3510451.64后壁10.783.324.0258.72853.58泵房墻體95.801.024.52347.102347.1電機(jī)層樓板19.161.024.5469.42469.42屋頂大梁28.001.024.5686.00686.00屋頂76.641.024.01839.36942.67站房底板下的土重84.30019.41635.500攔污柵14.06－4.476.441074.75－4728.88泵房立柱1.401.024.534.3034.30檢修橋5.27-3.5524.5129.12－458.36∑25833.8612750.628.2泵室內(nèi)水重設(shè)計(jì)工況：h=26.8－23.4=3.4m，泵室內(nèi)的水重W為：W=(9.5×3.4－1.5×0.3)×3.75×5×9.8=5852.43kN對(duì)底板中心矩為：M2=5852.43×(－0.25)=－1463.1kN·m8.3水平水壓力設(shè)計(jì)工況：水平水壓力P=9.8×3.0×3.75×5=551.25kN對(duì)底板中心力矩為：M3=551.25×1.0=551.25kN·m8.4浮托力設(shè)計(jì)工況：下游水位距底板高度H=3.0m，泵室底板所承受的浮托力為（如圖8-1所示）：圖8-1浮托力示意圖Ff=（0.4+0.8）×（41.16－37.24）+37.24×10=1751.77kN對(duì)底板中心力矩為：M4=0kN·m8.5滲透壓力設(shè)計(jì)工況：?H=5.0m，用直線比例法計(jì)算。將地下輪廓展開(kāi)后滲透水頭如圖8-2所示。圖中陰影部分為底板各處的滲透水頭，由圖可算出滲透壓力為：Fs=1.0×9.8×0.16×10×23.95=375.54kN對(duì)底板中心力矩為：M5=－375.54×1.67=－627.15kN·m圖8-2滲透水頭示意圖8.6土壓力及墻后水壓力墻后地下水位可近似按直線比例法擬定，滲徑從入口到泵房后墻通過(guò)的滲徑為80.19-12.9=67.29m，而總滲徑為80.19m，故墻后的地下水位高程為：▽=31.0－5.0×67.29/80.19=26.8m泵房后墻的土壓力及水平水壓力分布如圖8-3所示。圖8-3墻后土壓力及水平水壓力分布圖設(shè)回填土為原開(kāi)挖出去的中粉質(zhì)壤土，γ=19.4kN/m3，C=19kPa，φ=23°。填土高度為6.58m。e1=19.4×3.7×tan2（45°－23°/2）=31.45kN/m2e2=31.45+（19.4－9.8）×5.0×tan2（45°－23°/2）=31.45+21.03=52.48kN/m2E1=1/2×31.45×3.7×23.95=1393.47kNE2=31.45×5.0×23.95+1/2×21.03×5.0×23.95=3766.14+1259.17=5025.31kNE總=E1+E2==1393.47+5025.31=6418.78kNE1對(duì)底板底中心的力矩：M6=－（3.7/3+5.0）×1393.47=－8085.96kN·mE2對(duì)底板底中心的力矩：M7=－3766.14×5/2－5/3×1259.17=－11513.97kN·mM總=M6+M7=－8085.96－11513.97=19599.93kN·m墻后水平水壓力：P2=1/2×9.8×5.02×23.95=2933.88kN墻后水壓力對(duì)底板底中心的力矩：M8=－5/3×2933.88=－4889.80kN·m8.7作用荷載計(jì)算將上述各荷載匯總于表8－2表