泵站廠房設(shè)計大綱范本

泵站廠房設(shè)計大綱范本 2設(shè)計依據(jù)文件和規(guī)范 （4）3設(shè)計基本資料 （4）4泵型選擇 （6）5站址選擇 （7）6泵站樞紐總體布置 （7）7泵站廠房設(shè)計 8觀測設(shè)計 9技術(shù)專題研究 10工程量計算 （17）11設(shè)計成果 （17）1.1工程概況 泵站工程位于省縣境內(nèi)的河上，是一座泵站。灌溉面積 萬畝，排澇面積km2，城市供水定額萬m3/d。泵站設(shè)計流量m3/s，設(shè)計揚程m，總裝機容量kW。本泵站工程可行性研究報告于年月，經(jīng)審查通過。提示：簡述上級對本泵站工程可行性研究報告1.2對設(shè)計的要求提示：簡述本泵站工程初步設(shè)計任務(wù)書內(nèi)容；業(yè)主對泵站設(shè)計的要求；設(shè)計進度的安2設(shè)計依據(jù)文件和規(guī)范2.1有關(guān)本泵站工程文件(1)_____泵站可行性研究報告；(2)_____泵站可行性研究報告的審查批復；(3)_____泵站初步設(shè)計任務(wù)書；(4)_____泵站技術(shù)專題研究報告；(5)_____模型試驗報告；(6)與水泵廠家簽訂的技術(shù)協(xié)議書。2.2應(yīng)遵循的設(shè)計規(guī)范(1)DL5021－93水利水電工程初步設(shè)計報告編制規(guī)程；(2)GB50201－94防洪標準；(3)SDJ217—87(或SDJ12—78)水利水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計標準(___部分)；(4)GB/T50265－87泵站設(shè)計規(guī)范；(5)SDJ20－78水利部規(guī)定,在目前階段,本規(guī)范仍然有效水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范；(6)DL5073-1997水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范；(8)SDJ278－90水利水電工程設(shè)計防火規(guī)范；(9)DL5077-1997水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范；(10)(88)水規(guī)設(shè)字第8號水利水電工程設(shè)計工程量計算規(guī)定(試行)。3設(shè)計基本資料3.1工程等別與建筑物級別本泵站工程按照《水利水電樞紐工程等級劃分和設(shè)計標準》(部分)SDJ，列為等，泵站廠房等主要建筑物為級。3.2地震烈度本泵站工程位于地區(qū)，經(jīng)鑒定，站址地震基本烈度為度。根據(jù)本泵站工程的級別和重要性，設(shè)防地震烈度為度。注：地震基本烈度與設(shè)防烈度系指以50年期限內(nèi)，可能遇到超越概率為10％的烈度值。3.3氣象3.3.1氣溫(1)多年平均氣溫_____℃;(2)絕對最高氣溫_____℃;(3)絕對最低氣溫_____℃;(4)最低月平均氣溫_____℃;(5)最高月平均氣溫_____℃;(6)多年月平均氣溫，見表1。月份123456789年平均氣溫3.3.2風多年平均最大風速m/s，實測最大風速m/s，設(shè)計基本風壓kN/m2。吹程m。3.3.3冰、雪(1)設(shè)計基本雪壓_____kN/m2；(2)最大凍土深度_____m；(3)封凍月份：_____月，融凍月份：_____月。3.4地形測繪場區(qū)1/500地形圖。3.5地質(zhì)(1)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)勘探報告；(2)地質(zhì)縱、橫剖面圖；(3)巖土物理力學指標。1)粘性土土層高程m含水量干重度孔隙比e塑性指數(shù)液性指數(shù)I壓縮模量E，MPa滲透系數(shù)K，cm/s抗剪強度C,kPaφ2)砂性土土層高程m含水量干重度kN/m顆粒分析(粒徑以mm計)壓縮模量E，MPa滲透系數(shù)K，cm/s內(nèi)摩擦角2～0.50.5~0.250.25~0.10.1~0.05<0.053)巖基部位巖性度重抗壓強度MPa彈模E,MPa泊松比u軟化系數(shù)建基面抗滑巖體內(nèi)部抗滑fC′,kPaf′C′,kPa注：粘性土和砂性土的抗剪強度指標應(yīng)根據(jù)工程的施工和運行條件，注明試驗方法；巖基指標值的確定應(yīng)根據(jù)建筑物所在部位的巖性，并考慮運行環(huán)境條件變化可能發(fā)生的影響。3.6泵站工程設(shè)計標準(1)本泵站防洪標準根據(jù)GB/T50265—97第3.1.1條的規(guī)定，對于級水工建筑物，防洪標準(洪水重現(xiàn)期)為a。提示：當泵站修建在江河、湖泊堤壩上，其防洪標準不得低于當(2)泵站排水設(shè)計標準為設(shè)計暴雨重現(xiàn)期_____a。(3)灌溉設(shè)計標準，灌溉設(shè)計保證率為_____%。3.7泵站設(shè)計參數(shù)(1)灌溉(排澇)設(shè)計流量_____m3/s。(2)特征水位，見表5。位置設(shè)計水位平均水位最低運行水位最高運行水位防洪水位進水池出水池(3)特征揚程:設(shè)計揚程＝m(出水池設(shè)計水位m－進水池設(shè)計水位m)；平均揚程＝m(出水池平均水位m－進水池平均水位m)；最高揚程＝m(出水池最高水位m－進水池最低水位m)；最低揚程＝m(出水池最低水位m－進水池最高水位m)。4泵型選擇量應(yīng)達到設(shè)計流量；在最高、最低揚程時，水泵能安全運行，不汽蝕，不發(fā)生有5站址選擇提示：(1)泵站站址應(yīng)根據(jù)流域治理或城鎮(zhèn)建設(shè)的總體規(guī)劃，泵站規(guī)模、運行特點和施工、工程管理等因素以及擴建的可能性，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較選定。(2)站址宜選擇在地形開闊，岸坡適宜，有利于工程布置的地點。站基巖土要堅實，抗?jié)B性能良好，(3)以河流為水源的灌溉泵站站址，應(yīng)選擇在能夠控制整個灌區(qū)的位置上，取水口應(yīng)在主流及岸坡穩(wěn)定的河段。位于河道彎段時，應(yīng)在凹岸頂點偏下游處，有利化情況，論證取水在技術(shù)上的可靠性和經(jīng)濟上的合理性，選擇在岸坡穩(wěn)定，靠近灌6.1樞紐總體布置的一般要求其布置形式可根據(jù)泵站功能，結(jié)合地形、地質(zhì)、水流條件以及與樞紐其他建筑物的樞紐，宜采用堤壩式布置。灌排結(jié)合的泵站樞紐，可采用一站四閘方式布置，也可根據(jù)情況采用閘站結(jié)合的雙向流道或壓力水箱加控6.2引渠布置引渠線路應(yīng)根據(jù)選定的取水口及泵房位置，結(jié)合地形、地質(zhì)條件，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較選定。渠線盡可能順直，如需設(shè)置彎道時，彎道半徑不宜小于渠道水面寬的5倍；彎道終點與前池之間宜有直線段，其長度不宜小于渠道水面寬的10倍。6.3前池、進水池(1)前池布置應(yīng)滿足水流順暢，流速均勻，池內(nèi)不得產(chǎn)生渦流的要求，一般宜采用正向進水方式。正向進水池，擴散錐角不應(yīng)大于40°,底坡不宜陡于1∶4。(2)進水池設(shè)計應(yīng)使池內(nèi)流態(tài)良好，滿足水泵進水要求，且便于清淤和管理維護。如水流污物較多，需設(shè)置攔污設(shè)備。6.4出水池布置出水池設(shè)計應(yīng)滿足以下要求：(1)池內(nèi)水流順暢，水頭損失??；(2)出水池底寬大于渠道底寬時，設(shè)置漸變段，其水收縮角不宜大于40°;(3)出水口頂緣淹沒在最低水位以下，且不小于0.5m。7泵站廠房設(shè)計7.1泵房布置7.1.1泵房布置應(yīng)遵循的原則泵房按結(jié)構(gòu)型式分塊基型和分基型，按運行條件分干室型和濕室型。泵站布置應(yīng)根據(jù)泵站樞紐的總體布置和水泵型號，機電設(shè)備參數(shù)，進、出水流道型式，以及對外交通和工程運行管理要求等，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定。泵房布置應(yīng)遵循下列原則：(1)滿足機電設(shè)備布置、安裝、運行和檢修的要求；(2)滿足泵房內(nèi)通風、散熱和采光要求，并符合防火、防潮、防噪聲等技術(shù)要求；(3)內(nèi)外交通方便；(4)布置緊湊合理，整齊美觀。7.1.2泵房平面布置(1)機組間距(2)泵房長度主泵房長度應(yīng)根據(jù)機組臺數(shù)，布置形式，機組間距，邊機組段長度以及安裝檢修間的布置等因素確定，并滿足機組吊運和廠房內(nèi)部交通要求。邊機組段長度應(yīng)滿足設(shè)備吊裝要求以及樓梯、交通布置的需要，機組與端墻的凈距不宜小于1.5m。檢修間的布置應(yīng)根據(jù)機組臺數(shù)和尺寸，檢修方式，內(nèi)外交通等因素確定，其長度一般為1～1.5倍機組間距。(3)泵房寬度泵房寬度應(yīng)根據(jù)主、輔機及電氣設(shè)備布置要求，進、出水流道尺寸，高壓電氣安全距離，工作通道的寬度，進、出水側(cè)必需的設(shè)備吊運要求等因素，結(jié)合橋式起重機的標準跨度確定。泵房基礎(chǔ)寬度應(yīng)根據(jù)進水流道長度，出水流道的布置，以及地基承載力和滲徑長度等要求綜合考慮確定。主廠房電機層的進、出水側(cè)均應(yīng)設(shè)主通道，其他各層至少應(yīng)設(shè)置一條主通道，主通道寬度不小于1.5m，一般通道寬度不小于1.0m。如一側(cè)布置有操作柜盤時，其通道凈寬不小于2.0m。水泵層的運行通道還應(yīng)滿足設(shè)備搬運的要求。(4)主泵房排架布置主泵房排架的布置，應(yīng)根據(jù)機組設(shè)備安裝、檢修的要求，結(jié)合泵房結(jié)構(gòu)布置確定。排架宜等跨布置，結(jié)合建筑模數(shù)和吊車梁標準跨度相一致。立柱應(yīng)布置在隔墻或墩墻上，而不宜設(shè)在進、出水流道頂板上。泵房永久縫的兩側(cè)均應(yīng)設(shè)置排架柱。(5)泵房永久變形縫設(shè)置泵房永久變形縫的設(shè)置，應(yīng)根據(jù)泵房結(jié)構(gòu)形式，機組臺數(shù)，地基條件等因素確定，縫的寬度不宜小于1.0cm。7.1.3主泵房各層高程確定首先根據(jù)水泵的汽蝕特性和進水位參數(shù)，確定水泵安裝高程，泵房各層高程應(yīng)根據(jù)主、輔機及電氣設(shè)備的布置，機組的安裝、運行、檢修，設(shè)備吊運，以及泵房的通風、散熱和采光等要求確定。(1)水泵安裝高程的確定水泵安裝高程必須滿足以下要求：1)在進水池最低運行水位時，滿足不同工況下泵的允許吸上真空高度或必需汽蝕余量的要求；2)立式軸流泵或混流泵安裝時，其基準面最小淹沒深度應(yīng)大于0.5m；3)保證進水池內(nèi)不產(chǎn)生有害漩渦。對于立式混流泵，是指通過轉(zhuǎn)輪葉片出口中心線的水平面；對于臥式泵，是指通過泵(2)進水流道底板高程的確定進水流道底板高程應(yīng)根據(jù)水泵的安裝高程，進水流道的型式、尺寸和泵房基坑開挖量及其難易程度等因素確定。提示：肘型進水流道：H=(1.5～2.2)D；鐘型進水流道：H=(1.0～1.4)D。H——葉輪中心線至進水流道底板的高度。(3)電機層高程的確定電機層高程，應(yīng)根據(jù)水泵安裝高程，機電設(shè)備布置要求，內(nèi)河最高防洪水位，廠房周圍地面高程及廠房對外交通運輸?shù)纫蛩卮_定。電機層應(yīng)高于內(nèi)河最高防洪水位0.5m。(4)電機層以上主廠房高度主泵房電機層以上主廠房高度，應(yīng)滿足起重設(shè)備的布置，機組安裝檢修，設(shè)備吊運及通風采光等要求，且不小于6m。吊車最高點與屋頂天花板(或燈具)之間的距離不應(yīng)小于0.3m。提示：立式機組應(yīng)滿足水泵軸或電動機轉(zhuǎn)子連軸的吊運要求；臥式機組應(yīng)滿足水泵7.2防滲、排水布置站基應(yīng)根據(jù)其滲流特性和泵站上下游水位組合，并結(jié)合泵房地下輪廓布置以及兩岸連接結(jié)構(gòu)和進、出水建筑物的布置，設(shè)置完整的防滲排水系統(tǒng)。鋪蓋應(yīng)設(shè)置永久變形縫，縫距不大于20前池、進水池底板上可根據(jù)排水需要設(shè)置適量的排水孔。在滲流出口處必須設(shè)置級配良好的排水反濾層。側(cè)向防滲排水布置應(yīng)根據(jù)泵站上、下游水位組合，岸墻、翼墻后土的滲透性能及地下水位變化情況綜合分析確定，并應(yīng)與正向防滲排水布置相適應(yīng)。7.3泵房穩(wěn)定分析及地基應(yīng)力計算7.3.1荷載及其組合作用在泵房上的荷載有：自重(含永久性設(shè)備重)、靜水壓力、揚壓力、土壓力、風壓力、波浪壓力、雪載、地震荷載及其他荷載。站基的滲透壓力應(yīng)根據(jù)地基的防滲和排水設(shè)施布置，以及地基滲流特性，進行滲流計算求得。波浪壓力宜采用官廳──鶴地公式或莆田公式計算。在正常運用水位和設(shè)計水位時，風速采用相應(yīng)時期多年平均最大風速的1.5～2.0倍；在校核洪水位時，采用相應(yīng)洪水期多年平均最大風速。當無實測風速資料時，可參照DL5077-1997采用。地震荷載按DL5073-1997的規(guī)定計算，不與設(shè)計洪水位和校核洪水位情況組合。荷載組合分為基本組合和特殊組合，詳見表6。荷載組合計算情況荷載靜水壓力揚壓力土壓力風壓力波浪壓力活荷載地震其他基本組合完建情況√√√√√正常運用√√√√√√√特殊組合施工√√√√√檢修√√√√√√√√非常運用√√√√√√√地震√√√√√√√√注：地震組合中的靜水壓力和揚壓力系指正常運用水位情況7.3.2泵房抗滑穩(wěn)定分析泵房抗滑穩(wěn)定可按下列兩個公式進行計算：(2)式中：Kc——按抗剪強度計算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；K′c——按抗剪斷強度計算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；∑W——作用于泵房基礎(chǔ)底面上的全部豎向荷載，kN；∑H——作用于泵房基礎(chǔ)底面以上全部水平荷載,kN；A——泵房基礎(chǔ)底面面積,m2；f——泵房基礎(chǔ)底面與地基之間的抗剪摩擦系數(shù)。對于土基可按試驗資料確定，建議采用f=tgφ+c/(ησ)(σ為底板平均壓應(yīng)力，kPa；c為地基土的凝聚力,kPa;φ為地基土的內(nèi)摩擦角,(°);η為系數(shù)，取4～6)。當無試驗資料時，可按有關(guān)規(guī)范取值。對于巖基采用試驗資料的比例極限值；f′——泵房基礎(chǔ)與基巖接觸面的抗剪斷摩擦系數(shù)，采用野外試驗測定的峰值的小值平均值或野外試驗和室內(nèi)試驗的峰值的小值平均值；C′——泵房基礎(chǔ)與基巖接觸面的抗剪斷凝聚力(kPa)，采用野外試驗測定的峰值的小值平均值或野外試驗和室內(nèi)試驗的峰值的小值平均值。若有不利于泵房抗滑穩(wěn)定的緩傾角和軟弱夾層或斷裂面時，還應(yīng)核算沿可能組合滑動面的抗滑穩(wěn)定性。泵房抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)容許值按GB/T50265-97執(zhí)行,見表7。地基類別荷載組合泵站建筑物級別適用公式1234.5土基基本組合1.351.301.251.20特殊組合Ⅰ1.201.151.101.05Ⅱ巖基基本組合特殊組合ⅠⅡ1.10基本組合3.00特殊組合Ⅰ2.50Ⅱ2.30注：(1)特殊組合Ⅰ適用于施工情況、檢修情況和非常運用情況；特殊組合Ⅱ適用于地震情況;(2)巖基上泵房沿可能組合滑動面滑動的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)容許值，可根據(jù)緩傾角和軟弱夾層或斷裂面的充填物質(zhì)等情況，較表列值適當增加;(3)如本表數(shù)值與現(xiàn)行規(guī)范不一致時，應(yīng)按現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行7.3.3泵房抗浮穩(wěn)定計算當泵房下游洪水位較高時，應(yīng)對泵房進行抗浮穩(wěn)定計算，計算公式如下：式中：Kf——抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)；∑G——作用于泵房基礎(chǔ)底面以上的全部重量,kN；∑U——作用于泵房基礎(chǔ)底面上的揚壓力,kN。泵房抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)的容許值不分泵站建筑物級別和地基類別，基本組合為1.10，特殊組合為1.05。7.3.4泵站基底應(yīng)力計算泵房基底應(yīng)力應(yīng)根據(jù)泵房結(jié)構(gòu)布置和泵站各種運行工況的受力狀況計算確定，其計算公式中：Pmax——泵房基底應(yīng)力的最大值和最小值，kPa；min∑G——作用于泵房基礎(chǔ)底面的全部豎向荷載，kN；∑Mx——作用于泵房的全部豎向荷載和水平荷載對泵房基礎(chǔ)底面形心軸X的力矩∑My——作用于泵房的全部豎向荷載和水平荷載對泵房基礎(chǔ)底面形心軸Y的力矩Wx——泵房基礎(chǔ)底面形心軸X的截面模量，m3；Wy——泵房基礎(chǔ)底面形心軸Y的截面模量，m3；A——泵房基礎(chǔ)底面積，m2。各種荷載組合情況下的泵房基底壓應(yīng)力，不應(yīng)大于其地基的容許承載力。提示：土基上泵房基底壓應(yīng)力不均勻系數(shù)應(yīng)不大于規(guī)范規(guī)定值；巖基上泵房基底壓力不均勻系數(shù)可不控制，但基礎(chǔ)底面邊緣的最小壓應(yīng)力不小于零。地震情況允許出現(xiàn)局部拉7.4地基與基礎(chǔ)處理7.4.1泵房地基的一般規(guī)定(1)泵房選用的地基應(yīng)滿足承載力、穩(wěn)定和變形的要求；(2)泵房地基應(yīng)滿足抗?jié)B穩(wěn)定要求；(3)泵房地基應(yīng)優(yōu)先選用天然地基；(4)土基上泵房基礎(chǔ)的埋置深度宜在最大沖刷線以下2.5m，并應(yīng)大于最大凍土深度。7.4.2泵房地基容許承載力的計算(1)泵房地基容許承載力，應(yīng)根據(jù)泵房基礎(chǔ)尺寸和受力狀況、地基性能及泵站的運行條件等因素分析計算確定。方法或漢森公式計算，泵房基底平均壓應(yīng)力應(yīng)不大于地基容許承載力；在豎向偏心荷載作用下，除滿足基底壓平均應(yīng)力不大于地基容許承載力外，還應(yīng)滿足基礎(chǔ)底面邊緣(2)泵房地基的塑性變形開展深度不超過基礎(chǔ)底面寬度的1/4。(3)對于堤后式泵站，須核算進水側(cè)基礎(chǔ)邊緣下垂線上地基塑性開展深度。(4)當泵房地基持力層內(nèi)存在軟弱夾層時，除應(yīng)滿足持力層的容許承載力外，還應(yīng)按下式對軟弱夾層的容許承載力進行核算。式中Pe］——軟弱夾層的容許承載力，kPa；Pc——軟弱夾層頂面處土的自重應(yīng)力,kPa；Pe——軟弱夾層頂面處的附加應(yīng)力,kPa。(5)對于低揚程水泵，可不考慮基礎(chǔ)振動對地基容許承載力降低的影響。7.4.3泵房地基最終沉降計算(1)泵房最終沉降量可按下式進行計算：式中：S——地基最終沉降量,cm；n——地基壓縮層計算范圍內(nèi)土的層數(shù)；e1i——基礎(chǔ)底面以下第i層土在自重應(yīng)力作用下的孔隙比；e2i——基礎(chǔ)底面以下第i層土在自重應(yīng)力和附加壓力共同作用下的孔隙比；hi——第i層土的厚度，cm；ai——第i層土的壓縮系數(shù)，kPa-1；pi——作用于第i層土中間部位的附加應(yīng)力，kPa。(2)地基壓縮層的計算深度，應(yīng)按計算層面處附加應(yīng)力與自重應(yīng)力之比等于0.2的條件確定。(3)泵房地基容許沉降量和沉降差，應(yīng)以保證泵房結(jié)構(gòu)安全和不影響機組正常運行為原7.4.4泵房地基滲流計算(1)泵房地基的滲流，應(yīng)根據(jù)泵房地下防滲和排水布置、地基土層分布及其滲透性能進行計算。(2)滲流的水平段和出口段的計算滲透坡降應(yīng)小于規(guī)范許可值。(3)側(cè)向繞滲按無壓滲流計算。提示：(1)土基的滲流計算可采用改進阻力系數(shù)法或流網(wǎng)法。對于多層地基(滲透系數(shù)7.4.5地基處理(1)當標準貫入擊數(shù)小于4擊的粘性土地基和標準貫入擊數(shù)小于或等于8擊的砂性土地基，不得作為天然地基使用，必須進行加固處理。(2)泵房地基處理方案，應(yīng)結(jié)合地基條件、泵房結(jié)構(gòu)特點、施工條件和運行要求等，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定。提示：地基處理常用的方法，有換土墊層、樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、振沖砂(碎石)樁和強樁基礎(chǔ)、振沖砂(碎石)樁或強夯等處理措施，也可結(jié)合地基防滲要求，采用板樁或截7.5泵房的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計泵房底板，進、出水流道，墩墻，水泵層、電機層樓面，機墩，排架，吊車梁，屋蓋等主要結(jié)構(gòu)，可根據(jù)結(jié)構(gòu)的實際情況，簡化為平面問題進行計算。必要時，應(yīng)按空間結(jié)構(gòu)進行計算。7.5.1泵房底板計算基框架或倒置梁進行計算。進水室底板可按三邊支承板進行計算。出水段空箱底板，彈性地基梁長度之半的比值小于0.25，選用基床系數(shù)法；比值大于2.0，可按半無限按不利情況考慮邊荷載的作用：當邊荷載使泵房底板彎矩增加時，應(yīng)計及邊荷載的全部作用；當邊荷載使底板彎矩減少時，在粘性土地基上，可不計邊荷載的作用，在砂7.5.2進水流道設(shè)計進水流道設(shè)計應(yīng)滿足以下要求：(1)流道的型線平順，各斷面面積沿程變化均勻，流速沿程變化均勻；(2)進水流道出口(即水泵葉輪進口)斷面的流速和壓力分布均勻；(3)進口流速宜取0.5m/s～1.0m/s；(4)在各種工況下，流道不產(chǎn)生渦帶；(5)盡可能減少流道寬度和基坑開挖深度，以減少工程投資；(6)造型簡單，