1、 摘要 I 摘 要 某某 扬水片区属于 某某 自治区 某某 扬水灌区，其中的 某某 三级站位于西干渠西侧山前倾斜平原，以西干渠作为灌溉水源。根据 某某 灌区泵站安全鉴定结论，重修其中之一的 某某 三级站，属于 IV 级 小型泵站。 本设计 是对 某某 三级 泵站 进行的 初步设计 ，其主要 内容 包 括 ：合理确定泵站的设计流量和设计扬程； 根据站址的地形 、地质等条件，结合整个水利枢纽，综合利用等要求，合理布置泵站；根据机组台数确定布置方式，从而根据机组间距、边机组长度等因素确定泵房的各 部 尺寸；进、出水建筑物的设计 ，包括引渠、前池、出水池； 水泵的选型及辅助设备的选择，其中包括安装高程
2、的计算 ；泵站的工程量计算和投资估算。 通过经济费用效益的分析， 整体得出的结论是该泵站的改造工程在技术上可行， 经济 方面 合理的。 关键词：泵站 ； 厂房 ； 进 水池； 出 水池 Abstract Abstract The area of MinNing YangShui belongs to the Ningxia Hui Autonomous Region YangShui irrigation area. The third pump station of MinNing is located inclined plain, west of trunk canal,which is
3、 the water source for irrigation w. According to the Safety appraisal conclusion, it needs reconstruction and belongs to level IV small pump station. This design includes the common pump stations preliminary design,the mainly contents are:determine the pump stations design discharge and head;layout
4、the pumping station,according to the geological conditions and terrain conditions, the whole water conservancy hub, comprehensive utilization and so on; ascertain the layout ways basing on the generator or sets.And determin the stations size. According to the unit spacing、 edge unit length and so on
5、;design the inlet and outlet buildings,including approach channel, forebay, yieldingwater channel; The lectotype of water pump and the auxiliary equipment, including installation elevation calculation. Through the analysis of Economic cost benefit， come to a conclusion， the Reconstruction project is
6、 Economic and reasonable Key words： Pumping station; pump house; receiving basin; outlet pond 某某大学 学士学位论文 目录 目 录 摘 要 . I Abstract . II 目 录 . III 引 言 . 1 第一章 工程概况 . 2 1.1 泵站建筑物检测报告 . 2 1.2 设计规模 . 3 1.3 主要建筑物更新改造设计 . 4 1.4 设计基本资料 . 4 第二章 泵站主要设计参数 . 8 2.1 设计流量的确定 . 8 2.2 特征水位 . 9 2.3 特征扬程 . 10 第三章 站址选择
7、和总体布置 . 12 3.1 站址选择 . 12 3.2 总体布置 . 12 第四章 泵房设计 . 13 4.1 泵房布置 . 13 4.2 泵房尺寸的确定 . 14 第五章 进出水建筑物设计 . 17 5.1 引渠 . 17 5.2 前池 . 18 5.3 进水池 . 19 5.4 出水池 . 21 5.5 出水池与干渠的衔接 . 21 第六章 水利机械及辅助设备 . 22 6.1 主水泵选型 . 22 6.2 水泵选型计算结果 . 22 6.3 水泵安装高程计算 . 24 6.4 站更新改造后装置效率计算 . 24 6.5 水锤防护 . 25 6.6 真空系统 . 25 某某大学 学士学位
8、论文 目录 IV 6.7 厂内排水系统 . 25 6.8 起重设备 . 25 6.9 采暖与通风 . 25 6.10 消防系统 . 25 6.11 拦污栅及其他附属设备 . 26 第七章 投资估算 . 28 结 语 . 32 参考文献 . 33 致 谢 . 34 某某大学 学士学位论文 引言 1 引 言 某某 扬水 各泵站 运行 25 50 年 ，灌区由于地形的特殊性，泵站自建成以来每年开机提水灌溉，确保了灌区农业丰收和社会稳定。 因 建站时各项设施过于简陋， 地方财力有限 ， 改造方面虽有所投入， 但泵站 老化失修 严重 ，功能衰减，再加上土地不断开发，用水矛盾突出，供水保证率低，不可能做到
9、对工程进行全方位的技术改造，造成工程带病勉强维持 ， 安全运行无保障，能耗量大 ，效益得不到充分的发挥。 2011 年 4 月 29 日， 某某 自治区 发改委、水利厅在武汉市联合主持召开了 某某某某 扬水灌区泵站更新改造工程可行性研究报告（以下简称可研报告）审查会。各单位的领导和专家，在 审查 会议上听取了 关于 某某某某 扬水灌区 泵站更新改造工程可行性研究报告 的汇报，并对此提出修改意见。 本 设计 根据工程复合存在的问题及相关设计资料 ，对 某某 三级站进行了初步规划设计， 主要完成了泵站整体的布置；厂房及进、出水池的位置、形式和尺寸的确定；泵的选型及相应的水 力计算；水利机械及辅助设
10、备的选型。 某某大学 学士学位论文 第一章 工程概况 2 第一章 工程概况 1.1 泵站建筑物检测报告 某某 三泵站位于二级泵站干渠末端，建于 2003 年，装 机 3 台 ，装机容量 405KW。 设计流量 1.68 m3/s， 扬程为 13.87m。 某某 三泵站由前池、泵房、出水管道和出水池等建筑物组成。 前池结构局部破损，详细检测结果见 表 1-1。 表 1-1 前池检测结果 类 别 内 容 基本情况 前池采用正向进水方式，前部为浆砌石外包 砼 梯形结构，进口宽 4m，深 2.3m，长 10m，地板厚 60cm，翼墙为 C15 砼 外包；后部为进水池，宽 15m，池壁采用钢筋 砼 直墙
11、，底板为混凝土结构。 外观描述 （ 1）前池有淤积。 （ 2）边墙墙有 2 条裂缝，局部结构破损。 （ 3）前池底板砼局部磨蚀破损，混凝土骨料外露。 检测结果 最大淤积深度 0.8m，水面存在大量漂浮物 。 厂房结构局部破损，详细检测结果见表 1-2。 表 1-2 厂房检测结果 类 别 内 容 基本情况 主厂房建筑面积 120m2，长 20m，宽 6m；副 厂房建筑面积 12m2，长 4m，宽 3m。均为砖混结构。 外观描述 （ 1）封闭圈上游侧有 3 道裂缝，下游有 4 道裂缝，裂缝最宽处 5mm。 （ 2）底板存在多条裂缝 。 （ 3）厂房内外粉刷严重脱落。 （ 4）主、副厂房屋顶漏水，可
12、见明显渗水痕迹。 （ 5） 厂房门窗严重破损，封闭不严。 检测结果 裂 缝 墙面 最大裂缝宽度 5mm。 底板 最大裂缝宽度 3mm。 预应力混凝土出水管道破损严重，详细检测结果见 表 1-3。 某某大学 学士学位论文 第一章 工程概况 3 表 1-3 出水管道检测结果 类 别 内 容 基本情况 布置 2 排管道，管道内径为 0.4m，管道总长 610m, 其中承插装配式预应力 砼 管道 57 节（单排57 节），每节 5m，共 285m（单排 285m），钢管 325m。 外观描述 （ 1）预应力砼管道局部表面龟裂，钢筋裸露锈蚀 。 （ 2）部分接头处漏水，运行中曾多次进行管道加固防渗处理。
13、右排管道堆载黄土影响管道安全。 出水池结构破损， 详细检测结果见表 1-4。 表 1-4 出水池检测结果 类 别 内 容 基本情况 出水池采用正向薄壁堰出水，底板为混凝土结构，侧墙为浆砌石重力墩外包混凝土结构，渐变段为浆砌石扭曲面结构。 外观描述 （ 1）出水池底板和侧墙有多道裂缝。 （ 2）出水池薄壁堰局部磨蚀，破损。 （ 3）出水池底板局部混凝土剥蚀，骨料外露。 根据以上的检测报告，可见该泵站存在以下几方面的问题 1： 前池局部结构破损，建议评定为类建筑物，整修加固进口渐变段及前池侧墙、底板。 主副厂房墙面、地板存在裂缝 ，内外墙粉刷脱落，门窗破损严重，屋面漏水，建议评定为类建筑物，整修加
14、固。 出水管道局部混凝土剥落，露筋，渗水，建议评定为类建筑物，建议更换破损渗水管道，对镇墩、支墩进行加固，清除堆载物。 出水池存在局部结构破损，建议评定为类建筑物，整修加固。 1.2 设计 规模 （ 1）泵站总布置 根据泵站功能和实际运行管理需要，泵站总布置包括泵房、副厂房、进、出水建筑物，专用变电站，管理用房，对外交通及其他维护管理设施。 （ 2）管理用房 管理用房、职工住房按泵站大小确定， 原有一些管理用房，但由于建设年代早，建设标准过于简陋，现已成危房，其他泵站规模较小，为使运行人员能在泵站留守，考虑值班用房和库房。由于原各站大部分没有围墙，各站失盗严重，本次设计各站厂区均设围墙。 （
15、3）交通 某某大学 学士学位论文 第一章 工程概况 4 泵站厂区内按混凝土路面设计，厂区外按泥结石路面设计。 （ 4）泵站防洪 山前（坡）站在厂区外围设排洪沟。泵站防洪安全超高按 泵站设计规范 (GB/T 50265-97)表 6.1.3 取，即 3 级建筑物设计洪水超高不小于 0.4m，校核洪水不小于 0.3m； 4 级建筑物设计洪水超高不小于 0.3m，校核洪水不小于 0.2m。 （ 5）机组间距 机组一般按单列布置，机组净距一般不小于 1.8m。（在本设计中取 1.5m） （ 6）泵房形式 为减少土建工程量，在水位变幅大的地区，尽可能采用湿式泵房，在有条件的地方可考虑利用水泵吸程。为满足
16、运行和检修需要，各泵房设交通桥。 （ 7）正吸程站均设抽真空系统。 （ 8）出水管出口中心线一般按最小水位确定。 1.3 主要建筑物更新改造设计 泵站主水泵装机现状情况统计 2：设计流量为 1.68m3/s，总容量为 405KW，装机台数为 3，水泵型号为 350S-26，水泵单机出水量为 0.35m3/s，电动机型号为 Y315M-4，电动机单机功率为135KW，其中一台泵为备用的。设计净扬程 13.87m，设计总扬程 18.72m。 根据泵站安全检测和安全复核： （ 1）前池局部结构破损，整修加固进口渐变段及前池侧墙、底板。 （ 2）主副厂房墙面、地板存在裂缝 ，内外墙粉刷脱落，门窗破损严
17、重，屋面漏水，结构抗震不满足规范要求，整体拆除重建。 （ 3）出水管道局部混凝土剥落，露筋，渗水，更换破损渗水管道，对镇墩、支墩进行加固，清除堆载物。 （ 4）出水池存结构破损，保护层局部剥落，露筋，渗水，拆除重建。 （ 5）增设厂区硬 化路面、围墙、管理用房、维修室外排水设施。 1.4 设计基本资料 1.4.1 综合说明 20 年来， 某某 扬水灌区为山川共济和社会稳定挥了巨大的工程效益，灌区田园整齐、树木成行，使原不毛之地披上绿装，灌区内公路南北横穿而过，交通便利，文教卫生等公益事业蓬勃发展，社会经济效益显著。 某某 泵站是利用三西扶贫资金建设，建设管理与 某某 泵站基本相同，由于建设资金
18、缺乏，原泵站设计规模偏小，泵站设施简陋。随着移民人口的增加和灌区面积的发展，从 1994 年开始 某某 镇水利工作站为曾 4 次对一泵站进行扩容，由于每次扩容资金少，缺乏灌区总体规划，扩容只某某大学 学士学位论文 第一章 工程概况 5 能满足眼前需求，致使每次扩容均在原泵站边上增加机房，使得厂房过长，机组过多，水泵型号复杂，变压器台数过多，各项设施十分简陋，泵站取水困难，运行管理困难，泵站效率低下，供水矛盾突出。 1.4.2 工程任务 根据 某某 灌区 泵站安全鉴定结论，本工程主要任务有重建因碍西干渠扩建且损毁严重并过于简陋的泵站之一， 某某 三级站。更新达到淘汰和报废标准的机电设备和金属结构
19、；对无管理房的站增设管理房及附属设施；配备必要的办公、生产、观测、交通等设施 3。 1.4.3 建设必要性 因为灌区地形的特殊性，泵站自建成以来每年开机提水灌溉，确保了灌区农业丰收和社会稳定。泵站的多年运行，为该地区农业增产增收发挥了具大的作用，对项目区经济和社会的发展产生了积极的推动作用。 同时根据泵站检测分析结果可以看出，泵站经过多年的运行，存在设备老损、枢纽建筑物年久失修、配套设施不完善、工程管理体制落后等诸多问题，严重影响和制约了工程效益的发挥。随着人口增长和经济不断发展，国民经济各部门对供水需求的增加，使得供需水矛盾日益突出。泵站是工程效益发挥的源头，为了改善农业生产条件、促进农业和
20、农村经济结构调整、保证灌区灌溉保证率和农业增产，增加农民收入，实现该地区国民经济可持续发展，更新改造 某某 灌区 泵站是十分必要的。 1.4.4 气象 灌区属大陆性干旱气候，日照充足，干旱少雨，多年平均降雨量 200 220mm，多年平均蒸发量 1500 1600mm，多年平均气温 8.8，极端最低气温 -28，全年平均大风天数 29 天 ，年平均风速 2.5m/s，土壤风蚀严重。解冻期为 11 月下旬至来年 3 月上旬，冻土深度 1.1 1.2m。该区域气候干旱少雨，是一个没有灌溉就没有农业的地区。 1.4.5 地 层岩性 某某 泵站地基 岩性主要为 沙土、 砂壤土，砂壤土物理力学指标见 表
21、 1-5。 某某大学 学士学位论文 第一章 工程概况 6 表 1-5 某某 泵站地基物理力学指标 项目 指标 项目 指标 湿容重（ g/cm3） 1.87 渗透系数 K（ cm/s） 8.010-4 干容重（ g/cm3） 1.55 容许承载力 R（ kPa） 150 浮容重 1.17 基底与地基摩擦系数 0.35 凝聚力 C 5 允许渗流坡降 0.25 内摩擦角 35 开挖边坡 1:1.6 1.4.6 工程地质评价 通过地质钻探、坑探、现场试验及室内试验资料，得到如下结论： 1 根据中国地震动参数区划图（ GB18306-2001），该区所在地震动峰值加速度为 0.3g 或大于 0.3g，地
22、震动反应谱特征周期为 0.3s，相应地震基本烈度为度。 2 工程区地质条件相对简单，没有大断层及褶皱构造出现，水文地质条件比较简单，地下水活动不明显，地下水对混凝土无侵蚀性。 3 某某 扬水灌区 各 泵站地基持力层主要为 砂壤土和壤土 、 砂壤土 为主，承载力完全满足要求，不会产生不均匀沉降。 1.4.7 工程 规模、 等级 、标准 根据泵站设计规范 (GB/T50265-97)的献宝，灌溉泵站根据设计灌水率、灌溉面积、渠系水利用系数综合分析计算确定 某某 三级站的设计流量为 2.07m3/s。装机容量为 600KW，为引水式泵站 ,属于小型泵站 。泵站等级为 IV，主要建筑物为 IV，次要建筑物 V，临时建筑物为 V。 详细分内容见表 1-6、 表 1-7。 表 1-6 灌溉、排水泵站分等指标 泵站 等别 泵站 规模 分等指标 装机流量（ ） 装机功率（ ） 大（ 1）型 大（ 2）型 200 50 3 1 中型 50 10 1 0.1 小（ 1）型 10 2 0.1 0.01 小（ 2）型 2 0.01 sm/3 KW410200 3
