同心縣楊河套子水庫工程

【摘 要】結(jié)合同心縣楊河套子水庫工程中的湖心式取水泵站設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)泵站通過手算進(jìn)行抗滑穩(wěn)定及基底應(yīng)力分析，其計(jì)算結(jié)果滿足規(guī)范要求。

【關(guān)鍵詞】泵站；計(jì)算；結(jié)論分析

【Abstract】With the example of pump station in the lake of Yang He Tao Zi Reservoir in Tongxi County， the wedge stability analysis and the contact stress was calculated. The calculation results met the requirements of Code of Pumping Station.

【Key words】Pumping Station； Calculation； Conclusion Analysis

文章以同心縣楊河套子水庫工程中湖心式取水泵站的設(shè)計(jì)為例，采用規(guī)范簡化的方法（即泵站穩(wěn)定計(jì)算采用安全系數(shù)法、應(yīng)力計(jì)算采用材料力學(xué)法），通過傳統(tǒng)手算的方式對(duì)泵站進(jìn)行穩(wěn)定及應(yīng)力計(jì)算，計(jì)算結(jié)果滿足規(guī)范要求，符合設(shè)計(jì)需要。

1 泵站布置

泵站為湖心式泵站，位于楊河套子主溝出口左岸、固海五干渠西側(cè)的新建水庫的東側(cè)，距大壩壩軸線31.6m。泵站共設(shè)3臺(tái)機(jī)組，均為混流泵，其中農(nóng)業(yè)灌溉泵站共設(shè)2臺(tái)機(jī)組，設(shè)計(jì)總流量0.97m3/s，凈揚(yáng)程5.0～13.30m，總揚(yáng)程8.43～14.10m；人飲泵站設(shè)計(jì)流量0.0056m3/s，凈揚(yáng)程16.3m，總揚(yáng)程27.16m。泵站與大壩連接交通為鋼筋混凝土橋梁，橋梁采用箱式結(jié)構(gòu)，共計(jì)2跨28.0m。泵站出水管道采用DN1000mm鋼管。

2 泵站結(jié)構(gòu)

泵站采用現(xiàn)澆C30鋼筋砼矩形塔式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)外部尺寸為7.2×9.5m，共設(shè)1個(gè)進(jìn)水腔室，腔室內(nèi)部凈尺寸為6.0×6.85m，塔底建基面高程1328.30m，底板厚度1.50m，塔頂高程1343.75m，塔高14.65m。砼側(cè)墻壁采用采用0.8m。水塔底板頂高程1330.70m，塔腔內(nèi)管道設(shè)備及檢修層高程為1341.20m。泵站進(jìn)水口中心高程1332.65m，進(jìn)水口中心高程1333.45m，進(jìn)水口孔口尺寸1.50×1.50m。進(jìn)水口設(shè)閘門，配套單吊點(diǎn)20t手電兩用螺桿式啟閉機(jī)。

塔頂為設(shè)備及交通管理層，共布置2臺(tái)立式長軸混流水泵灌溉機(jī)組、1臺(tái)人飲潛水泵機(jī)組、1臺(tái)螺桿啟閉機(jī)、1臺(tái)檢修吊車LD-10以及低壓控制柜等設(shè)施。根據(jù)泵站及電氣設(shè)備安裝等相關(guān)規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)尺寸中到中6.84×9.14m，高6.9m，為單層框架結(jié)構(gòu)。

啟閉機(jī)室周圍設(shè)有平臺(tái)，平臺(tái)寬2.0m，并設(shè)置欄桿，平臺(tái)與室內(nèi)地坪齊平，并設(shè)工作橋與壩頂連接。壩頂高程1343.00m，塔頂高程1343.75m，較壩頂高0.75m。

泵站基礎(chǔ)坐落在中密的角礫地層上。取水泵站剖面圖如圖圖1、圖2。

3 泵站穩(wěn)定計(jì)算

3.1 基本參數(shù)

① 工程地質(zhì)：泵站所在地的巖性為角礫，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為280kpa，設(shè)計(jì)采用250kpa。

② 材料容重：各材料的容重取值，如表1。

③ 地震烈度：按80設(shè)防。

④ 風(fēng)速：多年平均最大風(fēng)速V0=18.0m/s，多年平均風(fēng)速為3.3m/s，極限風(fēng)速36m/s，吹程D=2.10Km。風(fēng)速加乘系數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)工況取1.5，校核工況取1.0。

⑤ 塔基抗剪（剪斷）強(qiáng)度指標(biāo)

泵站建基面主要為中等風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，抗剪斷強(qiáng)度指標(biāo)為 =0.5，抗剪斷凝聚力=0.00Mpa。地基允許承載力[R]=0.25Mpa。

3. 2 計(jì)算工況及荷載組合

根據(jù)規(guī)范，計(jì)算工況及荷載組合詳見表2。

3.3 穩(wěn)定安全系數(shù)

根據(jù)規(guī)范要求，選取的塔式泵站整體穩(wěn)定安全系數(shù)見表3；土基基底應(yīng)力最大與最小值之比允許值見表4。

基底應(yīng)力最大與最小值之比根據(jù)地質(zhì)為中密的角礫，，選取基本組合不允許超過2.00；特殊組合不允許超過2.50。

3.5 計(jì)算結(jié)果

泵站抗滑穩(wěn)定及基底應(yīng)力計(jì)算結(jié)果見表5。

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果可知，計(jì)算結(jié)果滿足規(guī)范要求。

4.思考及分析

泵站的穩(wěn)定分析是建筑物設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要的內(nèi)容，其計(jì)算內(nèi)容通常包括四個(gè)方面，即抗滑驗(yàn)算、抗傾驗(yàn)算、抗浮驗(yàn)算和地基承載力的驗(yàn)算；而本次計(jì)算中只對(duì)泵站經(jīng)行了三個(gè)方面的計(jì)算，其原因?yàn)闂詈犹鬃铀畮觳捎萌珨嗝鎻?fù)合土工膜鋪筑，水庫施工完成蓄水后不存在漏水問題，并且泵站所在地區(qū)不存在地下水，故不考慮地下水產(chǎn)生的揚(yáng)壓力對(duì)其的影響，這種考慮是符合實(shí)際情況的。

5.結(jié)語

通過對(duì)工程建筑物受力的簡化，在沒有結(jié)構(gòu)計(jì)算輔助軟件的情況下，采用傳統(tǒng)手算的計(jì)算方法對(duì)泵站進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算，同樣可滿足工程設(shè)計(jì)的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).泵站設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB50265-2010）.北京：中國計(jì)劃出版社，2011年.

[2]中華人民共和國水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).水閘設(shè)計(jì)規(guī)范（SL265-2001）.中國水利水電出版社， 2001年.

[3]中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).（DL5077-1997）水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范 中國電力出版社1998年.

[4]李艷冬、高宇.泵站廠房穩(wěn)定分析應(yīng)用與思考.黑龍江水利科技，No.2. 2010（todal No.38）.

作者簡介：

潘向林（1982-12-05），男，助理工程師，本科，主要從事水利工程設(shè)計(jì)研究。

主要研究方向：水利工程。