賓川縣海稍水庫樸村島泵站工程設計

王建藝

（賓川水利水電勘測設計院，云南 賓川 671600）

賓川縣海稍水庫樸村島泵站工程設計

王建藝

（賓川水利水電勘測設計院，云南 賓川 671600）

云南省賓川縣海稍水庫樸村島泵站工程位于喬甸鎮(zhèn)海稍水庫庫內半島地帶，項目所在地是云南省名特優(yōu)飲食——海稍魚的發(fā)源地，“海稍魚”品牌在云南省乃至全國都有一定的知名度。樸村島植被稀少，要投入大量的資金改造低次林和進行景觀綠化建設，因此決定興建提水灌溉工程。本文詳細介紹賓川縣海稍水庫樸村島泵站一級站的工程設計。

泵站；工程設計；海稍水庫

1 工程概況

云南省賓川縣海稍水庫樸村島泵站工程擬建泵站自海稍水庫提水，控制灌溉面積0.028萬hm2，分三級提水［1］，其中一級站控制灌溉面積200 hm2，設計流量0.068 m3/s；二級站控制灌溉面積66.67 hm2，設計流量為0.023 m3/s；三級站控制灌溉面積13.33 hm2，設計流量為0.005 m3/s。本文主要介紹一級站的設計，二級站、三級站設計類似。進水渠起于海稍水庫內壩坡，全長68.1 m，進口底板高程為1 611.5 m，底坡為1/1 000，進水渠及豎井水位與水庫水位相同，水庫正常水位1 627.45 m，死水位1 612.6 m。泵房長4.8 m，寬4.8 m，凈高3.5 m，采用磚混結構，地坪高程為1 634.0 m，下部為豎井，豎井長2 m，寬2 m，高22.75 m，厚0.4 m，采用C20鋼筋砼澆筑。井內布置250QJ125-96/6潛水泵2臺。豎井臨水庫面，設置C20鋼筋砼擋墻，厚度為0.4 m。壓力管道沿岸坡而上，管線全長200.43 m，鋼管公稱直徑為DN200，采用標準螺旋縫自動埋弧焊接鋼管，材質為Q235。出口水池半徑15.0 m，高3.7 m，壁厚、底板厚度為0.3 m，采用C20鋼筋砼澆筑，底板下設0.15 m厚M7.5漿砌塊石墊層，水池底板高程1 688.0 m。

2 泵站設計

2.1 基本資料

設計流量Q=0.068 m3/s，采用雙管雙機，單機流量為0.034 m3/s，水泵運行最低水位1 612.5 m，出水池水面高程1 691.09 m，壓力鋼管長200.43 m。壓力管道采用螺旋縫自動埋弧焊接鋼管，糙率n=0.013。

2.2 確定管道直徑

采用設計流速v=1.0 m/s，則d=［4Q/（πv）］1/2=0.209 m，選用標準內徑d=0.2 m。

2.3 壓力管道水頭損失計算

局部水頭損失hj=∑ζ×v2/（2g），沿程水頭損失hf=λl/d×v2/（2g），則壓力鋼管水頭損失為hw=hj+hf=0.41+2.08=2.49m。

2.4 水泵揚程確定

最大凈水頭Z=1 691.09-1 612.50=78.59 m，水泵總揚程為78.59+2.49=81.08 m。

2.5 水泵泵型確定

根據(jù)以上計算，選擇2500J125-96/6潛水泵。其工作性能為Q=125 m3/h，揚程H=96 m，轉速n=2 875 r/min，配套電機功率為55 kW。

3 壓力鋼管設計

3.1 管壁應力計算和強度校核

④由管重、水重和地震力引起的軸向應力σx2=M/經計算，σx2=-18.29 N/mm；剪應力（τθx），因跨中不產生剪應力，所以τθx=0。

3.2 斷面②的計算

4 鎮(zhèn)墩、支墩結構計算

4.1 鎮(zhèn)墩結構計算

鎮(zhèn)墩計算參數(shù)見表1。其中包括水管轉彎處的內水壓力；溫度變化時，管壁沿支墩面的摩擦力；伸縮節(jié)處填料摩擦力；伸縮節(jié)處附加水壓力；彎管中水的離心力的分力。

表1 鎮(zhèn)墩計算參數(shù)表

表2 鎮(zhèn)墩抗滑計算結果表

表3 地基應力計算結果表

4.2 鎮(zhèn)墩抗滑計算

鎮(zhèn)墩抗滑計算公式如下：KC=f×（∑Y＋G）／∑X。其中，KC為抗滑安全系數(shù)；f為鎮(zhèn)墩與地基間的摩擦系數(shù)，根據(jù)鎮(zhèn)墩基礎的地質條件選取f=0.43；∑X為作用在鎮(zhèn)墩上的水平合力；∑Y為作用在鎮(zhèn)墩上的垂直合力；G為鎮(zhèn)墩自重。

選擇X軸平行于鎮(zhèn)墩底面（水平面），順水流方向為正，Y軸向下為正，∑A與∑A′之交點為坐標原點，軸向力∑A、∑A′以指向鎮(zhèn)墩為正計算結果見表2。

由表2可知，抗滑安全系數(shù)KC均大1.3，安全。

4.3 地基應力校核

地基應力校核計算公式如下：σ最大=（G+Y）／（L× B）×（1+6e／L）；σ最小=（G+Y）／（L×B）×（1-6e／L）。計算結果見表3。地基應力包括水重法向分力；溫度變化時，管壁沿支墩面的摩擦力［3］。

4.4 支墩抗滑、抗傾計算

支墩抗滑、抗傾計算公式分別如下：∑X=±Acosa-（Q1+Q2）sina；∑Y=±Asina-（Q1+Q2）cosa；KC=f×（∑Y+ G）/∑X。其中，KC為抗滑安全系數(shù)；f為支墩與地基間的摩擦系數(shù)，根據(jù)支墩基礎的地質條件選取f=0.4；∑X為作用在支墩上的水平合力；∑Y為作用在支墩上的垂直合力；G為支墩自重。K0=∑M1/∑M2，K0為抗傾覆安全系數(shù)［4］。

5 結語

賓川縣海稍水庫樸村島泵站工程解決了樸村島0.028萬hm2農田的灌溉問題，項目實施后種植林果，既美化環(huán)境、增加收入，又改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。工程建成后運行4 a，運行良好。

［1］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.GB50265-2010.泵站設計規(guī)范［S］.北京：中國計劃出版社，2011.

［2］中華人民共和國水利部.SL281-2003.水電站壓力鋼管設計規(guī)范［S］.北京：中國水利水電出版社，2003.

［3］祁慶和.水工建筑物［M］.3版.北京：中國水利水電出版社，1996.

［4］河海大學，大連理工大學，西安理工大學，等.水工鋼筋混凝土結構學［M］.3版.北京：中國水利水電出版社，1996.

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