山區(qū)施工中水泵管道的選型與計(jì)算

胡小軍

【摘 要】 山區(qū)施工中由于地勢地形所限，輸水管路比較長。在本文中通過工地實(shí)例對(duì)山區(qū)施工中輸水管路進(jìn)行選型和水泵選擇的計(jì)算，包括以下內(nèi)容：流量的確定，輸水管道管徑的計(jì)算與選取，水泵揚(yáng)程的計(jì)算與選型。

【關(guān)鍵詞】 揚(yáng)程 ?流量 ?水泵選型

鴨池河大橋工地處于貴州山區(qū)，工程施工用水從峽谷中的鴨池河內(nèi)抽取。鴨池河兩岸懸崖聳立，最低的可作業(yè)平臺(tái)離水面有10米高，考慮到水泵吸程的限制及作業(yè)的方便，水泵類型采用深井用潛水電泵加逆止閥上出水方式。蓄水池高程988.46米，鴨池河水平面高程834米。施工期正值夏季豐水期，根據(jù)當(dāng)?shù)厮馁Y料，枯水期比豐水期水平面高程最大相差3米，即在施工時(shí)應(yīng)考慮將水泵置入水深3.5米以上，本例施工中將水泵置入水平面以下4米（水泵出水口位置）。經(jīng)過現(xiàn)場勘察選址，確定本次施工的管道線路如圖1所示，全長274米，凈揚(yáng)程H凈=988.46（蓄水池高程）-834（水平面高程）+4（入水深度）=158.46米。

1 流量Q的確定

通過對(duì)用每小時(shí)最大用水量的統(tǒng)計(jì)，并疊加總用水量12%的未預(yù)見水量可以確定給水管路所需提供的流量。本例中工地混凝土拌和站每小時(shí)生產(chǎn)混凝土60方，每方用水量200Kg，5臺(tái)鉆孔樁機(jī)同時(shí)施工，每臺(tái)每小時(shí)耗水5000Kg。可計(jì)算得出

流量Q=（60×200+5×5000）/（1-12%）

≈42045Kg/h

≈42m3/h（水的密度為1000Kg/m3）

2 管道直徑D的選定

管徑的選定是需要通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合比較，可采用經(jīng)濟(jì)流速v來確定經(jīng)濟(jì)管徑D。在一般工程計(jì)算時(shí)，水在水管中的經(jīng)濟(jì)流速取值范圍是1.5～2.5m/s，本例中取經(jīng)濟(jì)流速為1.5m/s。

D===99.5mm

D-管道直徑， ? ?單位：mm

Q-管道流量， ? ?單位：m3/h

v-管道經(jīng)濟(jì)流速，單位：m/s

查閱相關(guān)資料，選定管道直徑D=100mm。

3 揚(yáng)程H的計(jì)算

揚(yáng)程（俗稱水頭）指水泵將一定水量從出水口起能夠輸送到的高度，單位為米，用H表示。

H=H凈+H沿+H局

式中 H凈-指水泵出水口到管道最高點(diǎn)的高程差，單位：m

H沿-指管道沿程的揚(yáng)程（水頭）損失，單位：m

H局-指管道局部的揚(yáng)程（水頭）損失，單位：m

其中：

式中 λ-沿程水頭損失系數(shù)，見表1

ξ-局部水頭損失系數(shù)，見表2

L-管道長度，單位：m

v-管道過水?dāng)嗝娴钠骄魉伲瑔挝唬簃/s

D-管道內(nèi)徑，單位：m

g-重力加速度，9.8m/s2

根據(jù)以上公式，及管道規(guī)劃線路所具有的急彎管數(shù)量（90°、45°、30°各兩個(gè)， 75°、15°各一個(gè)）和逆止閥，選取λ=0.038、ξ=（0.99+0.183+0.073）×2+0.63+0.022+6.5=9.842

=11.95m

=1.13m

H=H凈+H沿+H局=158.46+11.95+1.13=171.54m

4 結(jié)語

在工地實(shí)際施工當(dāng)中，根據(jù)流量42m3/h，揚(yáng)程172米兩個(gè)參數(shù)選擇深井潛水電泵型號(hào)為200QJ40-182/14、流量40m3/h，揚(yáng)程182米、電機(jī)功率37千瓦、布線電纜3×25mm2（銅芯），考慮到流量留有12%的余量，40m3/h可以滿足工地需求;根據(jù)計(jì)算輸水管道選用公稱口徑Dn=100mm的焊接鋼管法蘭連接方式，彎頭處采用切割成型焊接連接（即急彎管形式）。

參考文獻(xiàn)：

[1]李瑋.水力計(jì)算手冊.北京：中國水利水電出版社，2006（6）.

[2]低壓流體輸送用焊接鋼管.GB/T3091-2008.北京：中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)，2008（5）.

[3]室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范.GB50013-2006.上海：上海市建設(shè)和交通委員會(huì)，2006.