山區施工中水泵管道的選型與計算

胡小軍

（中鐵大橋局五公司，江西贛州 341600）

山區施工中水泵管道的選型與計算

胡小軍

（中鐵大橋局五公司，江西贛州 341600）

山區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例對山區施工中輸水管路進行選型和水泵選擇的計算，包括以下內容：流量的確定，輸水管道管徑的計算與選取，水泵揚程的計算與選型。

揚程 流量 水泵選型

鴨池河大橋工地處于貴州山區，工程施工用水從峽谷中的鴨池河內抽取。鴨池河兩岸懸崖聳立，最低的可作業平臺離水面有10米高，考慮到水泵吸程的限制及作業的方便，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，根據當地水文資料，枯水期比豐水期水平面高程最大相差3米，即在施工時應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）。經過現場勘察選址，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

通過對用每小時最大用水量的統計，并疊加總用水量12%的未預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生產混凝土60方，每方用水量200Kg，5臺鉆孔樁機同時施工，每臺每小時耗水5000Kg。可計算得出

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經濟的綜合比較，可采用經濟流速v來確定經濟管徑D。在一般工程計算時，水在水管中的經濟流速取值范圍是1.5～2.5m/s，本例中取經濟流速為1.5m/s。

圖1

表1 沿程水頭損失系數λ

表2 局部水頭損失系數ξ

D-管道直徑， 單位：mm

Q-管道流量， 單位：m3/h

v-管道經濟流速，單位：m/s

查閱相關資料，選定管道直徑D=100mm。

3 揚程H的計算

揚程（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的高程差，單位：m

H沿-指管道沿程的揚程（水頭）損失，單位：m

H局-指管道局部的揚程（水頭）損失，單位：m

其中：

式中 λ-沿程水頭損失系數，見表1

ξ-局部水頭損失系數，見表2

L-管道長度，單位：m

v-管道過水斷面的平均流速，單位：m/s

D-管道內徑，單位：m

g-重力加速度，9.8m/s2

根據以上公式，及管道規劃線路所具有的急彎管數量（90°、45°、30°各兩個， 75°、15°各一個）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

4 結語

在工地實際施工當中，根據流量42m3/h，揚程172米兩個參數選擇深井潛水電泵型號為200QJ40-182/14、流量40m3/h，揚程182米、電機功率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；根據計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）。

［1］李瑋.水力計算手冊.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：中國國家標準化管理委員會，2008（5）.

［3］室外給水設計規范.GB50013-2006.上海：上海市建設和交通委員會，2006.

胡小軍（1977—），男，江西信豐人，本科，中職，研究方向：建筑機械。