賓川縣海稍水庫(kù)樸村島泵站工程設(shè)計(jì)

王建藝

（賓川水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，云南 賓川 671600）

賓川縣海稍水庫(kù)樸村島泵站工程設(shè)計(jì)

王建藝

（賓川水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，云南 賓川 671600）

云南省賓川縣海稍水庫(kù)樸村島泵站工程位于喬甸鎮(zhèn)海稍水庫(kù)庫(kù)內(nèi)半島地帶，項(xiàng)目所在地是云南省名特優(yōu)飲食——海稍魚(yú)的發(fā)源地，“海稍魚(yú)”品牌在云南省乃至全國(guó)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(jìn)行景觀綠化建設(shè)，因此決定興建提水灌溉工程。本文詳細(xì)介紹賓川縣海稍水庫(kù)樸村島泵站一級(jí)站的工程設(shè)計(jì)。

泵站；工程設(shè)計(jì)；海稍水庫(kù)

1 工程概況

云南省賓川縣海稍水庫(kù)樸村島泵站工程擬建泵站自海稍水庫(kù)提水，控制灌溉面積0.028萬(wàn)hm2，分三級(jí)提水［1］，其中一級(jí)站控制灌溉面積200 hm2，設(shè)計(jì)流量0.068 m3/s；二級(jí)站控制灌溉面積66.67 hm2，設(shè)計(jì)流量為0.023 m3/s；三級(jí)站控制灌溉面積13.33 hm2，設(shè)計(jì)流量為0.005 m3/s。本文主要介紹一級(jí)站的設(shè)計(jì)，二級(jí)站、三級(jí)站設(shè)計(jì)類似。進(jìn)水渠起于海稍水庫(kù)內(nèi)壩坡，全長(zhǎng)68.1 m，進(jìn)口底板高程為1 611.5 m，底坡為1/1 000，進(jìn)水渠及豎井水位與水庫(kù)水位相同，水庫(kù)正常水位1 627.45 m，死水位1 612.6 m。泵房長(zhǎng)4.8 m，寬4.8 m，凈高3.5 m，采用磚混結(jié)構(gòu)，地坪高程為1 634.0 m，下部為豎井，豎井長(zhǎng)2 m，寬2 m，高22.75 m，厚0.4 m，采用C20鋼筋砼澆筑。井內(nèi)布置250QJ125-96/6潛水泵2臺(tái)。豎井臨水庫(kù)面，設(shè)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(zhǎng)200.43 m，鋼管公稱直徑為DN200，采用標(biāo)準(zhǔn)螺旋縫自動(dòng)埋弧焊接鋼管，材質(zhì)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(shè)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(shè)計(jì)

2.1 基本資料

設(shè)計(jì)流量Q=0.068 m3/s，采用雙管雙機(jī)，單機(jī)流量為0.034 m3/s，水泵運(yùn)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(zhǎng)200.43 m。壓力管道采用螺旋縫自動(dòng)埋弧焊接鋼管，糙率n=0.013。

2.2 確定管道直徑

采用設(shè)計(jì)流速v=1.0 m/s，則d=［4Q/（πv）］1/2=0.209 m，選用標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑d=0.2 m。

2.3 壓力管道水頭損失計(jì)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(yáng)程確定

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

2.5 水泵泵型確定

根據(jù)以上計(jì)算，選擇2500J125-96/6潛水泵。其工作性能為Q=125 m3/h，揚(yáng)程H=96 m，轉(zhuǎn)速n=2 875 r/min，配套電機(jī)功率為55 kW。

3 壓力鋼管設(shè)計(jì)

3.1 管壁應(yīng)力計(jì)算和強(qiáng)度校核

④由管重、水重和地震力引起的軸向應(yīng)力σx2=M/經(jīng)計(jì)算，σx2=-18.29 N/mm；剪應(yīng)力（τθx），因跨中不產(chǎn)生剪應(yīng)力，所以τθx=0。

3.2 斷面②的計(jì)算

4 鎮(zhèn)墩、支墩結(jié)構(gòu)計(jì)算

4.1 鎮(zhèn)墩結(jié)構(gòu)計(jì)算

鎮(zhèn)墩計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表1。其中包括水管轉(zhuǎn)彎處的內(nèi)水壓力；溫度變化時(shí)，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(jì)算參數(shù)表

表2 鎮(zhèn)墩抗滑計(jì)算結(jié)果表

表3 地基應(yīng)力計(jì)算結(jié)果表

4.2 鎮(zhèn)墩抗滑計(jì)算

鎮(zhèn)墩抗滑計(jì)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(chǔ)的地質(zhì)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?biāo)鞣较驗(yàn)檎琘軸向下為正，∑A與∑A′之交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，軸向力∑A、∑A′以指向鎮(zhèn)墩為正計(jì)算結(jié)果見(jiàn)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(yīng)力校核

地基應(yīng)力校核計(jì)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(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。地基應(yīng)力包括水重法向分力；溫度變化時(shí)，管壁沿支墩面的摩擦力［3］。

4.4 支墩抗滑、抗傾計(jì)算

支墩抗滑、抗傾計(jì)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(chǔ)的地質(zhì)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(jié)語(yǔ)

賓川縣海稍水庫(kù)樸村島泵站工程解決了樸村島0.028萬(wàn)hm2農(nóng)田的灌溉問(wèn)題，項(xiàng)目實(shí)施后種植林果，既美化環(huán)境、增加收入，又改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。工程建成后運(yùn)行4 a，運(yùn)行良好。

［1］中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50265-2010.泵站設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2011.

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

［3］祁慶和.水工建筑物［M］.3版.北京：中國(guó)水利水電出版社，1996.

［4］河海大學(xué)，大連理工大學(xué)，西安理工大學(xué)，等.水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)［M］.3版.北京：中國(guó)水利水電出版社，1996.

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