同昌闸泵重建工程初步设计.doc

中 文 摘 要同昌水闸、泵站重建工程位于珠海市香洲区南屏镇同昌村，石豆涌（也称挂锭角排洪渠）下游，珠海大道南侧，南屏镇西侧约10km处，水闸、泵站出口与广昌涌连通，原有水闸已不能满足排涝需求，因此重建。泵站设计流量为6.168m3/s，设计扬程1.502m，最大扬程2.561m，,选用3台潜水轴流泵（800qz135），单台泵工况为：叶片安装角为+4， q=2.12m3/s，h3.2m，n=590r/min，效率=81.7%，配套轴功率81.5kw，电机容量132kw，总装机容量244.5 kw。水泵采用混凝土制井筒悬吊式安装，主要建筑物包括泵房、隔墩、进水池、出水池、后墙，主厂房，副厂房等，设计内容包括水泵的选型，主要建筑物设计，稳定计算，结构计算等。水闸设2孔，每孔净宽3m，总净宽6m，开敞式闸室，钢筋混凝土结构，闸室顺水流方向长5m，垂直水流方向宽7.8m，本次设计包括水闸尺寸的计算、消力池的计算、防渗的计算、稳定计算、结构计算以及配筋计算。该水闸、泵站的兴建，将对抗旱灌溉及防洪排涝发挥重要作用。关键词： 水闸 泵站 堤防 稳定计算 结构计算preliminary design of tongchang gate stationsong wenshengcollege of water conservancy and civil engineering, south china agricultural university， guangzhou 510642，chinaabstract：tongchang sluices and pumping station reconstruction project is located in zhuhai xiangzhou district has injected with chang village nanping town, stone bean chung hang (also called spindle angle having canal) downstream, zhuhai avenue south, nanping town west side about 10 km, connect to guangchang chung sluices, pumping station exit, original sluices can not meet the demand of draining, so rebuilding.the pump station design flow of 6.168m3 / s, design head 1.502m, the maximum head 2.561m. use 800qz135vertical axial flow pump,a single pump working condition is: the blade installation angle of + 4 , q=2.12m3/s，h3.2m，n=590r/min，the efficiency of = 81.7%, supporting shaft power 81.5 kw, the motor capacity of 132 kw, the total installed capacity of 244.5 kw. pump by concrete shaft suspension type installation, main buildings include pump room, lie between block, into the pool, the pool and back wall. main workshop, deputy factory building, etc., design contents include the selection of pump, the main structure design, stability calculation, structure calculation, etc.lock set 2 holes, each hole width of 3 m, the total width of 6 m, open type chamber, reinforced concrete structure, the lock chamber at the flow direction of 5 m long, 7.8 m wide, vertical flow direction, the design includes size calculation, the calculation of stilling basin of the gate, the calculation of seepage control, stability calculation, structure calculation and reinforcement calculationkey words: waterlocks pumping station embankment stability analysis stress analysis.82目 录1 绪论1.1工程概况11.1.1 工程位置11.1.2 工程现状及存在问题11.2自然概况11.2.1地形地貌11.2.2气象特征21.2.3水文特征31.2.4 工程地质31.2.5 水文地质42 工程任务及规模62.1 工程建设的必要性62.2项目建设的主要任务72.3工程等级及设计标准72.3.1工程等级及主要建筑物级别72.3.2排涝标准：72.3.3防洪标准72.3.4 地震设防标准72.4 排洪排涝演算82.4.1 计算方法及公式82.4.1.1计算方法及条件82.4.1.2 闸排流量、滞蓄水量计算公式82.4.2 起排水位、最高限定内水位82.4.3 各分区来水量计算92.4.4计算结果123 泵站设计133.1 排涝流量133.2 特征扬程133.2.1 特征水位133.2.2 特征扬程143.3 水泵选型143.3.1 水泵类型143.3.2 水泵选择153.3.2.1 方案一153.3.2.2 方案二163.3.2.3 电动机选择163.4 泵房173.4.1 泵房形式173.4.2泵房内部布置173.4.2 泵房结构183.4.2.1 方案一183.4.2.2 方案二193.4.3 进水池设计203.4.3.1方案一203.4.3.2方案二213.4.4 进水前池223.4.4.1 方案一223.4.4.1 方案二223.4.5 出水结构的设计布置233.4.5.1 方案一233.4.5.2 方案二253.4.6 泵房布置273.4.6.1 方案一273.4.6.2 方案二283.4.7 泵房内主要高程确定293.4.7.1 泵房内主要高程确定293.4.7.2 泵房内主要高程确定313.4.8 方案比较333.4.9 水泵的工况点校核343.4.10 附属设备选择及布置363.4.11 泵房稳定计算374 水闸设计394.1 闸室的总体布置394.1.1 闸门的形式394.1.2 闸墩的设计404.1.3 闸室总宽度404.1.4 闸底板厚度与顺水流方向长度的设计404.1.5 交通桥的设计414.1.6 工作桥的设计414.1.7 启闭机的选择414.2 水闸水力计算424.2.1 水闸泄流量复核424.2.2 水闸消能计算424.2.3 消力池的设计434.2.4 海漫的设计464.3防渗与排水设计464.3.1 防渗、排水体的布置464.3.2 渗流计算474.3.3 水利坡降线的修正494.3.4 渗透变形的验算504.4 闸室的稳定分析514.4.1 荷载计算514.4.2 验算闸室的抗滑稳定性524.4.3地基应力验算535.1堤防设计535.2 堤防稳定性计算545.3 地基处理555.3.1 地质概况555.3.2 方案比较555.3.3 地基处理方案选择565.3.4 水泥搅拌桩复合地基承载力计算565.4 堤防沉降计算576 水闸结构设计及配筋计算586.1 闸底板结构设计586.1.1 不平衡剪力586.1.2 不平衡剪力分配值的计算596.1.3 板条上荷载的计算596.1.4 底板配筋计算606.2 闸墩结构计算616.2.1 闸墩应力计算617 泵房结构设计及配筋计算637.1 底板结构计算637.2 吊车梁的结构计算637.2.1 吊车梁形式及尺寸637.2.1.1 吊车梁形式637.2.1.1 吊车梁尺寸确定647.2.2 荷载计算657.2.3 内力计算667.2.4 挠度及裂缝宽度验算728 工程布置748.1 总体布置原则748.2 工程布置749 机电与金属结构759.1 变配电系统759.1.1 变压器容量及型号的确定759.1.2 供电变压器容量759.1.3 供电线路769.1.4 室内低压配电设计769.1.5 配电装置和布置769.1.6 设备的保护769.1.7 电缆的敷设769.2 照明系统769.3 监控系统779.4 接地及安全779.5 建筑物防雷779.6 节能789.7 金属结构78参考文献79致谢80毕业设计成绩评定表1 绪论1.1工程概况1.1.1 工程位置同昌水闸、泵站重建工程位于珠海市香洲区南屏镇同昌村，石豆涌（也称挂锭角排洪渠）下游，珠海大道南侧，南屏镇西侧约10km处，水闸、泵站出口与广昌涌连通。集雨面积为挂锭山、有桂山以北，珠海大桥以东、广昌涌以南的区域，共3.21km2。工程保护范围内有5座村庄，3400口人、1700亩农田、600亩鱼塘，以及305亩规划厂区。1.1.2 工程现状及存在问题石豆涌下游现状有一座小型排涝水闸，两孔，每孔22m，集雨区域的来水通过该闸排向广昌涌。目前存在主要问题是：（1）水闸建设标准偏低，排水能力不足；运行时间长，早已破烂不堪，无法正常运行。（2）设施不完善，未设置排涝泵站。当外水位高于内水位时，围内洪水无法通过水闸自排，形成涝灾，因此仅靠水闸排水无法满足要求，需要有泵站联合排水。（3）近年来，由于受周边地域土地开发填筑、流域地貌改变以及下游水位顶托影响，同昌村原有水闸已不能满足同昌村区域防洪、排涝要求，遭遇强降水时，排水不畅，农田受淹，房屋、道路遭水浸，造成很大的损失，因此迫切需要对该水闸选址重建并且增设排水泵站。1.2自然概况1.2.1地形地貌工程位于南屏镇西侧约10km处，河涌下游为广昌涌至磨刀门水道。原地貌类型为冲积、海积平原区,地形平坦、开阔，地面高程多在0.203.29m（珠基，下同）。保护范围内村庄地坪标高约1.22.8m，蕉地、菜地地坪标高大都0.6m左右。1.2.2气象特征工程区域地处西北江三角洲，濒临南海，属亚热带季风气候区，海洋对本地气候调节作用十分明显，常年气候温和湿润，日照充足，雨量充沛，多发暴雨，热带气旋影响频繁。1）气温、日照、霜日据气象站资料统计，多年平均气温22，最高气温出现于7月8月, 历年最高气温37.3（1990年8月23日），最低气温出现于12月1月，历年最低气温1.7（1975年12月4日）。多年平均日照时数1960小时，最大值为2320小时（19775年），最小值为1406小时（1985年）。年内一般7月份日照时数最大，为212小时，3月份日照时数最小，为89.7小时。多年平均霜日0.6天，最长霜期3天，多发生于1月份。记录最早初霜1975年12月22日，最迟终霜1968年2月6日。2）风、降雨、蒸发、湿度工程区域属多雨地区，平均年雨日137.5天。水汽源地主要是西南方向的印度洋孟加拉湾、东南方向的太平洋和南部的南海。4月9月为雨季，前期（4月6月）盛吹西南季风，水汽充沛，与南下冷空气相遇，常出现强降雨过程；后期（7月9月）东南季风占优，太平洋及南海生成的热带气旋带来大量水汽，形成强风暴雨。10月至次年3月盛行东北风，为旱季。香洲地区多年平均风速3.1m/s，最大风速40m/s。全市大风日数（风速大于17.2m/s）的地域差异明显：多年平均岛屿78天、斗门区17.1天、香洲区9.2天。2008年9月23日24日，强台风“黑格比”掠过珠海，我市陆地最大风力910级阵风1213级，海面最大风力1011级阵风1314级。多年平均降雨量1989.4 mm，降雨年际变化较大。降雨年内分配极不均匀，汛期4月9月降雨量占年降雨总量的80%以上，枯水期10月3月降雨量不足年降雨总量的20%，5月6月降雨量占年总量的30%以上。工程区域的暴雨主要由锋面、台风和西南气压低槽三种天气系统造成。珠海市的暴雨灾害多与台风相伴，极易内涝成灾。1965年9月2729日，受21号台风影响，带来连续3天的大暴雨，总降雨553.5mm，造成罕见的山洪暴发。多年平均水面蒸发量1271 mm，蒸发量年季变化差异较小，年内变化差异较大，5月10月蒸发量占年总量的60%以上，其中7月份蒸发量最大，达130mm以上。珠海平均相对湿度为80，岛屿较大陆地区偏大。一年中相对湿度受季风环流变化的影响。秋、冬季受来自北方的干燥大陆性气流影响，相对湿度较小；春、夏季受暖湿的海洋性气流影响，相对湿度较大。历年平均相对湿度最大月是4月(平均为86)，最小是12月(平均为69)，日最小相对湿度为13(1977年3月4日)。1.2.3水文特征（1）磨刀门水道磨刀门入海口潮汐作用显著，海域潮汐属不正规半日混合潮型，即一个太阳日内，分别经历早、晚两次潮水涨落过程，各次潮高、潮差、历时均不相同，一般早潮大于晚潮。一次涨落过程中，涨潮历时短于落潮历时。通常，月大潮和小潮分别滞后于朔、望日和上、下弦日23天发生，1112月为年内大潮期。潮水涨落历时随时空而异。一般情况下，平均涨潮历时冬长夏短，而平均落潮历时则相反。由口门形态、近岸海域水下地形、河口入海径流等因素影响，造成海岸带各地潮势的差异，同期潮位、潮差由东向西、由内向外增大。潮水位受风的作用，常引起增水，尤其当大潮遭遇强热带风暴或台风，即形成风暴潮，增水更为显著，会出现超常高水位。（2）前山河、广昌涌水道本工程北侧的广昌涌属于前山河水道。前山河水道有广昌水闸、洪湾水闸、石角嘴水闸等六座外江水闸，遇有大、暴潮时上述水闸关闭，受大潮影响较小，基本不会受到暴潮影响，所以前山河水道水位变化不很剧烈，实际高、低潮位与多年平均高、低潮位相当，高于多年平均高潮位的潮位基本不会在排洪渠河口发生。根据前山河、广昌涌清淤及一河两涌有关岸线整治工程可行性研究报告（广东省水利电力勘测设计研究院，2007年2月），前山河及广昌涌的特征水位及洪水位（珠基，下同）为：正常蓄水位0.00米；最低蓄水位-0.60米；10年一遇最高水位为1.38米；20年一遇最高水位为1.40米；50年一遇最高水位为1.41米；100年一遇最高水位为1.42米。1.2.4 工程地质根据勘察结果，结合区域地质资料综合分析，勘察场地及附近未发现有影响场地稳定性的不良地质作用，场地是稳定的。设计地震基本烈度为vii度，地震动峰值加速度为0.10g。场地揭露地下水位以下中粗砂和呈透镜体分布的淤泥质砂根据建筑抗震设计规范（50011-2001），判定场地内饱和砂土不液化。场地的地层自上而下分别为：（1）人工填土：主要为路基及河堤，层厚0.601.50 m左右。（2）淤泥质土：饱和，流塑状，下部与粉细砂互层，含少量有机质及贝壳碎屑，局部夹薄层粉细砂。层厚8.5011.90m。（3）淤泥：饱和，流塑状，局部与多层薄层粉细砂互层，层厚25.5036.50m左右。（4）粉质粘土：湿，可塑，含少量中粗砂，层厚1. 30m。（5）粗砂：成分为石英质，下部含有少量石英质砾石及粘性土。层厚6.20 m，稍密。1.2.5 水文地质场地地下水类型主要为第四系孔隙潜水为主，赋存于第四系上部松散层的淤泥质土、淤泥、薄层状粉细砂层中，迳流条件较差，水交替循环较弱。局部尚属上层滞水性质，因临近磨刀门水道，水量较丰富，大气降雨是主要补给来源。勘察期间测得钻孔地下水位埋深为0.201.50m之间，水位变化不明显。淤泥及淤泥质土为弱透水性（淤泥渗透系数为1.81e-061.03e-07cm/s； 淤泥质土渗透系数为1.68e-057.39e-07 cm/s）。地表（下）水对钢筋混凝土结构中钢筋在长期浸水无腐蚀性，在干湿交替情况下地表水弱腐蚀性，地下水中等腐蚀性，对钢结构地表水弱腐蚀性，地下水中等腐蚀性。场地内主要岩(土)层的物理力学参数建议值表见表3-2。其它建议值如下：临界渗透坡降为：填土0.600.70（流土）， 淤泥、淤泥质土 0.70 0.80（流土）。闸基与地基土之间摩擦系数为：淤泥0.15、淤泥质土0.18。场地内主要岩(土)层的物理力学参数建议值表见表1-1。表1-1 同昌水闸、泵站重建工程主要岩(土)层的物理力学参数建议值表土 层名 称含 水 量湿 密 度干 密 度孔 隙 比塑 性 指 数土粒密度液 性 指 数有 机 质 含 量灵 敏 度无 侧 限 抗 压 强 度压缩试验快 剪固结快剪渗透系数固 结系 数(100200kpa)承载力 特征值压缩系数压缩模量摩擦角凝聚力摩擦角凝聚力wr or dippsilstqua1-2esfcfck20cvch(%)g/cm3e0mpa-1mpa度k pa度k pacm/s（cm2/se-3）人工填土19.41.941.630.63715.92.6600.434.0222.420.91.17e-4110淤泥质土54.01.711.111.39219.72.651.422.4814.70.793.042.38.0168.02.5e-052.1760淤泥72.91.570.901.925.72.631.61.52.02.48.0149.01.07e-061.8640粉质粘土24.41.941.560.76013.32.730.270.454.8911.016.018.020.06.11e-05200中粗砂1.53e-04240强风化花岗岩600弱风化花岗岩2000注：人工填土、粉质粘土、中粗砂，根据相关工程经验提供。2 工程任务及规模2.1 工程建设的必要性工程所在的排洪渠，为石豆涌（也称挂锭角排洪渠），接纳西侧挂定角的山体排水及沿线雨水，主要作排洪用。主渠全长约1.79km，断面不规则，现状大部分为土渠，渠道宽度约为432m，纵坡0.00071。石豆涌集雨范围下游出口处的石豆涌水闸，为一座小型水闸，洪水通过该闸排向广昌涌；另外在左岸、广昌闸至同昌村间，有一座涵洞（21m），由村民采用简易木闸门控制，最大排水能力2.7m3/s。目前石豆涌水闸存在主要问题是：（1）水闸建设标准偏低，运行时间长，早已破烂不堪，根本满足不了排洪任务的要求。该闸为两孔，每孔22m，经过多年运行，破损严重，无法正常运行；闸门板为简易平板木闸门，因变形、破坏严重而漏水，无法正常挡水；闸门只靠人力启闭，管理落后。闸墩及闸底为砌石结构，也已破损严重，存在渗漏现象，安全也存在隐患；闸上过道不足3m，无法满足通行及防汛的要求。（2）当外水位高于内水位时，围内洪水无法通过水闸自排，形成涝灾，因此仅靠水闸排水无法满足要求，需要水闸和泵站联合排水。（3）近年来，由于受周边地域土地开发填筑、流域地貌改变以及下游水位顶托影响，同昌村原有水闸已不能满足同昌村区域防洪、排涝要求，遭遇强降水时，排水不畅，农田受淹，房屋、道路遭水浸，造成很大的损失，因此迫切需要重建该水闸并且增设排水泵站。通过论证比选，闸、泵址拟选在旧闸处，根据流域现状及规划情况，进行排洪排涝演算，从而确定水闸、泵站的工程规模。现状同昌村石豆涌水闸,原设计标准低，破损严重，无法正常运行，排水能力差。尤其当外水位高于内水位时，围内洪水无法通过水闸自排，形成涝灾，因此仅靠水闸排水无法满足排洪排涝要求，需要水闸和泵站联合进行排水。由于长期存在排洪设施的不配套不完善，水流不畅经常性造成围内积水，加上受广昌涌洪水顶托不能开闸排水，形成内涝，一旦受灾，损失惨重，给当地经济造成很大的冲击，影响到社会经济的可持续发展和人民生活质量的提高，而同昌水闸、泵站重建工程将消除围内洪涝灾害，因此本工程建设己刻不容缓。2.2项目建设的主要任务（1）依据规范和规划确定本工程防洪排涝标准，通过排洪排涝演算确定排水泵站和水闸规模；提高同昌村等五座村庄抵御洪水的能力，保障区域经济发展，（2）通过方案比较确定闸泵址，并对上下游河涌进行局部必要的清淤和堤岸加高、加固。（3）水保、环保工程和管理基础设施建设按照水土保持方案、环境影响评价和管理设计的要求，加强水土保持、环境保护，并按工程管理设计规范建制。2.3工程等级及设计标准2.3.1工程等级及主要建筑物级别同昌水闸泵站工程排涝面积3.21km2，依据水利水电工程等级划分及洪水标准sl252-2000和泵站设计规范gb/t50265-97，确定同昌水闸泵站工程等级为等，主要建筑物为4级，次要建筑物为4级，临时建筑物为5级。2.3.2排涝标准：本区域基本为“三高”农业区、城镇、工业区，根据粤水电总字19954号文关于印发广东省防洪（潮）标准和治涝标准试行的通知及珠海市水务现代化规划，结合区域实际情况，治涝设计标准为：遭遇10年一遇广昌涌洪水位的情况下，10年一遇24小时暴雨径流1天排除。2.3.3防洪标准根据工程等级，泵站、水闸建筑物防洪标准采用50年一遇洪水设计，广昌涌水位1.41米。2.3.4 地震设防标准地震基本烈度：根据中国地震动参数区划图（gb18306-2001），区内地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱征周期为0.35s。区内对应的地震基本烈度为vii度。本工程的地震设防标准为7度。2.4 排洪排涝演算2.4.1 计算方法及公式2.4.1.1计算方法及条件计算中，考虑水闸、泵站的联合排水作用。当外水位高于内水位时闸排流量为零，内水位高于外水位即开闸排水。由于重建水闸处河道底标高-1.2m，为保证水流平顺，减少建闸后的淤积，确定闸底高程为-1.2m。通过试算，得出水闸宽度及泵站流量。2.4.1.2 闸排流量、滞蓄水量计算公式 式中：b水闸净宽（m）；淹没系数，由水闸设计规范表a.0.11查得；侧收缩系数，取0.385；流量系数，暂取为1；ho堰上水深（m）；v1、v2分别为时段初、时段末滞蓄水量（万m3）；q1、q2分别为时段初、时段末排水流量（m3/s）；w为时段来水量（万m3）；q电排流量（m3/s）；t计算时段（sec）。2.4.2 起排水位、最高限定内水位依据广东省防洪（潮）标准和治涝标准（试行）（粤水电总字95-4）相关规定，以90%以上受益面积的相应高程作为设计起排水位，本次由1997年调绘1:2000地形图查得，为0.6m。现状禾田主要种植香蕉、甘蔗，根据作物耐淹程度，田间积水深度不宜超过0.50m，另外同昌村房屋最低的室内坪约1.2m。由此确定最高允许内水位不得超过1.1m。2.4.3 各分区来水量计算（1）设计洪水工程区无实测洪水资料，采用广东省综合单位线法进行分析：依据广东省暴雨径流查算图表使用手册（广东省水文总站，1991年），采用相应设计雨型、暴雨高区的ttf关系图、产流参数、广东省综合单位线滞时m1关系图，本工程集雨面积小于500km2，应采用广东省综合单位线号无因次单位线。查广东省暴雨径流查算图表使用手册、广东省暴雨参数等值线图（广东省水文局，2003年），确定主要暴雨参数如下：表2-1 暴雨特征参数值 类别小时(h) 暴雨均值(mm)变差系数暴雨模比系数72283.60.551.7224214.20.51.6616143.90.471.624166.60.41.535查cs=3.5cv皮尔逊型曲线得10%频率对应时段的暴雨模比系数，其数值如表2-1所示。按公式计算p=1%各历时点暴雨量，列于表2-2。根据广东省暴雨径流查算图表使用手册，本工程集水面积f=3.21km10km，暴雨点面关系不作折减，即=1，=，见表2-2。表2-2 点面暴雨量 时间（h）类别162472102.23233.69355.79483.79102.23233.69355.79483.79通过计算得出产流参数，如下表2-3：表2-3 产流参数 p （）hp6（mm）hp24（mm）hp72（mm）qm (m3/s)w24 (万m3)10233.69355.79487.7960.1974.0110年一遇设计洪水过程线如下图21：图21 10年一遇设计洪水过程线（2）涌容曲线水位涌容关系如下图22。图22 水位-涌容关系 （3）地类面积及径流系数采用径流系数法，推求来水过程。分地类径流系数分配为：山丘0.7、水域（河渠、湖泊、鱼塘）1.0、水田1.0、蕉蔗田0.9、村镇堤路0.85。各地类面积及径流系数详见下表，总汇水面积3.21km2。表2-4 各地类面积及径流系数表 山丘河冲鱼塘禾田村镇道路面积（km2）1.260.020.30.621.00.11径流系数0.71.01.00.90.850.85（4）来水过程表2-5 排域10年一遇24小时来水量时程表 时程（h）12345678来水量3030577671351743221200224005909189983时程（h）910111213141516来水量106788111100943218078319235154461743210924时程（h）1718192021222324来水量104549487632563254966791971355358总水量74.01（万m3）围堤漏水量均较小，来水量计算未予考虑。（5）10年一遇广昌涌洪水位过程线10年一遇广昌涌洪水位过程线采用前山河、广昌涌清淤及一河两涌有关岸线整治工程可行性研究报告报告（广东省水利电力勘测设计研究院，2007年2月审批）。表2-6 10年一遇外水位（广昌涌）过程线（单位m）时程（h）水位时程（h）水位10.56160.8220.58170.7330.59180.6640.60190.6350.61200.5960.73210.5670.87220.55续表2-6 10年一遇外水位（广昌涌）过程线（单位m）81.12230.5491.29240.54101.38111.33121.16131.10141.02150.912.4.4计算结果蓄排计算表见表2-8，计算结果见下表。 表2-7 蓄排计算成果表 名称单位数量名称单位数量24小时暴雨频率%10最高内水位m1.07624小时暴雨mm355.79闸宽m6外水位频率%10闸排最大水位差m0.161最高外水位m1.38闸排最大流量m3/s20.01排水量万m374.01泵排流量m3/s6.168设计起排水位m0.60排水总历时h24表中结果表明，最高内积水位1.076m，低于最高允许内水位1.1m，满足要求。工程蓄排能力满足10年一遇24小时暴雨产生的径流量1天排至免排水位的要求。围内城镇、路面高程多在1.2m3.5m，高于演算的最高内积水位1.076m，是安全的。工程建成后由于增加了排水净宽、增大了泵排流量，可及时将围内集水排出，解决围内长期受浸问题。表28 蓄排计算表 时段时段初内水位(m)时段初库容(万m3)时段初外水位(m)闸排量(m3/s)电排量(m3/s)来水量(万m3/h)出水量(万m3/h)时段末库容(万m3)10.600 32.000 0.560 0.842 0.000 0.303 0.303 31.697 20.600 31.697 0.580 1.606 0.000 0.578 0.578 31.697 30.600 31.697 0.590 1.983 0.000 0.714 0.714 31.697 40.600 31.697 0.600 0.000 6.168 1.743 2.220 31.220 续表28 蓄排计算表50.573 31.220 0.650 0.000 6.168 2.120 2.220 31.119 60.590 31.119 0.730 0.000 6.168 2.240 2.220 31.139 70.590 31.139 0.870 0.000 6.168 5.909 2.220 34.827 80.634 34.827 1.120 0.000 6.168 8.998 2.220 41.605 90.714 41.605 1.290 0.000 6.168 10.680 2.220 50.064 100.815 50.064 1.380 0.000 6.168 11.110 2.220 58.954 110.921 58.954 1.330 0.000 6.168 9.432 2.220 66.165 121.007 66.165 1.160 0.000 6.168 8.078 2.220 72.023 131.076 72.023 1.100 0.000 6.168 1.924 2.220 71.726 141.073 71.726 1.020 12.631 0.000 1.545 4.547 68.724 151.037 68.724 0.920 17.923 0.000 1.743 6.452 64.015 160.981 64.015 0.820 20.010 0.000 1.092 7.204 57.903 170.908 57.903 0.730 19.646 0.000 1.045 7.072 51.876 180.837 51.876 0.660 18.777 0.000 0.949 6.760 46.065 190.767 46.065 0.630 16.429 0.000 0.633 5.915 40.783 200.705 40.783 0.590 14.946 0.000 0.633 5.381 36.036 210.648 36.036 0.560 12.652 0.000 0.497 4.555 31.978 220.600 31.978 0.550 9.307 0.000 0.792 3.351 29.419 230.569 29.419 0.540 7.234 0.000 0.714 2.604 27.529 240.547 27.529 0.540 3.540 0.000 0.536 1.274 26.791 3 泵站设计3.1 排涝流量根据排涝计算结果，同昌泵站设计排涝流量为6.168 m3/s。3.2 特征扬程3.2.1 特征水位a 进水池最低水位： -0.724m（由围内调节计算最低水位0.547推求至站前，渠道长度1.790km，比降0.00071）；0.547-1790*0.00071=-0.724mb 进水池最高运行水位：1.076m（调节计算最高水位）；c 进水池设计水位：0.128m（以90%以上受益面积的相应高程作为设计起排水位，即0.6m，从上游推求至站前而得）；0.6-665*0.00071=0.128 md 出水池设计水位：取同频率的广昌涌10年一遇洪水位，1.38m；e 出水池最高运行水位：泵站外侧即为广昌涌，取广昌涌50年一遇洪水位，1.41m；f 出水池平均水位：取机排时段平均外水位1.02m。3.2.2 特征扬程根据内外河特征水位计算各特征扬程。扬程计算公式如下：其中：h排涝扬程（m） t外河水位（m） s内河水位（m） 进出水管路扬程损失（m）特征扬程计算：估算水头损失为净扬程的20%，则水泵的设计则水泵的设计扬程为最大扬程为平均扬程：内河平均水位取与设计水位相同的水位，则最低扬程：3.3 水泵选型3.3.1 水泵类型本泵站低水头、大流量，并根据目前珠海市雨水及排涝泵站所用泵型，宜采用轴流泵。a、立式：水泵电机分批拆除后再吊装，噪音较大；基础开挖较深，电气设备安装高程较高（在水面以上），通风散热好；综合造价较高，运行成本高。b、潜水式：水泵电机构成一体，运行噪音和振动小；综合造价底，运行成本低。3.3.2 水泵选择本泵站设计总流量6.168 m3/s，设计扬程1.502m，设计最高扬程2.561m，平均扬程1.07m。根据泵站设计规范对于中、小型泵站，以37 台（主机组）为宜，综合场地规模和工程造价，选用3台机组。 3.3.2.1 方案一选用3台潜水轴流泵（800qz135），单台泵工况为：叶片安装角为+4， q=2.12m3/s，h3.2m，n=590r/min，效率=81.7%，配套轴功率81.5kw，电机容量132kw，总装机容量244.5 kw。其性能曲线如下图31：图31 800qz135性能曲线图 3.3.2.2 方案二选用3台立式轴流泵800qlb125（高速），单台泵工况为：叶片安装角为+4， q=2.18m3/s，h4.25m，n=585r/min，效率=81%，配套轴功率112.1kw，电机容量130kw，总装机容量336.3kw。其性能曲线如下图32：图32 800qlb125（高速）性能曲线图 3.3.2.3 电动机选择配用电机型号为jsl-12-10，电机功率为130kw，重1.4t。根据所选择的电动机，按电动机的功率选择电源电压：功率在100200kw 之间的，可以选用380/220v 的三相交流电；功率在200kw 以上的可以选用10kv/6kv 的三相交流电。所以选用380v的三相交流电。根据室外排水设计规范（gb50014-2006），雨水泵站可不设备用泵，考虑本工程主要在汛期运行，且目前天气预报较准确，水泵检修可提前进行，因此本工程不设置备用泵。3.4 泵房3.4.1 泵房形式根据泵的规模及地形、水流条件，采用分离式泵站。为保持顺畅的入流水力条件，采用开敞式流道进水。3.4.2泵房内部布置 泵房内的设备分主机组及辅助设备两大类。泵房内部布置主要是在满足主机组布置要求的前提下，适当布置辅助设备。(1) 主机组布置各机组均采用单列式布置。其优点是：布置简单、整齐、厂房跨度小。(2) 配电设备布置 主要取决于配电柜的数目和尺寸，以及必要的操作空间。盘后检修的配电柜，柜后通道宽度不少于0.8m，柜前一般应有1.52.0m的操作空间。配电间应设一事故门。(3) 检修间布置设在泵房靠近大门的一端，其平面尺寸应能放下泵房内最大的设备或部件，还应留有足够的通道及存放工具等物件的空间。(4) 交通道布置为了便于值班人员巡视、闸阀门启闭以及物件搬运，在进水侧和出水侧都设计交通道。进水侧交通道宽拟定为3.0m，出水侧交通道拟定为1.5m。(5) 通风布置为了满足通风换气的要求，在进出口两侧布置窗户，窗户总面积与泵房内地面面积之比控制在不小于0.200.50m3 之间。(6) 消防布置按照规范要求，主泵房的耐火等级要达到二级。3.4.2 泵房结构3.4.2.1 方案一水泵采用混凝土制井筒悬吊式安装，按厂家提供尺寸进行预制，并预留好与现浇结构的预埋件，设进水流道，流道与集水廊道由闸门控制，检修层设进水流道检修梯。流道入口设拦污栅及检修闸门，检修时关闸门。安装示意图如图33：图33 潜水泵混凝土制井筒悬吊式安装示意图注： 表中尺寸为泵的安装尺寸、泵站设计的水力控制尺寸，其中泵站设计的水力尺寸为参考值； 尺寸a依据泵流量确定，以控制流速，减少水力损失，表中尺寸为参考值，如需要，可适当加大；尺寸s依据泵站具体条件确定；上述尺寸均依据用户要求确定； 泵中心距后池不大于尺寸t； 同池内两泵中心距不小于尺寸z。查厂家提供的qz系列泵混凝土预制井筒式安装尺寸表（单位为mm），可得：a=900或1000，f=1200， g=1450， h=1700， n-f=4m36x500, m=670, n=1120, o=2900, p=260, z=2800, t=840, w=2800, v=700, u=840, y=1050, 泵重=2700kg，轴向水推力=16400n。3.4.2.2 方案二厂家提供的安装外形尺寸图如下：图34 800qlb125（高速）安装外形尺