泵站厂房设计大纲范本

泵站厂房设计大纲范本 2设计依据文件和规范 （4）3设计基本资料 （4）4泵型选择 （6）5站址选择 （7）6泵站枢纽总体布置 （7）7泵站厂房设计 8观测设计 9技术专题研究 10工程量计算 （17）11设计成果 （17）1.1工程概况 泵站工程位于省县境内的河上，是一座泵站。灌溉面积 万亩，排涝面积km2，城市供水定额万m3/d。泵站设计流量m3/s，设计扬程m，总装机容量kW。本泵站工程可行性研究报告于年月，经审查通过。提示：简述上级对本泵站工程可行性研究报告1.2对设计的要求提示：简述本泵站工程初步设计任务书内容；业主对泵站设计的要求；设计进度的安2设计依据文件和规范2.1有关本泵站工程文件(1)_____泵站可行性研究报告；(2)_____泵站可行性研究报告的审查批复；(3)_____泵站初步设计任务书；(4)_____泵站技术专题研究报告；(5)_____模型试验报告；(6)与水泵厂家签订的技术协议书。2.2应遵循的设计规范(1)DL5021－93水利水电工程初步设计报告编制规程；(2)GB50201－94防洪标准；(3)SDJ217—87(或SDJ12—78)水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(___部分)；(4)GB/T50265－87泵站设计规范；(5)SDJ20－78水利部规定,在目前阶段,本规范仍然有效水工钢筋混凝土结构设计规范；(6)DL5073-1997水工建筑物抗震设计规范；(8)SDJ278－90水利水电工程设计防火规范；(9)DL5077-1997水工建筑物荷载设计规范；(10)(88)水规设字第8号水利水电工程设计工程量计算规定(试行)。3设计基本资料3.1工程等别与建筑物级别本泵站工程按照《水利水电枢纽工程等级划分和设计标准》(部分)SDJ，列为等，泵站厂房等主要建筑物为级。3.2地震烈度本泵站工程位于地区，经鉴定，站址地震基本烈度为度。根据本泵站工程的级别和重要性，设防地震烈度为度。注：地震基本烈度与设防烈度系指以50年期限内，可能遇到超越概率为10％的烈度值。3.3气象3.3.1气温(1)多年平均气温_____℃;(2)绝对最高气温_____℃;(3)绝对最低气温_____℃;(4)最低月平均气温_____℃;(5)最高月平均气温_____℃;(6)多年月平均气温，见表1。月份123456789年平均气温3.3.2风多年平均最大风速m/s，实测最大风速m/s，设计基本风压kN/m2。吹程m。3.3.3冰、雪(1)设计基本雪压_____kN/m2；(2)最大冻土深度_____m；(3)封冻月份：_____月，融冻月份：_____月。3.4地形测绘场区1/500地形图。3.5地质(1)工程地质与水文地质勘探报告；(2)地质纵、横剖面图；(3)岩土物理力学指标。1)粘性土土层高程m含水量干重度孔隙比e塑性指数液性指数I压缩模量E，MPa渗透系数K，cm/s抗剪强度C,kPaφ2)砂性土土层高程m含水量干重度kN/m颗粒分析(粒径以mm计)压缩模量E，MPa渗透系数K，cm/s内摩擦角2～0.50.5~0.250.25~0.10.1~0.05<0.053)岩基部位岩性度重抗压强度MPa弹模E,MPa泊松比u软化系数建基面抗滑岩体内部抗滑fC′,kPaf′C′,kPa注：粘性土和砂性土的抗剪强度指标应根据工程的施工和运行条件，注明试验方法；岩基指标值的确定应根据建筑物所在部位的岩性，并考虑运行环境条件变化可能发生的影响。3.6泵站工程设计标准(1)本泵站防洪标准根据GB/T50265—97第3.1.1条的规定，对于级水工建筑物，防洪标准(洪水重现期)为a。提示：当泵站修建在江河、湖泊堤坝上，其防洪标准不得低于当(2)泵站排水设计标准为设计暴雨重现期_____a。(3)灌溉设计标准，灌溉设计保证率为_____%。3.7泵站设计参数(1)灌溉(排涝)设计流量_____m3/s。(2)特征水位，见表5。位置设计水位平均水位最低运行水位最高运行水位防洪水位进水池出水池(3)特征扬程:设计扬程＝m(出水池设计水位m－进水池设计水位m)；平均扬程＝m(出水池平均水位m－进水池平均水位m)；最高扬程＝m(出水池最高水位m－进水池最低水位m)；最低扬程＝m(出水池最低水位m－进水池最高水位m)。4泵型选择量应达到设计流量；在最高、最低扬程时，水泵能安全运行，不汽蚀，不发生有5站址选择提示：(1)泵站站址应根据流域治理或城镇建设的总体规划，泵站规模、运行特点和施工、工程管理等因素以及扩建的可能性，经技术经济比较选定。(2)站址宜选择在地形开阔，岸坡适宜，有利于工程布置的地点。站基岩土要坚实，抗渗性能良好，(3)以河流为水源的灌溉泵站站址，应选择在能够控制整个灌区的位置上，取水口应在主流及岸坡稳定的河段。位于河道弯段时，应在凹岸顶点偏下游处，有利化情况，论证取水在技术上的可靠性和经济上的合理性，选择在岸坡稳定，靠近灌6.1枢纽总体布置的一般要求其布置形式可根据泵站功能，结合地形、地质、水流条件以及与枢纽其他建筑物的枢纽，宜采用堤坝式布置。灌排结合的泵站枢纽，可采用一站四闸方式布置，也可根据情况采用闸站结合的双向流道或压力水箱加控6.2引渠布置引渠线路应根据选定的取水口及泵房位置，结合地形、地质条件，经技术经济比较选定。渠线尽可能顺直，如需设置弯道时，弯道半径不宜小于渠道水面宽的5倍；弯道终点与前池之间宜有直线段，其长度不宜小于渠道水面宽的10倍。6.3前池、进水池(1)前池布置应满足水流顺畅，流速均匀，池内不得产生涡流的要求，一般宜采用正向进水方式。正向进水池，扩散锥角不应大于40°,底坡不宜陡于1∶4。(2)进水池设计应使池内流态良好，满足水泵进水要求，且便于清淤和管理维护。如水流污物较多，需设置拦污设备。6.4出水池布置出水池设计应满足以下要求：(1)池内水流顺畅，水头损失小；(2)出水池底宽大于渠道底宽时，设置渐变段，其水收缩角不宜大于40°;(3)出水口顶缘淹没在最低水位以下，且不小于0.5m。7泵站厂房设计7.1泵房布置7.1.1泵房布置应遵循的原则泵房按结构型式分块基型和分基型，按运行条件分干室型和湿室型。泵站布置应根据泵站枢纽的总体布置和水泵型号，机电设备参数，进、出水流道型式，以及对外交通和工程运行管理要求等，经技术经济比较确定。泵房布置应遵循下列原则：(1)满足机电设备布置、安装、运行和检修的要求；(2)满足泵房内通风、散热和采光要求，并符合防火、防潮、防噪声等技术要求；(3)内外交通方便；(4)布置紧凑合理，整齐美观。7.1.2泵房平面布置(1)机组间距(2)泵房长度主泵房长度应根据机组台数，布置形式，机组间距，边机组段长度以及安装检修间的布置等因素确定，并满足机组吊运和厂房内部交通要求。边机组段长度应满足设备吊装要求以及楼梯、交通布置的需要，机组与端墙的净距不宜小于1.5m。检修间的布置应根据机组台数和尺寸，检修方式，内外交通等因素确定，其长度一般为1～1.5倍机组间距。(3)泵房宽度泵房宽度应根据主、辅机及电气设备布置要求，进、出水流道尺寸，高压电气安全距离，工作通道的宽度，进、出水侧必需的设备吊运要求等因素，结合桥式起重机的标准跨度确定。泵房基础宽度应根据进水流道长度，出水流道的布置，以及地基承载力和渗径长度等要求综合考虑确定。主厂房电机层的进、出水侧均应设主通道，其他各层至少应设置一条主通道，主通道宽度不小于1.5m，一般通道宽度不小于1.0m。如一侧布置有操作柜盘时，其通道净宽不小于2.0m。水泵层的运行通道还应满足设备搬运的要求。(4)主泵房排架布置主泵房排架的布置，应根据机组设备安装、检修的要求，结合泵房结构布置确定。排架宜等跨布置，结合建筑模数和吊车梁标准跨度相一致。立柱应布置在隔墙或墩墙上，而不宜设在进、出水流道顶板上。泵房永久缝的两侧均应设置排架柱。(5)泵房永久变形缝设置泵房永久变形缝的设置，应根据泵房结构形式，机组台数，地基条件等因素确定，缝的宽度不宜小于1.0cm。7.1.3主泵房各层高程确定首先根据水泵的汽蚀特性和进水位参数，确定水泵安装高程，泵房各层高程应根据主、辅机及电气设备的布置，机组的安装、运行、检修，设备吊运，以及泵房的通风、散热和采光等要求确定。(1)水泵安装高程的确定水泵安装高程必须满足以下要求：1)在进水池最低运行水位时，满足不同工况下泵的允许吸上真空高度或必需汽蚀余量的要求；2)立式轴流泵或混流泵安装时，其基准面最小淹没深度应大于0.5m；3)保证进水池内不产生有害漩涡。对于立式混流泵，是指通过转轮叶片出口中心线的水平面；对于卧式泵，是指通过泵(2)进水流道底板高程的确定进水流道底板高程应根据水泵的安装高程，进水流道的型式、尺寸和泵房基坑开挖量及其难易程度等因素确定。提示：肘型进水流道：H=(1.5～2.2)D；钟型进水流道：H=(1.0～1.4)D。H——叶轮中心线至进水流道底板的高度。(3)电机层高程的确定电机层高程，应根据水泵安装高程，机电设备布置要求，内河最高防洪水位，厂房周围地面高程及厂房对外交通运输等因素确定。电机层应高于内河最高防洪水位0.5m。(4)电机层以上主厂房高度主泵房电机层以上主厂房高度，应满足起重设备的布置，机组安装检修，设备吊运及通风采光等要求，且不小于6m。吊车最高点与屋顶天花板(或灯具)之间的距离不应小于0.3m。提示：立式机组应满足水泵轴或电动机转子连轴的吊运要求；卧式机组应满足水泵7.2防渗、排水布置站基应根据其渗流特性和泵站上下游水位组合，并结合泵房地下轮廓布置以及两岸连接结构和进、出水建筑物的布置，设置完整的防渗排水系统。铺盖应设置永久变形缝，缝距不大于20前池、进水池底板上可根据排水需要设置适量的排水孔。在渗流出口处必须设置级配良好的排水反滤层。侧向防渗排水布置应根据泵站上、下游水位组合，岸墙、翼墙后土的渗透性能及地下水位变化情况综合分析确定，并应与正向防渗排水布置相适应。7.3泵房稳定分析及地基应力计算7.3.1荷载及其组合作用在泵房上的荷载有：自重(含永久性设备重)、静水压力、扬压力、土压力、风压力、波浪压力、雪载、地震荷载及其他荷载。站基的渗透压力应根据地基的防渗和排水设施布置，以及地基渗流特性，进行渗流计算求得。波浪压力宜采用官厅──鹤地公式或莆田公式计算。在正常运用水位和设计水位时，风速采用相应时期多年平均最大风速的1.5～2.0倍；在校核洪水位时，采用相应洪水期多年平均最大风速。当无实测风速资料时，可参照DL5077-1997采用。地震荷载按DL5073-1997的规定计算，不与设计洪水位和校核洪水位情况组合。荷载组合分为基本组合和特殊组合，详见表6。荷载组合计算情况荷载静水压力扬压力土压力风压力波浪压力活荷载地震其他基本组合完建情况√√√√√正常运用√√√√√√√特殊组合施工√√√√√检修√√√√√√√√非常运用√√√√√√√地震√√√√√√√√注：地震组合中的静水压力和扬压力系指正常运用水位情况7.3.2泵房抗滑稳定分析泵房抗滑稳定可按下列两个公式进行计算：(2)式中：Kc——按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数；K′c——按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数；∑W——作用于泵房基础底面上的全部竖向荷载，kN；∑H——作用于泵房基础底面以上全部水平荷载,kN；A——泵房基础底面面积,m2；f——泵房基础底面与地基之间的抗剪摩擦系数。对于土基可按试验资料确定，建议采用f=tgφ+c/(ησ)(σ为底板平均压应力，kPa；c为地基土的凝聚力,kPa;φ为地基土的内摩擦角,(°);η为系数，取4～6)。当无试验资料时，可按有关规范取值。对于岩基采用试验资料的比例极限值；f′——泵房基础与基岩接触面的抗剪断摩擦系数，采用野外试验测定的峰值的小值平均值或野外试验和室内试验的峰值的小值平均值；C′——泵房基础与基岩接触面的抗剪断凝聚力(kPa)，采用野外试验测定的峰值的小值平均值或野外试验和室内试验的峰值的小值平均值。若有不利于泵房抗滑稳定的缓倾角和软弱夹层或断裂面时，还应核算沿可能组合滑动面的抗滑稳定性。泵房抗滑稳定安全系数容许值按GB/T50265-97执行,见表7。地基类别荷载组合泵站建筑物级别适用公式1234.5土基基本组合1.351.301.251.20特殊组合Ⅰ1.201.151.101.05Ⅱ岩基基本组合特殊组合ⅠⅡ1.10基本组合3.00特殊组合Ⅰ2.50Ⅱ2.30注：(1)特殊组合Ⅰ适用于施工情况、检修情况和非常运用情况；特殊组合Ⅱ适用于地震情况;(2)岩基上泵房沿可能组合滑动面滑动的抗滑稳定安全系数容许值，可根据缓倾角和软弱夹层或断裂面的充填物质等情况，较表列值适当增加;(3)如本表数值与现行规范不一致时，应按现行规范执行7.3.3泵房抗浮稳定计算当泵房下游洪水位较高时，应对泵房进行抗浮稳定计算，计算公式如下：式中：Kf——抗浮稳定安全系数；∑G——作用于泵房基础底面以上的全部重量,kN；∑U——作用于泵房基础底面上的扬压力,kN。泵房抗浮稳定安全系数的容许值不分泵站建筑物级别和地基类别，基本组合为1.10，特殊组合为1.05。7.3.4泵站基底应力计算泵房基底应力应根据泵房结构布置和泵站各种运行工况的受力状况计算确定，其计算公式中：Pmax——泵房基底应力的最大值和最小值，kPa；min∑G——作用于泵房基础底面的全部竖向荷载，kN；∑Mx——作用于泵房的全部竖向荷载和水平荷载对泵房基础底面形心轴X的力矩∑My——作用于泵房的全部竖向荷载和水平荷载对泵房基础底面形心轴Y的力矩Wx——泵房基础底面形心轴X的截面模量，m3；Wy——泵房基础底面形心轴Y的截面模量，m3；A——泵房基础底面积，m2。各种荷载组合情况下的泵房基底压应力，不应大于其地基的容许承载力。提示：土基上泵房基底压应力不均匀系数应不大于规范规定值；岩基上泵房基底压力不均匀系数可不控制，但基础底面边缘的最小压应力不小于零。地震情况允许出现局部拉7.4地基与基础处理7.4.1泵房地基的一般规定(1)泵房选用的地基应满足承载力、稳定和变形的要求；(2)泵房地基应满足抗渗稳定要求；(3)泵房地基应优先选用天然地基；(4)土基上泵房基础的埋置深度宜在最大冲刷线以下2.5m，并应大于最大冻土深度。7.4.2泵房地基容许承载力的计算(1)泵房地基容许承载力，应根据泵房基础尺寸和受力状况、地基性能及泵站的运行条件等因素分析计算确定。方法或汉森公式计算，泵房基底平均压应力应不大于地基容许承载力；在竖向偏心荷载作用下，除满足基底压平均应力不大于地基容许承载力外，还应满足基础底面边缘(2)泵房地基的塑性变形开展深度不超过基础底面宽度的1/4。(3)对于堤后式泵站，须核算进水侧基础边缘下垂线上地基塑性开展深度。(4)当泵房地基持力层内存在软弱夹层时，除应满足持力层的容许承载力外，还应按下式对软弱夹层的容许承载力进行核算。式中Pe］——软弱夹层的容许承载力，kPa；Pc——软弱夹层顶面处土的自重应力,kPa；Pe——软弱夹层顶面处的附加应力,kPa。(5)对于低扬程水泵，可不考虑基础振动对地基容许承载力降低的影响。7.4.3泵房地基最终沉降计算(1)泵房最终沉降量可按下式进行计算：式中：S——地基最终沉降量,cm；n——地基压缩层计算范围内土的层数；e1i——基础底面以下第i层土在自重应力作用下的孔隙比；e2i——基础底面以下第i层土在自重应力和附加压力共同作用下的孔隙比；hi——第i层土的厚度，cm；ai——第i层土的压缩系数，kPa-1；pi——作用于第i层土中间部位的附加应力，kPa。(2)地基压缩层的计算深度，应按计算层面处附加应力与自重应力之比等于0.2的条件确定。(3)泵房地基容许沉降量和沉降差，应以保证泵房结构安全和不影响机组正常运行为原7.4.4泵房地基渗流计算(1)泵房地基的渗流，应根据泵房地下防渗和排水布置、地基土层分布及其渗透性能进行计算。(2)渗流的水平段和出口段的计算渗透坡降应小于规范许可值。(3)侧向绕渗按无压渗流计算。提示：(1)土基的渗流计算可采用改进阻力系数法或流网法。对于多层地基(渗透系数7.4.5地基处理(1)当标准贯入击数小于4击的粘性土地基和标准贯入击数小于或等于8击的砂性土地基，不得作为天然地基使用，必须进行加固处理。(2)泵房地基处理方案，应结合地基条件、泵房结构特点、施工条件和运行要求等，经技术经济比较确定。提示：地基处理常用的方法，有换土垫层、桩基础、沉井基础、振冲砂(碎石)桩和强桩基础、振冲砂(碎石)桩或强夯等处理措施，也可结合地基防渗要求，采用板桩或截7.5泵房的主要结构设计泵房底板，进、出水流道，墩墙，水泵层、电机层楼面，机墩，排架，吊车梁，屋盖等主要结构，可根据结构的实际情况，简化为平面问题进行计算。必要时，应按空间结构进行计算。7.5.1泵房底板计算基框架或倒置梁进行计算。进水室底板可按三边支承板进行计算。出水段空箱底板，弹性地基梁长度之半的比值小于0.25，选用基床系数法；比值大于2.0，可按半无限按不利情况考虑边荷载的作用：当边荷载使泵房底板弯矩增加时，应计及边荷载的全部作用；当边荷载使底板弯矩减少时，在粘性土地基上，可不计边荷载的作用，在砂7.5.2进水流道设计进水流道设计应满足以下要求：(1)流道的型线平顺，各断面面积沿程变化均匀，流速沿程变化均匀；(2)进水流道出口(即水泵叶轮进口)断面的流速和压力分布均匀；(3)进口流速宜取0.5m/s～1.0m/s；(4)在各种工况下，流道不产生涡带；(5)尽可能减少流道宽度和基坑开挖深度，以减少工程投资；(6)造型简单，