宾川县海稍水库朴村岛泵站工程设计

2016-04-26王建艺

乡村科技 2016年33期

关键词：宾川县支墩泵站

王建艺

（宾川水利水电勘测设计院，云南宾川 671600）

宾川县海稍水库朴村岛泵站工程设计

王建艺

（宾川水利水电勘测设计院，云南宾川 671600）

云南省宾川县海稍水库朴村岛泵站工程位于乔甸镇海稍水库库内半岛地带，项目所在地是云南省名特优饮食——海稍鱼的发源地，“海稍鱼”品牌在云南省乃至全国都有一定的知名度。朴村岛植被稀少，要投入大量的资金改造低次林和进行景观绿化建设，因此决定兴建提水灌溉工程。本文详细介绍宾川县海稍水库朴村岛泵站一级站的工程设计。

泵站；工程设计；海稍水库

1 工程概况

云南省宾川县海稍水库朴村岛泵站工程拟建泵站自海稍水库提水，控制灌溉面积0.028万hm2，分三级提水［1］，其中一级站控制灌溉面积200 hm2，设计流量0.068 m3/s；二级站控制灌溉面积66.67 hm2，设计流量为0.023 m3/s；三级站控制灌溉面积13.33 hm2，设计流量为0.005 m3/s。本文主要介绍一级站的设计，二级站、三级站设计类似。进水渠起于海稍水库内坝坡，全长68.1 m，进口底板高程为1 611.5 m，底坡为1/1 000，进水渠及竖井水位与水库水位相同，水库正常水位1 627.45 m，死水位1 612.6 m。泵房长4.8 m，宽4.8 m，净高3.5 m，采用砖混结构，地坪高程为1 634.0 m，下部为竖井，竖井长2 m，宽2 m，高22.75 m，厚0.4 m，采用C20钢筋砼浇筑。井内布置250QJ125-96/6潜水泵2台。竖井临水库面，设置C20钢筋砼挡墙，厚度为0.4 m。压力管道沿岸坡而上，管线全长200.43 m，钢管公称直径为DN200，采用标准螺旋缝自动埋弧焊接钢管，材质为Q235。出口水池半径15.0 m，高3.7 m，壁厚、底板厚度为0.3 m，采用C20钢筋砼浇筑，底板下设0.15 m厚M7.5浆砌块石垫层，水池底板高程1 688.0 m。

2 泵站设计

2.1 基本资料

设计流量Q=0.068 m3/s，采用双管双机，单机流量为0.034 m3/s，水泵运行最低水位1 612.5 m，出水池水面高程1 691.09 m，压力钢管长200.43 m。压力管道采用螺旋缝自动埋弧焊接钢管，糙率n=0.013。

2.2 确定管道直径

采用设计流速v=1.0 m/s，则d=［4Q/（πv）］1/2=0.209 m，选用标准内径d=0.2 m。

2.3 压力管道水头损失计算

局部水头损失hj=∑ζ×v2/（2g），沿程水头损失hf=λl/d×v2/（2g），则压力钢管水头损失为hw=hj+hf=0.41+2.08=2.49m。

2.4 水泵扬程确定

最大净水头Z=1 691.09-1 612.50=78.59 m，水泵总扬程为78.59+2.49=81.08 m。

2.5 水泵泵型确定

根据以上计算，选择2500J125-96/6潜水泵。其工作性能为Q=125 m3/h，扬程H=96 m，转速n=2 875 r/min，配套电机功率为55 kW。

3 压力钢管设计

3.1 管壁应力计算和强度校核

④由管重、水重和地震力引起的轴向应力σx2=M/经计算，σx2=-18.29 N/mm；剪应力（τθx），因跨中不产生剪应力，所以τθx=0。

3.2 断面②的计算

4 镇墩、支墩结构计算

4.1 镇墩结构计算

镇墩计算参数见表1。其中包括水管转弯处的内水压力；温度变化时，管壁沿支墩面的摩擦力；伸缩节处填料摩擦力；伸缩节处附加水压力；弯管中水的离心力的分力。

表1 镇墩计算参数表

表2 镇墩抗滑计算结果表

表3 地基应力计算结果表

4.2 镇墩抗滑计算

镇墩抗滑计算公式如下：KC=f×（∑Y＋G）／∑X。其中，KC为抗滑安全系数；f为镇墩与地基间的摩擦系数，根据镇墩基础的地质条件选取f=0.43；∑X为作用在镇墩上的水平合力；∑Y为作用在镇墩上的垂直合力；G为镇墩自重。

选择X轴平行于镇墩底面（水平面），顺水流方向为正，Y轴向下为正，∑A与∑A′之交点为坐标原点，轴向力∑A、∑A′以指向镇墩为正计算结果见表2。

由表2可知，抗滑安全系数KC均大1.3，安全。

4.3 地基应力校核

地基应力校核计算公式如下：σ最大=（G+Y）／（L× B）×（1+6e／L）；σ最小=（G+Y）／（L×B）×（1-6e／L）。计算结果见表3。地基应力包括水重法向分力；温度变化时，管壁沿支墩面的摩擦力［3］。

4.4 支墩抗滑、抗倾计算

支墩抗滑、抗倾计算公式分别如下：∑X=±Acosa-（Q1+Q2）sina；∑Y=±Asina-（Q1+Q2）cosa；KC=f×（∑Y+ G）/∑X。其中，KC为抗滑安全系数；f为支墩与地基间的摩擦系数，根据支墩基础的地质条件选取f=0.4；∑X为作用在支墩上的水平合力；∑Y为作用在支墩上的垂直合力；G为支墩自重。K0=∑M1/∑M2，K0为抗倾覆安全系数［4］。