某抽水泵站设计本科毕业设计

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抽水泵站作用推荐度：
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本科毕业论文（设计）

题目：某抽水泵站设计

院（系）：金坛学习中心专业：土木工程指导教师：李洪年职称：高级工程师评阅人：职称：

2006 年 11 月

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本科生毕业论文（设计）原创性声明

本人以信誉声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究设计及取得的设计成果，论文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得中国地质大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对与我一同工作的同志对本设计所做的任何贡献表示了谢意。

毕业论文作者（签字）：

签字日期：年月日

- 2 - 中文摘要

某市拟拆除土桥旧站，新建一座抽水站，作为江堤达标建设的附属配套工程，兼挡洪、灌溉、排涝于一体，设计流量22m3s。该站的主要任务是与十二圩泵站联合运行，抽引江水，补给淮水水源的不足，解决该市境内13个乡近50万耕地的灌溉用水，并结合仪扬河以南圩区64平方公里面积的排涝任务，要求在上下游水位组合允许时，能实现自流和自排，保证该地区社会与经济的可持续发展。

本设计泵站以灌溉为主，属中型泵站，选用块基型结构的泵房，即进水流道与泵房底板整体浇筑，形成一块状基础结构作为整个泵房的基础。

考虑泵站的多重任务，本设计采用双向进出水流道，以满足泵站自引、自排及双向提水的要求。进水流道能够为水泵提供良好的进水条件。双向流道布置具有占地面积小、节省工程投资、便于集中管理等优点。

本设计泵站以灌溉为主，兼有挡洪、排涝任务，属中型泵站，选用块基型结构的泵房，即进水流道与泵房底板整体浇筑，形成一块状基础结构作为整个泵房的基础。

本设计采用正向进水前池，前池的水流方向和与进水池的水流方向一致，水流的流态平顺，池的结构简单、施工方便。

本设计采用双向进出水流道，以满足泵站自引、自排及双向提水的要求。进水流道能够使水流从前池进入水泵叶轮室的过程中更好地转向和加速，为水泵提供良好的进水条件。双向流道布置具有占地面积小、节省工程投资、便于集中管理等优点；缺点是对进水流道设计要求较高，否则，容易增加阻力损失，进水流道易产生涡带，导致水泵及站房振动，严重时可能危及机组和站身安全。

本设计将检修间和配电间分别布置在泵房的两端。

在泵站排涝期间，为防止水草等杂物进入进水流道，在内河侧设置清污机，以保证泵站的有效运行。清污机具有自动化程度高、工作效率高等优点。关键词: 泵站灌溉

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Abstract

Some cities intend to dismantle the old station of soil bridge , one Xin Jian pump station , are 22 m3s blocking flood , irrigation , draining waterlogged farmland in an integral whole , designing rate of flow concurrently as the affiliation auxiliary projects that the river dike builds up to the standard. Be the major task standing's turn to be to unite with twelve country fair pump stations working , to shrink to attract river water, deficiency replenishing Huaihe River water with a irrigation resolving that city within the territory uses water , join draining waterlogged farmland spreading River 64 square kilometers to the south country fair area area combining with an instrument the mission, can realize the sustainable development flowing by itself and swear to owe area society and economy from the row when requiring that water level combination allows in upper lower reaches,. Originally, design that the pump station gives first place to irrigation , belong to the medium-sized pump station , select and use a piece

Consider multiple pump station mission , design is adopted two-way pass in and out of streams saying that self quotes from a row in order to satisfying a pump station ,and two-way request carrying water. Enter streams being able to be that the water pump provides fine water-entering condition. Two-way runner arrangement field area merit such as small , economizing project investment , centralized management easy to. Design that the pump station gives first place to irrigation originally , simultaneously, waterlogged farmland the mission, belongs to the medium-sized pump station ,

select and use a piece base the architectural pump front

pool, front pool streams direction and the streams direction with entering pool are consistent, the

streams stream state smooth-going, the pool structure is simple , construction is convenient

Design is adopted two-way pass in and out of streams saying that self quotes from a row in order to satisfying a pump station ,and two-way request carrying water. Enter streams being able to make streams before, get lost much better and speed up providing fine water-entering condition, for the water pump in pool entrance water pump impeller room process. Two-way runner arrangement field area merit such as small , economizing project investment , centralized management easy to; The

- 4 - shortcoming is to say that design demand is , may endanger the aircraft crew and station body safety when grave.

Design the both ends will overhaul a room and arranging respectively among power

distribution in the pump drains

waterlogged farmland, be prevent waterweeds from waiting for varia entrance to enter

streams saying, effective operation setting up clear filth machine, to ensure that the pump stands in inland river side. Clear filth machine automation Irrigation

- 5 - degree

第一章工程提要 ................................................ 1 第二章设计依据与基本资料 ...................................... 2 第三章水泵选型与工况校核 ...................................... 3

第一节水泵选型 ............................................ 3 第二节动力机选配 .......................................... 4 第三节水泵工况校核 ........................................ 5 第四章枢纽总体布置 ............................ 错误！未定义书签。第五章泵房设计 ................................ 错误！未定义书签。

第一节选定泵房结构形式 .................... 错误！未定义书签。第二节泵房尺寸拟定 ........................ 错误！未定义书签。第三节泵房主要构件材料和尺寸 .............................. 7 第六章进出水建筑物设计 ....................................... 12

第一节进水流道的设计 ..................................... 12 第二节出水流道的设计 ..................................... 13 第三节引渠的设计 ......................................... 13 第四节前池的设计 ......................................... 13 第七章泵房附属设施选择 ....................................... 14

第一节起重设备 ........................................... 14 第二节配电柜 ............................................. 15 第三节电缆沟 ............................................. 15 第四节起动供水设施 ....................................... 16 第五节检修工作桥 ......................................... 16 第六节清污机 ............................................. 17 第七节闸门与启闭机 ....................................... 17 第八章泵房整体稳定计算 ....................................... 19

第一节渗透稳定验算 ....................................... 19 第二节地基容许承载力计算 ................................. 20 第三节泵房基底压应力计算 ................................. 20 第四节泵房抗滑稳定计算 ................................... 25 第五节泵房稳定计算成果汇总 ............................... 26 第九章结构计算 ............................................... 26

第一节底板内力计算 ....................................... 26 第二节底板配筋计算 ....................................... 29 结束语 ......................................................... 30 致谢词 ......................................................... 31 参考文献： ..................................................... 32

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第一章工程提要

本设计泵站以灌溉为主，属中型泵站，选用块基型结构的泵房，即进水流道与泵房底板整体浇筑，形成一块状基础结构作为整个泵房的基础。

第二章设计依据与基本资料

一、地形资料

见灌区水利枢纽图及站址地形图。

二、水位资料

水位资料见表2－1。

表2－1 设计水位资料水位工况最高水位设计水位最低水位灌溉长江 ▽0.80 ▽0.80 ▽0.00 内河 ▽4.40 ▽4.40 ▽2.60 长江 ▽7.50 ▽5.73 ▽5.73 排涝内河 ▽3.0 ▽2.6 ▽2.6 三、地基土壤资料

经钻探分析，站址处地质情况见表2－2。

表2－2 设计地质资料

承天然土层击高程(m) 数N 比重含水率W% γ湿(tm3) γ干(tm3) 天然孔隙比 e 流限WL (%) 塑限塑性压缩系数 a 凝聚力 C (kPa) 载内摩擦角 φ 力 FK

WP 指(%数 ) Ip (kPa) 19 80 ▽2.25以(1) 上，黄色土壤 ▽(2) 0.25~0.80，重粉质土壤 ▽0.80~－(3) 1.5，粉质土壤 8 ＜3 4 2.72 31.5 1.91 1.45 8 32.1 20.7 11.4 0.34 24.0 2.73 40.0 1.84 1.32 1.07 33.6 19.9 13.7 0.47 18.8 11 60 2.72 28.4 1.91 1.45 0.88 38.7 26.4 12.3 0.28 8.2 18 210 ▽－1.50(4) 以下，棕色土壤 25 2.74 31.6 1.97 1.61 0.66 37.3 25.6 1.7 32.1 19 460 四、其它资料

1. 设计标准：Ⅱ级水工建筑物； 2. 抗震标准：地震烈度7级；

3. 该地区离市区较近，附近有35千伏电力线穿过。站区内有公路干线，建筑材料及机电设备均可运至工地。

第三章水泵选型与工况校核

第一节水泵选型

（1）确定泵型方案

水泵的选型一般有以下几条原则：

①充分满足一定设计标准内供排水及灌溉要求； ②水泵在运行中效率高；

③水泵运行时安全，汽蚀性能良好； ④机电设备及土建投资费用低； ⑤运行、管理和维修方便。考虑灌溉情况，泵站净扬程为：

H净 =▽内河－▽长江 =4.4－0.8=3.6m

查《水泵与水泵站》表7-1，可取管路损失为净扬程的15%，则泵站设计扬程为：

H设= H净×(1+15%)=3.6×1.15=4.14m 泵站最小扬程为：

Hmin =▽内河－▽长江 =2.6－0.8=1.8m 泵站最大扬程为：

Hmax =▽内河－▽长江 =4.4－0.0=4.4m

根据设计扬程和设计流量，查轴流泵资料（高邮水泵厂）可得：900ZLB—100型泵，转速为485rmin，叶角为+4o；1300ZLBQ—70型泵，转速为375rmin，

叶角为0o两个泵型方案。它们的扬程均符合要求，可作为进一步比较的依据。它们的性能指标如表3－1所示。

表3－1 立式轴流泵性能规格表型号叶角(o) +4 流量(Ls) 3096 2853 2632 6184 5230 4378 扬程 (m) 3.02 4.22 5.33 4.18 7.43 8.85 转速(rmin) 485 轴功率(kW) 113.9 138.0 164.1 316 442 474 效率 (%) 80.5 85.54 83.8 80.2 86.2 80.2 叶轮直径(mm) 850 900ZLB—100 1300ZLBQ—70 0 375 1150 （2）确定各泵型台数

用关系式i =Q站 Q泵确定上述各泵型所需台数。 900ZLB—100型泵：i=22 2.853=7.71，取8台；

1300ZLBQ—70型泵：i=22 6.184=3.56，取4台。由关系式i=Q站Q泵确定上述各泵型所需台数。（3）最优方案选定

上述两种方案中，从基建角度看，1300ZLBQ—70型泵4台土建工程投资较少，管理也较方便；900ZLB—100型泵8台土建工程投资较大，管理也不是太便利。再从未来的运行工况分析，1300ZLBQ—70型泵4台方案的水泵铭牌扬程与泵站设计扬程靠得很近，工况应变范围可能略胜一筹。因此，本设计选定1300ZLBQ—70型泵4台方案作为最优方案。

第二节动力机选配

包括动力机类型选择、配套功率和确定机型等内容。（1）动力类型选择

泵站南部有35kV电力线穿过，本设计可选用电力拖动水泵。（2）配套功率计算

水泵的配套功率用下式计算：

N配 = K N轴 ηN

传

式中：K——动力备用系数，查《水泵与泵站》，可取1.05；

轴

——水泵工作范围内最大轴功率，N

轴

=ρgQHη

泵

=1000×9.8×6.343×

24401001501505050204050150图5-7 底板截面尺寸示意图（单位：cm）（6）中墩

采用C25钢筋混凝土现浇，墩厚0.8m，墩长为24.4m。其中进水端的半圆型头部和检修门槽部位段为0.6m。中墩尺寸如图5—8所示。

2020R40806013060107060130607020580R402440图5-8 中墩截面尺寸示意图（单位:cm）

（7）电机层围护结构

包括墙体与墙柱、门、窗、圈梁等构件。材料与尺寸分述如下。（8）墙体与墙柱

墙体采用红砖建造，墙体厚25cm（一砖24cm外加粉面1cm），墙柱位于中墩上，截面尺寸为50cm×50cm。截面尺寸如图5—9所示。（9）门与窗

沿主通道方向在泵房两端设置大小门各一扇。大门门洞为4.5m×3.0m；小门门洞为2.2m×1.8m。大门和小门均为铝合金门。

窗户在每台机组的进出水方向各布置一扇。为满足通风散热与采光等要求，左墙窗户设置上下窗洞，左墙上窗洞尺寸为3.5m×1.0m，下窗洞尺寸为3.5m×1.2m，上下窗洞间距为0.6 m，下窗洞离地0.8 m；中窗洞尺寸为1.6m×2.0m；右墙上窗洞尺寸为1.8m×3.0m，下窗洞尺寸为2.2m×3.0m，上下窗洞间距为0.4 m，下窗洞离地0.4 m。窗户均采用铝合金窗。

50480图5-9 墙体与墙柱截面尺寸图（单位:cm）252550

（10）圈梁

采用C20钢筋混凝土现浇矩形梁，圈梁截面为25cm×35cm，位于墙体顶部。（11）交通桥栏杆

采用C20钢筋混凝土柱子预制件，穿φ50的钢管三根组成。柱子为15cm×15cm的正方形截面，柱高1.1m，柱间距3m，钢管孔距为0.3m。（12）屋面大梁

采用C25钢筋混凝土T形截面预制梁，梁跨为12.4m，截面尺寸如图5—10所示。

115455011240图5-10 屋面大梁截面尺寸图（单位:cm）301-1（13）屋面板

采用C20钢筋混凝土槽形截面预制件。板宽0.8m，板长4.7m，截面尺寸如图5—11所示。

470802010155015图5-11 屋面槽形板截面尺寸图（单位:cm）（14）屋面防水层

采用柔性防水屋面构造，在屋面板上现浇5cm厚的细石混凝土找平，再在上面敷二毡三油厚5cm的防水层。（15）屋顶排水方式

屋顶排水方式采用檐沟外排水。

第六章进出水建筑物设计

本设计采用双向进出水流道，以满足泵站自引、自排及双向提水的要求。进水流道能够使水流从前池进入水泵叶轮室的过程中更好地转向和加速，为水泵提供良好的进水条件。双向流道布置具有节省工程投资、便于集中管理等优点；缺点是泵站效率低，对进水流道设计要求较高。