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        賓川縣海稍水庫樸村島泵站工程設(shè)計

        2016-04-26 08:02:33王建藝
        鄉(xiāng)村科技 2016年33期
        關(guān)鍵詞:賓川縣支墩泵站

        王建藝

        (賓川水利水電勘測設(shè)計院,云南 賓川 671600)

        賓川縣海稍水庫樸村島泵站工程設(shè)計

        王建藝

        (賓川水利水電勘測設(shè)計院,云南 賓川 671600)

        云南省賓川縣海稍水庫樸村島泵站工程位于喬甸鎮(zhèn)海稍水庫庫內(nèi)半島地帶,項目所在地是云南省名特優(yōu)飲食——海稍魚的發(fā)源地,“海稍魚”品牌在云南省乃至全國都有一定的知名度。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樸村島泵站一級站的工程設(shè)計。

        泵站;工程設(shè)計;海稍水庫

        1 工程概況

        云南省賓川縣海稍水庫樸村島泵站工程擬建泵站自海稍水庫提水,控制灌溉面積0.028萬hm2,分三級提水[1],其中一級站控制灌溉面積200 hm2,設(shè)計流量0.068 m3/s;二級站控制灌溉面積66.67 hm2,設(shè)計流量為0.023 m3/s;三級站控制灌溉面積13.33 hm2,設(shè)計流量為0.005 m3/s。本文主要介紹一級站的設(shè)計,二級站、三級站設(shè)計類似。進(jìn)水渠起于海稍水庫內(nèi)壩坡,全長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水位相同,水庫正常水位1 627.45 m,死水位1 612.6 m。泵房長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。豎井臨水庫面,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200.43 m,鋼管公稱直徑為DN200,采用標(biāo)準(zhǔn)螺旋縫自動埋弧焊接鋼管,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

        2.1 基本資料

        設(shè)計流量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200.43 m。壓力管道采用螺旋縫自動埋弧焊接鋼管,糙率n=0.013。

        2.2 確定管道直徑

        采用設(shè)計流速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 水泵揚程確定

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

        2.5 水泵泵型確定

        根據(jù)以上計算,選擇2500J125-96/6潛水泵。其工作性能為Q=125 m3/h,揚程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

        3.1 管壁應(yīng)力計算和強(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的計算

        4 鎮(zhèn)墩、支墩結(jié)構(gòu)計算

        4.1 鎮(zhèn)墩結(jié)構(gòu)計算

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

        表2 鎮(zhèn)墩抗滑計算結(jié)果表

        表3 地基應(yīng)力計算結(jié)果表

        4.2 鎮(zhèn)墩抗滑計算

        鎮(zhèn)墩抗滑計算公式如下: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)鞣较驗檎琘軸向下為正,∑A與∑A′之交點為坐標(biāo)原點,軸向力∑A、∑A′以指向鎮(zhèn)墩為正計算結(jié)果見表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)。計算結(jié)果見表3。地基應(yīng)力包括水重法向分力;溫度變化時,管壁沿支墩面的摩擦力[3]。

        4.4 支墩抗滑、抗傾計算

        支墩抗滑、抗傾計算公式分別如下:∑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

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

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

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

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

        TV675

        A

        1674-7909(2016)33-64-2

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