同昌閘泵重建工程初步設(shè)計(jì)

1、中 文 摘 要同昌水閘、泵站重建工程位于珠海市香洲區(qū)南屏鎮(zhèn)同昌村，石豆涌（也稱掛錠角排洪渠）下游，珠海大道南側(cè)，南屏鎮(zhèn)西側(cè)約10km處，水閘、泵站出口與廣昌涌連通，原有水閘已不能滿足排澇需求，因此重建。泵站設(shè)計(jì)流量為6.168m3/s，設(shè)計(jì)揚(yáng)程1.502m，最大揚(yáng)程2.561m，,選用3臺(tái)潛水軸流泵（800qz135），單臺(tái)泵工況為：葉片安裝角為+4， q=2.12m3/s，h3.2m，n=590r/min，效率=81.7%，配套軸功率81.5kw，電機(jī)容量132kw，總裝機(jī)容量244.5 kw。水泵采用混凝土制井筒懸吊式安裝，主要建筑物包括泵房、隔墩、進(jìn)水池、出水池、后墻，主廠房，副廠房等，

2、設(shè)計(jì)內(nèi)容包括水泵的選型，主要建筑物設(shè)計(jì)，穩(wěn)定計(jì)算，結(jié)構(gòu)計(jì)算等。水閘設(shè)2孔，每孔凈寬3m，總凈寬6m，開敞式閘室，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，閘室順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)5m，垂直水流方向?qū)?.8m，本次設(shè)計(jì)包括水閘尺寸的計(jì)算、消力池的計(jì)算、防滲的計(jì)算、穩(wěn)定計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算以及配筋計(jì)算。該水閘、泵站的興建，將對(duì)抗旱灌溉及防洪排澇發(fā)揮重要作用。關(guān)鍵詞： 水閘 泵站 堤防 穩(wěn)定計(jì)算 結(jié)構(gòu)計(jì)算preliminary design of tongchang gate stationsong wenshengcollege of water conservancy and civil engineering, south chin

3、a 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,

4、 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

5、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

6、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

7、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 ca

8、lculation and reinforcement calculationkey words: waterlocks pumping station embankment stability analysis stress analysis.目 錄1 緒論1.1工程概況11.1.1 工程位置11.1.2 工程現(xiàn)狀及存在問題11.2自然概況11.2.1地形地貌11.2.2氣象特征21.2.3水文特征31.2.4 工程地質(zhì)31.2.5 水文地質(zhì)42 工程任務(wù)及規(guī)模62.1 工程建設(shè)的必要性62.2項(xiàng)目建設(shè)的主要任務(wù)72.3工程等級(jí)及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)72.3.1工程等級(jí)及主要建筑物級(jí)別72.3.2排澇標(biāo)

9、準(zhǔn)：72.3.3防洪標(biāo)準(zhǔn)72.3.4 地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)72.4 排洪排澇演算82.4.1 計(jì)算方法及公式82.4.1.1計(jì)算方法及條件82.4.1.2 閘排流量、滯蓄水量計(jì)算公式82.4.2 起排水位、最高限定內(nèi)水位82.4.3 各分區(qū)來水量計(jì)算92.4.4計(jì)算結(jié)果123 泵站設(shè)計(jì)133.1 排澇流量133.2 特征揚(yáng)程133.2.1 特征水位133.2.2 特征揚(yáng)程143.3 水泵選型143.3.1 水泵類型143.3.2 水泵選擇153.3.2.1 方案一153.3.2.2 方案二163.3.2.3 電動(dòng)機(jī)選擇163.4 泵房173.4.1 泵房形式173.4.2泵房?jī)?nèi)部布置173.4.2 泵

10、房結(jié)構(gòu)183.4.2.1 方案一183.4.2.2 方案二193.4.3 進(jìn)水池設(shè)計(jì)203.4.3.1方案一203.4.3.2方案二213.4.4 進(jìn)水前池223.4.4.1 方案一223.4.4.1 方案二223.4.5 出水結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)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?jī)?nèi)主要高程確定293.4.7.1 泵房?jī)?nèi)主要高程確定293.4.7.2 泵房?jī)?nèi)主要高程確定313.4.8 方案比較333.4.9 水泵的工況點(diǎn)校核343.4.10 附屬設(shè)備選擇及布置363.4.11 泵房穩(wěn)定計(jì)

11、算374 水閘設(shè)計(jì)394.1 閘室的總體布置394.1.1 閘門的形式394.1.2 閘墩的設(shè)計(jì)404.1.3 閘室總寬度404.1.4 閘底板厚度與順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度的設(shè)計(jì)404.1.5 交通橋的設(shè)計(jì)414.1.6 工作橋的設(shè)計(jì)414.1.7 啟閉機(jī)的選擇414.2 水閘水力計(jì)算424.2.1 水閘泄流量復(fù)核424.2.2 水閘消能計(jì)算424.2.3 消力池的設(shè)計(jì)434.2.4 海漫的設(shè)計(jì)464.3防滲與排水設(shè)計(jì)464.3.1 防滲、排水體的布置464.3.2 滲流計(jì)算474.3.3 水利坡降線的修正494.3.4 滲透變形的驗(yàn)算504.4 閘室的穩(wěn)定分析514.4.1 荷載計(jì)算514.4.2

12、驗(yàn)算閘室的抗滑穩(wěn)定性524.4.3地基應(yīng)力驗(yàn)算535.1堤防設(shè)計(jì)535.2 堤防穩(wěn)定性計(jì)算545.3 地基處理555.3.1 地質(zhì)概況555.3.2 方案比較555.3.3 地基處理方案選擇565.3.4 水泥攪拌樁復(fù)合地基承載力計(jì)算565.4 堤防沉降計(jì)算576 水閘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及配筋計(jì)算586.1 閘底板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)586.1.1 不平衡剪力586.1.2 不平衡剪力分配值的計(jì)算596.1.3 板條上荷載的計(jì)算596.1.4 底板配筋計(jì)算606.2 閘墩結(jié)構(gòu)計(jì)算616.2.1 閘墩應(yīng)力計(jì)算617 泵房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及配筋計(jì)算637.1 底板結(jié)構(gòu)計(jì)算637.2 吊車梁的結(jié)構(gòu)計(jì)算637.2.1 吊車梁形式及

13、尺寸637.2.1.1 吊車梁形式637.2.1.1 吊車梁尺寸確定647.2.2 荷載計(jì)算657.2.3 內(nèi)力計(jì)算667.2.4 撓度及裂縫寬度驗(yàn)算728 工程布置748.1 總體布置原則748.2 工程布置749 機(jī)電與金屬結(jié)構(gòu)759.1 變配電系統(tǒng)759.1.1 變壓器容量及型號(hào)的確定759.1.2 供電變壓器容量759.1.3 供電線路769.1.4 室內(nèi)低壓配電設(shè)計(jì)769.1.5 配電裝置和布置769.1.6 設(shè)備的保護(hù)769.1.7 電纜的敷設(shè)769.2 照明系統(tǒng)769.3 監(jiān)控系統(tǒng)779.4 接地及安全779.5 建筑物防雷779.6 節(jié)能789.7 金屬結(jié)構(gòu)78參考文獻(xiàn)79致謝

14、80畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表1 緒論1.1工程概況1.1.1 工程位置同昌水閘、泵站重建工程位于珠海市香洲區(qū)南屏鎮(zhèn)同昌村，石豆涌（也稱掛錠角排洪渠）下游，珠海大道南側(cè)，南屏鎮(zhèn)西側(cè)約10km處，水閘、泵站出口與廣昌涌連通。集雨面積為掛錠山、有桂山以北，珠海大橋以東、廣昌涌以南的區(qū)域，共3.21km2。工程保護(hù)范圍內(nèi)有5座村莊，3400口人、1700畝農(nóng)田、600畝魚塘，以及305畝規(guī)劃廠區(qū)。1.1.2 工程現(xiàn)狀及存在問題石豆涌下游現(xiàn)狀有一座小型排澇水閘，兩孔，每孔22m，集雨區(qū)域的來水通過該閘排向廣昌涌。目前存在主要問題是：（1）水閘建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏低，排水能力不足；運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，早已破爛不堪，無法正常運(yùn)行。

15、（2）設(shè)施不完善，未設(shè)置排澇泵站。當(dāng)外水位高于內(nèi)水位時(shí)，圍內(nèi)洪水無法通過水閘自排，形成澇災(zāi)，因此僅靠水閘排水無法滿足要求，需要有泵站聯(lián)合排水。（3）近年來，由于受周邊地域土地開發(fā)填筑、流域地貌改變以及下游水位頂托影響，同昌村原有水閘已不能滿足同昌村區(qū)域防洪、排澇要求，遭遇強(qiáng)降水時(shí)，排水不暢，農(nóng)田受淹，房屋、道路遭水浸，造成很大的損失，因此迫切需要對(duì)該水閘選址重建并且增設(shè)排水泵站。1.2自然概況1.2.1地形地貌工程位于南屏鎮(zhèn)西側(cè)約10km處，河涌下游為廣昌涌至磨刀門水道。原地貌類型為沖積、海積平原區(qū),地形平坦、開闊，地面高程多在0.203.29m（珠基，下同）。保護(hù)范圍內(nèi)村莊地坪標(biāo)高約1.22

16、.8m，蕉地、菜地地坪標(biāo)高大都0.6m左右。1.2.2氣象特征工程區(qū)域地處西北江三角洲，瀕臨南海，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，海洋對(duì)本地氣候調(diào)節(jié)作用十分明顯，常年氣候溫和濕潤(rùn)，日照充足，雨量充沛，多發(fā)暴雨，熱帶氣旋影響頻繁。1）氣溫、日照、霜日據(jù)氣象站資料統(tǒng)計(jì)，多年平均氣溫22，最高氣溫出現(xiàn)于7月8月, 歷年最高氣溫37.3（1990年8月23日），最低氣溫出現(xiàn)于12月1月，歷年最低氣溫1.7（1975年12月4日）。多年平均日照時(shí)數(shù)1960小時(shí)，最大值為2320小時(shí)（19775年），最小值為1406小時(shí)（1985年）。年內(nèi)一般7月份日照時(shí)數(shù)最大，為212小時(shí)，3月份日照時(shí)數(shù)最小，為89.7小時(shí)。多年

17、平均霜日0.6天，最長(zhǎng)霜期3天，多發(fā)生于1月份。記錄最早初霜1975年12月22日，最遲終霜1968年2月6日。2）風(fēng)、降雨、蒸發(fā)、濕度工程區(qū)域?qū)俣嘤甑貐^(qū)，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灣、東南方向的太平洋和南部的南海。4月9月為雨季，前期（4月6月）盛吹西南季風(fēng)，水汽充沛，與南下冷空氣相遇，常出現(xiàn)強(qiáng)降雨過程；后期（7月9月）東南季風(fēng)占優(yōu)，太平洋及南海生成的熱帶氣旋帶來大量水汽，形成強(qiáng)風(fēng)暴雨。10月至次年3月盛行東北風(fēng)，為旱季。香洲地區(qū)多年平均風(fēng)速3.1m/s，最大風(fēng)速40m/s。全市大風(fēng)日數(shù)（風(fēng)速大于17.2m/s）的地域差異明顯：多年平均島嶼78天、斗門區(qū)17

18、.1天、香洲區(qū)9.2天。2008年9月23日24日，強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“黑格比”掠過珠海，我市陸地最大風(fēng)力910級(jí)陣風(fēng)1213級(jí)，海面最大風(fēng)力1011級(jí)陣風(fēng)1314級(jí)。多年平均降雨量1989.4 mm，降雨年際變化較大。降雨年內(nèi)分配極不均勻，汛期4月9月降雨量占年降雨總量的80%以上，枯水期10月3月降雨量不足年降雨總量的20%，5月6月降雨量占年總量的30%以上。工程區(qū)域的暴雨主要由鋒面、臺(tái)風(fēng)和西南氣壓低槽三種天氣系統(tǒng)造成。珠海市的暴雨災(zāi)害多與臺(tái)風(fēng)相伴，極易內(nèi)澇成災(zāi)。1965年9月2729日，受21號(hào)臺(tái)風(fēng)影響，帶來連續(xù)3天的大暴雨，總降雨553.5mm，造成罕見的山洪暴發(fā)。多年平均水面蒸發(fā)量1271 m

19、m，蒸發(fā)量年季變化差異較小，年內(nèi)變化差異較大，5月10月蒸發(fā)量占年總量的60%以上，其中7月份蒸發(fā)量最大，達(dá)130mm以上。珠海平均相對(duì)濕度為80，島嶼較大陸地區(qū)偏大。一年中相對(duì)濕度受季風(fēng)環(huán)流變化的影響。秋、冬季受來自北方的干燥大陸性氣流影響，相對(duì)濕度較??；春、夏季受暖濕的海洋性氣流影響，相對(duì)濕度較大。歷年平均相對(duì)濕度最大月是4月(平均為86)，最小是12月(平均為69)，日最小相對(duì)濕度為13(1977年3月4日)。1.2.3水文特征（1）磨刀門水道磨刀門入?？诔毕饔蔑@著，海域潮汐屬不正規(guī)半日混合潮型，即一個(gè)太陽日內(nèi)，分別經(jīng)歷早、晚兩次潮水漲落過程，各次潮高、潮差、歷時(shí)均不相同，一般早潮大于

20、晚潮。一次漲落過程中，漲潮歷時(shí)短于落潮歷時(shí)。通常，月大潮和小潮分別滯后于朔、望日和上、下弦日23天發(fā)生，1112月為年內(nèi)大潮期。潮水漲落歷時(shí)隨時(shí)空而異。一般情況下，平均漲潮歷時(shí)冬長(zhǎng)夏短，而平均落潮歷時(shí)則相反。由口門形態(tài)、近岸海域水下地形、河口入海徑流等因素影響，造成海岸帶各地潮勢(shì)的差異，同期潮位、潮差由東向西、由內(nèi)向外增大。潮水位受風(fēng)的作用，常引起增水，尤其當(dāng)大潮遭遇強(qiáng)熱帶風(fēng)暴或臺(tái)風(fēng)，即形成風(fēng)暴潮，增水更為顯著，會(huì)出現(xiàn)超常高水位。（2）前山河、廣昌涌水道本工程北側(cè)的廣昌涌屬于前山河水道。前山河水道有廣昌水閘、洪灣水閘、石角嘴水閘等六座外江水閘，遇有大、暴潮時(shí)上述水閘關(guān)閉，受大潮影響較小，基本不

21、會(huì)受到暴潮影響，所以前山河水道水位變化不很劇烈，實(shí)際高、低潮位與多年平均高、低潮位相當(dāng)，高于多年平均高潮位的潮位基本不會(huì)在排洪渠河口發(fā)生。根據(jù)前山河、廣昌涌清淤及一河兩涌有關(guān)岸線整治工程可行性研究報(bào)告（廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2007年2月），前山河及廣昌涌的特征水位及洪水位（珠基，下同）為：正常蓄水位0.00米；最低蓄水位-0.60米；10年一遇最高水位為1.38米；20年一遇最高水位為1.40米；50年一遇最高水位為1.41米；100年一遇最高水位為1.42米。1.2.4 工程地質(zhì)根據(jù)勘察結(jié)果，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料綜合分析，勘察場(chǎng)地及附近未發(fā)現(xiàn)有影響場(chǎng)地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用，場(chǎng)地是穩(wěn)定的

22、。設(shè)計(jì)地震基本烈度為vii度，地震動(dòng)峰值加速度為0.10g。場(chǎng)地揭露地下水位以下中粗砂和呈透鏡體分布的淤泥質(zhì)砂根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（50011-2001），判定場(chǎng)地內(nèi)飽和砂土不液化。場(chǎng)地的地層自上而下分別為：（1）人工填土：主要為路基及河堤，層厚0.601.50 m左右。（2）淤泥質(zhì)土：飽和，流塑狀，下部與粉細(xì)砂互層，含少量有機(jī)質(zhì)及貝殼碎屑，局部夾薄層粉細(xì)砂。層厚8.5011.90m。（3）淤泥：飽和，流塑狀，局部與多層薄層粉細(xì)砂互層，層厚25.5036.50m左右。（4）粉質(zhì)粘土：濕，可塑，含少量中粗砂，層厚1. 30m。（5）粗砂：成分為石英質(zhì)，下部含有少量石英質(zhì)礫石及粘性土。層厚6.20

23、 m，稍密。1.2.5 水文地質(zhì)場(chǎng)地地下水類型主要為第四系孔隙潛水為主，賦存于第四系上部松散層的淤泥質(zhì)土、淤泥、薄層狀粉細(xì)砂層中，逕流條件較差，水交替循環(huán)較弱。局部尚屬上層滯水性質(zhì)，因臨近磨刀門水道，水量較豐富，大氣降雨是主要補(bǔ)給來源?？辈炱陂g測(cè)得鉆孔地下水位埋深為0.201.50m之間，水位變化不明顯。淤泥及淤泥質(zhì)土為弱透水性（淤泥滲透系數(shù)為1.81e-061.03e-07cm/s； 淤泥質(zhì)土滲透系數(shù)為1.68e-057.39e-07 cm/s）。地表（下）水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋在長(zhǎng)期浸水無腐蝕性，在干濕交替情況下地表水弱腐蝕性，地下水中等腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)地表水弱腐蝕性，地下水中等腐蝕性。

24、場(chǎng)地內(nèi)主要巖(土)層的物理力學(xué)參數(shù)建議值表見表3-2。其它建議值如下：臨界滲透坡降為：填土0.600.70（流土）， 淤泥、淤泥質(zhì)土 0.70 0.80（流土）。閘基與地基土之間摩擦系數(shù)為：淤泥0.15、淤泥質(zhì)土0.18。場(chǎng)地內(nèi)主要巖(土)層的物理力學(xué)參數(shù)建議值表見表1-1。表1-1 同昌水閘、泵站重建工程主要巖(土)層的物理力學(xué)參數(shù)建議值表土 層名 稱含 水 量濕 密 度干 密 度孔 隙 比塑 性 指 數(shù)土粒密度液 性 指 數(shù)有 機(jī) 質(zhì) 含 量靈 敏 度無 側(cè) 限 抗 壓 強(qiáng) 度壓縮試驗(yàn)快 剪固結(jié)快剪滲透系數(shù)固 結(jié)系 數(shù)(100200kpa)承載力 特征值壓縮系數(shù)壓縮模量摩擦角凝聚力摩擦角凝

25、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淤泥質(zhì)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粉質(zhì)粘土24.41.941.560.76013.32.730.270

26、.454.8911.016.018.020.06.11e-05200中粗砂1.53e-04240強(qiáng)風(fēng)化花崗巖600弱風(fēng)化花崗巖2000注：人工填土、粉質(zhì)粘土、中粗砂，根據(jù)相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)提供。2 工程任務(wù)及規(guī)模2.1 工程建設(shè)的必要性工程所在的排洪渠，為石豆涌（也稱掛錠角排洪渠），接納西側(cè)掛定角的山體排水及沿線雨水，主要作排洪用。主渠全長(zhǎng)約1.79km，斷面不規(guī)則，現(xiàn)狀大部分為土渠，渠道寬度約為432m，縱坡0.00071。石豆涌集雨范圍下游出口處的石豆涌水閘，為一座小型水閘，洪水通過該閘排向廣昌涌；另外在左岸、廣昌閘至同昌村間，有一座涵洞（21m），由村民采用簡(jiǎn)易木閘門控制，最大排水能力2.7m

27、3/s。目前石豆涌水閘存在主要問題是：（1）水閘建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏低，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，早已破爛不堪，根本滿足不了排洪任務(wù)的要求。該閘為兩孔，每孔22m，經(jīng)過多年運(yùn)行，破損嚴(yán)重，無法正常運(yùn)行；閘門板為簡(jiǎn)易平板木閘門，因變形、破壞嚴(yán)重而漏水，無法正常擋水；閘門只靠人力啟閉，管理落后。閘墩及閘底為砌石結(jié)構(gòu)，也已破損嚴(yán)重，存在滲漏現(xiàn)象，安全也存在隱患；閘上過道不足3m，無法滿足通行及防汛的要求。（2）當(dāng)外水位高于內(nèi)水位時(shí)，圍內(nèi)洪水無法通過水閘自排，形成澇災(zāi)，因此僅靠水閘排水無法滿足要求，需要水閘和泵站聯(lián)合排水。（3）近年來，由于受周邊地域土地開發(fā)填筑、流域地貌改變以及下游水位頂托影響，同昌村原有水閘已不能滿足同昌

28、村區(qū)域防洪、排澇要求，遭遇強(qiáng)降水時(shí)，排水不暢，農(nóng)田受淹，房屋、道路遭水浸，造成很大的損失，因此迫切需要重建該水閘并且增設(shè)排水泵站。通過論證比選，閘、泵址擬選在舊閘處，根據(jù)流域現(xiàn)狀及規(guī)劃情況，進(jìn)行排洪排澇演算，從而確定水閘、泵站的工程規(guī)?！，F(xiàn)狀同昌村石豆涌水閘,原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，破損嚴(yán)重，無法正常運(yùn)行，排水能力差。尤其當(dāng)外水位高于內(nèi)水位時(shí)，圍內(nèi)洪水無法通過水閘自排，形成澇災(zāi)，因此僅靠水閘排水無法滿足排洪排澇要求，需要水閘和泵站聯(lián)合進(jìn)行排水。由于長(zhǎng)期存在排洪設(shè)施的不配套不完善，水流不暢經(jīng)常性造成圍內(nèi)積水，加上受廣昌涌洪水頂托不能開閘排水，形成內(nèi)澇，一旦受災(zāi)，損失慘重，給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)造成很大的沖擊，影響到社

29、會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高，而同昌水閘、泵站重建工程將消除圍內(nèi)洪澇災(zāi)害，因此本工程建設(shè)己刻不容緩。2.2項(xiàng)目建設(shè)的主要任務(wù)（1）依據(jù)規(guī)范和規(guī)劃確定本工程防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)，通過排洪排澇演算確定排水泵站和水閘規(guī)模；提高同昌村等五座村莊抵御洪水的能力，保障區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，（2）通過方案比較確定閘泵址，并對(duì)上下游河涌進(jìn)行局部必要的清淤和堤岸加高、加固。（3）水保、環(huán)保工程和管理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)按照水土保持方案、環(huán)境影響評(píng)價(jià)和管理設(shè)計(jì)的要求，加強(qiáng)水土保持、環(huán)境保護(hù)，并按工程管理設(shè)計(jì)規(guī)范建制。2.3工程等級(jí)及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)2.3.1工程等級(jí)及主要建筑物級(jí)別同昌水閘泵站工程排澇面積3.21km2，依據(jù)水利水電工

30、程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)sl252-2000和泵站設(shè)計(jì)規(guī)范gb/t50265-97，確定同昌水閘泵站工程等級(jí)為等，主要建筑物為4級(jí)，次要建筑物為4級(jí)，臨時(shí)建筑物為5級(jí)。2.3.2排澇標(biāo)準(zhǔn)：本區(qū)域基本為“三高”農(nóng)業(yè)區(qū)、城鎮(zhèn)、工業(yè)區(qū)，根據(jù)粵水電總字19954號(hào)文關(guān)于印發(fā)廣東省防洪（潮）標(biāo)準(zhǔn)和治澇標(biāo)準(zhǔn)試行的通知及珠海市水務(wù)現(xiàn)代化規(guī)劃，結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況，治澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為：遭遇10年一遇廣昌涌洪水位的情況下，10年一遇24小時(shí)暴雨徑流1天排除。2.3.3防洪標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)工程等級(jí)，泵站、水閘建筑物防洪標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇洪水設(shè)計(jì)，廣昌涌水位1.41米。2.3.4 地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)地震基本烈度：根據(jù)中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（g

31、b18306-2001），區(qū)內(nèi)地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，地震動(dòng)反應(yīng)譜征周期為0.35s。區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為vii度。本工程的地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為7度。2.4 排洪排澇演算2.4.1 計(jì)算方法及公式2.4.1.1計(jì)算方法及條件計(jì)算中，考慮水閘、泵站的聯(lián)合排水作用。當(dāng)外水位高于內(nèi)水位時(shí)閘排流量為零，內(nèi)水位高于外水位即開閘排水。由于重建水閘處河道底標(biāo)高-1.2m，為保證水流平順，減少建閘后的淤積，確定閘底高程為-1.2m。通過試算，得出水閘寬度及泵站流量。2.4.1.2 閘排流量、滯蓄水量計(jì)算公式 式中：b水閘凈寬（m）；淹沒系數(shù)，由水閘設(shè)計(jì)規(guī)范表a.0.11查得；側(cè)收縮系數(shù)，取0.385；流量

32、系數(shù)，暫取為1；ho堰上水深（m）；v1、v2分別為時(shí)段初、時(shí)段末滯蓄水量（萬m3）；q1、q2分別為時(shí)段初、時(shí)段末排水流量（m3/s）；w為時(shí)段來水量（萬m3）；q電排流量（m3/s）；t計(jì)算時(shí)段（sec）。2.4.2 起排水位、最高限定內(nèi)水位依據(jù)廣東省防洪（潮）標(biāo)準(zhǔn)和治澇標(biāo)準(zhǔn)（試行）（粵水電總字95-4）相關(guān)規(guī)定，以90%以上受益面積的相應(yīng)高程作為設(shè)計(jì)起排水位，本次由1997年調(diào)繪1:2000地形圖查得，為0.6m。現(xiàn)狀禾田主要種植香蕉、甘蔗，根據(jù)作物耐淹程度，田間積水深度不宜超過0.50m，另外同昌村房屋最低的室內(nèi)坪約1.2m。由此確定最高允許內(nèi)水位不得超過1.1m。2.4.3 各分區(qū)來

33、水量計(jì)算（1）設(shè)計(jì)洪水工程區(qū)無實(shí)測(cè)洪水資料，采用廣東省綜合單位線法進(jìn)行分析：依據(jù)廣東省暴雨徑流查算圖表使用手冊(cè)（廣東省水文總站，1991年），采用相應(yīng)設(shè)計(jì)雨型、暴雨高區(qū)的ttf關(guān)系圖、產(chǎn)流參數(shù)、廣東省綜合單位線滯時(shí)m1關(guān)系圖，本工程集雨面積小于500km2，應(yīng)采用廣東省綜合單位線號(hào)無因次單位線。查廣東省暴雨徑流查算圖表使用手冊(cè)、廣東省暴雨參數(shù)等值線圖（廣東省水文局，2003年），確定主要暴雨參數(shù)如下：表2-1 暴雨特征參數(shù)值 類別小時(shí)(h) 暴雨均值(mm)變差系數(shù)暴雨模比系數(shù)72283.60.551.7224214.20.51.6616143.90.471.624166.60.41.535查

34、cs=3.5cv皮爾遜型曲線得10%頻率對(duì)應(yīng)時(shí)段的暴雨模比系數(shù)，其數(shù)值如表2-1所示。按公式計(jì)算p=1%各歷時(shí)點(diǎn)暴雨量，列于表2-2。根據(jù)廣東省暴雨徑流查算圖表使用手冊(cè)，本工程集水面積f=3.21km10km，暴雨點(diǎn)面關(guān)系不作折減，即=1，=，見表2-2。表2-2 點(diǎn)面暴雨量 時(shí)間（h）類別162472102.23233.69355.79483.79102.23233.69355.79483.79通過計(jì)算得出產(chǎn)流參數(shù)，如下表2-3：表2-3 產(chǎn)流參數(shù) p （）hp6（mm）hp24（mm）hp72（mm）qm (m3/s)w24 (萬m3)10233.69355.79487.7960.1974

35、.0110年一遇設(shè)計(jì)洪水過程線如下圖21：圖21 10年一遇設(shè)計(jì)洪水過程線（2）涌容曲線水位涌容關(guān)系如下圖22。圖22 水位-涌容關(guān)系 （3）地類面積及徑流系數(shù)采用徑流系數(shù)法，推求來水過程。分地類徑流系數(shù)分配為：山丘0.7、水域（河渠、湖泊、魚塘）1.0、水田1.0、蕉蔗田0.9、村鎮(zhèn)堤路0.85。各地類面積及徑流系數(shù)詳見下表，總匯水面積3.21km2。表2-4 各地類面積及徑流系數(shù)表 山丘河沖魚塘禾田村鎮(zhèn)道路面積（km2）1.260.020.30.621.00.11徑流系數(shù)0.71.01.00.90.850.85（4）來水過程表2-5 排域10年一遇24小時(shí)來水量時(shí)程表 時(shí)程（h）12345

36、678來水量3030577671351743221200224005909189983時(shí)程（h）910111213141516來水量106788111100943218078319235154461743210924時(shí)程（h）1718192021222324來水量104549487632563254966791971355358總水量74.01（萬m3）圍堤漏水量均較小，來水量計(jì)算未予考慮。（5）10年一遇廣昌涌洪水位過程線10年一遇廣昌涌洪水位過程線采用前山河、廣昌涌清淤及一河兩涌有關(guān)岸線整治工程可行性研究報(bào)告報(bào)告（廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2007年2月審批）。表2-6 10年一遇外水

37、位（廣昌涌）過程線（單位m）時(shí)程（h）水位時(shí)程（h）水位10.56160.8220.58170.7330.59180.6640.60190.6350.61200.5960.73210.5670.87220.55續(xù)表2-6 10年一遇外水位（廣昌涌）過程線（單位m）81.12230.5491.29240.54101.38111.33121.16131.10141.02150.912.4.4計(jì)算結(jié)果蓄排計(jì)算表見表2-8，計(jì)算結(jié)果見下表。 表2-7 蓄排計(jì)算成果表 名稱單位數(shù)量名稱單位數(shù)量24小時(shí)暴雨頻率%10最高內(nèi)水位m1.07624小時(shí)暴雨mm355.79閘寬m6外水位頻率%10閘排最大水位差m

38、0.161最高外水位m1.38閘排最大流量m3/s20.01排水量萬m374.01泵排流量m3/s6.168設(shè)計(jì)起排水位m0.60排水總歷時(shí)h24表中結(jié)果表明，最高內(nèi)積水位1.076m，低于最高允許內(nèi)水位1.1m，滿足要求。工程蓄排能力滿足10年一遇24小時(shí)暴雨產(chǎn)生的徑流量1天排至免排水位的要求。圍內(nèi)城鎮(zhèn)、路面高程多在1.2m3.5m，高于演算的最高內(nèi)積水位1.076m，是安全的。工程建成后由于增加了排水凈寬、增大了泵排流量，可及時(shí)將圍內(nèi)集水排出，解決圍內(nèi)長(zhǎng)期受浸問題。表28 蓄排計(jì)算表 時(shí)段時(shí)段初內(nèi)水位(m)時(shí)段初庫容(萬m3)時(shí)段初外水位(m)閘排量(m3/s)電排量(m3/s)來水量(萬

39、m3/h)出水量(萬m3/h)時(shí)段末庫容(萬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 續(xù)表28 蓄排計(jì)算表50.573 31.220 0.650 0.000 6.168 2.120 2.220 31.119 60.590 31.

40、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

41、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 1.0

42、45 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

43、 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 泵站設(shè)計(jì)3.1 排澇流量根據(jù)排澇計(jì)算結(jié)果，同昌泵站設(shè)計(jì)排澇流量為6.168 m3/s。3.2 特征揚(yáng)程3.2.1 特征水位a 進(jìn)水池最低水位： -0.724m（由圍內(nèi)調(diào)節(jié)計(jì)算最低水位0.547推求至站前，渠道長(zhǎng)度1.790km，比降0.00071）；0.547-1790*0.00071=-0.724mb 進(jìn)水池最高運(yùn)行水位：1.076m（調(diào)節(jié)計(jì)算最高水位）；c 進(jìn)水池設(shè)計(jì)水位：0.128m（以90%以上受益面積的相應(yīng)高程作為

44、設(shè)計(jì)起排水位，即0.6m，從上游推求至站前而得）；0.6-665*0.00071=0.128 md 出水池設(shè)計(jì)水位：取同頻率的廣昌涌10年一遇洪水位，1.38m；e 出水池最高運(yùn)行水位：泵站外側(cè)即為廣昌涌，取廣昌涌50年一遇洪水位，1.41m；f 出水池平均水位：取機(jī)排時(shí)段平均外水位1.02m。3.2.2 特征揚(yáng)程根據(jù)內(nèi)外河特征水位計(jì)算各特征揚(yáng)程。揚(yáng)程計(jì)算公式如下：其中：h排澇揚(yáng)程（m） t外河水位（m） s內(nèi)河水位（m） 進(jìn)出水管路揚(yáng)程損失（m）特征揚(yáng)程計(jì)算：估算水頭損失為凈揚(yáng)程的20%，則水泵的設(shè)計(jì)則水泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程為最大揚(yáng)程為平均揚(yáng)程：內(nèi)河平均水位取與設(shè)計(jì)水位相同的水位，則最低揚(yáng)程：3.3

45、 水泵選型3.3.1 水泵類型本泵站低水頭、大流量，并根據(jù)目前珠海市雨水及排澇泵站所用泵型，宜采用軸流泵。a、立式：水泵電機(jī)分批拆除后再吊裝，噪音較大；基礎(chǔ)開挖較深，電氣設(shè)備安裝高程較高（在水面以上），通風(fēng)散熱好；綜合造價(jià)較高，運(yùn)行成本高。b、潛水式：水泵電機(jī)構(gòu)成一體，運(yùn)行噪音和振動(dòng)小；綜合造價(jià)底，運(yùn)行成本低。3.3.2 水泵選擇本泵站設(shè)計(jì)總流量6.168 m3/s，設(shè)計(jì)揚(yáng)程1.502m，設(shè)計(jì)最高揚(yáng)程2.561m，平均揚(yáng)程1.07m。根據(jù)泵站設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)于中、小型泵站，以37 臺(tái)（主機(jī)組）為宜，綜合場(chǎng)地規(guī)模和工程造價(jià)，選用3臺(tái)機(jī)組。 3.3.2.1 方案一選用3臺(tái)潛水軸流泵（800qz135），

46、單臺(tái)泵工況為：葉片安裝角為+4， q=2.12m3/s，h3.2m，n=590r/min，效率=81.7%，配套軸功率81.5kw，電機(jī)容量132kw，總裝機(jī)容量244.5 kw。其性能曲線如下圖31：圖31 800qz135性能曲線圖 3.3.2.2 方案二選用3臺(tái)立式軸流泵800qlb125（高速），單臺(tái)泵工況為：葉片安裝角為+4， q=2.18m3/s，h4.25m，n=585r/min，效率=81%，配套軸功率112.1kw，電機(jī)容量130kw，總裝機(jī)容量336.3kw。其性能曲線如下圖32：圖32 800qlb125（高速）性能曲線圖 3.3.2.3 電動(dòng)機(jī)選擇配用電機(jī)型號(hào)為jsl-

47、12-10，電機(jī)功率為130kw，重1.4t。根據(jù)所選擇的電動(dòng)機(jī)，按電動(dòng)機(jī)的功率選擇電源電壓：功率在100200kw 之間的，可以選用380/220v 的三相交流電；功率在200kw 以上的可以選用10kv/6kv 的三相交流電。所以選用380v的三相交流電。根據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50014-2006），雨水泵站可不設(shè)備用泵，考慮本工程主要在汛期運(yùn)行，且目前天氣預(yù)報(bào)較準(zhǔn)確，水泵檢修可提前進(jìn)行，因此本工程不設(shè)置備用泵。3.4 泵房3.4.1 泵房形式根據(jù)泵的規(guī)模及地形、水流條件，采用分離式泵站。為保持順暢的入流水力條件，采用開敞式流道進(jìn)水。3.4.2泵房?jī)?nèi)部布置 泵房?jī)?nèi)的設(shè)備分主機(jī)組及輔助設(shè)

48、備兩大類。泵房?jī)?nèi)部布置主要是在滿足主機(jī)組布置要求的前提下，適當(dāng)布置輔助設(shè)備。(1) 主機(jī)組布置各機(jī)組均采用單列式布置。其優(yōu)點(diǎn)是：布置簡(jiǎn)單、整齊、廠房跨度小。(2) 配電設(shè)備布置 主要取決于配電柜的數(shù)目和尺寸，以及必要的操作空間。盤后檢修的配電柜，柜后通道寬度不少于0.8m，柜前一般應(yīng)有1.52.0m的操作空間。配電間應(yīng)設(shè)一事故門。(3) 檢修間布置設(shè)在泵房靠近大門的一端，其平面尺寸應(yīng)能放下泵房?jī)?nèi)最大的設(shè)備或部件，還應(yīng)留有足夠的通道及存放工具等物件的空間。(4) 交通道布置為了便于值班人員巡視、閘閥門啟閉以及物件搬運(yùn)，在進(jìn)水側(cè)和出水側(cè)都設(shè)計(jì)交通道。進(jìn)水側(cè)交通道寬擬定為3.0m，出水側(cè)交通道擬定為

49、1.5m。(5) 通風(fēng)布置為了滿足通風(fēng)換氣的要求，在進(jìn)出口兩側(cè)布置窗戶，窗戶總面積與泵房?jī)?nèi)地面面積之比控制在不小于0.200.50m3 之間。(6) 消防布置按照規(guī)范要求，主泵房的耐火等級(jí)要達(dá)到二級(jí)。3.4.2 泵房結(jié)構(gòu)3.4.2.1 方案一水泵采用混凝土制井筒懸吊式安裝，按廠家提供尺寸進(jìn)行預(yù)制，并預(yù)留好與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的預(yù)埋件，設(shè)進(jìn)水流道，流道與集水廊道由閘門控制，檢修層設(shè)進(jìn)水流道檢修梯。流道入口設(shè)攔污柵及檢修閘門，檢修時(shí)關(guān)閘門。安裝示意圖如圖33：圖33 潛水泵混凝土制井筒懸吊式安裝示意圖注： 表中尺寸為泵的安裝尺寸、泵站設(shè)計(jì)的水力控制尺寸，其中泵站設(shè)計(jì)的水力尺寸為參考值； 尺寸a依據(jù)泵流量確定

50、，以控制流速，減少水力損失，表中尺寸為參考值，如需要，可適當(dāng)加大；尺寸s依據(jù)泵站具體條件確定；上述尺寸均依據(jù)用戶要求確定； 泵中心距后池不大于尺寸t； 同池內(nèi)兩泵中心距不小于尺寸z。查廠家提供的qz系列泵混凝土預(yù)制井筒式安裝尺寸表（單位為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，軸向水推力=16400n。3.4.2.2 方案二廠家提供的安裝外形尺寸圖如下：圖34 800qlb125（高速）安裝外形尺寸圖3.