排澇泵站石龜初設(代可研)書

第一章工程概況

石龜電力排澇站位于崇陽縣中部天城鎮(zhèn)山下村石龜咀上，處

陸水河左岸、北門阪東北邊緣。東臨陸水，南靠北門阪…西伴崇

陽縣城，北依丘陵地帶。

北門阪就地形來看屬崇陽盆地平販。六十年代中期修建了陸

水水庫后，退水澇漬，災害頻繁，糧食產量徘徊不前。在上級主

管部門的支持下，1977年冬季修建了北門皈圍垸和石龜排澇泵

站，以確保糧食生產正常開展和縣政府行政機構正常運轉。泵站

按10年一遇1日暴雨2日排干的標準設計，設計需安裝水泵機

組8臺，總容量1240千瓦。但由于受資金的限制，當時泵站建

設時期泵房下部按8臺機組施工，水泵機組只安裝了4臺，總容

量僅620千瓦。

因泵站未按設計標準實施，裝機容量僅達到設計值的50%,

30年以來，北門阪受漬水浸淹達11次之多，平均1.4年浸淹一

次。統(tǒng)計資料顯示，近年受淹范圍的擴大的趨勢，受淹損失在加

劇。最嚴重一次發(fā)生在1998年，天城鎮(zhèn)城區(qū)被淹面積達三分之

-,北門販內一片汪洋，損失慘重。

石龜電排站已運行30余年，發(fā)揮著重要作用。但由于運行

年限長，突出很多問題。從近幾年運行情況來看，機電設備陳舊

老化嚴重，運行、維修費用過高，生產成本增高，帶病運行，時

常出現因設備損壞和電路起火而停機地現象，安全生產隱患日漸

突出，嚴重制約著農業(yè)的發(fā)展，給國民經濟造成損失。

石龜泵站擔負11.6KM2集雨面積的排澇任務，受益范圍包括

郭家?guī)X村、史家渡村、龍背村、山下村、環(huán)城村和農業(yè)局農場,

共有5個村68個組15000人口。北門販7000余畝農田土壤肥

沃，適宜種植蔬菜、水稻，是崇陽縣糧食主要產區(qū)。天城鎮(zhèn)部分城

區(qū)也在北門販范圍之中。天城鎮(zhèn)是崇陽縣的政治、經濟、文化中

心，人口約12萬，工廠、企業(yè)遍布。隨著社會經濟發(fā)展，縣城

區(qū)面積發(fā)展到12平方公里，縣衛(wèi)生局及縣醫(yī)院、國稅局、石油

公司等許多政府部門、企事業(yè)單位遷出老城區(qū)向北門販方向發(fā)

展，其中部分區(qū)域地勢較低，易于發(fā)生漬澇。目前，崇陽縣正在

實施“一河兩岸”規(guī)劃，而北門阪又在規(guī)劃核心區(qū)域。該阪由原來

的單純農業(yè)區(qū)發(fā)展為新城區(qū)和高新農業(yè)基地，排區(qū)社會經濟情況

發(fā)生很大變化，北門皈排澇標準應予適當提高，石龜泵站增容改

造工程勢在必行。

受崇陽縣移民局委托，崇陽縣水電工程設計室承擔石龜泵

站增容改造工程規(guī)劃設計任務我們隨即組織有關技術人員實地

查勘現場，收集有關設計資料，廣泛征求有關部門意見，于2012

年3月完成初步設計的編制工作。

第二章工程水文、氣象、地質

第一節(jié)水文資料

陸水是長江中游的一級支流，發(fā)源于通城縣高峰界，途經崇

陽縣、赤壁市，于嘉魚縣陸溪口匯入長江，干流全長183km,

流域面積3950km2。其中在崇陽縣境內河長67km,面積為

1961km2o

陸水河水源均來自降雨，水量變化與氣候變化同步。陸水河

是一條典型的山溪河流，具有水位變幅大、陡漲陡落、來勢迅猛

等特點。陸水進入崇陽縣境內后，因崇陽盆地特殊的地理位置，

洪水易于向盆地集中，加上河床淤積，陸水水庫高水位的頂托，

導致崇陽盆地洪澇災害頻率發(fā)生。

第二節(jié)氣象資料

崇陽縣屬亞熱帶季風氣候區(qū)，四季分明，光照充足，雨量

豐沛，氣候溫和。氣候特點是：每年春末夏初之交，西南季

風活動頻繁，又由幕阜山脈走向，面對著夏季風、暖濕氣流

的來向，促成崇陽成為湖北省暴雨中心之一。4月進入汛期，

強大暴雨多出現在6月中旬到1月上旬的“梅雨”期內，此時最

易發(fā)生洪澇災害。但7月中旬至8月受到副熱帶高壓的控制，

出現晴熱少雨的天氣，常有伏旱發(fā)生。

崇陽縣雖然雨量充沛，但受季風的影響，年內和年際降水

變化懸殊。一年內的降雨多集中在4~7月，這4個月的降雨

量占全年的55.3%O年際之間降雨量之差也很大。崇陽站主

要氣象特征值如下:

多年平均降雨量：1509.7mm

最大日降雨量203.5mm

多年平均氣溫18.8℃

極端最高氣溫40.7℃

極端最低氣溫-13.5℃

多年平均風速15m/s

最大風速18.3m/s

多年平均日照時數1698h

第三節(jié)設計洪水

根據湖北省水利水電勘測設計院編制的《湖北省崇陽縣陸水

庫區(qū)崇陽盆地防洪工程初步設計報告》（以下簡稱《初設報告》）,

崇陽站設計洪水成果如下表：

設計參數設計成果

項目

均值CvCs/Cv0.1%1%5%10%

洪峰流量（m3/s）15670.7338610580038603040

根據《初設報告》意見，石龜泵站所處的天城鎮(zhèn)北門皈屬陸

水河城區(qū)段，堤防樁號14+622,堤防的設計洪水標準為20年

一遇洪水。

第四節(jié)設計暴雨

設計暴雨以崇陽站實測降雨資料進行頻率計算該站自1965

年開始具有完整的降雨資料，具有一定的代表性。通過對崇陽站

1965?1997年降雨系列進行排頻計算，可得各歷時指定頻率的

點雨量，計算成果與《湖北省暴雨徑流查算表》的查算資料進行

對比，對比情況詳見下表：

均值設計暴雨值（mm）

時段CvCs/Cv

(mm)1%5%10%50%

本1h44.70.473.5116.486.072.639.2

次6h87.60.473.5228.1168.6142.276.9

計

24h1280.43.5295.5227.2196.4116.5

笆

圖1h470.453.5118.48775.2

表6h850.53.5232.9169.2141.1

查

24h1150.53.5315228.9190.9

笛

從上表可以看出，《圖表》查算成果和本次計算成果基本一

致?？紤]到《圖表》資料系列較短，其代表性不如本次計算成果,

因此設計點雨量取本次計算成果，然后按《圖表》介紹的方法，

計算各頻率的設計面雨量及設計凈雨過程。

第五節(jié)治澇水文

設計暴雨以崇陽站為設計代表站進行計算。通過崇陽站

1960?1997年最大一日暴雨進行頻率分析計算，可得該站各

頻率一日暴雨設計成果如下表：

設計暴雨

時段均值CVCs/Cv

1%5%10%

1d110.10.433.5267.9202.5173.2

根據崇陽站逐日平均水位的頻率分析和內插，《初設報告》

確定的石龜泵站設計外江水位為：

外江設計水位:53.52m,

外江最高運行水位：54.16m

外江防洪水位:57.57m。

石龜泵站為明渠出水，明渠底板高程高程為56.50m。

第六節(jié)施工洪水及治澇標準

根據《湖北省崇陽縣陸水庫區(qū)崇陽盆地防洪工程可行性研究

報告》評審會議紀要，結合考慮湖北省平原區(qū)治澇標準，選擇崇

陽盆地各排澇治澇標準為10年一遇，對于排水泵站，城區(qū)按10

年一遇1日暴雨1日排完，城區(qū)和效區(qū)混合排區(qū)按10年一遇1

日暴雨2日排至允許高程，農業(yè)排區(qū)按10年一遇1日暴雨3日

排至作物耐淹深度。按上述意見，石龜泵站站的治澇設計標準為

10年一遇1日設計暴雨2日排完。

查有關水文資料，本工程5年一遇的枯水期設計洪水位為

52.77m。

第三章工程地質條件及地質評價

第一節(jié)地形地貌

工程場區(qū)位于崇陽盆地內，第四系以來地殼以上升為主，中

間有短暫停頓，形成陸水河一、二級階地，河流總體以侵蝕、沖

蝕作用為主。

第二節(jié)地層巖性

區(qū)內出露地層以第四系地層為主，部分地段出露白堊?第三

系地層局部出露寒武系地層。現將區(qū)內主要出露地層由老至新分

述如下：

⑴寒武系中統(tǒng)高臺組（62g）

為一套灰色中厚層白云巖組成，區(qū)內在石龜泵站出露。

⑵上白堊?第三系（K2-R）

灰綠色紫紅色鈣質粉砂巖夾頁巖及泥灰?guī)r。

⑶第四系晚期更新統(tǒng)殘坡積層（Qedl3）

黃褐色、紅褐色，大部分由粘土組成，部分為壤土，土質均

勻。

⑷全新統(tǒng)沖積層（Qal4）

分布在陸水河兩岸河漫灘、I、II級階地上，上部由壤土、砂

土構成，厚3?6m,下部由砂卵石構成。

⑸全新統(tǒng)人工堆積（QS4）

由已建堤防構成，填土由壤土、砂壤土、砂土混雜而成。

第一節(jié)地質構造及水文地質條件

場區(qū)總體位于下楊子臺褶皺帶的邊緣，雪峰臺隆起的北緣，

具體構造部位位于白堊?第三系組成的紅色構造盆地中。

據（GB18306-2001）1:40077《中國地震參數區(qū)劃圖》，

工程區(qū)地震峰值加速度0.05g,相應的地震烈度VI度。

場區(qū)地下水按其儲存空間及承壓情況，可分為以下種類：

⑴孔隙水：主要儲存于晚更新統(tǒng)及全新統(tǒng)粘性土中。

⑵孔隙性承壓水：儲存于全新統(tǒng)沖積層下部砂卵石層中，地

下水有時具有一定的承壓性，一般情況下埋深2.5?3.5m。

⑶基巖裂隙水：主要儲存于白堊?第三系碎屑巖各種裂隙

中。

⑷巖溶裂隙水：主要儲存于寒武系中統(tǒng)厚層白云巖裂隙中。

地下水多屬重碳酸鈣鎂型水,PH值7.1?7.3無侵蝕性C02,

對混凝土無侵蝕性。

第三節(jié)本站工程地質條件

石龜泵站位于縣城左岸保護區(qū)起點，站基為上白堊統(tǒng)?第三

系（K2-R）上段底部，為灰紫色礫巖，礫巖膠結良好，巖體完整,

承載力高。泵房后坡由基巖構成，巖層傾角10。左右，坡度較為

平緩，山坡穩(wěn)定?？傮w上看，石龜泵站場區(qū)工程地質條件良好，

新建泵房工程可直接置于基巖之上。

第四節(jié)天然建筑材料

石料：經比選，石料場選在場區(qū)北側鹿門鋪，石料為中寒武

統(tǒng)中厚層白云巖、白云質灰?guī)r、細狀、豆狀灰質白云巖等，此類

巖石強度較高，石質優(yōu)良，儲量巨大，交通方便，到場地運距約

6kmo

砂料：陸水河中沉積大量砂卵石層，當地有直接從河床中挖

砂的經驗，采砂率為30%左右，砂粒稍粗。本工程用砂可在河

中采砂場采購，平均運距3km。

第四章工程建設任務和規(guī)模

第一節(jié)治澇原則及標準依據的規(guī)程、規(guī)范

(1)《泵站設計規(guī)范》(GB/T50265——97);

(2)《灌溉與排水工程設計規(guī)范》(GB50288——99);

(3)《農田排水工程技術規(guī)范》(SL/T4——99);

(4)《水工建筑物荷載設計規(guī)范》(DL5077——2005);

(5)《水利水電工程設計洪水計算規(guī)范》；

(6)《陸水庫區(qū)崇陽盆地防洪工程初步設計報告》。

第二節(jié)存在問題及工程建設的必要性

石龜泵站位于崇陽縣天城鎮(zhèn)北門販的山下村，陸水河左岸，

來水面積11.6平方公里，縣政府機關及一些縣直行政部門機構

多設在北門阪排區(qū)范圍內。排區(qū)既是崇陽縣重要的產糧區(qū)。又是

崇陽縣的政治、經濟、文化、工業(yè)、交通中心，是全縣精華地帶。

六十年代中期修建了陸水水庫后，迥水澇漬，災害頻繁，

1977年冬季修建了北門販圍堤和石龜排澇泵站。泵站設計安裝

水泵機組8臺，總容量1240千瓦。但由于受資金的限制，泵站

土建部分按8臺機組施工，完工時水泵機組只安裝了4臺，總容

量620千瓦。30年以來，北門販屢受漬水浸淹達，平均1.4年

浸淹一次。近年來受淹范圍在擴大，受淹損失在加劇。最嚴重一

次，天城鎮(zhèn)城區(qū)被淹面積達三分之一，北門販內一片汪洋，損失

慘重，北門阪石龜泵站增容改造工程勢在必行。

石龜泵站存在的問題主要有以下幾個方面：

1、現狀裝機容量不足，排澇效益差

原站按裝機8臺700ZLB-70型水泵機組標準設計，由于資

金不足，只安裝了4臺水泵機組，排澇能力無法滿足現狀排水的

要求。已經安裝的機電設備使用34年，已明顯老化，其中1臺

機組因嚴重損壞而不能運行，使泵站排澇效益更是得不到保證。

2、電氣設備配套不完善

泵站現有電纜型號落后，絕緣老化，運行安全得不到保證，

應全面更新。變壓器低壓側出線方式不安全，鋁牌無剛性支架支

承，跨度又比較大，容易造成短路事故。變電站設施簡陋，露天

安置，運行安全得不到保障。應按現行標準進行更新。

3、廠房破舊，需裝修翻新。

第三節(jié)工程等別

石龜泵站排區(qū)集雨面積為11.6km2,其中城區(qū)及工業(yè)用地占

1.7km2;農業(yè)區(qū)占4.7km2,魚塘、河流1.3km2,村莊、道路、

22

旱地1.8km,丘陵林地2.1kmo

根據《防洪標準》(GB50201-94),本泵站規(guī)模為小⑴型排

水泵站，工程等別為IV級，主要建筑物為4級建筑物，次要建筑

物和臨時建筑物為5級；排澇標準按10年一遇1日暴雨2天排

干標準執(zhí)行。

第四節(jié)設計暴雨的排澇模數及排澇流量

排澇模數主要與設計暴雨歷時、強度與頻率、排澇面積、

排水區(qū)形狀、地面坡度、植被條件與農作物組成、土壤性質、

地下水埋深、河網與湖泊的調蓄能力、排水溝網分布情況和排

水溝底比降等因素有關。根據《灌溉與排水工程設計規(guī)范》

(GB50288-99)C.0.2-3有關內容，石龜泵站排區(qū)屬無較大湖

泊、洼地作承泄區(qū)的排水區(qū)，設計排澇模數計算公式為：

C|j—[PA-h1Aw-h2A2-h3A3-h4A4_EwA1-FAw]/3.6TtA

q」一泵站向外河提排的設計排澇模數，m3/(s.km2);

P一設計暴雨量(mm)取10年一遇1日最大暴雨173.2mm;

A—排水區(qū)總面積(km2),A=16.0km2;

hi—水田滯蓄水深(mm),取hi=50mm;

Aw—水田面積(km?),Aw—4.70km2;

河網、魚塘、溝塘的滯蓄水深(取

h2—mm),hg=200mm;

—河網、魚塘、溝塘水面面積(22

A2km),A2=2.3km;

ha一非耕地及旱地的初損與穩(wěn)滲量(mm),10年一遇24小時暴

雨徑流系數取

0.7,h3=0.3x173.2=51.96mm;

A3一非耕地及旱地的面積(km2),Af=6.3km2;

h4—城區(qū)土壤滲蓄水量(mm),城區(qū)10年一遇24小時暴雨徑

流系數取

0.90,h4=0.1xi73.2=17.3mm;

A4—城區(qū)的面積(km2),Af=2.7km2;

Ew—排澇時間內的水面蒸發(fā)總量(mm),EW=O.55E2O,E20—

20cm蒸發(fā)皿排澇期日平均蒸發(fā)量，取E2o=2x6mm，則可

得

Ew=6.6mm;

F—排澇時間內水田滲漏總量，考慮同圍堤、涵閘的入滲量

抵消，取F=0;

T—排澇天數，T=2d;

t一向外河排水時水泵在1d內的運轉時間(h),t=22h/d;

將有關數據代入上式可計算得：qj=0.63m3/(s.km2b

故泵站設計排水流量為：Qi=Axqj=10.1m3/So

由于石龜泵站為明渠出水，明渠底板高程56.50m是固定不

變的，明渠底板高程改造后為54.50m,管口中心線高程為

55.10m。有關凈揚程值按以下計算：

設計凈揚程為：55.1-52.0=3.10m

最大凈揚程為:57.57-51.5=6.07m

第五節(jié)水泵選型

1、水泵數■選擇

水泵數量由下式確定：

Q=絲

,Z,

式中，Qz—泵站設計總排水流量，Qi=10.1m3/s

Zi—水泵臺數，暫設為8臺

故單臺水泵流量Q為：10.1/8=1.26m3/s

2、揚程損失計算

根據以上計算，本站凈揚程為3.1~6.07m,各種工況下有

關揚程損失計算如下：

⑴管道沿程損失揚程，由公式：

式中，hf-管道沿程水頭損失

f—磨擦阻力系數

L—管道長度，本站取20m

D—管內徑，取0.7m

Q—管內流量，取1.3rr)3/s

b-管徑指數

m—流量指數

⑵局部損失揚程

局部損失揚程按下式計算：

2

一V

經計算，設計工況時總揚程損失0.9m,最大凈揚程工況時

總揚程損失1.52mo石龜排澇站的各種揚程如下表:

石龜泵站特征揚程匯總表單位：m

設計流量凈揚程設計凈揚程最高凈揚程

（m3/s）（H凈）3.16.07

總揚程設計總揚程最高總揚程

10.12

（H總）3.907.59

石龜泵站現已安裝4臺28ZLB-70型軸流水泵機組，配

JSL-8型異步電機，單機功率155KW,并預留4臺水泵機組的

機窩。根據本站揚程和流量，水泵以選擇軸流水泵為宜。為方便

機組配件供應和機組維修，宜選取與原安裝機組相同的水泵機

組。查有關資料，700ZLB-70型軸流水泵工作性能如下表：

流量功率（KW）葉輪

揚程轉速效率配套

配用直徑

M3/hl/s(m)r/min軸功率%電機

功率（mm）

309085010.912473.2

-4°394010948.1111681.7

456012705.0478.280.7

352097710.6131.577.1JSL型

-2°450012507.46110.582.7

504014005.6873010215576.2650155KW

443012308.7212981.28P380V

0°486013507.311583.1

558015504.5386.579.4

+2°511014208.1113683.5

571015856.3911883.8

596016575.4110583.5

587016307.2513784.8

+4°

628017445.810884.3

根據本站設計流量及揚程，選擇8臺700ZLB-70型水泵機

組可以滿足泵站的排澇要求。

第五章工程布置及建筑物

第一節(jié)設計依據

1、工程等別及建筑物級別

石龜泵站增容改造工程設計裝機8x155kW,依照《水利水

電工程等級劃分及洪水標準》(SL252—2000),確定該泵站工程

規(guī)模為?、判?等別為IV等，主要建筑物等別為4級，次要建筑

物及臨時建筑物為5級。

依照《水利水電工程等級劃分及洪水標準為SL252—2000),

石龜泵站設計排澇標準為10年一遇1日暴雨2天排完，泵站防

洪水標準為20年一遇洪水。

根據《中國地震動參數區(qū)劃圖》(GB18306—2001),工程

區(qū)所在地地震動參數為0.05g,相應地震基本烈度為VI度區(qū)，可

不作設防。

2、基本資料

⑴排澇參數

承雨面積11.6km2

設計排澇模數0.695m3/s.km2

設計排澇流量10.1m3/s

⑵水位及揚程

內河設計水位：52.0m

內河最低運行水位：51.5m

內河最高運行水位：52.5m

外江設計水位:53.53m

外江最高運行水位:54.16m

外江防洪水位:57.57m

設計凈揚程：3.1m

最大凈揚程:6.07m

⑶泉房

進水室底板高程49.70m

水泵梁頂高程51.52m

電機層樓面高程55.12m

泵房平面尺寸6x30.99m

泵房下部結構形式漿砌石鋼筋混凝土梁結構

泵房上部結構形式磚混結構

第二節(jié)工程總體布置

一、工程總體布置

石龜泵站工程主要建筑物包括進水前池、泵房、出水鋼管、

出水明渠、變電站等。為充分利用原來的建筑物基礎，減少占用

耕地，整個工程擬在原來泵站預留的基礎上增加4臺機組，對原

有4臺機組維修及電器設備更新。

二、工程等別及建筑物級別

本站裝機容量1240kw,設計流量10.12m3/s,根據《泵站設

計規(guī)范》(GB/T50265-97),確定電排站等別為IV等，電排站規(guī)

模屬?、判?；主要建筑物為4級建筑物，次要建筑物為5級建筑

物，圍堰等臨時性建筑物級別為5級。

三、主要建筑物設計

本工程是原石龜泵站的增容改造工程，澇區(qū)內河排水通道已

經形成，本站不再修建新的引水通道。

泵站的主要建筑物有：

1、進水前池

前池是引水渠道和進水池的連接建筑物。前池的形狀和尺

寸，不僅會影響水流流態(tài)，而且對泵站工程投資和運行管理帶來

很大的影響。為保持進水良好的流態(tài)，本次增容改造擬對前池進

水區(qū)域淤泥清淤，以方便排渠水流順利進入前池。

2、泵站廠房

利用原電排站預留廠房改造，廠房旁建有一層3間管理房,

為節(jié)約工程投資，新站廠房設計時不考慮管理房。主廠房只設計

生產用房和配電房，已建廠房為一層磚混結構，配電柜布置在主

廠房內。本次擬對廠房裝修翻新。泵房外墻貼白色外墻面磚,內

墻及天棚表層涂白色乳膠漆；采用鋼制平開大門，鋁合金窗并加

設防盜網。

3、出水鋼管

出水鋼管基本按現狀進行布置。主管管內徑取800mm,主

管與水泵間設長1m的漸變管，其管徑由700mm增至800mm;

為方便鋼管拆卸維修，在出水鋼管末端處另設內徑800mm伸縮

節(jié)1個。主管出口處設①800mm的拍門，由水泵生產廠家配套

供應。

4、出水渠道

出水渠道現狀底板高程為56.50m。出水明渠現狀為漿砌石

結構，裂縫很多，漏水嚴重，老損情況比較突出，為確保本站的

防洪安全，計劃將出水明渠改造為鋼筋磴結構，渠內凈寬保持不

變。增容4臺機組后，出水渠道需新增延伸16米，全長40米

用鋼筋混凝土現澆。

第六章.機電及金屬結構

第一節(jié)水力機械

1、水泵選型原則

根據《泵站設計規(guī)范》要求，水泵選型的原則為：①水泵選

型應滿足泵站設計流量、設計揚程及不同時期排水的要求。②盡

量選擇額定揚程與設計揚程相符的水泵，以保證在平均揚程時水

泵在高效區(qū)運行；在最高與最低揚程時，水泵應能安全、穩(wěn)定運

行，力求泵的裝置效率高，運行費用低。③選用泵型應優(yōu)先考慮

國家推薦的產品和經過鑒定的產品，采用技術成熟的產品運行管

理和維修方便。④具有多種泵型可供選擇時，應綜合分析水力性

能、機組造價、工程投資和運行檢修等因素擇優(yōu)確定。⑤水泵數

量的選定，應保證調節(jié)方便，工程投資省。

2、泵型選擇及方案比較

根據石龜泵站的設計水頭和設計流量，該站屬低水頭大流量

的泵站，立式軸流泵是低揚程泵站使用最為廣泛的泵型，在低揚

程段有較好的性能，平面尺寸小，征地費用低，啟動方便，易于

管理，維修運行費用相對較少，故泵型選擇中只考慮選用立式軸

流泵。

石龜泵站設計流量Q=10.1m3/s，設計凈揚程3.1m，最大凈

揚程6.07m。選擇過程如下：

①確定水泵的總揚程

根據水泵的凈揚程，估算水泵的總揚程，其中設計總揚

程為：

H總=1.3H凈=1.3x3.1=4.03m

最大總揚程為：

H最大總=1.3H最大凈=1.3x6.07=7.89m

由上可以看出，本站的揚程范圍很狹窄，能滿足揚程的泵型

不是很多。

②根據以上初估的水泵總揚程H總，結合本站的排水流量要

求初選水泵類型。查水泵樣本，滿足揚程范圍的泵型只有

28ZLB-70型和800ZLB-70二種，這二種泵不僅能滿足揚程方面

的要求，而且都處于高效區(qū)，其中28ZLB-70型效率為82~83%,

800ZLB-70型效率達83?84%。前者配套電機為JSL-12-10,功

率155KW;后者配套電機為JSL-13-10,功率180KW?？紤]到

本站現有機組尚有一定的使用價值，新增機組最好與現有機組型

號一致，以便今后維修管理。因此，選取28ZLB-70型水泵為本

站新增泵型。該型水

泵性能曲線詳見附圖《石龜泵站-設計-07》o

石龜增容泵站主要水力機械清冊

序

號名稱型號及規(guī)格單位數量備注

700DFZLB-125型

1主水泵臺4

D=0.65mn=585r/min

JSL-12-IO型

2主電動機臺4

N-80KW,U=380V

DSSF47-1.OMpa型

3伸縮閥臺4

D-0.70m

BLT35-II型

4風機Q_1050rr13/h臺4

Pbr=43Pa

石龜泵站原有4臺機，本次增容4臺機，相應每臺機增設一道

進口攔污柵、一道出口拍門。

(1)進口攔污柵

在泵站進口增設兩孔攔污柵垂直布置，孔口尺寸：2.55x2.4

m，設計水頭差3.5m。底檻高程50.60m，攔污柵橋面高程56.60

m，柵體主材：Q235,主梁采用工字鋼，支承滑塊采用HT20-40,

攔污柵擬采用人工清污方式。在廠房外懸臂梁上增設一臺移動式

St的電動葫蘆作為起吊攔污柵用。單孔攔污柵含拉桿重2.2t,單

孔埋件重2.6t。電動葫蘆含軌道及附件重1.4t。

(2)拍門

在泵機的出口增設兩孔自由式拍門，80。傾角布置，拍門孔

口尺寸00.8m,共兩孔。泵站運行時，拍門自由打開，事故停機

時，拍門迅速關閉孔口，以防事故的擴大。單孔拍門重0.6t,單

孔埋件重1.2t。增容改造的石龜排澇泵位位于左岸的北門販。當

城市內澇時，將漬水排至泵站前池再由泵站將漬水排至陸水河。

石龜泵站的變壓器均采用油浸式、室外布置，其照明范圍即各泵

站主泵房的照明。電源由泵站低壓饋電屏專引一回路至各泵站照

明配電箱，為美觀起見，泵房及屏、柜天棚裝設3x36KW防水防

塵熒光燈，同時在泵房上、下游側柱子上裝設防爆型壁燈。泵房

墻面上均設有兩相插座和三相插座。各涵閘啟閉機房照明電源引

自閘室動力控制箱，室內裝設簡易式日光燈作一般照明，閘室動

力控制箱留有一回備用回路，作為臨時照明或閘門檢修用。

第二節(jié)電氣工程

1、供電方案

本工程安裝8臺立式軸流泵，配套電機單機容量155kw，總

負荷1240KWo根據工程的性質和重要性，供電方案按三級負荷

等級設計，采用現有農網線路供電。結合當地電網的實際情況，

經與當地供電部門協(xié)商，本工程仍由城關變電站現線路供電，線

路全長2km,導線為LGJ-35O考慮到本線路負荷偏大，為滿足

電動機啟動和運行的要求，擬加大變電站至泵站間的導線截面，

即導線由現有的LGJ-35改換為LGJ-50。在泵站不運行期間,

為避免變壓器空載損耗，應將二臺主變壓器解列，站內用電可通

過一條長1000m低壓線路從石龜搭火供電。

2、電氣主接線

本站新舊機組共8臺，加上站用電總容量約1300KW，電機

機端電壓均為400Vo根據泵站裝機規(guī)模、運行方式，擬定電氣

主接線為單母線接線。35kv進線設置總開關斷路器，變壓器高

壓側設置跌落開關，低壓出線上完整的三相電流互感器和斷路

器。

在型號為TMY-3x(120x10)的0.4kv低壓母線上，接有6

臺電動機，電動機額定功率均為180kw，功率因素0.9通過斷路

器和隔離開關與母線相連，每臺電動機的進線上都安裝三相電流

互感器。

為提高泵站功率因素，采用就地電容補償，每臺電機各裝設

1臺并聯(lián)成套補償裝置，可分別投退。

為防止雷電波侵入危害，設置完善的防雷保護裝置，于35kv

進線和6臺電機的進線上都設避雷器。詳見電氣主接線圖。為此，

變電站需增加S9-1000/10KV變壓器一臺，并為新、老變壓器修

建一座變電室。這種接線方式簡單、清晰，運行維護方便，節(jié)省

投資。其不足之處是變壓器出現故障或檢修時全站停電。但泵站

運行時間較短，加上新變壓器故障率很低，維修也比較方便，故

此不會對泵站正常運行造成很大的影響。電氣主接線圖詳見附圖

《電氣主接線圖》（石龜泵站-可研-06）。

電機啟動和無功補償

電動機采用智能軟起動補償控制裝置該裝置簡稱MSCC-C

是在電動機定子回路串入正反并聯(lián)的可控硅，通過改變可控硅的

導通角實現對電動機的降壓啟動。降低起動完成后，由固態(tài)軟起

動器發(fā)出旁路信號，旁路接觸器閉合，電動機全壓運行。同時在

電動機定子側并入優(yōu)質愈式并聯(lián)電容器，用于實現就地無功功率

補償。電機斷電時，并聯(lián)電容將自動切除。電容器內部安有放電

元件，能將電容器端子上的剩余電壓在3分鐘內降至50v以下。

采用固態(tài)軟啟動裝置，能有效降低啟動電流，對配電容量裕

度的要求也不高，能軟停車以消除或減少管道中的水錘現象。相

比之下，采用傳統(tǒng)的自耦減速壓起動方式不能有效地降低啟動電

流，對配電容量的裕度要求也比較高，無法實現停車時管道中產

生的水錘現象，故本次設計推薦使用固態(tài)軟啟動裝置。

按泵站設計規(guī)范，泵站在計量點的功率因素不應低于.9;當

總容量在200kva以上時，功率因素不應低于0.95。本次設計擬

采用電容補償。以下就電容集中補償和就地補償進行經濟技術比

較：

方案一：固態(tài)軟起動裝置+電容就地補償，即在每臺電動機

配套的固態(tài)軟起動裝置中加裝40kvAR電容補償裝置，電動機完

成軟起動后，該裝置自動投入補償。

方案二：固態(tài)軟起動裝置+電容集中補償，即在每臺電動機

配套固態(tài)軟起動裝置，另根據需要的補償總容量增加1面電容補

償柜，按運行情況分組投切電容器，進行動態(tài)補償。

從技術角度考慮，就地補償可靠性高、快捷、方便，二次保

護簡單，功率因素可以達到0.95以上。集中補償運行時，補償

投入呈跳躍型，不能實現缺多少補多少，內部接線比較復雜。因

為需要增加一面電容器柜，造價也略高于方案一。綜上，本次設

計推薦采用就地補償方案。

經計算，本站補償前運行功率因素為.9,在補償38.3kvar

無功后，運行因素將達到.965,滿足要求。故確定補償設備容量

為40kvaro

主變壓器容量復核

根據泵站電氣接線方式，計算負荷主變容量應滿足：

S=￡包旦）+5。

Mncos。

式中，S—主變壓器容量（KVA）;

Pi—電動機額定功率（180KW）;

n—電動機效率，取.95;

cos（p一電動機功率因素，0.9;

Ki—電動機負荷系數，0.9;

So—F用電最大計算負荷（50KVA）;

N—電動機臺數，6;

經上式計算，得出主變壓器容量為1187KVA,所選容量

可以滿足要求。

短路電流復核

因暫無電力系統(tǒng)短路資料，計算時系統(tǒng)按無窮大考慮。電源

進線采用35KV電壓等級，導線為LGJ-120架空導線供電距離

15km,故

Xi=0.4x15x100/352=0.49

一臺SL7—1250/35型變壓器，其阻抗電壓為6.3%,故

x2=Ud%/100xSj/Se=6.1%/100x100/1.25=4.88

本站裝有6臺異步電動機，單機容量180kw,短路電流計算

成果如下表:

沖擊短短路電

平均計算短路電短路電短路電短路容

路電流流最大

短路點電壓電抗流Id流02流I4AS

Ich有效值

(kv)(kA)(kA)(kA)(kA)(kA)(MVA)

Di355.210.320.320.320.570.4819.21

主要設備選擇

根據三相短路電流計算結果及《導體和電器選擇設計技術規(guī)

定(DL/T5222-2005)的有關規(guī)定，對本站電動機回路和0.4kv

進線回路等設備進行復核和選擇，計算成果如下表。

計算數據設備技術數據

沖擊電流選用睡4s熱轆

安裝工作工作短路毓陲

電流熱效設備工作隔鰥頓

地點電壓電流電流班暢

峰值應型號地暢賄

(kv)(A)(KA)(KA)(K02S)(kv)(kv)(KA)(A)(KA)網

主變

0.41380202251.55IVTT25H0.440.48160065143

低壓側

電機0.4450202251.550.440.486307070

主要電氣設備布置

主變采用露天布置，電氣副廠房布置在主廠房左側，平面尺

寸為12x7m。

防雷接地

為防止直接雷擊，在35kv變電站設獨立避雷針一座，主、

副廠房頂采用水平避雷帶。為防止感應雷的侵害，將主、副廠房

內的各種設備的外殼和構架等進行可靠的接地，并按規(guī)程要求在

35kv母線和35kv進線上設避雷器

35kv降壓站和低壓配電室均設人工接地裝置，并充分利用廠

房結構中的鋼筋等自然接地材料降低接地電阻。其接電阻值不得

超過規(guī)范允許值。

以上接線方案中，10KV高壓輸電線經跌落式熔斷器、高壓

計量箱至主變壓器，經變壓器降至400V后，通過電纜向泵房各

用電器供電。本站二臺電力變壓器分別向4臺水泵電機供電，并

分別承擔電動葫蘆、泵房照明及其它輔助設備供電。每臺變壓器

的低壓出線端都設置一面進線柜，負責對4臺水泵電機及其它用

電器供電進行控制和保護。

3、主要電氣設備

①變壓器

本站原有變壓器1臺，容量為WOOKVAo根據增容的需要，

需增加S9-1000/10KV變壓器一臺。因變電站靠公路太近，且為

露天布置，高、低壓側均為裸線，安全性能較差，擬修建一座變

壓器室，其平面尺寸為5.07.0m;變壓器進、出線均改為電纜形

式。

②電控設備及水泵電機軟啟動器

站內設GGDW-15進線柜二面，各負責對4臺水泵電機供

電進行控制，進線柜與變壓器低壓端通過VV-1KV-3X240電纜

連接。另設饋電柜一面，負責對泵房其它用設備供電。

小型軸流水泵電機一般都采用自耦減壓起動器起動，起動過

程中電流較大，容易產生火花，操作過程也比較煩雜?，F擬采用

水泵電機軟起動器，按“一控一”方式布置。該裝置具有起動電流

小（一般為額定電流的2.5?3倍\起動平滑、無觸點、無火花、

體積小等優(yōu)點，除解決水泵電機的軟起動、軟停機外，還能作電

機的節(jié)電運行控制之用，具有明顯的優(yōu)勢。

③其它設備

站內設3T電動葫蘆二臺，分別承擔機組安裝維修及檢修閘

門的吊裝任務；為解決通風換氣問題，泵房內設二臺BLT35-11

型軸流風機，該機Q=1050m3/s,PN=43Pao泵房照明電源由饋

電柜專引一回路至照明配電箱。泵房天棚裝設3x36W防水防塵

熒光燈，泵房上、下游壁柱上裝防暴型壁燈，并預留至生活區(qū)的

供電回路。

④無功補償

根據生產廠家提供的資料，水泵電機的功率因素coscp在

0.73左右，效率為0.9o根據《泵站設計規(guī)范》，泵站功率因素

應為0.85?0.90。本站屬拆除重建工程，應考慮無功補償問題。

無功補償采用集中自動補償，電容器柜接在400V母線上。所選

電機的功率因數設計值為0.73,根據其他工程的經驗，并考慮

系統(tǒng)電壓對功率因數的影響，取電機的實際功率因數coscpi=

0.65,而供電部門要求功率因數cosq)2須達到0.9,其所需補償

的電容容量的計算如下：

Qc=P(tg(p1-tg(p2)=4x115-J-0.9x(1.169-0.484)=284Kvar

選用成套裝置低壓電容器柜共2臺單臺容量為330Kvaro

⑥防雷接地

根據GB50057-94《建筑物防雷設計規(guī)范》，防雷按三類建

筑物要求設計，采用避雷帶作為防雷接閃器，在房頂沿屋檐、檐

角等易受雷擊的部位設避雷帶。避雷帶采用（p15鍍鋅鋼管，并利

用墻轉角處的結構柱的對角主筋作為防雷引下線。避雷線與下行

線作可靠連接。排澇站接地系統(tǒng)采用TN方式，接地裝置利用結

構基礎鋼筋網，形成法拉第網。

接地采用自然接地和人工接地相結合方式，自然接地以水工

建筑物水下部分鋼筋和水工建筑物所有的鋼筋、金屬部分連接成

電氣通路，人工接地網以水平接地網為主。接地電阻應小于4Q。

石龜泵站站主要機電設備匯總列表如下：

石龜電排站增容改造電氣設備清單

序號名稱規(guī)格型號單位數量備注

1水泵28ZB-70臺4

2電動機JSL-12-10臺4

3電力變壓器S9-1000/1OKV臺1

4電力變壓器S9-1000/10KV臺1大修

5高壓計量箱KYN44D-12(Z)-30臺1

6進線柜GGDW-15面2

7饋線柜GGD2面1

8電容柜GGD改面2

9軟起動控制柜PMCC-C1-1-2面8

10廠用負荷控制箱臺1

11泵站動力控制箱臺1

12熔斷器RW4-10/100組2

13避雷器FS4-10組2

500FWQ27-15-2.

14供水泵臺1

2

15伸縮節(jié)DSSF47-1.0Mpa臺8

16高壓電纜YJV22-3x70-10kv米60

17電機電纜VV-1kV-3x150米200

18進線電纜VV-1kV-3x240米100

19手拉葫蘆SH3型個1

2010KV輸電線LGJ-3x50km3x2

21導線BV2.5米300

22低壓架空線BX-1x10米1000

隔離開關GW5-35GD/630只1

低壓進線柜GCS面2

低壓聯(lián)絡柜GCS面1

軟起動柜MSCC-C臺6

動力配電箱臺3

照明分電箱1

照明燈具套20

電纜支架噸2

避雷針24米座1

接地鋼材噸2

電力電纜VV-1*4001KVM300

電力電纜VV22-3*185+1*95300

電力電纜VV2-4*101KV300

控制電纜KVV22-5M.5300

第三節(jié)金屬結構

本站金屬結構包括泵站攔污柵8個、檢修閘門1扇、出水鋼

管4根（含漸變管），（p800mm拍門4扇，起重電動葫蘆1臺

套。有關內容分述如下：

1、攔污柵

現有攔污柵銹蝕情況嚴重，外形尺偏大，整體剛度不足，安

裝位置不合理應作報廢處理。新設攔污柵安裝在前池的進口段，

用以攔截水流挾帶的污物，保護水泵不受其損害。攔污柵外形尺

寸（寬x高）為3.2x3.5m,每孔安排1個，安裝在隔墩中的攔污

柵槽內。為確保應有的剛度，攔污柵由直立的柵條和型鋼組成的

邊框焊接而成，其中柵條由扁鋼制成，柵條間距取80mm。攔污

柵的安裝角度取70。這樣可使部分飄浮物附著在攔污柵的上部,

方便人工清污。8個攔污柵總重量為6160kgo

2、檢修閘門

為滿足水泵檢修需要，在進水池設1扇檢修閘門，閘門平時

鎖定在孔口上方，輪流供8臺水泵作檢修之用。閘門采用開敞式

平面鋼閘門。閘門前池最高運行水位作為檢修水位。操作條件為

靜水啟閉，啟門前先用供水泵往待檢修水泵的進水池注水，閘門

前后水位持平后再用設在屋面大梁的CDi/MDi-3t電動葫蘆開啟

閘門。據測算，該閘門門體及8對閘門槽埋件的金屬結構總重量

為4080kg。

3、出水鋼管

出水鋼管按現狀以單機單管方式布置，法蘭盤連接，管間用

橡皮止水。為減少出水管水頭損失，主管與水泵間設長1m的漸

變管，漸變段管徑為700/800mm;為方便管道維修時的拆卸，

在出水鋼管末端設伸縮節(jié)。主管管內徑800mm,管壁厚6mm,

選用螺旋焊接成品鋼管。為防止水泵關機時水流倒灌，主管出口

處設拍門。拍門可在水泵內水壓力作用下自動開啟；水泵不運行

時，拍門可在外水壓力的作用下自動關閉。

4、拍門

拍門為鑄鐵構件，由專業(yè)生產廠家配套供應。估計每扇拍門

門葉加門座重450kgo

石龜泵站站金屬結構工程量匯總見下表：

石龜泵站站金屬結構工程量匯總表

孔口尺寸埋件（或附件）門體

編號名稱數,總重

（寬*高）單重總重單重總重

1攔污柵3.0*3.5812096065052006160

2檢修閘門3.0x2.81/83002400168016804080

3出水鋼管(p80x17.0466026401980792010560

4拍門(p804502004008001000

5接地裝廈1100010001000

合計39440

第七章施工組織設計

第一節(jié)施工條件

1、工程概況

本工程屬陸水庫區(qū)北門販圍垸。工程區(qū)位于陸水河中游左

岸，陸水水庫