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1、关于水利工程泵站结构设计的看法和建议 - 工程设计 摘 要本文主要从泵房整体设计、稳定性分析、地基处理、机械设 备几个方面对供水泵站结构设计进行了分析与研究，提出了一些看 法和建议。关键词泵房尺寸；地基处理；机械设备；一、前言泵站是解决洪涝灾害、干旱缺水、水环境恶化当今三大水资 源问题的有效工程措施之一，承担着区域性的防洪、除涝、灌溉、 调水和供水的重任，主要用于农田排灌、城市给排水以及跨流域调 水等，在水资源的合理调度和管理中起着不可替代的作用。同时， 泵站又为耗能大户，设备维护和更新费用高，因此，在水利工程中， 泵站结构设计是非常重要的。二、泵房整体设计1、泵房高度的确定（1）主泵房电动机
2、层以上净高应满足以下要求：第一，立式 机组应满足水泵轴或电动机转子连轴的吊运要求。如果叶轮凋节机 构为机械操作，还应满足调节杆吊装的要求。第二.卧式机组应满足 水泵或电动机整体吊运，或从运输设备上整体装卸的要求。第三， 起重机最高点与屋面大梁底部距离不应小于 0.3 m。（2）吊运设备与固定物的距离应符合下列要求：第一，采用 刚性吊具时，垂直方向不应小于 0.3m；采用柔性吊具时，垂直方向 不应小于 0.5m 。第二，水平方向不应小于 0.4m 。第三，主变压器检修时，其抽芯所需的高度不得作为确定主泵房高度的依据。起吊高 度不足时，应设变压器检修坑。（3）水泵层净高不宜小于 4.0m，排水泵室
3、净高不宜小于 2.4m，空气压缩机室净高应大于贮气罐总高度，且不应低于 3.5 m ， 并有足够的泄压面积。主泵房水泵层底板高程应根据水泵安装高程 和进水流道布置或管道安装要求等因素确定。水泵安装应结合泵房 处的地形、地质条件综合确定。主泵房电动机层楼板高程应根据水 泵安装高程和泵轴、电动机轴的长度等因素确定。2、主泵房宽度的确定（1）立式机组：泵房宽度应由电动机或风道最大尺寸及上、 下游侧运行维护通道所要求的尺寸确定。电动机层和水泵层的上、 下游侧均应有运行维护通道，其净宽不宜小于 1.2m-1.5m；当一侧布 置有操作盘柜时，其净宽不宜小于 2.0m。水泵层的运行通道还应满 足设备搬运的要
4、求。（2）卧式机组：泵房宽度应根据水泵、阀门和所配置的其他 管件尺寸，并满足设备安装、检修以及运行维护通道或交通道布置 的要求确定。3、泵房长度的确定主泵房长度应根据主机组台数、布置形式、机组间距、边机 组段长度和安装检修问的布置等因素确定。并应满足机组吊运和泵 房内部交通的要求。三、泵房稳定分析及地基处理 1、泵房稳定分析（1）自重包括泵房结构自重、填料质量和永久设备质量。（2）静水压力应根据各种运行水位计算。对于多泥沙河流， 应考虑含沙量对水容重的影响。（3）扬压力应包括浮托力和渗透压力。渗透压力应根据地基 类别，各种运行情况下的水位组合条件，泵房基础底部防渗、排水 设施的布置情况等因素计
5、算确定。对于土基，宜采用改进阻力系数 法计算；对岩基，宜采用直线分布法计算。（4）土压力应根据地基条件。回填土性质、泵房结构可能产 生的变形情况等因素，按主动土压力或静止土压力计算。计算时应 计及填土面上的超载作用。（5）泥沙压力应根据泵房位置、泥沙可能淤积的情况计算确 定。2、地基计算及处理泵房选用的地基应满足承载能力、稳定和变形的要求。泵房 地基应优先选用天然地基。标准贯入击数小于 4 击的黏性土地基和 标准贯入击数小于或等于 8 击的砂性土地基，不得作为天然地基。 当泵房地基岩土的各项物理力学性能指标较差，且工程结构又难以 协调适应时，可采用人工地基。土基上泵房和取水建筑物的基础埋 置深
6、度，应在最大冲刷线以下。位于季节性冻土地区土基上的泵房 和取水建筑物，其基础埋置深度应大于该地区最大冻土深度。只有 竖向对称荷载作用时，泵房基础底面平均应力不应大于泵房地基特力层允许承载力；在竖向偏心荷载作用下，除应满足基础底面平均 应力不大于地基持力层允许承载力外，还应满足基础底面边缘最大 应力不大于 1.2 倍地基持力层允许承载力的要求；在地震情况下， 泵房地基持力层允许承载力可适当提高。泵房地基允许沉降量和沉 降差，应根据工程具体情况分析确定，满足泵房结构安全和不影响 泵房内机组的正常运行。泵房的地基处理方案应综合考虑地基土质、泵房结构特点施 工条件和运行要求等因素，经技术经济比较确定。
7、换土垫层桩基础、 沉井基础、振冲砂桩和强夯等常用地基处理设计应符合国家现行标 准水闸设计规范及其他有关专业规范的规定。泵房地基中有可 能发生“液化” 的土层应挖除。当该土层难以挖除时，宜采用桩基础、 振冲砂桩或强夯等处理措施，也可结合地基防渗要求，采用板桩或 截水墙围封。泵房地基为湿陷性黄土地基，可采用重锤表层夯实、 换土垫层、灰土桩挤密、桩基础或预浸水等方法处理，并应符合现 行国家标准湿陷性黄土地区建筑规范的规定。泵房基础底面下 应有必要的防渗设施。泵房地基为膨胀土地基，在满足泵房布置和 稳定安全要求的前提下，应减小泵房基础底面积，增大基础埋置深 度，也可将膨胀土挖除，换填无膨胀性土料垫层，
8、或采用桩基础、 泵房地基为岩石地基，应清除表层松动、破碎的岩块，并对夹泥裂 隙和断层破碎带进行处理。对岩溶地基，应进行专门处理。四、水力机械及辅助设备要求1、应满足泵站设计流量、设计扬程及不同时期供排水的要求。 2、在平均扬程时，水泵应在高效地区运行；在最高与最低扬 程时，水泵应能安全、稳定运行。排水泵站的主泵，在确保安全运 行的前提下，其设计流量宜按最大单位流量计算。从多泥沙水源取 水时，应计入泥沙含量、粒径对水泵性能的影响；水源介质有腐蚀 性时，水泵叶轮及过流部件应有防腐措施。3、应优先选用国家推荐的系列产品和经过鉴定的产品。当现 有产品不能满足泵站设计要求时，可设计新水泵。新设计的水泵必
9、 须进行模型试验或装置模型试验，经鉴定合格后方可采用采用国外 先进产品时，应有充分论证。4、具有多种泵型可供选择时，应综合分析水力性能、机组造 价、工程投资和运行检修等因素择优确定。条件相同时宜选用卧式 离心泵。多泥沙水源主泵选型除符合以上规定外，还应满足下列要求：第一，应优先选用汽蚀性能好的水泵。第二，机组转速宜较低。第三，过流部件应具有抗磨蚀措施。第四，水泵导轴承宜用清水润滑或油润滑。第五，主泵台数宜为 39 台，流量变化幅度大的泵站，台数 宜多；流量比较稳定的泵站，台数宜少。第六，备用机组数的确定应根据供水的重要性及年利用小时数确定，并应满足机组正常检修要求。第七，对于叶轮名义直径大于或
10、等于 160mm 的轴流泵和混流 泵，应有装置模型试验资料；当对过流部件型线做较大更改时，应 重新进行装置模型试验。第八，离心泵和蜗壳式混流泵可采用车削调节方式改变水泵 性能参数，对车削后的叶轮必须做静平衡试验。第九，水泵可降速或增速运行 增速运行的水泵，其转速超过 设计转速 5%时，应对其强度、磨损、汽蚀、水力振动等进行论证。五、结束语综上所述，本文主要对水利工程泵站结构设计问题进行了分 析，以上是泵房结构设计需要注意的几个方面，因此，在今后的设 计中应认真执行相关规范，在实际工作中提高自己的设计水平。参考文献1 徐缓，徐邦雅.污水泵房M. 北京：建筑工程出版社.2009.2 彭辉，陈健玲，刘绍林.潘口水电站厂房蜗壳垫层结构优 化研究J.水力发电.2011.3 牛国毅.雨水泵站自动控制系统的设计.海河水利.2011.
