资源描述
.wd.工程特性表一序 号内 容一、工程规模1、工程名称电排站重建工程2、工程地点联圩16+900桩号处3、工程任务排圩垸内涝4、工程效益5、建设单位余干县禾山乡人民政府6、设计标准排涝标准：按十年一遇三天暴雨三天排至作物耐淹水深。7、建设性质重 建8、工程等级主要建筑4等，次要及临时建筑物为5等。9、高程系统黄海高程工程特性表二序号及名称单位数 量备 注二、水文气象1、流域鄱阳湖2、控制水文站大溪水文站3、水位外河最高防洪水位m21.31P=5%外河运行最高水位m21.31外河设计水位m20.67P=10%设计内水位m13.30最低运行内水位m13.00最高运行内水位m16.004、降雨P=10%三日暴雨量2451、集雨面积Km 218.34三、排涝设计参数1设计排涝流量m3/s7.562选型排涝流量m3/s7.653、扬程1设计扬程m8.72平均扬程m8.33最高扬程m8.9序号及名称单位数量备 注四、主要建筑物1、泵房：构造堤后排架式湿室泵房2、出水建筑物1压力水箱m12铪构造2涵管m72铪构造五、主要机电设备1、水泵台528ZLB-85型2、电机台5JSL-12-8-180KW3、主变压路台2SJ-400KVA六、输电线路输电线路Km0.2电压10kv七、工程量1、土方开挖回填M3142802、砼与钢筋砼M31103.63、水泵、电机套54、压力钢管T10.85、输电线路安装Km0.1八、主要材料钢筋吨118.17水泥吨510.07木材M384.9砂M31080.3硪M31115.8九、工程总投资万元250.09工程特性表三第一章 工程概况电力排涝站位于我县西南部,和县毗邻的联圩上,东依丘陵地带,北临信江主流,南与圩对岸,圩内有一条小港纵贯南北成为沟通内湖主要渠系。就地形来看虽属平原,但也有少量丘陵,还有洼地,地形较为复杂。圩内共有23.44KM2，本站要担负18.34KM2集雨面积的排涝任务,受益范围禾山乡和禾斛岭垦殖场富强分场的一局部,共有7个生产队和5000人口。圩内地面高程自13.000.00(黄海高程,以下同),田面高程13.519.00分布在平原和一些山垅内,旱地高程自19.0028.00分布在红琅丘陵的山岗上,土壤肥沃,适宜种植粮棉,是该县粮食主要产区。该圩内原四个排水系统：利用王家水库开沟导托山洪2.5 KM2；闸负担下垣排涝面积7.8 KM2；富强闸、新源闸共负担圩上垣排涝面积10 KM2；濠池闸负担濠池圩3.1Km2排涝任务。虽然排涝工程分布较为合理，但因该处位于信江下游鄱湖之滨，每当夏秋汛期，外河水位涨得快，退得慢，持续时间长，自排时机很小，因而连年遭受不同程度的内涝灾害。灌溉方面：利用东南边的王家水库可灌溉1000亩外，其余全部依靠人工提水和抽水机来灌溉，在旱情严重时还时常缺少灌溉水源，内涝和旱情给圩内群众造成重大经济损失,圩内人民要求建站的呼声十分迫切。为开展农业生产确保旱涝保收，1967政府投资兴建了电排一站排灌溉给合，装机4台其中3台155KW，1台55KW负责灌溉，装机容量520KW。1984年增建电排二站，装机3台155KW，装机容量465KW，两站合计总装机容量985KW。电排站的兴建解决了6700亩良田排涝任务和2000亩高田灌溉需求，改造湖田6500亩，促进了圩内农业稳产增收，改善了圩内群众生活。电排两站已运行20、30年，发挥了重要作用。但由于运行年限很长，突出很多问题：堤身薄弱，涵身太短，水盆高程低，高水位排水时水经常溢出水盆冲刷堤脚，危害建筑物的安全，泵房离堤脚太近，且原构造强度承受不了联圩加高加固后的荷载，各局部构造老化、露筋和漏水现象，存在着很大的防洪安全隐患,不符合联圩除险加固的要求和标准。从近几年运行情况来看，机电设备陈旧老化严重，运行、维修费用过高，生产本钱增高，带病运行，时常出现因设备损坏和电路起火而停机地现象，安全生产隐患日渐突出，严重制约着农业的开展，给国民经济造成损失。2004年8月省发改委下发泵站改造通知，电排站列为改造重建工程之一。根据联圩除险加固的标准要求和余干县水利局及禾山乡人民政府的意见，经我院现场勘察测量论证决定将原电排站两站和原闸封堵，在原一站和原老闸之间新建一座以排涝为主结合灌溉的三用排涝泵站。第二章 工程水文、气象、地质第一节 水文资料电排站的水文控制站为大溪水站，受其控制流域历年平均水位在3-10月份较高，水位一般在20-20.5米，最高水位出现于5-8月份，以7月份出现为最多，大溪站历年最高洪水位26.72m1998.6。受益垸区内河内渍水位主要受汛期无期变化和信河水位的影响，历年最高水位出现在6-7月份，一般以7月份为多，特殊年分在8月份1998年，按照联圩管理站资料统计和论证，最高内河水位为16.00m。第二节 气象资料排涝区属亚热带湿润季节型气候，冬、春季受西伯利亚冷气影响，多偏北风，气温低，夏季冷暖气流交替，潮湿多雨，有“梅雨季节，气温较高。秋季为太平洋付高压控制，晴热枯燥多偏南风。据康山站资料说明：多年月平均气温300C，年平均最高气温约220C，年平均最低气温约14.40C，历年无霜期260280天。雨量充分，多年平均年降雨量为1567.3mm，历年最大年降雨量2383.4mm1954年，最小年降雨量1070.2mm1978年。暴雨期一般为49月份，多年平均降雨量点全年降雨量的67.7%，实测最大月降雨量为561mm1975年4月，最小月降雨量为0.44mm1963.17，最大三日暴雨量为288.6mm1964.6.1618。汛期多年平均最大风速为9.06m/s，实测最大风速为14 m/s，风向以北向为主。第三节 工程地质条件及地质评价为了给工程改造设计和施工提供科学、可靠的地质依据，上饶水利电力勘测设计院受余干县禾山乡政府的委托，对该闸的地基情况进展了工程地质勘察工作。工程自2004年9月27日至2004年10月8日完毕野外地质勘察工作,共完成钻孔进尺59.3m，取原状土工试样15组，野外地质动力触探试验15次，地下水位测定点6处。1 区域地质概况11 地形地貌电排站地处鄱阳湖东部地势南高北低，地势较平坦，地形起伏变化较小，河谷宽阔，垸内海拔高程一般为13.5m16.5m，主要为冲积堆积地貌，属丘陵地貌单元。12 地层岩性区内基岩零星分布，有中元古界Pt板岩、变质砂岩及白垩系砂岩、砂砾岩等。第四系松散堆积物Q4分布最广，主要有：a、第四系全新统河湖相Q4L+al壤土、淤泥质粘土和细粉砂等，分布于湖、塘等地；b、第四系中更新统冲积物Q2al网纹状粘土、壤土、砂类土及砾石等；c、第四系中更新统残坡积层Q2e+dl粘土、壤土夹砾石等，主要分布于丘陵地带。13 地质构造与地震231本区位于扬子准地台江南台隆的九岭高台山台拱之鄱阳湖凹陷，先前为长期隆起剥蚀区，燕山构造盘旋期间，由于强烈的断块运动，断陷下沉，喜玛拉雅运动曾一度隆起，第四纪再度强烈沉降。下伏基岩中，东西向和近北东向断裂发育。232据江西省建设厅公布的赣建抗20019号中国地震动峰值加速度区划图江西局部1400万文件，本区的地震动峰值加速度为0.05g。14 水文地质条件本区地表水系发育，地下水类型主要为孔隙潜水，属重碳酸钙钠型水，埋藏范围一般在12.0m15.0m高程，赋存于砂及砂卵砾石层中，水量丰富。第四系覆盖层上部为粘土、壤土等，透水性微弱，为相对隔水层。地下水主要受大气降水补给，排泄于河谷中。汛期时由于鄱阳湖水的侧向补给，地下水位一般高于上覆粘性土层底板，致使地下水普遍具有一定的承压性。2站址区的工程地质条件21 站址概况拟建站址位于余干县禾山乡境内，为联圩的下游段，距乡政府2.5km，河谷开阔，地势平坦，属冲积堆积地貌；对外交通方便。22 站址区岩土分布及其特征勘探查明，该站址地层构造简单，岩土层主要分为二层：第四系堆积物和白垩系砂岩等。现自上而下分述如下：321第四系堆积物Q41第四系人工填筑土Q4s褐黄色、暗黄色粘土，主要由粘粒、粉粒和砂粒构成，成可塑状，含水量中等，中等压缩性，构造较疏松，分布在地层上部高程16.395m以上，厚度约5m。2第四系冲积堆积Q4al粘土：褐黄色、黄色，主要由粘粒、粉粒和砂粒构成，成可塑状，含水量中等，中等压缩性，构造较严密，分布在高程8.554m以上范围，厚度5.0m7.9m。其中：zk-1、zk-2和zk-3钻孔中夹有灰黑色淤泥质土，厚约0.5m2.5m，具高压缩性，呈透镜状产出。细粉砂：黄色、灰白色，主要由细粉颗粒构成，粒径为0.5mm1mm，构造疏松，水中崩解较快，层位较稳定，最大厚度3.4m，分布在7.981m11.628m高程内。321白垩系砂岩k紫红色、灰白色，主要由细粒、粉粒和泥质组成，砂状构造，泥质胶结，呈层状产出。上部风化呈砂土状或碎块状，岩块手捻易成粉未，为强风化层，岩性较软弱。钻孔揭露，岩层顶高程为7.981m8.695m。23 地下水该站址的地下水主要为第四系孔隙潜水，赋存于第四系松散堆积物孔隙中，水量丰富，由大气降水补给；基底岩层构造裂隙不发育，地下水不丰富；勘探期间，该地段地下水位为13.417m17.628m。该区的地下水类型为重碳酸钙钠型水，对该工程无侵蚀性作用。31 站址的稳定性与适宜性评价站址区地层构造简单，地势平坦，白垩系砂岩为该区沉积基底，呈整体层状构造，与上覆岩层呈角度不整合接触，且层位稳定，未发现断层等不良地质现象，据中国地震动峰值加速度区划图江西局部查得，该区的地震动峰值加速度为0.05g，可不予以考虑设防。根据上述分析评价，该场地区域地质稳定，适宜建站。32 地基土体的工程地质评价421地基土体和基岩的主要物理力学性质人工填筑土Q4s根据钻孔揭露，土体主要组成成分是粉质粘土，由现场标贯试验得N63.5=3击4击，校正后的锤击数N63.5=2.98击3.72击，天然含水量=25.441.2，天然密度=1.80g/cm31.92g/cm3，干密度d=1.27g/cm31.53g/cm3，孔隙比e=0.7831.126，凝聚力C=18.2kpa19.1kpa，内摩擦角=14.021.3，压缩系数a1-2=0.24mpa-10.65 mpa-1,压缩模量Es1-2=3.3mpa 7.5mpa，渗透系数K20=2.9010-6cm/s4.2010-6cm/s， K20=4.6010-6cm/s7.9010-6cm/s，塑性指数I=19.720.7， 液性指数IL0.110.40。冲积堆积Q4al粘土：根据钻孔现场标贯试验和室内土工试验N63.5=2击20击，校正后的锤击数N63.5=1.67击18.08击，天然含水量为=16.338.9，天然密度=1.76g/cm32.08g/cm3，干密度d=1.27g/cm31.79g/cm3，凝聚力C=11.1kpa24.1kpa，内摩擦角=9.726.9，压缩系数a1-2=0.09mpa-10.67mpa-1,压缩模量Es1-2=3.0mpa17mpa，渗透系数K20=3.9010-5 cm/s4.1010-6cm/s，K20=7.4010-5cm/s7.4010-6cm/s，塑性指数I=9.919.4， 液性指数IL-0.130.87。细中砂：灰白色，由野外标贯试验N63.5=6击26击，校正后的锤击数N63.5=5.6击21.88击，构造疏松,局部构造严密。白垩系基岩k该地层在站址区没有出露，且埋藏深度较深，钻孔中所揭露的岩体呈紫红色全风化状，易于软化。322地基岩土工程地质评价站房根基开挖高程约为10.9m，涵底和闸底的开挖高程约为13.0m。根据野外工程地质调查和现场重型触探试验，结合室内土工试验数据详见附表，类比相关土体的性质，对本次勘察的各土层主要力学指标建议如下，以供设计人员根据建筑物的特点参考使用。各土层的主要力学指标建议参考值土层名称人工填筑土粘土细中砂容许承载力kpa12015075天然含水量%3328.55干密度g/cm31.401.52凝聚力kpa18.6517.68内摩擦角17.6516.1压缩系数Mpa-10.240.650.38压缩模量Mpa3.37.56.93渗透系数(cm/s)K206.2510-63.4510-51.210-3K203.5510-51.6210-5323地基土体的工程地质评价人工填筑土出露高程较高，在实际设计中已被挖除，细中砂构造疏松，承载力低，防渗能力差，不宜用作地基的主要持力层，白垩系砂岩承载力指标较高，但埋深较深，投资不合理；故以上岩土层不建议采用。粘土是本站根基建设的相对隔水层，属微透水性，从剖面得知，站房局部根基的土体均能满足设计要求。但从剖面分析：闸室部位zk-1号钻孔中揭露的淤泥质土已被挖除，其下部土体的承载力和防渗性能均能满足设计要求；而箱涵部位由控制钻孔zk-1、zk-2和zk-3号分析：zk-1和zk-3号钻孔的淤泥质土已被挖除，但zk-2号钻孔的淤泥质土下部恰好是箱涵的主要持力层，该层土体力学指标较差，易产生不均匀沉陷，建议设计人员进展加固处理。综上所述，该站址的工程地质条件一般，建站时应注意对箱涵中段地基根基的处理，以确保站房的安全。第三章 工程建设任务和规模第一节工程设计依据 一、工程等级根据水利水电枢纽工程等级划分设计标准平原、滨湖局部SDJ217-87，结合泵站设计标准GB/T50265-97规定：本工程为四等工程，主要建设物按4级建筑物设计，次要和临时建筑物按5级建筑物设计。二、防洪标准根据鄱阳湖水利工程规划设计要求，联圩除险加固工程设计标准为P=5%，外河防洪水位值查江西省水利规划设计院提供的江西五河水面曲线成果表得本工程站址处外河最高设计水位为21.31m。超高60CM,波浪高0.87M,则堤顶高程为22.79m。内、外边坡均为1:3。三、治涝标准根据泵站设计标准GB/T50265-97规定，选定该站治涝设计暴雨频率为P=10%，即暴雨历时和排除时间采用十年一遇三日暴雨末排至作物耐淹水深。泵站出水闸外河设计水位取P=10%时的水位值,查江西五河水面曲线成果表得HP=20.67 m。四、设计 根本资料设计采用的有关规程、标准：中小型水利水电工程地质勘察标准SL559300；水利水电工程等级划分及洪水标准SL552000；地方工程设计标准GB5028698；水闸设计标准SL2562001；泵站设计标准GB/T50265-97；水利水电工程施工组织设计标准SDJ33889；水工砼构造设计标准SL/T1911996；水利水电工程设计洪水计算标准SL4493；水利水电工程初步设计报告编制规程DL502193；五、水文气象资料：多年平均降水量1600mm多年平均气温17.90C全年无霜期146天多年平均最大风速2.4m/s六：建筑材料设计参数砼容重24KN/m3钢筋砼容重25 KN/m3浆砌石容重22 KN/m3砂砾石容重20 KN/m3七、建筑物安全系数1、抗滑稳定安全系数见表 抗滑稳定安全系数建筑物级别荷载组合 45 根本组合1.201.5特殊组合1.051.052、建筑物地基压应力的最大值与最小值之比见表 地基压应力的最大值与最小值之比的允许值表荷载组合地基土质 根本特殊松软1.52.5中等、坚硬、严密2.02.0第二节 设计暴雨计算根据泵站技术标准SD204-86中规定。本站暴雨历时采用3日暴雨3日排至作物耐淹水深。本站暴雨计算资料采用大溪站1950-1995年，共46年的三日暴雨量，进展逐一排频演算。一、大溪站1990-1995年三日暴雨量见下表大溪站19501995年三日暴雨量逐年统计表表4-1年份三日暴雨量(mm)年份三日暴雨量(mm)年份三日暴雨量(mm)1950142.91966187.71982142.51951126.11967279.01983235.019521431968163.11984138.91953331.41969107.21985147.91954248.31970182.619861171955312.91971128.61987101.01956171.51972113.31988127.01957158.31973283.319892011958151.81974112.719901361959108.51975109.21991104.3196092.61976167.21992126.21961138.01977148.21993160.21962142.31978115.51994154.121963138.0197979.31995236.01964235.81980185.91996196590.6198196.4大溪站三日暴雨频率计算表表4-2-1序号按大小排列降雨量(mm)模比系数KK-1(K-1)2P(%)1331.42.081.081.1662.12312.91.970.970.9414.253283.31.780.780.6086.44279.01.750.750.5628.55248.31.560.560.31410.66236.01.480.480.23012.87235.81.480.480.23014.98235.01.480.180.23017.09201.01.260.260.06819.110187.41.180.180.03221.311185.91.170.170.02923.412182.61.150.150.02325.513171.51.080.080.00627.714167.21.050.050.00229.815163.11.030.030.00131.916160.21.00034.017158.30.99-0.01036.218154.10.97-0.030.00138.319151.80.95-0.050.00240.420148.20.93-0.070.00542.621147.90.93-0.070.00544.722143.00.90-0.10.0146.823142.90.90-0.010.0148.924142.50.90-0.10.0151.1大溪站三日暴雨频率计算表表4-2-1序号按大小排列降雨量(mm)模比系数KK-1(K-1)2P(%)25142.30.89-0.110.01253.226138.90.87-0.130.01755.327138.00.87-0.130.01757.428138.00.87-0.130.01759.629136.00.85-0.150.02361.730128.60.81-0.190.03663.831126.20.80-0.20.0466.032126.20.79-0.210.04468.133126.20.79-0.210.04470.234117.00.74-0.260.06872.335115.50.73-0.270.07374.536113.30.71-0.290.08476.637112.70.71-0.290.08478.838109.20.690.310.09680.939108.50.68-0.320.10283.040107.20.67-0.330.10985.141104.30.66-0.340.11687.242101.00.63-0.370.13789.44396.40.61-0.390.15291.54492.50.58-0.420.17693.64590.60.57-0.430.18595.74679.300.50-0.50.2597.97317.945.99-0.016.367本站三日暴雨计算采用现行频率计算法配线计算法，计算步骤如下：1、将原始资料X由大于小加以排列，列入表4-1。计算系列的多年平均三日暴雨量，计算成果列入表4-2。X=X/n=7317.9/46=159.1mmCv= = 取Cv=0.4，并假定Cs=2Cv=0.8查表，得相应K值。计算成果见表4-3，算出相应各种频率的X值。理论频率曲线选配计算表频率P%第1次配线X=159.1Cv=0.4Ca=2Cv=0.8第2次配线X=159.1Cv=0.4Ca=3Cv=1.2第3次配线X=159.1Cv=0.4Ca=4Cv=1.0KXKXKX12.16343.72.21351.62.36357.551.74276.81.75278.41.78283.0101.54245.01.54245.01.53243.4201.31208.41.3206.81.27202.1500.95151.10.94149.60.9143.1750.71113.00.71113.00.71113.0950.4571.60.4774.80.5689.1990.347.70.3657.30.5282.7由上表分析：通过配线图，十年一遇三日暴雨应为X=245mm，故本站设计三日暴雨采用此值。第三节 排涝、灌溉流量计算1、排涝流量电排站排涝区范围明确，排水渠道布置有序，其按标准排涝流量计算如下：根据万分之一地形图量测,本站负担排涝区内总集水面积18.44Km2，水田面积为10.13 Km2,其中稻田面积5.8 Km2，湖田面积 4.33Km2，陆地、旱地面积5.46 Km2，水塘、沟渠面积2.75 Km2。利用天然水沟面积可作调蓄区，根据区域实际情况平均调蓄水深按0.5M计。1000F(P-H)+FCP-V3600TtQ= 式中：Q排涝设计流量 m3/s F排涝区内水稻面积 F=10.13Km2 F排涝区旱地和非耕地面积 F=5.46Km2 F排涝区调蓄区面积 F=2.75Km2P设计暴雨 P=245mm C旱地和非耕地经流系数C=0.8 V调蓄容积V=165104m3H水稻耐淹水深 取H=50mmT排水历时 T=3天t日开机小时 取t=22小时将以上参数代入计算得电排站排涝区总排涝流量Q=7.56m3/s。2、灌溉流量本站无灌溉耗水定额资料，根据以往抗旱用水情况和其他有资料地区水稻泡田定额，本地区水田八天轮灌一次，每亩泡田定额查有关资料为50M3水，每亩田每天耗水深10MM，则每亩稻田每天的补水量为666.70.01=6.67M3。每天方案开机22小时，渠系水有效利用系数取0.85。则灌溉设计流量为：Q1=MA/tT=(850050)/2280.85=0.79 m3/sQ2= MA/tT=6.67(8500-85008)/2210.85=0.74 m3/s灌溉设计流量=0.79+0.74=1.53 m3/s本工程以排涝为主,结合灌溉,故在选择机组型号及容量时以满足排涝而定。第四节 特征水位一、 进水池水位1、设计内水位该垸有现成干渠贯穿全垸，渠垸内的降水可自流入主干渠。干渠在干旱时尚有蓄水灌溉之成效，故在雨季将干渠水位预排降低。雨季过后，主干渠水位提高蓄水灌溉。设计内水位圩垸内田面高程在13.5m16.5m之间，按照排涝区规划要求以控制排涝区95%的农田确定设计内水位，参照万分之一的地形图和实地量测，确定平均内水位为13.7 m。排水主渠道长度为3500m，排水渠水面坡降为0.4m。则设计内水位为13.3m。2、最低内水位进水前池采用缓坡与站房底板连接。站房前端设置拦污栅一道，综合水头损失以0.3m计。则最低运行水位为13.30-0.3=13.00m。3、最高运行水位根据历年内涝水位情况调查和禾山乡水管站论证结果，最高运行水位选定为16.00m。二、出水池水位1、设计外水位设计外水位采用十年一遇洪水位，查江西五河水面曲线成果表，即H设=20.67m。2、最高运行水位最高运行水位采用二十年一遇洪水位，按信瑞联圩除险加固设计标准，查江西五河水面曲线成果表得P=5%时，本工程站址处外河最高运行水位水位为HMax=21.31 m。3、平均运行水位平均运行水位按主排涝外河水位考虑，根据历年排涝水位情况调查和禾山乡水管站论证结果， H平均=19.95 m。第四节 特征扬程计算根据原电排站的原有装机和水泵配置,初步确定装机5180KW=900KW，配备28ZLB-85型水泵。一、水头损失1、沿程水头损失 hF=LV2/C2R式中：C谢才系数，C=1/n0.41/6=1/0.0120.41/6=71.51R出水管半径R=0.8/2=0.4mL出水管长 L=9.5mV=Q/A=Q/3.140.42hF=9.5V2/71.5120.4=0.0046 V22、局部水头损失计算局部水头损失组成由进口喇叭+600弯管+扩散管0.7-0.8m，阀门内管道局部水头损失系数查表数。喇叭=0.15600弯头=0.55扩管=0.252=0.5=0.15+0.55+0.5=1.2Hg=V2/2g=1.2V2/19.6=0.06122 V2根据水泵特性指标，计算各工况水头损失如表4-4：各工况下水头损失值表4-4特征扬程流量管道半径流速hw最高净扬程1.630.42.5270.69设计净扬程1.750.43.50.81平均净扬程1.80.43.3020.841、设计总扬程H设计=20.67-13.30+0.81=8.18M2、最高总扬程HMax=21.31-13.00+0.69=9.00M3、平均总扬程H平均=19.95-13.00+0.84=7.79M第六节 泵型选择与机组台数确实定一、 机型选择根据计算排涝流量和设计扬程的条件，本站拟采用轴流泵型。查阅有关厂家提供的产品性能表，平均扬程在7.79 m 和最高扬程在9.00 m的轴流泵机型中,只有28ZLB-85型水泵的扬程范围能满足要求，设计扬程也在高效区运行。因此，本工程选择国营鹰潭水泵厂生产的28ZLB-85型轴流泵，配套电机JSL-13-8-180KW。28ZLB85型水泵特性指标表叶片安装角度扬程Hm流量Qm3/s效率%轴功率NKW叶轮直径Dmm+29.001.576.5169.66508.181.6381.2165.57.791.6882.0159.5设计工况时，Q选型=1.63 m3/s N=167.2二、装机容量根据排涝流量的计算结果，计算得电排站排涝区总排涝流量Q=7.56m3/s。机组台数n= Q/ Q选型=7.56/1.63=4.63台，选取5台，故本站总装机容量为5180KW=900KW，选型排涝流量Q设计=8.13 m3/s，灌溉时可利用其中一台机组。灌溉单机流量1.63 m3/s。第四章 工程总体布置及建筑物布置第一节 总体布置根据排涝区地势条件，新站站址位于神暑咀余家地段，联圩富强堤段，在原二站下游50M处。该站址位于排涝区最低处，且外河地形宽阔、平坦，水流条件顺畅。排涝区已有现成的排涝主沟和各支沟纵横交织，便于排涝渠道的整治，减少投资和节省耕地面积。同时，新站和老站邻近，线路短，便于安装。本工程是一座闸站结合排涝站，根据站址处地形条件结合工程布置，采用堤后排架式湿型泵房，按联圩圩堤加高加固标准，厂房布置在堤内离堤脚30米处。正面进、出水在同一条轴线上，主要建筑物有：进水前池，泵室、厂房、压力水箱、出水箱涵，出水闸及出水消能工程等。排水渠道和进水前池相接，使水流平顺的流进泵室，泵室内设四个分水隔墩，隔墩上布置拦污栅门槽和检修台板，泵室内布置五台水泵和五根出水压力钢管,泵室顶部布置电机层和主厂房, 厂房左侧布置配电房，配电房与厂房整体连接, 配电房和压力水箱之间空地布置变压器墩其上安装变压器及输电线路。进厂大门与进厂公路连通。主厂房后布置出水系统：压力水箱、出水箱涵、闸室、出口消能设施。压力水箱上设调压竖井和控制自排水流的铸铁闸门、启闭设施，外河闸室上布置启闭房和工作桥相通，出口闸门拟采用铸铁闸门挡水，启闭闸门设备采用20T手电两用启闭机。闸室出口接消力池和防冲护坦。具体布置参见工程总平面布置图。第二节 站房布置一、主厂房原电排站旁建有一幢管理房,为节约工程投资，新站厂房设计时不考虑管理房。主厂房只设计生产用房和配电房，厂房为一层砖混构造，配电房布置在主厂房的左侧, 外墙砌24CM眠砖,内外墙面无均采用1：3水泥砂浆抹底，内墙面抹白色纸巾灰装饰，外墙贴15CM5CM白色釉面砖装饰。进厂大门采用2.02.7M木门,窗房用2.01.8M铝合金窗,屋面采用平屋顶,放2%走水。电机层楼面高程为16.60 m。厂房屋面高程21.60M。厂房总长度L=L配+L主=3.4+19=22.4M厂房总宽度考虑机组搬运位置取L=6.0m二、泵室各部位高程1、泵室底板高程底板=最低水位-h1-h2=13.00-0.8-1.238=10.962 m式中: 最低水位内河最低排涝水位。h1、h2水泵所需要的最小尺寸由厂家水泵样本提供。为便于施工放样,确定泵室底板高程为10.90m。2、水泵梁顶面高程梁顶=底板+h1+h3=10.962+0.8+1.238=13.00 m式中: 底板泵室底板高程h1、h3水泵所需要的最小尺寸由厂家水泵样本提供。3、电机层地面高程电机层地面=最高水位+h=16.00+0.6=16.60 m式中: 最高水位内河最高内渍水位。h 安全超高，取h=0.6 m4、电机层高度及高程确实定H机房=t1+t2+e+ h梁=1.85+1.3+1.35+0.5=5.0 m式中: t1包括底座在内的电机高度,由产品样本提供t2起吊设备尺寸，按1.5T手动葫芦，取t2=1.3m。e吊钩与吊钩之间的距离，取e=1.35m。h梁屋面梁高，取h梁=0.5 m。故厂房屋面高程机房顶面=电机层地面+ H机房=16.60+5.0=21.6 m。第三节 进出水建筑物设计一、进水渠道断面复核：进水主渠断面复核：渠道边坡为1：1.5，过水深为1m，过水流量按电排站的排涝流量Q=7.56 m3/s，允许过水流速V=1.10 m/s。粗略计算过水流量Q=AV 取0.75A=1/22B+2mhh=B+mhh=B+1.5代入上式得: B=7.39 m，选定渠底宽为7.5m。现有排水渠道底宽B7.5m,现有主排水水渠道满足过流要求。二、 进水前池 进水前池为梯形布置，前端宽14.00M接进水渠道，后端宽18.20M接泵室,将水流平顺的引进泵室内，进水池总长度6.0M，前池底板前端设齿墙,底板拟定30CM厚，每2M布置一排50排水孔,呈梅花型布置,底板下设砂石反滤层各20CM厚。进水池两侧设挡土墙，挡土翼墙采用重力式构造,设计高度根据圩堤外坡在翼墙处的填筑高度定,泵室侧墙高5.7M,未端高3.7M,平均高4.7M,翼墙根基宽B=(0.60.7)H设计。挡土墙稳定计算：1、抗滑稳定采用下式计算：Kc=fG/H经计算Kc=1.88K1.25,抗滑稳定满足要求2、抗倾稳定采用下式计算：Kc=抗倾力矩/倾复力矩经计算Kc=3.5K1.2,抗滑稳定满足要求3、基底应力采用下式计算：Pmax=G/B(1+6e0/L)Pmin=G/B(1-6e0/L)G =462 KPa, M=726 Kpa, e0=0.3m,B=3.82m经计算完建期Pmax=169.9KPa,Pmin=61.3KPa, 基底最大应力与最小应力比小于3，基底最大应力容许应力,满足要求。运行期Pmax=93.6KPa,Pmin=42.91Kpa,基底最大应力容许应力, 满足要求。三、 泵室泵室钢筋砼构造，底板采用C20砼等级，初拟50CM厚，底板前、后端各设一道砼齿墙增加泵房整体稳定性和抗滑动稳定性。边墙初拟40CM厚，初拟后墙50CM厚，边后墙具起挡土作用又是厂房根基。泵室内顺水流方向设四个钢筋砼构造分水隔墩，隔墩长4.0M,厚60CM,隔墩前端布置拦污栅门槽安装(3.20M宽3.7M高) 拦污栅和(1.2M宽0.1M厚18.2M长)检修、操作台板，水流方向布置两条水泵梁，断面尺寸为30CM40CM。水泵粱上安装五台水泵和五根出水压力钢管,泵室总长L=L机组间中心距+ L机组离边墙最小间距=23.715+23.640+21.745=18.20M，泵室总宽度8.0M。四、出水建筑物1、压力水箱：5台水泵出水采用钢筋砼压力水箱出水，本站结合电排、自排、灌溉三用，水箱内布置四道分水隔墙，中间两隔墙间设闸门槽布置一扇3.0M3.0m混凝土闸门控制水流，在水箱两侧边墙各布置一个直径为80CM的蝴蝶阀灌溉。压力水箱分上下两层，底层为自流排涝出水通道,上层为电排出水通道，当自流排水时翻开水箱的闸门排水至外河，当电排排水时关上水箱闸门出水通过水箱上层通道排水至外河，假设需要灌溉则翻开蝴蝶阀闸引水至灌溉渠道。压力水箱后墙总宽14.00M，断面逐渐收缩至与出水箱涵相接,收缩角度35。压力水箱顶部设置竖井，竖井顶设启闭台和启闭机，竖井断面尺寸为bh=220.25m，竖井顶高程为23.50 m。接缝止水缝内采用柏油杉板填料，表层采用2CM4CM弹性聚铵脂止水带封堵，外部用C15素砼包环。2、出水箱涵：按照工程运行条件要求，新建电站出水箱涵采用单孔砼箱涵构造与压力水箱连接。出水箱涵过流能力计算:出水箱涵按压力涵管计算,涵身长60M。Q= UcW内处水头差Z0按0.1M进展计算,按最大排涝流量Q为8.13 m3/s进展试算。假设h=2.5M,b=2.5M,则W=6.25M2 X=10M R=W/X=6.25/10=0.625 沿=入L/4R=0.013260/40.625=0.317M 局=1.25M 总=沿+局=0.317+1.25=1.567M。Uc=1/总=0.799 代入流量公式得Q=0.799 6.2529.80.1=6.99 m3/s 8.13 m3/s,假设值符合过流要求。箱涵拟采用钢筋混凝土箱式箱涵出水，断面采用净孔尺寸为2.82.8m高宽，箱涵顶板、边墙、底板厚均为40cm，根据引用外河最低水位灌溉的要求拟定箱涵底板高程，外河枯水位与鄱阳相关，因此按照康山站历年最低水位为12.8113.32M之间,但出现时间多在冬季非灌溉季节,根据当地农作物灌溉期间相应的历年的外河低水位资料,低水位在14.00左右,为能引外河水灌溉,因此箱涵底板高程拟定为13.00m，箱涵总长度60m，分5节布置。箱涵与箱涵之间的接缝止水缝内采用柏油杉板填料，表层采用2CM4CM弹性聚铵脂止水带封堵，外部用C15素砼包环3、出口闸室：1、闸室底板采用钢筋砼构造，闸墩采用重力式素砼构造，长度4m。出口断面尺寸2.8M2.8M。闸室上部设置钢筋砼框架、启闭台房，和闸室相接的箱涵作根基上布置一座(宽1.6M、长9.950M)工作桥和启闭房相通,配备20T手电两用启闭机启闭闸门，采用铸铁闸门挡水。2、闸基底应力计算抗滑稳定采用下式计算：Kc=fG/H经计算Kc=1.75,抗滑稳定满足要求3、基底应力采用下式计算：Pmax=G/A(1+6e0/L)Pmin=G/A(1-6e0/L)G =2437 KPa, M=4150 Kpa, e0=0.3m,A=30.56m2经计算完建期:Pmax=115KPa,Pmin=55.8KPa,基底最大应力与最小应力比小于3，结果满足要求。运行期Pmax=76.65KPa,Pmin=38.5Kpa,基底最大应力容许应力, 满足要求。4、出口消能：闸室出口段设置5m长的八字翼墙与外堤脚连接，翼墙高度为2.3m。由于排涝期间外河水位一般都较高，因此不会产生水跃现象，电排排涝时无需消能措施, 只需护底保护地基土。消能设计按自流排涝情况进展设计。设闸前水深15.00,闸后水深14.00E0=hc+q2/2g2 hc2hc= hc/2(1+q2/ghc3+1)式中：E0涵洞出口底为基准面的涵洞出口总能量q收缩断面处单宽流量,q=2.9M3/S流速系数,取=0.95 hc收缩断面的水深 池长L=LS+LJ 式中:LJ=6.9(hc- hc)经计算, hc=0.26M hc=0.92M闸后水深1.0M,故下游呈淹没式水跃衔接，无需挖深式消力池,采用底流式消能方式。经计算消力池长L=5.02M,根据实际地形取5M，消力池未端设置5.0m的素砼护坦。五、变配电及输电工程设计一、配电方案电排站装机5180KW=900KW，考虑在不同的工况下组合情况，选用二个主变并联运行。二、主变选择P=5180KW=900KW，取COS=0.8则 S= P/COS=900/0.8=1125KW选取主变800KVA+500KVA=1300KVA变压器总容量：1200KVA三、主接线图四、 输电线路电排站电源可直接从老站T接，电压10KV，线距0.1Km。电排站总装机PC=900KW，线路允许电压降为10%。根据配电线路电压10KV三相架空电力线路，功率因素COS=0.8，则通过导线的电流为:I=PC/3UcCOS=900/3100.8=37.5(安),经济电流为2.0安/MM2,则线路截面积:S=37.5/2=18.75mm2，则输电线路拟采用铝纹线LJ-25，查有关资料，LJ-25导线单位电压降U=0.001565(%/Km.KW)。电源至站址处电压降为：U=0.001565(%/Km.KW)0.1Km900KW=0.141%由于U10%，故本电排站输电线路采用铝纹线LJ-25。第五章 防洪大堤设计1、 堤顶高程及宽度a、 堤顶高程根据堤防工程设计标准的规定堤顶高程=设计洪水位+波浪爬高R+最大风壅水面高度e+安全超高A.其中：设计洪水位：本堤设计洪水标准为20年一遇的洪水位21.31M。安全超高A：4级建筑物的安全超高为0.6M。本工程最大风速为20.7M/S,主风向为N向。计算得最大风壅水面高度e=0.01M，波浪爬高R=0.87M。堤顶超高Y=R+e+A=0.87+0.01+0.6=1.48M则堤顶高程=21.31+1.48=22.79Mb、 堤顶宽度根据余干县联圩除险加固工程设计标准，联圩堤顶宽8M。c、断面形式根据余干县联圩除险加固工程设计标准，联圩富强圩堤段堤顶高程为22.79m，堤顶面宽8m，堤顶以下2m处设置一条2m宽的马道，圩堤内外边坡1：3。2、渗流稳定计算渗流稳定计算分两局部进展,第一局部为沿建筑物根基渗流计算，第二局部堤基渗流计算。一沿建筑物根基渗流计算1、地基地质情况该工程箱涵总长度74m，防洪闸室长4.0m。据上饶市水利水电勘察设计院地质勘察成果介绍，闸址地基为壤土和粉质粘土层，箱涵底板下覆盖厚度平均值为8.31m，基岩高程为-8.13 m,壤土层与基岩之间依次为人工填土、粉质粘土、砂土、砂卵石层。地质剖面图见余干县乡号咀仂电排站工程地质勘察报告。2、计算资料外水位：取本工程外河P=5%防洪水位 21.31 m内水位：取前池最低运行水位 13.00 m总水头差： 8.31 m3、透水层计算深度确定水平投影长度为 L0=74m垂直投影长度为 S0=0.9 m实际透水层深度为 T=3.6 mL0 /S0=74/0.9=825 Te=0.5L0=37 m T=82mTe=37 m故计算深度取实际透水层深度3.6m4、闸室、箱涵地基渗流阻力系数计算由于闸室齿坎较浅，渗透计算时按短板桩考虑。同时，为简化计算，箱涵段齿墙忽略不计，箱涵段均视为水平段，偏于安全计算。1进口段ABS=0.9m T=3.6 m则 1=0.6282齿墙垂直段BCS=0.50 m T=3.2m则 2=0.1583闸室水平段CDS1=0.40m S2=0.40 m L=3.2 m T=3.2m则 3=0.8254齿墙垂直段DES=0.50 m T=3.2 m则 4=0.1585箱涵水平段FGS1=0.50 m S2=0.5 m L=70 m T=3.2 m则 5=21.656齿墙垂直段GHS=0.5 m T=3.2 m则 6=0.1587出口段HIS=1.2m T=3.6 m则 7=0.78i=1+2+3+4+5+6+7=0.
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