某排涝泵站初步设计报告书

第一章工程概况XX电力排涝站位于XX县中部XX镇XX村XX咀上，处陆水河左岸、北门畈东北边缘。东临陆水,南靠北门畈，,西伴XX县城，北依丘陵地带。北门畈就地形来看属XX盆地平畈。六十年代中期修建了陆水水库后，迴水涝渍，灾害频繁，粮食产量徘徊不前。在上级主管部门的支持下，1977年冬季修建了北门畈围垸和XX排涝泵站，以确保粮食生产正常开展和县政府行政机构正常运转。泵站按10年一遇1日暴雨2日排干的标准设计，设计需安装水泵机组8台，总容量1240千瓦。但由于受资金的限制，当时泵站建设时期泵房下部按8台机组施工，水泵机组只安装了4台，总容量仅620千瓦。因泵站未按设计标准实施，装机容量仅达到设计值的50，30年以来，北门畈受渍水浸淹达11次之多，平均14年浸淹一次。统计资料显示，近年受淹范围的扩大的趋势，受淹损失在加剧。最严重一次发生在1998年，XX镇城区被淹面积达三分之一，北门畈内一片汪洋，损失惨重。XX电排站已运行30余年，发挥着重要作用。但由于运行年限长，突出很多问题。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，生产成本增高，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，严重制约着农业的发展，给国民经济造成损失。XX泵站担负116KM2集雨面积的排涝任务,受益范围包括郭家岭村、史家渡村、龙背村、XX村、环城村和农业局农场,共有5个村68个组15000人口。北门畈7000余亩农田土壤肥沃,适宜种植蔬菜、水稻,是XX县粮食主要产区。XX镇部分城区也在北门畈范围之中。XX镇是XX县的政治、经济、文化中心，人口约12万，工厂、企业遍布。随着社会经济发展，县城区面积发展到12平方公里，县卫生局及县医院、国税局、石油公司等许多政府部门、企事业单位迁出老城区向北门畈方向发展，其中部分区域地势较低，易于发生渍涝。目前，XX县正在实施“一河两岸”规划，而北门畈又在规划核心区域。该畈由原来的单纯农业区发展为新城区和高新农业基地，排区社会经济情况发生很大变化，北门畈排涝标准应予适当提高，XX泵站增容改造工程势在必行。受XX县移民局委托，XX县水电工程设计室承担XX泵站增容改造工程规划设计任务。我们随即组织有关技术人员实地查勘现场，收集有关设计资料，广泛征求有关部门意见，于2012年3月完成初步设计的编制工作。第二章工程水文、气象、地质第一节水文资料陆水是长江中游的一级支流，发源于通城县高峰界，途经XX县、赤壁市，于嘉鱼县陆溪口汇入长江，干流全长183KM，流域面积3950KM2。其中在XX县境内河长67KM，面积为1961KM2。陆水河水源均来自降雨，水量变化与气候变化同步。陆水河是一条典型的山溪河流，具有水位变幅大、陡涨陡落、来势迅猛等特点。陆水进入XX县境内后，因XX盆地特殊的地理位置，洪水易于向盆地集中，加上河床淤积，陆水水库高水位的顶托，导致XX盆地洪涝灾害频率发生。第二节气象资料XX县属亚热带季风气候区，四季分明，光照充足，雨量丰沛，气候温和。气候特点是每年春末夏初之交，西南季风活动频繁，又由幕阜山脉走向，面对着夏季风、暖湿气流的来向，促成XX成为湖北省暴雨中心之一。4月进入汛期，强大暴雨多出现在6月中旬到7月上旬的“梅雨”期内，此时最易发生洪涝灾害。但7月中旬至8月受到副热带高压的控制，出现晴热少雨的天气，常有伏旱发生。XX县虽然雨量充沛，但受季风的影响，年内和年际降水变化悬殊。一年内的降雨多集中在47月，这4个月的降雨量占全年的553。年际之间降雨量之差也很大。XX站主要气象特征值如下多年平均降雨量15097MM最大日降雨量2035MM多年平均气温1880C极端最高气温4070C极端最低气温1350C多年平均风速15M/S最大风速183M/S多年平均日照时数1698H第三节设计洪水根据湖北省水利水电勘测设计院编制的湖北省XX县陆水库区XX盆地防洪工程初步设计报告（以下简称初设报告），XX站设计洪水成果如下表设计参数设计成果项目均值CVCS/CV011510洪峰流量（M3/S）156707338610580038603040根据初设报告意见，XX泵站所处的XX镇北门畈属陆水河城区段，堤防桩号14622，堤防的设计洪水标准为20年一遇洪水。第四节设计暴雨设计暴雨以XX站实测降雨资料进行频率计算，该站自1965年开始具有完整的降雨资料，具有一定的代表性。通过对XX站19651997年降雨系列进行排频计算，可得各历时指定频率的点雨量，计算成果与湖北省暴雨径流查算表的查算资料进行对比，对比情况详见下表设计暴雨值（MM）时段均值（MM）CVCS/CV1510501H4470473511648607263926H87604735228116861422769本次计算24H128043529552272196411651H47045351184877526H850535232916921411图表查算24H115053531522891909从上表可以看出，图表查算成果和本次计算成果基本一致。考虑到图表资料系列较短，其代表性不如本次计算成果，因此设计点雨量取本次计算成果，然后按图表介绍的方法，计算各频率的设计面雨量及设计净雨过程。第五节治涝水文设计暴雨以XX站为设计代表站进行计算。通过XX站19601997年最大一日暴雨进行频率分析计算，可得该站各频率一日暴雨设计成果如下表设计暴雨时段均值CVCS/CV15101D110104335267920251732根据XX站逐日平均水位的频率分析和内插，初设报告确定的XX泵站设计外江水位为外江设计水位5352M，外江最高运行水位5416M外江防洪水位5757M。XX泵站为明渠出水，明渠底板高程高程为5650M。第六节施工洪水及治涝标准根据湖北省XX县陆水库区XX盆地防洪工程可行性研究报告评审会议纪要，结合考虑湖北省平原区治涝标准，选择XX盆地各排涝治涝标准为10年一遇，对于排水泵站，城区按10年一遇1日暴雨1日排完，城区和效区混合排区按10年一遇1日暴雨2日排至允许高程，农业排区按10年一遇1日暴雨3日排至作物耐淹深度。按上述意见，XX泵站站的治涝设计标准为10年一遇1日设计暴雨2日排完。查有关水文资料，本工程5年一遇的枯水期设计洪水位为5277M。第三章工程地质条件及地质评价第一节地形地貌工程场区位于XX盆地内，第四系以来地壳以上升为主，中间有短暂停顿，形成陆水河一、二级阶地，河流总体以侵蚀、冲蚀作用为主。第二节地层岩性区内出露地层以第四系地层为主,部分地段出露白垩第三系地层局部出露寒武系地层。现将区内主要出露地层由老至新分述如下寒武系中统高台组（2G）为一套灰色中厚层白云岩组成，区内在XX泵站出露。上白垩第三系（K2R）灰绿色紫红色钙质粉砂岩夹页岩及泥灰岩。第四系晚期更新统残坡积层（QEDL3）黄褐色、红褐色，大部分由粘土组成，部分为壤土，土质均匀。全新统冲积层（QAL4）分布在陆水河两岸河漫滩、级阶地上，上部由壤土、砂土构成，厚36M，下部由砂卵石构成。全新统人工堆积（QS4）由已建堤防构成，填土由壤土、砂壤土、砂土混杂而成。第一节地质构造及水文地质条件场区总体位于下杨子台褶皱带的边缘，雪峰台隆起的北缘，具体构造部位位于白垩第三系组成的红色构造盆地中。据（GB183062001）1400万中国地震参数区划图，工程区地震峰值加速度005G，相应的地震烈度度。场区地下水按其储存空间及承压情况，可分为以下种类孔隙水主要储存于晚更新统及全新统粘性土中。孔隙性承压水储存于全新统冲积层下部砂卵石层中，地下水有时具有一定的承压性，一般情况下埋深2535M。基岩裂隙水主要储存于白垩第三系碎屑岩各种裂隙中。岩溶裂隙水主要储存于寒武系中统厚层白云岩裂隙中。地下水多属重碳酸钙镁型水，PH值7173，无侵蚀性CO2，对混凝土无侵蚀性。第三节本站工程地质条件XX泵站位于县城左岸保护区起点，站基为上白垩统第三系（K2R）上段底部，为灰紫色砾岩，砾岩胶结良好，岩体完整，承载力高。泵房后坡由基岩构成，岩层倾角100左右，坡度较为平缓，山坡稳定。总体上看，XX泵站场区工程地质条件良好，新建泵房工程可直接置于基岩之上。第四节天然建筑材料石料经比选，石料场选在场区北侧鹿门铺，石料为中寒武统中厚层白云岩、白云质灰岩、鲕状、豆状灰质白云岩等，此类岩石强度较高，石质优良，储量巨大，交通方便，到场地运距约6KM。砂料陆水河中沉积大量砂卵石层，当地有直接从河床中挖砂的经验，采砂率为30左右，砂粒稍粗。本工程用砂可在河中采砂场采购，平均运距3KM。第四章工程建设任务和规模第一节治涝原则及标准依据的规程、规范（1）泵站设计规范（GB/T5026597）；（2）灌溉与排水工程设计规范（GB5028899）；（3）农田排水工程技术规范（SL/T499）；（4）水工建筑物荷载设计规范（DL50772005）；（5）水利水电工程设计洪水计算规范；（6）陆水库区XX盆地防洪工程初步设计报告。第二节存在问题及工程建设的必要性XX泵站位于XX县XX镇北门畈的XX村，陆水河左岸，来水面积116平方公里，县政府机关及一些县直行政部门机构多设在北门畈排区范围内。排区既是XX县重要的产粮区。又是XX县的政治、经济、文化、工业、交通中心，是全县精华地带。六十年代中期修建了陆水水库后，迥水涝渍，灾害频繁，1977年冬季修建了北门畈围堤和XX排涝泵站。泵站设计安装水泵机组8台，总容量1240千瓦。但由于受资金的限制，泵站土建部分按8台机组施工，完工时水泵机组只安装了4台，总容量620千瓦。30年以来，北门畈屡受渍水浸淹达，平均14年浸淹一次。近年来受淹范围在扩大，受淹损失在加剧。最严重一次，XX镇城区被淹面积达三分之一，北门畈内一片汪洋，损失惨重，北门畈XX泵站增容改造工程势在必行。XX泵站存在的问题主要有以下几个方面1、现状装机容量不足，排涝效益差原站按装机8台700ZLB70型水泵机组标准设计，由于资金不足，只安装了4台水泵机组，排涝能力无法满足现状排水的要求。已经安装的机电设备使用34年，已明显老化，其中1台机组因严重损坏而不能运行，使泵站排涝效益更是得不到保证。2、电气设备配套不完善泵站现有电缆型号落后，绝缘老化，运行安全得不到保证，应全面更新。变压器低压侧出线方式不安全，铝牌无刚性支架支承，跨度又比较大，容易造成短路事故。变电站设施简陋，露天安置，运行安全得不到保障。应按现行标准进行更新。3、厂房破旧，需装修翻新。第三节工程等别XX泵站排区集雨面积为116KM2，其中城区及工业用地占17KM2；农业区占47KM2，鱼塘、河流13KM2，村庄、道路、旱地18KM2，丘陵林地21KM2。根据防洪标准（GB5020194），本泵站规模为小型排水泵站，工程等别为级，主要建筑物为4级建筑物，次要建筑物和临时建筑物为5级；排涝标准按10年一遇1日暴雨2天排干标准执行。第四节设计暴雨的排涝模数及排涝流量排涝模数主要与设计暴雨历时、强度与频率、排涝面积、排水区形状、地面坡度、植被条件与农作物组成、土壤性质、地下水埋深、河网与湖泊的调蓄能力、排水沟网分布情况和排水沟底比降等因素有关。根据灌溉与排水工程设计规范（GB5028899）C023有关内容，XX泵站排区属无较大湖泊、洼地作承泄区的排水区，设计排涝模数计算公式为QJPAH1AWH2A2H3A3H4A4EWA1FAW/36TTAQJ泵站向外河提排的设计排涝模数，M3/（SKM2）；P设计暴雨量MM，取10年一遇1日最大暴雨1732MM；A排水区总面积（KM2），A160KM2；H1水田滞蓄水深（MM），取H150MM；AW水田面积（KM2），AW470KM2；H2河网、鱼塘、沟塘的滞蓄水深（MM），取HG200MM；A2河网、鱼塘、沟塘水面面积（KM2），A223KM2；H3非耕地及旱地的初损与稳渗量MM,10年一遇24小时暴雨径流系数取07，H30317325196MMA3非耕地及旱地的面积（KM2），AF63KM2；H4城区土壤渗蓄水量MM,城区10年一遇24小时暴雨径流系数取090，H4011732173MMA4城区的面积（KM2），AF27KM2；EW排涝时间内的水面蒸发总量MM，EW055E20，E2020CM蒸发皿排涝期日平均蒸发量，取E2026MM，则可得EW66MM；F排涝时间内水田渗漏总量，考虑同围堤、涵闸的入渗量抵消，取F0；T排涝天数，T2D；T向外河排水时水泵在1D内的运转时间H，T22H/D；将有关数据代入上式可计算得QJ063M3/（SKM2）。故泵站设计排水流量为Q1AQJ101M3/S。由于XX泵站为明渠出水，明渠底板高程5650M是固定不变的，明渠底板高程改造后为5450M，管口中心线高程为5510M。有关净扬程值按以下计算设计净扬程为551520310M最大净扬程为5757515607M第五节水泵选型1、水泵数量选择水泵数量由下式确定IZIZQ式中，QZ泵站设计总排水流量，Q1101M3/SZI水泵台数，暂设为8台故单台水泵流量QI为101/8126M3/S2、扬程损失计算根据以上计算，本站净扬程为31607M，各种工况下有关扬程损失计算如下管道沿程损失扬程，由公式MBFQLH式中，HF管道沿程水头损失F磨擦阻力系数L管道长度，本站取20MD管内径，取07MQ管内流量，取13M3/SB管径指数M流量指数局部损失扬程局部损失扬程按下式计算GVHIJ2经计算，设计工况时总扬程损失09M，最大净扬程工况时总扬程损失152M。XX排涝站的各种扬程如下表XX泵站特征扬程汇总表单位M设计净扬程最高净扬程设计流量（M3/S）净扬程H净31607设计总扬程最高总扬程1012总扬程H总390759XX泵站现已安装4台28ZLB70型轴流水泵机组，配JSL8型异步电机，单机功率155KW，并预留4台水泵机组的机窝。根据本站扬程和流量，水泵以选择轴流水泵为宜。为方便机组配件供应和机组维修，宜选取与原安装机组相同的水泵机组。查有关资料，700ZLB70型轴流水泵工作性能如下表流量功率（KW）叶片安装角M3/HL/S扬程（M）转速R/MIN轴功率配用功率效率叶轮直径MM配套电机30908501091247323940109481111681740456012705047828073520977106131577145001250746110582720504014005681027620044301230872730129155812650JSL型155KW8P380V4860135073115831558015504538657945110142081113683557101585639118838205960165754110583558701630725137848406280174458108843根据本站设计流量及扬程，选择8台700ZLB70型水泵机组可以满足泵站的排涝要求。第五章工程布置及建筑物第一节设计依据1、工程等别及建筑物级别XX泵站增容改造工程设计装机8155KW，依照水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000），确定该泵站工程规模为小型等别为等，主要建筑物等别为4级，次要建筑物及临时建筑物为5级。依照水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000），XX泵站设计排涝标准为10年一遇1日暴雨2天排完，泵站防洪水标准为20年一遇洪水。根据中国地震动参数区划图（GB183062001），工程区所在地地震动参数为005G，相应地震基本烈度为度区，可不作设防。2、基本资料排涝参数承雨面积116KM2设计排涝模数0695M3/SKM2设计排涝流量101M3/S水位及扬程内河设计水位520M内河最低运行水位515M内河最高运行水位525M外江设计水位5353M外江最高运行水位5416M外江防洪水位5757M设计净扬程31M最大净扬程607M泵房进水室底板高程4970M水泵梁顶高程5152M电机层楼面高程5512M泵房平面尺寸63099M泵房下部结构形式浆砌石钢筋混凝土梁结构泵房上部结构形式砖混结构第二节工程总体布置一、工程总体布置XX泵站工程主要建筑物包括进水前池、泵房、出水钢管、出水明渠、变电站等。为充分利用原来的建筑物基础，减少占用耕地，整个工程拟在原来泵站预留的基础上增加4台机组，对原有4台机组维修及电器设备更新。二、工程等别及建筑物级别本站装机容量1240KW,设计流量1012M3/S，根据泵站设计规范（GB/T5026597），确定电排站等别为等，电排站规模属小型；主要建筑物为4级建筑物，次要建筑物为5级建筑物，围堰等临时性建筑物级别为5级。三、主要建筑物设计本工程是原XX泵站的增容改造工程，涝区内河排水通道已经形成，本站不再修建新的引水通道。泵站的主要建筑物有1、进水前池前池是引水渠道和进水池的连接建筑物。前池的形状和尺寸，不仅会影响水流流态，而且对泵站工程投资和运行管理带来很大的影响。为保持进水良好的流态，本次增容改造拟对前池进水区域淤泥清淤，以方便排渠水流顺利进入前池。2、泵站厂房利用原电排站预留厂房改造，厂房旁建有一层3间管理房,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，已建厂房为一层砖混结构，配电柜布置在主厂房内。本次拟对厂房装修翻新。泵房外墙贴白色外墙面砖，内墙及天棚表层涂白色乳胶漆；采用钢制平开大门，铝合金窗并加设防盗网。3、出水钢管出水钢管基本按现状进行布置。主管管内径取800MM，主管与水泵间设长1M的渐变管，其管径由700MM增至800MM；为方便钢管拆卸维修，在出水钢管末端处另设内径800MM伸缩节1个。主管出口处设800MM的拍门，由水泵生产厂家配套供应。4、出水渠道出水渠道现状底板高程为5650M。出水明渠现状为浆砌石结构，裂缝很多，漏水严重，老损情况比较突出，为确保本站的防洪安全，计划将出水明渠改造为钢筋砼结构，渠内净宽保持不变。增容4台机组后，出水渠道需新增延伸16米，全长40米用钢筋混凝土现浇。第六章机电及金属结构第一节水力机械1、水泵选型原则根据泵站设计规范要求，水泵选型的原则为水泵选型应满足泵站设计流量、设计扬程及不同时期排水的要求。尽量选择额定扬程与设计扬程相符的水泵，以保证在平均扬程时水泵在高效区运行；在最高与最低扬程时，水泵应能安全、稳定运行，力求泵的装置效率高，运行费用低。选用泵型应优先考虑国家推荐的产品和经过鉴定的产品，采用技术成熟的产品运行管理和维修方便。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。水泵数量的选定，应保证调节方便，工程投资省。2、泵型选择及方案比较根据XX泵站的设计水头和设计流量，该站属低水头大流量的泵站，立式轴流泵是低扬程泵站使用最为广泛的泵型，在低扬程段有较好的性能，平面尺寸小，征地费用低，启动方便，易于管理，维修运行费用相对较少，故泵型选择中只考虑选用立式轴流泵。XX泵站设计流量Q101M3/S，设计净扬程31M，最大净扬程607M。选择过程如下确定水泵的总扬程根据水泵的净扬程，估算水泵的总扬程，其中设计总扬程为H总13H净1331403M最大总扬程为H最大总13H最大净13607789M由上可以看出，本站的扬程范围很狭窄，能满足扬程的泵型不是很多。根据以上初估的水泵总扬程H总，结合本站的排水流量要求初选水泵类型。查水泵样本，满足扬程范围的泵型只有28ZLB70型和800ZLB70二种，这二种泵不仅能满足扬程方面的要求，而且都处于高效区，其中28ZLB70型效率为8283，800ZLB70型效率达8384。前者配套电机为JSL1210，功率155KW；后者配套电机为JSL1310，功率180KW。考虑到本站现有机组尚有一定的使用价值，新增机组最好与现有机组型号一致，以便今后维修管理。因此，选取28ZLB70型水泵为本站新增泵型。该型水泵性能曲线详见附图XX泵站设计07。XX增容泵站主要水力机械清册序号名称型号及规格单位数量备注1主水泵700DFZLB125型D065MN585R/MIN台42主电动机JSL12IO型N80KW,U380V台43伸缩阀DSSF471OMPA型D070M台44风机BLT35II型Q_1050RR13/HPBR43PA台4XX泵站原有4台机，本次增容4台机，相应每台机增设一道进口拦污栅、一道出口拍门。1进口拦污栅在泵站进口增设两孔拦污栅垂直布置，孔口尺寸25524M，设计水头差35M。底槛高程5060M，拦污栅桥面高程5660M，栅体主材Q235，主梁采用工字钢，支承滑块采用HT2040，拦污栅拟采用人工清污方式。在厂房外悬臂梁上增设一台移动式ST的电动葫芦作为起吊拦污栅用。单孔拦污栅含拉杆重22T，单孔埋件重26T。电动葫芦含轨道及附件重14T。2拍门在泵机的出口增设两孔自由式拍门，80。倾角布置，拍门孔口尺寸008M，共两孔。泵站运行时，拍门自由打开，事故停机时，拍门迅速关闭孔口，以防事故的扩大。单孔拍门重06T，单孔埋件重12T。增容改造的XX排涝泵位位于左岸的北门畈。当城市内涝时，将渍水排至泵站前池，再由泵站将渍水排至陆水河。XX泵站的变压器均采用油浸式、室外布置，其照明范围即各泵站主泵房的照明。电源由泵站低压馈电屏专引一回路至各泵站照明配电箱，为美观起见，泵房及屏、柜天棚装设336KW防水防尘荧光灯，同时在泵房上、下游侧柱子上装设防爆型壁灯。泵房墙面上均设有两相插座和三相插座。各涵闸启闭机房照明电源引自闸室动力控制箱，室内装设简易式日光灯作一般照明，闸室动力控制箱留有一回备用回路，作为临时照明或闸门检修用。第二节电气工程1、供电方案本工程安装8台立式轴流泵，配套电机单机容量155KW，总负荷1240KW。根据工程的性质和重要性，供电方案按三级负荷等级设计，采用现有农网线路供电。结合当地电网的实际情况，经与当地供电部门协商，本工程仍由城关变电站现线路供电，线路全长2KM，导线为LGJ35。考虑到本线路负荷偏大，为满足电动机启动和运行的要求，拟加大变电站至泵站间的导线截面，即导线由现有的LGJ35改换为LGJ50。在泵站不运行期间，为避免变压器空载损耗，应将二台主变压器解列，站内用电可通过一条长1000M低压线路从XX搭火供电。2、电气主接线本站新旧机组共8台，加上站用电总容量约1300KW，电机机端电压均为400V。根据泵站装机规模、运行方式，拟定电气主接线为单母线接线。35KV进线设置总开关断路器，变压器高压侧设置跌落开关，低压出线上完整的三相电流互感器和断路器。在型号为TMY3（12010）的04KV低压母线上，接有6台电动机，电动机额定功率均为180KW，功率因素09通过断路器和隔离开关与母线相连，每台电动机的进线上都安装三相电流互感器。为提高泵站功率因素，采用就地电容补偿，每台电机各装设1台并联成套补偿装置，可分别投退。为防止雷电波侵入危害，设置完善的防雷保护装置，于35KV进线和6台电机的进线上都设避雷器。详见电气主接线图。为此，变电站需增加S91000/10KV变压器一台，并为新、老变压器修建一座变电室。这种接线方式简单、清晰，运行维护方便，节省投资。其不足之处是变压器出现故障或检修时全站停电。但泵站运行时间较短，加上新变压器故障率很低，维修也比较方便，故此不会对泵站正常运行造成很大的影响。电气主接线图详见附图电气主接线图XX泵站可研06。电机启动和无功补偿电动机采用智能软起动补偿控制装置，该装置简称MSCCC是在电动机定子回路串入正反并联的可控硅，通过改变可控硅的导通角实现对电动机的降压启动。降低起动完成后，由固态软起动器发出旁路信号，旁路接触器闭合，电动机全压运行。同时在电动机定子侧并入优质愈式并联电容器，用于实现就地无功功率补偿。电机断电时，并联电容将自动切除。电容器内部安有放电元件，能将电容器端子上的剩余电压在3分钟内降至50V以下。采用固态软启动装置，能有效降低启动电流，对配电容量裕度的要求也不高，能软停车以消除或减少管道中的水锤现象。相比之下，采用传统的自耦减速压起动方式不能有效地降低启动电流，对配电容量的裕度要求也比较高，无法实现停车时管道中产生的水锤现象，故本次设计推荐使用固态软启动装置。按泵站设计规范，泵站在计量点的功率因素不应低于9；当总容量在200KVA以上时，功率因素不应低于095。本次设计拟采用电容补偿。以下就电容集中补偿和就地补偿进行经济技术比较方案一固态软起动装置电容就地补偿，即在每台电动机配套的固态软起动装置中加装40KVAR电容补偿装置，电动机完成软起动后，该装置自动投入补偿。方案二固态软起动装置电容集中补偿，即在每台电动机配套固态软起动装置，另根据需要的补偿总容量增加1面电容补偿柜，按运行情况分组投切电容器，进行动态补偿。从技术角度考虑，就地补偿可靠性高、快捷、方便，二次保护简单，功率因素可以达到095以上。集中补偿运行时，补偿投入呈跳跃型，不能实现缺多少补多少，内部接线比较复杂。因为需要增加一面电容器柜，造价也略高于方案一。综上，本次设计推荐采用就地补偿方案。经计算，本站补偿前运行功率因素为9，在补偿383KVAR无功后，运行因素将达到965，满足要求。故确定补偿设备容量为40KVAR。主变压器容量复核根据泵站电气接线方式，计算负荷主变容量应满足011COSSKPSN式中，S主变压器容量（KVA）；P1电动机额定功率（180KW）；电动机效率，取95；COS电动机功率因素，09；K1电动机负荷系数，09；S0厂用电最大计算负荷（50KVA）；N电动机台数，6；经上式计算，得出主变压器容量为1187KVA，所选容量可以满足要求。短路电流复核因暂无电力系统短路资料，计算时系统按无穷大考虑。电源进线采用35KV电压等级，导线为LGJ120架空导线供电距离15KM，故X10415100/352049一台SL71250/35型变压器，其阻抗电压为63,故X2UD/100SJ/SE61/100100/125488本站装有6台异步电动机，单机容量180KW，短路电流计算成果如下表平均电压计算电抗短路电流ID短路电流I02短路电流I4冲击短路电流ICH短路电流最大有效值短路容量S短路点（KV）KAKAKAKAKAMVAD1355210320320320570481921主要设备选择根据三相短路电流计算结果及导体和电器选择设计技术规定（DL/T52222005）的有关规定，对本站电动机回路和04KV进线回路等设备进行复核和选择，计算成果如下表。计算数据设备技术数据工作电压工作电流短路电流冲击电流峰值电流热效应额定电压最高工作电压额定电流额定开断电流4S热稳定电流极限电流峰值安装地点KVAKAKAKA2S选用设备型号KVKVKAAKAKA主变低压侧04138020225155MT25H044048160065143电机04450202251550440486307070主要电气设备布置主变采用露天布置，电气副厂房布置在主厂房左侧，平面尺寸为127M。防雷接地为防止直接雷击，在35KV变电站设独立避雷针一座，主、副厂房顶采用水平避雷带。为防止感应雷的侵害，将主、副厂房内的各种设备的外壳和构架等进行可靠的接地，并按规程要求在35KV母线和35KV进线上设避雷器35KV降压站和低压配电室均设人工接地装置，并充分利用厂房结构中的钢筋等自然接地材料降低接地电阻。其接电阻值不得超过规范允许值。以上接线方案中，10KV高压输电线经跌落式熔断器、高压计量箱至主变压器，经变压器降至400V后，通过电缆向泵房各用电器供电。本站二台电力变压器分别向4台水泵电机供电，并分别承担电动葫芦、泵房照明及其它辅助设备供电。每台变压器的低压出线端都设置一面进线柜，负责对4台水泵电机及其它用电器供电进行控制和保护。3、主要电气设备变压器本站原有变压器1台，容量为1000KVA。根据增容的需要，需增加S91000/10KV变压器一台。因变电站靠公路太近，且为露天布置，高、低压侧均为裸线，安全性能较差，拟修建一座变压器室，其平面尺寸为5070M变压器进、出线均改为电缆形式。电控设备及水泵电机软启动器站内设GGDW15进线柜二面，各负责对4台水泵电机供电进行控制，进线柜与变压器低压端通过VV1KV3240电缆连接。另设馈电柜一面，负责对泵房其它用设备供电。小型轴流水泵电机一般都采用自耦减压起动器起动，起动过程中电流较大，容易产生火花，操作过程也比较烦杂。现拟采用水泵电机软起动器，按“一控一”方式布置。该装置具有起动电流小（一般为额定电流的253倍）、起动平滑、无触点、无火花、体积小等优点，除解决水泵电机的软起动、软停机外，还能作电机的节电运行控制之用，具有明显的优势。其它设备站内设3T电动葫芦二台，分别承担机组安装维修及检修闸门的吊装任务；为解决通风换气问题，泵房内设二台BLT3511型轴流风机，该机Q1050M3/S，PN43PA。泵房照明电源由馈电柜专引一回路至照明配电箱。泵房天棚装设336W防水防尘荧光灯，泵房上、下游壁柱上装防暴型壁灯，并预留至生活区的供电回路。无功补偿根据生产厂家提供的资料，水泵电机的功率因素COS在073左右，效率为09。根据泵站设计规范，泵站功率因素应为085090。本站属拆除重建工程，应考虑无功补偿问题。无功补偿采用集中自动补偿，电容器柜接在400V母线上。所选电机的功率因数设计值为073，根据其他工程的经验，并考虑系统电压对功率因数的影响，取电机的实际功率因数COS1065，而供电部门要求功率因数COS2须达到09，其所需补偿的电容容量的计算如下QCPTG1TG241150911690484284KVAR选用成套装置低压电容器柜，共2台，单台容量为330KVAR。防雷接地根据GB5005794建筑物防雷设计规范，防雷按三类建筑物要求设计，采用避雷带作为防雷接闪器，在房顶沿屋檐、檐角等易受雷击的部位设避雷带。避雷带采用15镀锌钢管，并利用墙转角处的结构柱的对角主筋作为防雷引下线。避雷线与下行线作可靠连接。排涝站接地系统采用TN方式，接地装置利用结构基础钢筋网，形成法拉第网。接地采用自然接地和人工接地相结合方式，自然接地以水工建筑物水下部分钢筋和水工建筑物所有的钢筋、金属部分连接成电气通路，人工接地网以水平接地网为主。接地电阻应小于4。XX泵站站主要机电设备汇总列表如下XX电排站增容改造电气设备清单序号名称规格型号单位数量备注1水泵28ZB70台42电动机JSL1210台43电力变压器S91000/10KV台14电力变压器S91000/10KV台1大修5高压计量箱KYN44D12Z30台16进线柜GGDW15面27馈线柜GGD2面18电容柜GGD改面29软起动控制柜PMCCC112面810厂用负荷控制箱台111泵站动力控制箱台112熔断器RW410/100组213避雷器FS410组214供水泵500FWQ271522台115伸缩节DSSF4710MPA台816高压电缆YJV2237010KV米6017电机电缆VV1KV3150米20018进线电缆VV1KV3240米10019手拉葫芦SH3型个12010KV输电线LGJ350KM3221导线BV25米30022低压架空线BX110米1000隔离开关GW535GD/630只1低压进线柜GCS面2低压联络柜GCS面1软起动柜MSCCC台6动力配电箱台3照明分电箱1照明灯具套20电缆支架吨2避雷针24米座1接地钢材吨2电力电缆VV14001KVM300电力电缆VV223185195300电力电缆VV24101KV300控制电缆KVV22515300第三节金属结构本站金属结构包括泵站拦污栅8个、检修闸门1扇、出水钢管4根（含渐变管），800MM拍门4扇，起重电动葫芦1台套。有关内容分述如下1、拦污栅现有拦污栅锈蚀情况严重，外形尺偏大，整体刚度不足，安装位置不合理，应作报废处理。新设拦污栅安装在前池的进口段，用以拦截水流挟带的污物，保护水泵不受其损害。拦污栅外形尺寸（宽高）为3235M，每孔安排1个，安装在隔墩中的拦污栅槽内。为确保应有的刚度，拦污栅由直立的栅条和型钢组成的边框焊接而成，其中栅条由扁钢制成，栅条间距取80MM。拦污栅的安装角度取700，这样可使部分飘浮物附着在拦污栅的上部，方便人工清污。8个拦污栅总重量为6160KG。2、检修闸门为满足水泵检修需要，在进水池设1扇检修闸门,闸门平时锁定在孔口上方，轮流供8台水泵作检修之用。闸门采用开敞式平面钢闸门。闸门前池最高运行水位作为检修水位。操作条件为静水启闭，启门前先用供水泵往待检修水泵的进水池注水,闸门前后水位持平后再用设在屋面大梁的CDI/MDI3T电动葫芦开启闸门。据测算，该闸门门体及8对闸门槽埋件的金属结构总重量为4080KG。3、出水钢管出水钢管按现状以单机单管方式布置，法兰盘连接，管间用橡皮止水。为减少出水管水头损失，主管与水泵间设长1M的渐变管，渐变段管径为700/800MM；为方便管道维修时的拆卸，在出水钢管末端设伸缩节。主管管内径800MM，管壁厚6MM，选用螺旋焊接成品钢管。为防止水泵关机时水流倒灌，主管出口处设拍门。拍门可在水泵内水压力作用下自动开启；水泵不运行时，拍门可在外水压力的作用下自动关闭。4、拍门拍门为铸铁构件，由专业生产厂家配套供应。估计每扇拍门门叶加门座重450KG。XX泵站站金属结构工程量汇总见下表XX泵站站金属结构工程量汇总表埋件（或附件）门体编号名称孔口尺寸（宽高）M数量单重总重单重总重总重1拦污栅30358120960650520061602检修闸门30281/830024001680168040803出水钢管801704660264019807920105604拍门8045020040080010005接地装置1100010001000合计39440第七章施工组织设计第一节施工条件1、工程概况本工程属陆水库区北门畈围垸。工程区位于陆水河中游左岸，陆水水库的库尾，为陆水水库的消落区。本工程属泵站增容改造工程，主要工程内容新增4台机组，维修旧有4台机组，电气设备更新，新建延伸出水明渠，进水区域清淤。XX泵站改、扩建工程主要工程量土方填筑198M3,土方开挖1800M3，浆砌石拆除113M3,砼拆除3M3,新建砼650M3,浆砌石25M3,金属结构1972T,钢筋制安86T。主要工程量见下表主要工程量汇总表序号工程项目土方开挖M3石方开挖M3土方填筑M3砼拆除M3浆砌块石拆除M3砼M3浆砌块石M3金属结构T钢筋T房屋建筑M2一厂房3206二出水明渠73763364881基础开挖7372拆除工程6332砼工程64883临时工程18001800三生活及变电室装修1224四水工结构19724合计180073718003633650251972448612242、交通条件本工程位于XX县XX镇XX村，陆水河中游左岸，距XX县城关2KM，有路况较好的村级公路直达工地。3、场地条件本项目虽然工程量不大,但施工场地相对狭窄,合理布置有一定的难度。应合理利用周边空闲场地，因地制宜，科学布置，合理安排工序，避免影响公路交通和周边群众的正常生活秩序，确保工程有序地开展。4、气象水文条件工程区属亚热带季风型气候，具有四季分明、热量丰富、雨量充沛、无霜期长等特点。多年平均为155，极端最高气温407，极端最低气温135。无霜期长达254天。多年平均降水量为1483毫米，降雨年内分配不均匀，雨量多集中在每年的410月份，约占全年降雨量的70。降雨年际变化比较大。多年平均最大风速122M/S。本工程排泄区为陆水河，该河属典型的山溪性河流，每遇暴雨即产生较大的洪水，水位陡涨陡落，洪水历时35天左右。本工程枯水期为每年的11月至次年3月，枯水期XX泵站控制水位为5277M。5、水电供应条件本工程位于陆水河左岸，距XX县城不足3KM，有农网供电高压线路通过本站，供电条件良好。施工期间生活用水可以由当地村级自来水厂供应，施工用水可由施工单位自设抽水站，从陆水河直接抽取。6、天然建筑材料本工程所需的天然建筑材料有土料、块石、碎石、砂、木材、水泥等。主要来源分述如下土料本工程需要一定数量的土料用于修筑围堰。工地附近地表分布有一定厚度的壤土或砂壤土层，但均分布在陆水河堤防两侧。考虑到地表开挖后，使下伏的砂层裸露，场地条件受到破坏，由此可能引起堤基渗透破坏，故不能采用。推荐使用城关周边低山丘厚层晚更新统残坡积层，此类土粘性中等，是一种理想的筑堤材料。使用这样的土料，运距稍远，但征地或购土成本低，基本是可行的。石料经比较，石料场选择在北门鹿门铺采石场，石料为中寒开统中厚层白云岩，质量优良，储量丰富，交通方便，平均运距3KM。砂料陆水河沉积大量砂卵石层，当地有直接从河床中挖砂的传统，沿河办有若干砂场对外供应河砂。经调查，砂卵石层中砂率在30左右，砂粒稍粗，质地比较优良，可以选用。平均运距5KM。水泥XX县年产15万吨的水泥厂位于鹿门菖蒲村，距工地3KM，能满足工程的需求。第二节主体工程施工1、设备安装设备安装包括水泵机组安装、金属结构安装和电气设备安装三部分。水泵机组安装主要内设在屋面梁上的电动葫芦承担吊装，水泵从电机孔吊进水泵梁。水泵机组安装按先下后上的顺序进行，要求做到地脚螺栓稳固、安装精度合格，机组的垂直度、同心度都要控制在允许的误差范围内。电气安装要严格按有关规程进行，安装初步完成后，要进行必要的电气试验以检查产品及安装的质量。金属结构总量为1972T，数量较大，应委托专业厂家生产制作，再用汽车运至工程现场进行安装，以确保产品质量并尽量减少现场工作量。金属结构安装主要由3T电动葫芦承担吊装。2、拆除出水明渠边墙，新建并延伸新增4台机组出水明渠。3、主要施工机械主要施工机械见下表主要施工机械表序号规格名称单位数量备注11M3挖掘机辆125T载重汽车辆33蛙式夯实机台2404M3混凝土搅拌机台25胶轮翻斗车辆106灰浆搅拌机台17插入式振动器台4830KW柴油发电机组台1第三节施工总布置1、布置原则本工程是城市防洪工程的组成部分，离城区较近，施工布置应遵循以下原则本项目工程量不大，施工强度不高，施工辅助设施维持的时间也不太长，故应在方便施工的前提下尽可能简化布置。本项目位于城区附近，可因地制宜地采用分散布置，并充分利用现有场地及附近闲置土地作施工用地，租用附近民居作施工人员住宿之用。施工阶段要尽量避免影响城市交通，减少对城区环境的污染。2、布置规划本工程规模不大，主要建设内容以旧建筑拆除、石方开挖及砼浇筑为主，现场可据需要布置材料临时堆放场、施工机械停放场、移动式砼拌合系统等，并按需要搭建少量临时工棚。施工机械的修配、保养及油料供应等配套设施，可利用当地已有资源，无需为本工程修建专用设施。办公、生活也可以考虑在附近XX村租借民居解决。工程用电量及用水量均不大，生活用水可直接用当地自来水，施工用水可在陆水河中抽取，施工及照明用电可接用附近村庄网电。主要占地情况混凝土拌和站200M2，钢筋厂100M2，木工厂100M2，机械停放场300M2，仓库200M2，堆料场500M2，合计占地面积1500M2，其中临时建筑面积400M2。除自有场地外，本工程临时占地面积800M2。3、土石方平衡及弃碴利用本工程所需开挖土石方2265立方米，根据现场条件,将为弃渣运至河堤，作为加固河堤土方。第四节施工总进度根据本工程实际情况，按工序分项开工。按总计划控制进度，施工总工期为3个月，整个工程安排在枯水季节开展，具体施工进度安排如下施工准备工期5日；泵房装修施工工期60日；明渠砼工程工期30日；设备安装工期60日。第八章工程管理第一节管理体制与机构1、工程现状及存在问题目前，XX泵站由所在的XX镇XX村负责管理。由于基础设施差，办公设备落后，缺乏交通工具，现行的管理体制和管理制度不健全。2、管理体制及机构设置本泵站是XX县最大的泵站，防洪任务重，地理位置独特。依旧属所在地乡镇领导，村委会管理。应根据泵站的工作特点和陆水河的防洪要求，配备相关责任人，包括行政、技术、运行管理等，按县防指的指令运行。运行人员均作临时工安排。第二节管理制度1、泵站的保护范围本泵站为小型泵站，保护范围从建筑物末端起上、下游各100M，左右端分别为50M。管理办法工程建筑物、附属设施及批准使用的土地，其所有权属于国家，使用权属于管理单位，由管理单位按水法及其它水利政策对上述范围进行管理。在工程保护范围内，任何单位和个人不得进行爆破、取土及其它危害泵站安全与运行的一切活动。泵站管理须订出详细具体的操作运用规程，并定期检查及修理。确保泵站的安全运用。加强工程监测，确保运行安全。2、建立和完善本站各项管理制度，包括计划管理制度；技术管理制度；电排站检查管理制度；防汛值守制度；财务及器材管理制度；安全保卫制度；请示报告和工作总结制度；事故处理报告制度；考核、评比和奖惩制度等。3、加强泵站水工建筑、机电设备的管理，做好运行记录，并按年度做好资料整编。如运行发现异常现象，应及时上报主管部门研究处理。4、坚持汛期值班制度，及时向县防办了解雨情、水情资料，并按县防办指令及时开机起排，确保排区安全渡汛。第九章投资估算第一节编制说明本工程属陆水库区XX盆地防洪工程的一部分。工程区位于陆水河中游左岸，陆水水库的库尾，为陆水水库的消落区。本工程属泵站增容改造工程，主要工程内容为新增4台水泵机组，电气设备更新，出水明渠扩建改造。XX泵站改、扩建工程主要工程量土方填筑198M3,土方开挖1800M3，浆砌石拆除113M3,砼拆除3M3,新建砼650M3,浆砌石25M3,金属结构1972T,钢筋制安86T。第二节投资主要指标按2010年第1季度价格水平计算，工程估算总投资27319万元,其中建筑工程7075万元、机电设备及安装工程9853万元、金属结构设备及安装工程4609万元、施工临时工程575万元、独立费用3453万元,基本预备费1754万元。第三节概算编制依据鄂水利发20053号文颁布的湖北省水利水电工程设计概估算编制办法；水利部水总2002116号文发布的水利水电建筑工程概算定额；水利部1999水建管523号文发布的水利水电设备安装工程概算定额；水利部水总2002116号文发布的水利水电工程施工机械台班费定额；水利部水总200367号文颁发的水土保持工程概算编制规定和定额；计价格200210号文颁发的工程勘察设计收费标准。第四节基础单价计算依据人工预算价格鄂水利发20053号文颁布的湖北省水利水电工程设计概估算编制办法；工长683元/工时高级工634元/工时中级工535元/工时初级工292元/工时施工风、水、电施工用风015元/M3施工用水050元/M3施工用电079元/M3主要材料预算价格按鄂水利发20053号文颁布的湖北省水利水电工程设计概估算编制办法限价计入工程单价,余额以补差形式计算税金后列入相应单价下面。钢筋限价2700元/T水泥限价270元/T汽油限价3400元/T柴油限价3300元/T砂限价70元/M3主要材料的预算价按XX县市场价加运杂和采保费计算,其预算价为钢筋预算价352327元/T425水泥预算价28907元