抽水泵站工程设计
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【摘要】本次设计的抽水泵站主体工程由引水渠、沉沙池、前池、闸室、泵房、及出水池组成。引渠采用无坝式弯道引水，前池采用正向进水方式，泵房为堤身式块基型，所选泵型为立式轴流泵，共六台机组，出水池采用侧向出水的方式，进入输水干渠。
中图分类号：F407.9 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
本次设计的抽水泵站，是对主要建筑物进行了设计和规划，主要包括引水渠、沉沙池、前池、进水池、泵房、出水池等主要建筑物，并对其主要部分进行了计算。
二、 工程任务
工程内容包括引水渠、沉沙池、前池、主泵房、出水池、扩散段、副厂房、堤防、输水干渠等建筑物。
三、主要建筑物的计算
1、引渠
为了合理设计引渠，必须对水源情况做深入调查研究，全面掌握河流的特性。根据取水河段的水文、地质、地形等条件，全面分析，综合考虑，因此，在选择取水口计算时，应考虑以下几个方面：
取水口的设计水位为：
式中 h—泵站设计水位；H—水源处水位； L— 引水渠长度；i— 引水渠比降1/1000
渠道横断面设计：堤顶高程
式中 A—安全超高，本次设计工程等级为三级，正常运行情况下安全超高取0.7m
弯道终点与前池之间的直线段设计，此处参考了《水工设计手册》。
参考《泵站工程》，按渠道断面相对稳定来选择宽深比a：
一般采用以下经验公式
式中—系数，，一般可取；—系数 ；—边坡系数
2、 沉沙池
引渠后接沉沙池：沉沙池的工作宽度
式中 —池厢工作流量； —池厢的平均流速(m/s)；—沉沙池的计算深度
沉沙池的平均流速可视池厢设计沉淀泥砂粒径的大小而定，河道中泥砂颗粒的粒径大约在0.5~0.25之间，可取平均流速为0.8m/s。
沉沙池的工作长度
式中—池厢首端流速0.8m/s
—泥沙计算粒径的沉降速度(mm/s)，可取(40mm/s)
沉沙池的工作长度
式中—安全系数，一般可取为1.2~1.5，取为1.2
3、 前池
在有引渠的泵站中，为了把引渠和进水池合理的衔接起来，并为水泵吸水创造良好的水力条件，一定要在引渠末端兴建进水建筑物，它由前池和进水池两部分组成。前池位于引渠和进水池之间，进水池靠近泵房或位于泵房以下，泵的进水管和进水喇叭口直接从进水池吸水。
前池是衔接引渠和进水池的水工建筑物。根据水流方向可分为两大类，即正向进水前池和侧向进水前池，所谓正向进水是指:前池的来水方向和进水池的进水方向一致，前池的过流断面是逐渐扩散的，此次选择正向进水。
（1）前池扩散角：一般在中选取，流速小池水深者选大值，流速大池水小者选小值。
可以按以下经验公式计算
（2）前池长度，按下式计算
式中—进水池宽度（）
—渠末断面底宽(m)
4、 泵房
泵房是装置主机组、辅机及其电气设备的建筑物，是整个泵站工程的主体，它为机电设备及运行管理人员提供良好的工作条件。因此合理的设计泵房，对节约工程投资，延长机电设备使用寿命，保证安全和经济运行有着重要的意义。
泵房设计包括：泵房结构类型的选定、泵房地基处理、泵房内部布置形式和各部尺寸的拟定、泵房整体稳定校核以及各部分构件的结构设计和计算等
泵房布置的主要内容包括主机组、辅助设备、电气设备、检修间等各种设备和场所的位置和尺寸的确定，即确定泵房平面和立面各部的位置和尺寸，即在满足主机组正常运行和维护要求的前提下，尽可能在泵房内的空地上布置辅助设备，不增加泵房比不必要的平面和立面尺寸，使泵房布置的紧凑、美观、适用，以达到节省工程投资、提高装置效率和改善管理条件的目的。
安装立式机组的块基型泵房，一般分为四层 ，即进水流道层、水泵层、 联轴层和电机层，根据结构特点及其功用，我们把由上述四层组成的泵房称为主泵房。
主泵房机组布置及主泵房的长度确定：对于低扬程大流量的块基型泵房，一般作成矩形。
4.1 主泵房长度
主机组均为一列布置，主泵房长度根据下列三个条件确定：
（1）进水流道宽度及结构形式的要求为
式中—主机组台数；B—进水流道进口宽度；—两台机组间隔墩的厚度，—边墩厚度。
（2）高压电动机之间净距，不小于1.5 m
（3）水泵层中每台水泵两侧的空间，应能满足安装及检修要求
式中—机组台数；—机组长度（从样本中查）=2.2 m；—机组之间间距；—机组顶端到检修间和墙的距离；—检修间长度。
4.2主泵房宽度B
（1）水泵层及进水流道宽度。由下述条件确定：
1）进水流道长度确定
2）水泵层前后墙距离主机组布置，水泵前后过道及运物要求确定
式中 可从样本中查得
可根据检修、安装方便而定
（2）电机层及联轴层宽度由下述条件确定
由配电设备及吊物孔布置要求确定，电机层净宽为
式中D—电动机外径（从样本中可查得）；—配电柜背面至墙壁净距； —配电柜厚度； —配电柜至电动机外壳的净距；—电动机外壳至吊物孔边缘距离；—吊物孔宽度，按吊运最大部件的要求确定；—吊物孔边至吊车立柱距离；当配电设备布置在配电间内时，；当吊物孔设在检修间内时，视情况而定。
4. 3水泵各层高程的确定
（1）水泵安装高程：
式中 —进水池设计最低水位；—水泵叶轮中心至水面距离
（2）进水流道底部高程：
H为水泵叶轮中心至进水流道底部距离
（3）电机层楼板高程，根据水泵安装高程，泵轴及电动机轴长确定，并考虑电动机排风口的位置。当采取自然通风时，应使高于最高内水位
（4）吊车梁顶部高程：
式中h1—车厢底板离地高度；h2—垫块高，或吊起物底部与泵房进口处室内地坪的距离，一般不小于0.2 m；h3— 最高设备高度；h4—起重绳的捆扎垂直长度，对于水泵为，对于电动机为，（x为起重部件的宽度）；h5—吊钩极限高度
（6）屋盖大梁下缘底高程：
式中H1—电动机包括底座在内的高度； H2—吊件底部与电动机之间的安全距离，一般不小于0.5m；H3—吊件的最大高度；H4 —吊钩与吊件之间的吊索捆扎长度；H5—吊钩极限位置与单梁吊车顶的距离
h为吊车梁顶距离屋盖大梁下缘的安全高度，一般不小于2 m
四、结 论
随着我国科学技术研究的深入，抽水泵站工程技术应用越来越广泛。通常，在对抽水泵站工程施工时，要根据具体的环境情况，充分考虑到水利工程的构建特点，并及时对水利工程存在的问题进行客观的研究和分析，从而保证水利工程的质量，促进我国抽水泵站技术的发展和提高。
参考文献
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[5]丘传忻·泵站工程·武汉大学出版社，2001