【文章內(nèi)容簡介】 面： 1） 站址應(yīng)選擇在排灌區(qū)內(nèi)最優(yōu)的地形位置上，對于排灌結(jié)合的泵站為了減少泄水建筑物的工程量，站址宜靠近外河堤； 2） 保證取水、排水方便； 3） 泵站站房應(yīng)盡量設(shè)置在堅實(shí)的地基上，如遇流沙和淤泥層，應(yīng)作必要的地基處理。 4） 泵站盡量建在交通便利初； 5） 站址地形要開闊，有利于泵站建筑物的布置與施工，有利于以后的改建； 6） 考慮綜合利用的要求。 根據(jù)以上的要求以及魏村水利樞紐處的地形，將站址選在得勝河?xùn)|南側(cè)地面高程為 。 （ 3）泵站樞紐的布置 由《泵站工程》 ,雙向流道閘站結(jié)合型式，站房向外靠近并將之置于堤身中，利用站身擋外河水位，從而省去防洪閘，則工程量較省。這種泵站是站身直接擋水，所以適用揚(yáng)程較低，內(nèi)外水位變化幅度不 大的場合。綜合考慮各種因數(shù)魏村西站采用雙向流道閘站結(jié)合型式。 站房結(jié)構(gòu)型式 由《泵站工程》 站房的結(jié)構(gòu)型式主要與進(jìn)、出水的變化幅度、水泵機(jī)組的類型和結(jié)構(gòu)、工程地質(zhì)條件有關(guān)。 因 上文樞紐布置采用雙向流道閘站結(jié)合型式，即站身直接擋水。故采用塊基型泵房。 由《泵站工程》 知，進(jìn)水流道有：肘形進(jìn)水流道、平面蝸殼進(jìn)水流道、簸箕形進(jìn)水流道、雙向進(jìn)水流道。其中平面蝸殼進(jìn)水流道寬度比肘形稍寬，但其顯著的優(yōu)點(diǎn)流道的高度較小，可以抬高站房的底板高程。開挖量深度低。此外，這種流道施工較為方便，而而且流道與流道之間需要填充的 混凝土量較少，因此對節(jié)省工程投資，加快工程進(jìn)度等有明顯的優(yōu)點(diǎn)。而魏村西站內(nèi)外河水位相差較小，揚(yáng)程較低，也適合用蝸殼形流道。 綜合考慮魏村西站采用塊基型，平面蝸殼雙向進(jìn)水流道。 引河及前池設(shè)計 魏村西抽水站設(shè)計 ` 14 前 池的型式 由《泵站工程》 前池分為兩大類，即為正向進(jìn)水式和側(cè)向進(jìn)水式。 因此處不受地理條件的限制，為得到較好的水力條件采用正向進(jìn)水式。 前 池尺寸的確 (1) 為了進(jìn)入流道的水流較為穩(wěn)定，前池的前 8 米取為平直段 (2) 擴(kuò)散角 ? 由《泵站工程》 可知擴(kuò)散角是影響前池尺寸 和水流流態(tài)的主要因素。擴(kuò)散角過小會增大池長，工程量和造價也隨之增大；擴(kuò)散角較大，主流可能會產(chǎn)生脫壁、偏折，池內(nèi)產(chǎn)生回流和旋渦，使池中水流不暢順。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)和工程經(jīng)驗(yàn)，前池擴(kuò)散角采用 ??? 40~20? 。 (3) 河底縱向坡度 i 由《泵站工程》 可知底坡過大會惡化水泵的進(jìn)水條件，其次回增大水力損失，底坡過緩，則土方開挖量增大，綜合水力和工程要求，池底坡度一般采用 51~31?i （ 4）由于河底高程為 ，進(jìn)水流道 底板高程為 米，為使池的底坡 ? ?31,51?i ， 擴(kuò)散角 )40,20( ???? ，將前池的傾斜段長度 L =14m，前池的寬度 B =44m。 由于流道底版垂直水流的長度為 ，進(jìn)行底坡和擴(kuò)散角的驗(yàn)算 ? ?3 .2 2 1 10 .2 3 ,1 4 5 3i ? ? ? 由池長的計算公式 2tanBbL ??? ? ? ? ?4 3 . 6 3 6 . 4 / 22 a r c ta n 2 4 . 6 2 0 , 4 01 4 6? ?? ? ? ? ? ?? 故底版設(shè)計滿足要求 ， 具體尺寸見圖 ` 圖 41 前池尺寸圖 魏村西抽水站設(shè)計 ` 15 引河的設(shè)計 由魏村水利樞紐示意圖知：下游的河堤有兩曾不同的高程，分別為 和 ；上游的河堤也有兩層不同的高程，分別為 和 ；上下游的河底高程都為 ，此處取引渠的護(hù)坡坡度為 1： 3。泵站段的引渠寬度已經(jīng)確定為 。 其采用 35cm的漿砌塊石護(hù)坡，黃砂、塊石各 10cm。 由以上的數(shù)據(jù)可得引渠的尺寸圖 圖 45引河斷面尺寸圖 引河的尺寸應(yīng)該滿足過流能力，其流速應(yīng)該滿足不淤，不沖的要求。 進(jìn)水流道的設(shè)計 主要參考《給水排水設(shè)計手冊》、《 魏村泵站雙向進(jìn)水流道設(shè) 計》（論文）、《 泵站工程 》 圖 46 進(jìn)水流道長度方向尺寸圖 流道高度 H(即葉輪中心線到進(jìn)水流道底版的距離 ) 由《魏村泵站雙向進(jìn)水流道設(shè)計》及《泵站工程》，可知 0 1 2H h h h? ? ? 其中 0h 為 水泵葉輪中心線至水泵坐環(huán)法蘭面的高度，對于一定的水泵 其值一定。由葉輪直徑D =，取為 。 1h 為喇叭管的高度， 1h 一方面影響流道高度，一方面影響水流條件。 1h 越大，流道出口的流速 布越易得到調(diào)整，但增大 1h 的值又增大了 H 的值，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)平面蝸殼式雙向進(jìn)水流道， 1/hD =魏村西抽水站設(shè)計 ` 16 ∽ 取 1h =，有 1/hD=。 平面蝸殼式雙向進(jìn)水流道， 2/hD =∽ 取 2h =，有 2/hD= H =++=。 喇叭管進(jìn)口直徑 1D 的確 定 由《泵站工程》可知 1D 越大，進(jìn)口流速越小，水力損失越小。但 1D 增大后也要適當(dāng)增加喇叭管的高度 1h ，以改善喇叭管的流態(tài)。同時，因?yàn)?1D 增大后，減小了喇叭管的進(jìn)口流速，相應(yīng)地也應(yīng)該降低蝸殼內(nèi)的平均流速，從而要增大 2h 及吸水室的寬度 B ，以至引起機(jī)組寬度 的增大，從而影響工程量。 故根據(jù)《魏村泵站雙向進(jìn)水流道設(shè)計》，平面蝸殼式雙向進(jìn)水流道， 1/DD =∽ ，取 1D =3m，有 1/DD= 流道的寬度 圖 47 進(jìn)水流道寬度方向的尺寸 如圖，根據(jù)《魏村泵站雙向進(jìn)水流道設(shè)計》 按環(huán)行柱面流速分布均勻條件確定流道的寬度 蝸殼斷面的高度 /khD=∽ ，取 kh =，則有 /khD= 蝸殼上壁面傾斜角 k? = ?? 6040 ∽ ，取 ??? 60k 平面蝸殼式雙向進(jìn)水流道 B =（ ∽ ） D ，取 B = 由圖得 ? ?1 /2BD? ?? =（ ） /2= 進(jìn)口段 B =，進(jìn)水流道的進(jìn)口流速 v =∽ ，取為 魏村西抽水站設(shè)計 ` 17 則有 15 2 .9 75 .6 0 .9QH vB? ? ??進(jìn)m，取為 因進(jìn)口要作成圓弧，高度可能略有變化。 進(jìn)口段蓋板直線漸縮上翹角 ??? 30~10? 設(shè)計中 ? 應(yīng)與出水流道擴(kuò)散角，流道進(jìn)口斷面綜合考慮， ? 太大易使流道長度過短，站房結(jié)構(gòu)布置困難，此處取為 ?12 。 則有 ? ?, 15 ????v 流道長度流道長度 流道的長度應(yīng)根據(jù)土建設(shè)計和金屬結(jié)構(gòu)布置確定。此處考慮水泵層的主通道的寬度取為 （符合運(yùn)輸最大件的要求），泵座部分所占的空間約為 （由水泵的大小決定），由于上文中已確定進(jìn)口的高度 進(jìn)H 和進(jìn)口段蓋板直線漸縮上翹角 ? ，通過計算進(jìn)水流道的長度即流道進(jìn)口到葉輪中心線的距離為 10m。 導(dǎo)水錐和喇叭管的線性設(shè)計 由《泵站工程》中平面蝸殼流道的設(shè)計可知 ： 由上面確定 0h 、 1h 、 2h 以后，就可以確定相對于水泵葉輪中心線的喇叭口及站房底板頂面高程；再根據(jù)水泵座環(huán)內(nèi)徑 0D 、輪轂直徑 0d 、喇叭口直徑 1D ，就有了喇叭管和導(dǎo)水錐的各控制尺寸，可以繪出喇叭管和導(dǎo)水錐的形狀曲線。可以選擇一定的橢圓曲線或圓弧曲線，畫出喇叭管和導(dǎo)水錐的曲線，然后在繪出流速變化曲線加以驗(yàn)證，也可以先假定流速的變化規(guī)律曲線，據(jù)此求出各過水?dāng)嗝娴拿娣e，由面積變化規(guī)律先初擬喇叭管的曲線，在求出導(dǎo)水錐的曲線。此處簡化，直接根據(jù)有關(guān)資料確定大概滿足要求的喇叭管和導(dǎo)水錐的曲線，不在 用流速變化曲線進(jìn)行驗(yàn)證。 （ 1） 導(dǎo)水錐的線型設(shè)計 為了得到 較好的流態(tài) ,導(dǎo)水錐的線型采用 1/4 橢圓弧，取導(dǎo)水錐的下部直徑與喇叭管進(jìn)口直徑相同即為 3m ，上部直徑與水泵的輪轂直徑相同即為 。 y 軸同上， x軸位于泵軸所在直線以下，距離為 12kh h h h? ? ? =+= 橢圓方程為 12222 ?? byax ，其中 ? ?00/2a D d?? =（ ） /2= ； kbh?= 則有橢圓的 方程為 2222 ?? yx 魏村西抽水站設(shè)計 ` 18 由橢圓方程可作導(dǎo)水錐的曲線。 （ 2） 喇叭管的線型設(shè)計 喇叭管的線型同樣采用 1/4 橢圓弧 , 同樣以距泵軸所在直線 y 軸，以葉輪中心線所在直線為 x軸，則有橢圓的中心為（ 0， 0） ,橢圓弧 y 軸方向的軸長 1bh? = 則有橢圓的方程為 1 2222 ?? yax 平面蝸殼式雙向進(jìn)水流道喇叭管與泵座直錐相切，由幾何關(guān)系可得直錐 方程為 ?? 帶入橢圓方程得 ? ?2 2 2 21 .2 0 2 2 .0 9 1 7 .6 7 2 2 .3 2 4 4 0a x a x a? ? ? ? 由相切關(guān)系得 0?? 則 a = 則有橢圓方程為 2222 ?? yx 根據(jù)橢圓方程可作 1/4 圓弧，即為喇叭管曲線。 進(jìn)水流道 尺寸圖 根據(jù)前面的計算設(shè)計得進(jìn)水流道的立面尺寸如下。 圖 48 進(jìn)水流道的具體尺寸圖 出水流道設(shè)計 主要參考《泵站工程》、《給水排水設(shè)計手冊》 。 由《泵站工程》平面蝸殼型雙向進(jìn)水流道可知 平面蝸殼雙向出水流道類似倒置的平面蝸殼進(jìn)水流道，故只需求出以下的控制尺寸即可得平面蝸殼雙向出水流道的尺寸圖。 流道底版高程的確定 魏村西抽水站設(shè)計 ` 19