骑龙泵站方案讲解.docx
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骑龙泵站方案讲解
翠屏区西郊骑龙村统筹城乡试点区污水提升
泵站方案设计
审定：
审核：
设计：
2015年5月
一、工程项目概况
1.1、项目背景
宜宾市翠屏区骑龙村位于宜宾市翠屏区范围内，用地东至翠屏山公园用地界线，西南边靠内水高速连接线，西接旧城镇幸福村，北至老宜飞路，并毗邻岷江，与中国酒都文化产业园隔岷江相望；其用地高程最低点为263.85米，最高点为367.25米，分别位于东北侧靠近翠屏山山脚和西侧靠近连接线处，相对最大高差近100米。
该试点区项目包括新型村民集中居住试点区、现代农业开发试点区、温泉综合开发试点区、旅游地产开发试点区四个子项目，规划城市建设用地为20.04公顷（约合300亩）。
规划用地统计表
序号
用地代号
用地名称
面积（公顷）
比例（%）
1
R
居住用地
6.36
31.74
2
C2
商业金融用地
7.38
36.83
3
S
道路广场用地
1.60
7.98
4
G
绿地（包含景观水体）
4.70
23.45
小计
城市建设用地
20.04
100.00
E
水域和其它用地
6.68
——
合计
规划总面积
26.72
——
该项目地块周边无配套污水管网，根据业主前期策划及相关部门要求，拟在该区域建设污水提升泵站一座，将片区污水提升至南延线污水管网。
受甲方委托，我公司对该污水泵站进行方案设计。
1.2设计内容
本项目设计内容主要包括两方面，即污水提升泵站设计和污水压力排水管道设计。
二、设计依据
2.1、设计合同依据
2.1.1我公司与业主签订的《宜宾市骑龙村污水提升泵站设计合同》；
2.1.2业主提供的设计任务书；
2.2、设计规范、标准
2.2.1《室外排水设计规范》（GB50014-2006）（2014年版）；
2.2.2《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；
2.2.3《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）；
2.2.4《城市防洪工程设计规范》（CJJ50-92）；
2.2.5《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）；
2.2.6《给水排水设计手册》；
2.2.7《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；
2.2.8《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）；
2.2.9《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；
2.3、设计基础资料、工程资料
2.3.1《宜宾市翠屏区骑龙村统筹城乡试点区（城市建设用地）控制性详细规划》-中国建筑技术集团有限公司
2.3.2《宜宾市翠屏区骑龙村统筹城乡试点区2号地块建筑方案设计》-中铁十五局集团四川建筑勘察设计有限公司；
2.3.3《宜宾市翠屏区骑龙村统筹城乡试点区岩土工程初步勘察报告》-建材成都地质工程勘察院；
2.3.4《宜宾市翠屏区南线改造提升项目》-中国市政工程中南设计研究总院有限公司；
2.3.5《翠屏区西郊骑龙村统筹城乡试点区道路及配套工程方案设计》-中国华西工程设计建设有限公司
2.3.6业主提供的其它资料及相关要求。
三、工艺流程
工艺流程图详见图1：
图1工艺流程图
泵站污水进水管总管为D400的污水管，接至污水泵房格栅集水井，污水经泵提升后接入出水压力管道，出水压力管道（D150的PE管），接入二级提升泵站（工艺与一级提升泵站相同），经出水压力管道（D150的PE管），最后排入市政管网；一级提升泵站采用5台泵（其中一台备用）,二级提升泵站采用6台泵（其中一台备用），选择矩形及组合形泵房，一级与二级提升泵站工艺流程相同。
四、构筑物设计
4.1最高日最大时污水量
本设计污水为居住地用地生活污水以及公共设施用地污水。
污水量以平均日用水量的80％为污水量，给水按城市单位建设用地综合用水量指标2.1万m3/（km2.d）及汇水面积计算；公共设施用地指标计算，取为1.0万m3/（km2.d）及汇水面积计算；一级提升泵站服务面积其中居住用地6.36公顷，商业金融用地7.38公顷。
污水量=用水量×排污系数=0.21万m3/d×0.8=0.168万m3/d;
综合变化系数为1.95；
最大日最大时污水量为：
137m3/h；
二级提升泵站服务面积其中居住用地8.02公顷，商业金融用地8.13公顷。
最大日最大时污水量为：
163m3/h；
4.2格栅
格栅的设计参数：
1.格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求：
粗格栅：
机械清除时宜为16～25mm；人工清除时宜为25～40mm。
特殊情况下，最大间隙可为100mm。
细格栅：
宜为1.5～10mm。
水泵前，应根据水泵要求确定。
2.污水过栅流速宜采用0.6～1.Om／s。
除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为60～90°。
人工清除格栅的安装角度宜为30°～60°。
3.当格栅间隙为16～25mm时，栅渣量取0.10～0.05污水；当格栅间隙为30～50mm时，栅渣量取0.03～0.01污水。
4.格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓斗式除污机应大于1.5m；链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于1.Om。
5.格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全和冲洗设施。
6.格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.7～1.Om。
工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m。
7.粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。
8.格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情况，可设置除臭处理装置。
9.格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。
格栅的设计计算：
格栅的计算草图见图6-1。
设栅前水深h=0.6m，过栅流速取0.7m/s，用中格栅，栅条间隙e=15mm，格栅安装倾角a=70度，设置一组中格栅。
栅条的间歇数：
图2格栅计算示意图
栅槽宽度：
取栅条宽度S=0.01m
B=S（n-1）+en=0.01×（6-1）+0.03×6=0.23m考虑安全因素B取0.6m;
进水渠道渐宽部分长度：
进水渠宽B1=0.4m，渐宽部分展开角a1=20度,此时进水渠道内的流速为0.77m/s，
栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：
过栅水头损失：
因栅条为矩形截面，取k=3，并将已知数据代人下式得：
栅后槽总高度：
取栅前渠道超高h2=0.3m，栅前槽高H1=h+h2=0.6+0.3=0.9m
H=h+h1+h2=0.6+0.068+0.3=0.968m取1.0m
栅槽长度：
L=0.5+1.0+
=0.5+1.0+
=1.6m
每日栅渣量：
污水经化粪池后接入污水提升泵站，栅渣量较小，采用人工清渣；
格栅选用装配式不锈钢格栅，BXH=800x1200栅隙b=25mm
4.3一级提升泵房设计计算
泵站是给污水加压与提升设备，为污水提供能量，使污水在后续处理构筑物中能顺利流下，不倒流。
设计参数：
1.设计流量：
污水泵站设计流量按最高日最高时污水流量：
；
2.进水管：
D=400mm，H/D=0.55，I=3‰，流速v=0.88m/s，管底标高=281.100m，管底埋深=4.1m；
3.排水口水位标高：
321.3.000m；
4.泵房位置：
（1）满足环保要求，选择距离岷江边200m以上的位置；
（2）建在最高洪水位以上，据宜宾市防洪资料记载，在建国后有两次大的洪水，其中1966年合江门洪峰水位达283.44米，1991年洪水合江门洪峰水位达281.41米，属20年一遇；
（3）泵房应在规划用地的最低处，满足污水能重力流进入提升泵站；
泵房具体位置见泵站位置示意图3及现状图2，泵房地面标高暂确定为285.000m；
水泵站设计流量和扬程的确定：
污水泵站设计流量按最高日最高时污水流量
计算。
扬程按以下步骤进行计算：
1.栅前水面标高=来水管管内底标高+管内水深=281.100+0.22=281.32m；
2.中栅后水面标高=集水池最高水位标高=格栅前水面标高－格栅水头损-沿程水损=281.32－0.068-0.388（估）=280.864m；
集水池最低水位标高=集水池最高水位标高－集水池有效水深=280.864－1.2=279.664m
设排水口水面标高：
321.3000m
水泵静扬程=格栅水面标高-集水池最低水位标高=321.3-279.664=42m
水泵吸、压水管路（含至出水井管路）的压力损失估算为12m，自由水头损失为2.0m。
因此水泵扬程H=42+14=56m。
考虑来水的不均匀性，易选择两台以上及两台以上的机组工作，以适应流量的变化。
查水泵样本，选用65WQ35-60-15型潜污泵5台，4用1备。
水泵的总设计流量按最高日最高时流量计算：
表65WQ35-60-15型潜污泵主要技术参数
型号
流量Q
（m3/h）
扬程
（m）
转速
（r/min）
功率N
（KW）
重量
（kg）
效率
（%）
65WQ35-60-15
35
60
2930
15
230
63
水泵机组布置：
本设计中共有5台潜污泵，5台泵并排布置，具体的尺寸为：
泵轴间的间距为：
1100mm；
泵轴与侧面墙的间距为：
1000mm；
泵轴与进水侧墙的间距为：
3000mm；
泵轴与出水侧墙的间距为：
1500mm。
其它的数据参考设备厂家提供的安装数据。
泵房高度的确定:
1.地下部分
则泵房地下埋深H1=285.200-279.6=5.6m
2.地上部分
H2=n+a+c+d+e+h（6-1）
式中：
n—一般采用不小于0.1，取为0.1m；
a—行车梁高度，查手册为0.7m；
c—行车梁底至起吊钩中心距离，查手册为1.06m；
d—起重绳的垂直长度；取0.5m；
e—最大一台水泵或电动机的高度；为2.14m；
h—吊起物低部与泵房进口处室内地坪的距离，0.2m。
H2=0.1+0.7+1.06+0.5+2.14+0.2=4.7m。
则泵房高度H=H1+H2=5.6+4.7=10.3m
4.4二级提升泵房设计计算
泵站是给污水加压与提升设备，为污水提供能量，使污水在后续处理构筑物中能顺利流下，不倒流。
设计参数：
1.设计流量：
污水泵站设计流量按最高日最高时污水流量：
；
2.进水管：
D=150mm，管底标高=321.300m，管底埋深=4.4m；
3.排水口水位标高：
364.000m；
4.泵房位置：
处在道路边生产防护绿地，泵房具体位置详见泵站位置示意图3及现状图2，地面标高为325.700m；
水泵站设计流量和扬程的确定：
污水泵站设计流量按最高日最高时污水流量
计算。
扬程按以下步骤进行计算：
1.栅前水面标高=来水管管内底标高+管内水深=321.00+0.22=321.22m；
2.中栅后水面标高=集水池最高水位标高=格栅前水面标高－格栅水头损-沿程水损=321.22－0.068-0.388（估）=320.76m；
集水池最低水位标高=集水池最高水位标高－集水池有效水深=320.76－1.2=319.57m
设排水口水面标高：
364.000m
水泵静扬程=细格栅水面标高-集水池最低水位标高=364-319.57=44.5m
水泵吸、压水管路（含至出水井管路）的压力损失估算为9.0m，自由水头损失为1.0m。
因此水泵扬程H=44.5+10=54.5m。
考虑来水的不均匀性，易选择两台以上及两台以上的机组工作，以适应流量的变化。
查水泵样本，选用65WQ35-60-15型潜污泵6台，5用1备。
水泵的总设计流量按最高日最高时流量计算：
表65WQ35-60-15型潜污泵主要技术参数
型号
流量Q
（m3/h）
扬程
（m）
转速
（r/min）
功率N
（KW）
重量
（kg）
效率
（%）
65WQ35-60-15
35
60
2930
15
230
63
水泵机组布置：
本设计中共有6台潜污泵，6台泵并排布置，具体的尺寸为：
泵轴间的间距为：
1100mm；
泵轴与侧面墙的间距为：
1000mm；
泵轴与进水侧墙的间距为：
3000mm；
泵轴与出水侧墙的间距为：
1500mm。
其它的数据参考设备厂家提供的安装数据。
泵房高度的确定:
1.地下部分
则泵房地下埋深H1=325.700-320.1=5.6m
2.地上部分
H2=n+a+c+d+e+h（6-1）
式中：
n—一般采用不小于0.1，取为0.1m；
a—行车梁高度，查手册为0.7m；
c—行车梁底至起吊钩中心距离，查手册为1.06m；
d—起重绳的垂直长度；取0.5m；
e—最大一台水泵或电动机的高度；为2.14m；
h—吊起物低部与泵房进口处室内地坪的距离，0.2m。
H2=0.1+0.7+1.06+0.5+2.14+0.2=4.7m，。
则泵房高度H=H1+H2=5.6+4.7=10.3m
集水池容积：
采用相当于一台泵的20min的容积：
12m3。
图2现状图
5、站外管线设计
5.1泵站进水总管
泵站进水总管D400，H/D=0.55，I=3‰，Q=62L/s>Qmax=38L/s（最大日最大时污水量），埋深3.9m，管底标高为281.10m；周围用地管网规划最低地面标高282.6，污水管以平均1.5m埋深，污水靠重力流可以自流入污水提升泵站。
5.2泵站出水总管
污水经泵提升后进入压力管道，出水压力管道为D150PE管，平均埋深1m,出水管布置：
方案一：
从一级提升泵站（地面标高285m）至二级提升泵站（地面标高325.7m），二级提升泵站至市政管网污水检查井W26（地面标高364m），出水管沿规划道路布置，其地面高差约80m；方案一在使用时检修方便，对周边建设用地影响最小，但压力管线长，造价较高；
方案二：
从一级提升泵站（地面标高285m）至二级提升泵站（地面标高325.7m），二级提升泵站至市政管网污水检查井W26（井底标高362m），出水管穿过生产防护绿地布置，以最短距离接入市政污水管网，方案二对周围地块的规划使用有较大的影响，但是二级提升泵站可以解决旁边待建小区的排水，将污水提升到市政管网，同时相对于方案一造价较低。
根据《宜宾市翠屏区南延线改造提升项目施工图》（市政排水管网），市政管网污水检查井W26，井底标高362m,DN400,I=4‰,H/D=0.65,Q=92.51L/s,本次泵站出水最大流量38L/s，占市政管网流量的40%，以上两个方案都满足市政排水要求；
综上所述，以及与业主协商，采用方案二。
图3泵站位置示意图
六、工程地质条件
拟建泵站选址于规划公共绿地区域，位于既有小河沟一侧，根据初步地质勘查成果，地基土的主要野外特征描述如下：
⑴第四系全新统人工填土层①：
素填土①1：
褐色，主要以粘性土、风化泥岩为主，含植物根。
该层厚0.3～3.8m。
杂填土①2：
色杂，主要为粘性土、风化泥岩块、建渣及生活垃圾组成，堆填时间较短。
层厚0.5～9.6m。
仅局部地段分布。
⑵第四系全新统坡残积（Q4dl+el）粘性土②：
粉质粘土②：
灰色、褐黄色，可塑，湿，稍有光泽度，干强度及韧性一般。
局部地段分布，层厚0.6～3.1m。
⑶侏罗系中统沙溪庙组泥岩层③：
通过钻探显示，场地内基岩层面埋深随地形起伏较大；通过对场地附近的区域地质调查，该泥岩层为厚-巨厚层状构造，粉质～泥质结构，裂隙较发育。
全风化泥岩③1：
紫红色，呈土状，稍湿，钻进容易。
该层场地内局部分布。
强风化泥岩③2：
紫红色，呈碎块状～短柱状，原岩结构较清晰，裂隙较发育，隙间充填灰黑色铁氧化物等。
中等风化泥岩③3：
紫红色，裂隙较发育，隙间充填灰黑色铁氧化物；呈柱状，样长约10～30cm，岩芯采取率约70%～95%。
侏罗系中统沙溪庙组泥质砂岩层
：
全风化泥质砂岩
1：
灰色、青灰色，呈砂状，稍湿，钻进容易。
该层场地内局部分布。
强风化泥质砂岩
2：
灰色、青灰色，呈碎块状～短柱状，原岩结构较清晰，裂隙较发育，隙间充填灰黑色铁氧化物等。
中等风化泥质砂岩
3：
灰色、青灰色，裂隙较发育，隙间充填灰黑色铁氧化物；呈柱状，样长约10～40cm，岩芯采取率约70%～95%。
七、结构设计
7.1抗震设防等级：
7度（0.1g）
7.2结构设计使用年限：
50年
7.3混凝土：
垫层C15
池体及其它所有构筑物C30
池体抗渗等级S6
水灰比控制在0.5以下
混凝土中最大氯离子含量应小于0.2%，最大碱含量应小于3.0kg/m3，抗冻要求应符合现行有关国家标准要求。
7.4设计荷载
（1）池顶活荷载标准值取2.0KN/m2，池边活荷载标注值取5.0KN/m2；
（2）混凝土重度：
抗浮验算混凝土重度取24KN/m3，强度计算混凝土重度取25KN/m3；
7.5结构安全等级为二级，结构重要性系数取1.0；
7.6抗震设防类别为乙类，混凝土构件抗震等级取三级。
7.7泵站主体拟采用钢筋混凝土现浇结构，基础置于中风化泥岩，构件位置及预留孔洞与工艺相协调。
池体内壁采用1:
2防水水泥砂浆抹面，外壁露出体面部分采用贴外墙砖方式。
8、电器设计
8.1设计依据
本工程主要执行的规程规范及技术标准如下:
<<建筑设计防火规范>>（GB50016-2006）
<<民用建筑电气设计规范>>（JGJ16-2008）
<<低压配电设计规范>>（GB50054-2011）
<<供配电系统设计规范>>（GB50052-2009）
<<建筑照明设计标准>>（GB50034-2013）
<<室外排水设计规范>>（GB50014-2006）2014年版
8.2设计范围
1.220/380V配电系统；2.建筑物接地系统及安全措施。
8.3220/380V配电系统
1.负荷分类及容量：
本工程用电负荷等级均为二级。
总装机柜AT容量为Pe=240.58KW,设计容量Pjs=165.58KW。
主电源新建一台200KVA（10KV-0.4KV）室外箱变提供。
根据现场实际备用电源由一台200KW低噪柴油发电机I-200GF提供。
2.供电电源:
由就近室外箱变用YJV22-1KV型铜芯电缆穿钢管埋地引入一路380/220V电源至双电源配电箱AT.
3.供电方式：
本工程采用放射式供电。
4.照明插座配电：
照明插座均由不同的之路供电；插座回路均设漏电断路器保护。
5.设备配电：
控制线路设备控制柜自带，3台75KW排污泵，控制箱控制原理选用二次接线套用图集《10D303-3》
8.4照明系统
1.光源：
均采用优质节能灯具,发配电房及储油间采用自带蓄电池防爆密闭灯,正常照明灯与应急灯合用灯罩。
2.照度要求：
200LX。
8.5设备安装
1.总低压配电箱AT落地安装，AL开关箱距地1.5米暗装，设备控制箱AP（防水防爆型）距地0.3米落地安装，所有电气箱防护等级要求不低于IP65，安装方法详见04D702-1，P25-26，51或由设备提供厂家确定安装方式。
2.普通隔爆插座距地0.3米；隔爆翘板开关距地1.3米安装.
8.6电缆、导线的选型及敷设
1.电缆进入建筑物处需按电气国标<<12D101-5>>有关页次要求做好防潮防水处理。
2.配电柜AT引至控制柜线路选用YJV22-0.6/1KV铠装电缆，引至发电机房配电箱AL线路采用YJV-0.6/1KV电缆敷设。
3.照明插座配电箱AL引出线路，照明回路采用穿SC钢管沿墙及屋面结构层暗敷；插座回路穿SC钢管沿墙和地面找平层暗敷。
4.照明插座回路均按回路单独穿管，不同回路不应共管敷设，各回路N,PE线均从箱内引出。
8.7建筑物防雷、接地系统及安全措施:
1.建筑物防雷：
本建筑按三类防雷设计，整个系统均利用建筑物构造钢筋作法拉第笼式避雷网”,具体作法是：
1）.利用屋面结构层钢筋作接闪器；沿屋面女儿墙顶、挡水带顶周边、屋顶构架顶暗敷40X4的镀锌扁钢作接闪器，暗敷40X4的镀锌扁钢与接闪器连接构成小于20X20M或24X16M的避雷网格。
2）利用建筑周边柱内主竖钢筋作引下线，基础底板钢筋作接地极。
要求竖筋与接闪器及底板筋搭焊连接，构成电气通路。
建筑物四角的外墙引下线在室外地面上0.5m处设测试卡子。
3）在与防雷引下线相对应的室外埋深1米处由被利用作引下线的钢筋上焊出一根长度为1米的40x4镀锌扁钢，此扁钢伸向室外。
4）凡突出屋面的所有金属构件、金属管道;进出建筑物的金属构件、管道及各层金属栏杆等均应与防雷引下线可靠连接，构成电气通路。
5）各防雷结点作法详见03D501-3第8-12,25,26,53页.
2.接地及安全措施：
1）.本工程的保护接地、功能接地和防雷接地共用自然基础接地体，要求接地电阻不大于1欧姆，实测不满足要求时，增设人工接地极。
2）.本工程采用总等电位联结，在进户总配电柜AT就近的立柱上设置接地连结板，并与柱内两根主竖筋焊接连通，连结板设置高度距楼地面+0.50米；在AT内设置总等电位联结端子板（MEB），用40X4镀锌扁钢与接地连结板焊接连通，作法见02D501-2,P34、03D501-3,P20，总等电位联结线采用40X4镀锌扁钢，建筑物内的PE干线、进出建筑的金属管线、建筑物内的金属构件均应进行等电位联接。
3）.在发电机房设置接地连结板并与柱内两根主竖筋焊接连通，作法见03D501-3P19；沿发电机房距地0.3M处敷设一圈40X4镀锌扁钢作接地干线，开关柜及发电机，储油箱的金属外壳,电缆钢套管均应与接地干线连通。
4）.本工程采用TN-C-S的接地系统，每路进户PEN线应与总等电位联结端子板（MEB）作重复接地连接，PE线从总等电位联结端子板处与工作零线分开引出，凡正常不带电，而当绝缘破坏有可能呈现电压的一切电气设备金属外壳均应接专用保护零线。
9.泵站投资估算
序号
项目
工程量
单价（元）
金额（元）
合计
1.场平
1.C15混凝土挡墙
1100m3
350元/m3
38.5万
65.04万
2.填方
4400m3
23元/m3
10.12万
3.C25混凝土地坪
440m3
180元/m2
7.92万
4.砖砌围墙
170m
500元/m
8.5万
2.泵房
直径6m,高度8m,混凝土结构，壁厚350mm,2个
混凝土体积V=170m3×2=340m3
650元/m3
22.1万
22.1万
3.阀门井
5400×1500×2000mm,砖砌，2座
4500元/个
0.9万
0.9万
4.潜污泵
11台
0.545万元/台
6万
6万
5.启闭机
8台
1500元/台
1.2万
1.2万
6.格栅
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