沐集站设计工作报告.docx

1、沐集站设计工作报告1 工程概况巢湖位于安徽省中部，属长江下游左岸水系，是全国五大淡水湖之一。巢湖流域东濒长江，西北为江淮分水岭，东北与滁河流域相邻，南与陈瑶湖、菜子湖及皖河流域毗连，流域总面积13486km2，跨巢湖市、合肥市、六安市、安庆市等13个县、市，是安徽省稻米、油料、水禽、鱼类和建筑原材料的重要产地之一，素有鱼米之乡之美誉。兆河是巢湖流域主要支流之一，地跨庐江县、居巢区和白湖农场。流域北侧为巢湖、裕溪河，东南与西河相接，西侧与杭埠河流域为邻。兆河在缺口附近上承黄陂湖，下连西河，北接巢湖，水系较为复杂。河道自缺口至入巢湖河口全长32.8km，缺口以下至巢湖区间流域面积556km2，并承

2、泄西河缺口以上部分来水。流域内共有圩口20个，总面积254.75km2，耕地23.5万亩，人口87万人，其中3万亩以上大圩3个，总面积232.4km2，耕地21.7万亩，人口6.97万人。兆河系上世纪50年代为分泄西河洪水和围湖造田而人工开挖的河道，现状河底高程6.06.4m（吴淞高程，下同），底宽为1540m，河道安全排量155245m3/s，约为10年一遇的60%，排洪能力明显不足，历来是巢湖市防洪压力最大的河流之一，地方与白湖农场的防汛和分洪矛盾也一直十分尖锐。为提高兆河排洪防洪能力，几十年来我省曾多次动议治理，2004年以来，围绕兆河治理，先后开展了兆河治理可研、引江济巢项目建议书、兆

3、河西河航道预可研等前期论证工作，但是兆河治理迟迟未能实施。兆河除承担西河和自身流域的排洪任务外，利用兆河与西河相通的条件，也是巢湖目前主要的引江通道。按照有关规划，兆河既是引江（济巢）济淮工程总体调水线路的一部分，也是巢湖第二通江航道兆西航道的主要组成部分。由于现状河道断面狭窄，正常引江流量不足50m3/s，航道标准不足级。加快兆河治理，对减轻洪涝灾害、改善巢湖水质、发展江湖水运、促进区域发展有积极作用。2013年1月5号，安徽省发展与改革委员会对巢湖兆河治理工程初步设计进行了审查，根据审查意见，对初设报告进行了部分修改，编制巢湖兆河治理工程初步设计报告（报批稿）。沐集站就是巢湖兆河治理中重要

4、建筑物之一，沐集站设计排灌溉1.5m3/s，总装机容量480kW，为小（1）型泵站，工程等别为等，主要建筑物为4级，地震设防烈度为度。进水池设计水位7.76m。该站土建工程主要包括拦污闸、进水池及翼墙、泵房（厂房）、出水管、出水池等建筑物，翻水站具单一引水功能，水泵选用3台20SA-20型单级双吸离心泵，配置160kW卧式电动机，单击流量0.64 m3/s，设计扬程19.14m。2 工程规划设计要点2.1 基本资料2.1.1水文气象巢湖流域内大部分暴雨洪水先经巢湖调蓄，并视长江水位高低相机外排，外排洪量的大小受长江水位控制。若遇流域内长历时暴雨，且长江水位持续较高时，因受江水顶托影响，内水一般

5、难以顺畅下泄，加之现有对江排涝能力不足，流域内易形成严重的洪涝灾害。本流域多年平均降雨量约1200mm，其中58月降雨约占全年的55%，降雨年内变化大，年际分配也极不均匀。兆河行洪流量受裕溪河和巢湖洪水双重顶托倒灌影响，其正、反向均无稳定的水位流量关系，表现出典型沿江水网地区的水位流量关系特点。2.1.2 工程地质2.1.2.1 地形地貌工程区属皖中平原巢湖湖积和长江冲积平原。工程区兆河流向总体呈北北东向，河道宽度52100m，河底高程4.78.9m。2.1.2.2 地层岩性根据地质钻孔揭露地层有第四系人工堆积层（Qml），第四系全新统冲湖积层（Q4al+l）、第四系上更新统冲积层（Q3al）

6、和第四系残积层（Qel），局部出露和钻孔揭露侏罗系（J）基岩。 2.1.2.3 地质构造与地震根据中国地震动参数区划图（GB183062001），工程区地震动峰值加速度为0.1g，相应地震烈度为7度，堤防按7度设防。2.1.2.4工程地质条件沐集电灌站位于右岸桩号 KR26+220 处，场地为剥蚀平原地貌，地形较平坦，建筑范围内地面高程12.014.2m。场地从上至下分布的地层岩性为：（1-1）素填土，成分以粉质壤土为主，可塑为主； (3-1)粉质壤土，硬塑状，厚度大；（4）含砾粉质壤土，硬塑，含砾520%；下伏（6）砂岩层。场地地基浅部以(3-1)粉质壤土为主，均匀性均比较好，承载力可达23

7、0kPa。均匀性较为好，可以采用天然地基作为电灌站基础持力层。但该电灌站紧邻兆河岸坡，该岸坡落差较大，应注意岸坡稳定问题，切岭应注意选取合适的坡比，必要时可采取岸坡硬质化以防雨、水冲刷。2.2工程规划与设计2.2.1 工程等级及建筑物级别沐集站设计抽排流量1.5m3/s，装机容量480kW。依据防洪标准(GB50201-94)、泵站设计规范（GB/T50265-2010）、堤防工程设计规范（GB50286-98）的规定，确定沐集站主要建筑物（如泵房、拦污闸等）级别如表2.2.1-1。表2.2.1-1 沐集站等级划分表泵站名称装机流量(m3/s)装机功率(kW)泵站规模泵站等别进水闸、前池、泵房

8、、压力水箱、控制段、穿堤涵设计级别上下游挡土墙设计级别沐集站1.5480小（2）452.2.2 采用的主要规范、规程和文件（1） 采用的国家现行有关规程、规范、标准：水利水电工程初步设计报告编制规程（DL5021-93）；水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）；防洪标准（GB50201-94）；水闸设计规范（SL265-2001）；水工混凝土结构设计规范（SL/T 191-2008）；建筑地基基础设计规范（GBJ50007-2002）；水利水电工程边坡设计规范(SL386-2007)；水闸设计规范（SL265-2001）；泵站设计规范 （GB50265-2010）；水工建筑物荷

9、载设计规范（DL5077-1997）；建筑物地基基础设计规范（GB5007-2002）；水工挡土墙设计规范(SL3792007)；水闸工程管理设计规范（SL170-96）；水利水电工程钢闸门设计规范（DL/T5039-95）；水利水电工程施工组织设计规范（SL303-2004）；公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004）（2）基本资料及有关参考资料相关工程地质勘察报告，实测地形图，堤防纵横断面图（高程系为吴淞高程），其它有关基本资料和参考资料。2.2.3 地震烈度根据中国地震动参数区划图（GB183062001），工程区地震动峰值加速度为0.1g，相应地震烈度为7度，堤防按7度设防。2

10、.2.4 规划设计成果根据工程规划设计成果，沐集站幸福河柯店段新筑堤防设计洪水位为14.3714.90m。西干渠城区段10+54614+355段设计洪水位为18.9918.51m4.3-1 沐集站主要设计参数表项 目沐集站 一、设计流量 (m3/s)灌溉面积（万亩）1.98抽排设计流量(m3/s)1.5 二、特征水位进水池 设计水位（m）7.76出水池 设计水位（m）26.9 三、特征扬程 设计净扬程（m）19.142.2.5 泵站工程设计沐集站为灌溉站，位于兆河右岸桩号6+200上，由于河道拓宽，原泵站需挖除，为恢复原有灌溉功能，需将抽水站拆除向后退建。由于站址处为岗地，地势高，泵站布置于河

11、道侧，前池、拦污闸及泵房、出水池等采用正向布置，依次位于同一轴线上，轴线与河道正交。沿渠道中心线布置进水池、厂房和出水池。由于厂房部分挖深较大，为辟免雨水冲刷，在厂房周围坡顶设截水沟一道，在坡底厂房四周设排水沟，以排出坡面来水。（1）站址选择由于原灌溉站处已有出水沟渠，为减少工程量，重建泵站站址仍布置在原站址处。（2）进水池设计根据规划资料，进水池设计水位7.76m，最低水位6.7m。进水池采用开敞式正向进水。由机房内机组的布置形式，进水管中心距离为4.8m，两边进水管距边墙取 2.0m，确定进水池总宽度为 14.3m，进水池长取5.0m。池底高程由最低水位、水泵吸水管的最小淹没水深和吸水管悬

12、空高度确定为5.15m。池顶高程9.5m。进水池靠机房侧用1：2的浆切块石护坡，底部采用部分挡土墙，墙高1.2m。两侧均为100浆砌块石重力式挡土墙。由于泵站直接从兆河内取水，受泵站场地限制，基本无引渠，直接布置前池。为使水流均匀地进人进水池，避免主流脱壁、偏折、回流和漩涡等现象，为水泵提供良好的吸水条件，前池扩散角选为400，前池长为10m。为便于今后泵站运行与检修，阻止水泵运行时水槽等污物进入进水池，在前池口设置拦污闸,2孔，单孔净宽3.0m，中墩厚1.0m，边墩厚0.8m，长5.0m，顶高程9.5m，底高程5.15m。在闸上布置拦污栅与检修门。前池与进水池间两侧采用挡土墙连接，墙身为浆砌

13、块石结构，底板为C25砼，厚0.5m，宽3.9m。（3）泵房设计沐集站以兆河为水源，设计水位受兆河水位影响，变幅较大，站址处为高岗地，故机房需布置在迎水侧，受水泵安装高程影响，厂房高程低于设计防洪水位12.0m，泵房需防洪。泵站设计抽水流量1.5m3/m，共安装3台KOSN500一M19型卧式双吸单级离心泵。机组成一列布置，泵轴线相互平行。泵轴线间距为4.8m，另考虑一间作为检修间，厂房总长度取20.9m，厂房宽7.5m。为防洪厂房分为两层，14.5m以下为水泵层，采用钢筋砼箱型结构，底板、墙身厚均为0.5m，底板高程为9.52m。由最低进水位6.7m及水泵的最大吸出高度确定水泵中心安装高程为

14、11.1m。由此可确定水泵层高程为10.52m。考虑到进出水管的安装高度及空间要求，主厂房内交通道高程和附厂房地面高程均取为14.5m。由于机泵体积较大，重量较重，为便于机组安装与检修，主厂房内考虑安装一台20kN电动单梁行车。为便于管理，满足配电设施的布置要求，采用主附厂房相结合的布置形式。在主厂房内布置水泵及配套电机，在靠出水侧布置宽 1.5m的交通便道，主厂房净宽取6.5m。附厂房布置在出水侧。厂房内设置控制室、高压开关室、低压开关室、电工试验室及机修定各一间。根据电气设备布置要求，附厂房净宽取5.0m。主附厂房总宽度为12.5m。在水泵层内为排出机泵渗水，在泵房一侧布置集水坑，集中排出

15、。主附厂房采用钢筋砼框架结构。由于水泵层低，副厂房基础采用架空排架，底板高程14.5m，副厂房长13.0m。（4）出水池设计出水池水位为26.9m，出水渠底高程24.6m，底净宽8.0m。出水池采用开敞式正向出水池。出水池与水泵出水口用钢筋砼管以1：2.5的坡度相连。管径按经济管径确定，为0.6m。出水管采用钢管，内径0.6m，壁厚0.08m。出水管支撑于浆砌块石管座上，包角为1350，底宽2.0m，高1.0m。在坡脚水泵出水管接头处及边坡中部位置，设钢筋砼镇墩，出水侧边坡面设预制砼护坡，护坡厚0.12m，下设0.1m的碎石垫层。根据规范要求出水管之间净距不小于0.5m，确定出水管中心距 2.

16、0m，边管中心与边墙壁距离取2.0m，由此确定出水池宽为8.0m，池取7.0m。出水池选用钢筋砼重力式挡水墙。墙顶高程由最高水位加安全超高确定，为27.6m。池底高程按设计水位26.9m，并考虑管口的悬空高度和淹没水深，为24.6m。出水渠底高程与出水池底高程相差不大，采用直坎相连。为了不使出水池挡水墙发生地基渗透破坏，出水池底用砼护底，底板与挡水墙底板分缝处设橡皮止水。为使水流平顺进人出水渠道，选用400的收缩角以扭曲面形式与出水渠道平顺相连。为在停机时切断水流，在出水管口设置拍门。（5）变电所根据站址处的地形情况，为减少开挖量，变电所结合附厂房布置。变电所的出线可直接进人附厂房，缩短单母线

17、长度，节省工程投资。变电所为开敞式，占地面积为 8.mx11.0m。（6）管理区在泵站附件设置现场管理房，管理区以砖砌花格围墙围封，根据现有交通状况，在现有坡面道路的基础上设置进厂道路，以方便进出泵站管理区。2.3 金属结构该泵站抽排机组为3台160kW的卧式混流泵，金属结构仅在进水池布置2孔拦污闸，设2扇拦污栅及相应的埋件，拦污栅临时启吊。 拦污栅设计条件：孔口宽度孔数3.0m2孔底槛高程5.15m检修平台高程9.7m设计水位考虑1.5m水位差拦污栅倾角90拦污栅采用露顶式平面滑动钢栅，栅体高度为4.3m，可分节制作，栅片净距取80mm，栅片断面尺寸为12mm100mm。主梁梁高0.32m，

18、主材Q235。门槽尺寸（宽深）0.37m0.20m。拦污栅工程量为2.74t/扇，共2扇，埋件工程量为0.7t/孔，共2孔。采用临时措施启吊栅体。2.4水力机械据本站流量及扬程选用选用3台卧式双吸KQSN500M-19 型离心泵，其工作性能曲线见图8.1.5-1选用的机型满足规划条件和使用要求。 图8.1.5-1 KQSN500M-19 工作性能曲线选用泵型参数如下主要参数如下： 水泵型号 卧式双吸离心泵 叶轮直径(mm) 434 设计扬程(m) 20.24 设计工况流量(m3/s) 0.6 设计工况效率(%) 87 NPSHr 4.5水泵转速(r/min) 990最大轴功率(kW) 142.

19、7水泵重(t) 1.726配套电机型号及主要参数电机型号 Y315M2-6 台 数 3台 单机功率 160kW额定电压 380V额定电流 298A转 速 995rmin功率因数(cos) 0.88效率( %) 93.8电动机总重 1.78t同时根据需要，配备了相应的辅助设备，主要包含以下：（1） 设电动单梁桥式起重机一台，起重量2t，跨6.50m；（2） 设二台潜水泵作集水井排水用，型号为65DA16-7.5-0.75；（3） 为开机抽真空选用2BVX110型真空泵两台，一台工作,互为备用；（4） 副厂房的中控室采用空调器调节,设冷暖两用壁挂式空调器1台。2.4 电气设计（1）供电电源本站采用

20、一回10kV架空线路供电，供电电源T接自其附近原有10kV线路。（2）电气主接线本站安装 3台Y315M2-6型异步电动机，电动机单机容量为160kW，额定电压380V，额定功率因数0.87，电机效率为93.8%。最大运行方式为3台机组同时运行。电气主接线：设一台主变，主变机压侧（即0.4kV侧）接线采用单母线，10kV侧接线采用线路变压器组接线。（3）电动机起动方式和无功补偿方式为保证电动机的正常起动运行，同时也为降低10kV电网电压波动，本站电动机起动方式采用软起动。无功功率补偿方式采用母线集中补偿，选用GCS型无功功率补偿屏，将电机功率因数由0.82提高到0.9以上，补偿容量为150kv

21、ar。（4）主要电气设备选择泵站主变压器容量是按电动机容量及站用电负荷进行选配的，本站的主变压器型号为S11-M-630/10，105%/0.4kV。站用变压器选用S11-M-50/10型变压器。10kV侧选用户外跌落式熔断器，0.4kV 侧选用GCS型封闭式低压配电屏，屏内选配AN-13D和TS400N-3P型自动空气开关。（5）电气设备布置本站泵房分为主厂房和副厂房。主厂房内安装3台卧式混流泵，配Y280S-6型异步电动机，作一列布置。副厂房布置在主厂房出水侧，依次设有低压配电室、值班室。低压配电室内布置有 6块GCS型低压抽屉式配电屏。泵站设有专用变电站，变电站位于主厂房右侧 。变电站内

22、布置有主变、站变、跌落式熔断器、避雷器等设备。（6）过电压保护及接地装置在泵房顶装设避雷带并将其与泵房接地网可靠连接。为防止雷电波沿输电线路侵入危害变压器及其它电气设备，在泵站10kV进线侧装设一组HY5WS-17/50型避雷器。泵房和变电站的电气设备接地装置，按照有关规程规定进行设计，其接地电阻不应大于4。泵站变电站及泵房内电气设备的金属外壳及构架均应与接地网可靠连接。（7）控制、测量、保护泵站采用现场低压配电屏上手动控制。在10kV高压进线侧装设户外高压计量箱进行电能计量，电气测量仪表按电力装置的电测量仪表装置设计规范（GB/T50063-2008）的有关规定进行配置。根据继电保护和安全自

23、动装置技术规范（GB/T14285-2006）并结合泵站的具体情况，对泵站各主要电气设备进行继电保护装置配置。3 工程设计批复1）2013年1月5号，安徽省发展与改革委员会对巢湖兆河治理工程初步设计进行了审查。 2）2013年4月，安徽省发展与改革委员会皖发改设计函2013340号文对初步设计进行了批复；4 工程标准4.1 设计标准 沐集站设计抽排流量1.5m3/s，装机容量480kW。依据防洪标准(GB50201-94)、泵站设计规范（GB/T50265-2010）、堤防工程设计规范（GB50286-98）的规定，确定沐集站主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。4.2 工程质量标准砼工

24、程：底板、闸墩、站身等均为C25，垫层为C15，护坡为C20。砼保护层：底板底面0.5mm，其余30mm；梁柱30mm，板15mm。浆砌块石：砂浆标号为M10。土方填筑：压实度不小于0.90。5 设计变更工程实施过程未发生设计变更。6 设计质量管理我院是甲级设计单位，于2009年通过了QES国际标准认证。在设计过程中，严格按我院设计质量控制程序，实行逐级校审制度，设计计算严格把关，以保证的设计质量。项目负责人根据院下达的合同书、设计任务书，编制设计计划、设计输入和服务计划，各专业负责人编制各专业的设计计划，明确各专业之间互提资料时间，图纸以及计算书经过严格校审，填写校审表，牵涉两个专业以上的布

25、置图以及结构图均应严格执行会签制度。7 设计服务在施工图设计开始进行时，按照我院QES质量体系文件规定，编写了服务计划，并在工程施工过程中派出各专业设计代表赴工地配合施工，帮助解决技术问题，为保证工程质量与工程进度做好工地现场服务。1）施工图技术交底工程正式开工前，设计单位参与该项目的主要设计人员在项目负责人组织下，赴工地对施工及有关单位进行技术交底，介绍设计意图、提出施工技术要求。2）施工配合在工程施工全过程中，设计代表根据施工需要，分期进驻工地，配合施工。设计人员在施工现场了解施工进度及质量情况，发现问题及时提出处理方案予以解决，不影响施工工期。3）设计变更在工程实施过程中，对与原初设方案

26、不一致的，我院根据主管部门、建管、管理等各方意见，及时编报设计变更，并按照有关变更程序要求，报经上级批准后立即提供施工图，不因设计原因而延误工程施工。8 工程评价通过拆除重建沐集站，消除了工程存在的隐患，工程安全得到保证，加强了抗旱能力，促进当地农业生产发展，有利于国民经济持续稳定发展和社会稳定。工程建设达到了设计要求。9 附件9.1 设计机构设置和主要设计人员情况表招标及施工图阶段机构设置和主要工作人员情况表设计单位安徽省水利水电勘测设计院甲级设计证书号：A134004998甲级勘察证书号：110102-kj分管院长江永强分管总工张国龙 项目负责人余毓琛 冯庆华审 查冯庆华 余毓琛 陈洪涛 张 鹏 李莉莉 校 核规划孙业山水工李 丹金结王 畅水机陆雪涛电气周 劲设 计规划孙鹏翔水工匡成华金结杨世杰水机邹凯宁电气肖世俊9.2 工程设计大事记2012年4月，完成了巢湖兆河治理工程初步设计初步设计报告的编制；2013年1月5号，安徽省发展与改革委员会对巢湖兆河治理工程初步设计进行了审查。2013年3月，完成了巢湖兆河治理工程初步设计告（报批稿）的编制；2013年3月，安徽省发展与改革委员会皖发改设计函2013340号文对初步设计进行了批复；2013年2月，完成了招标设计；2013年1月2月，完成了泵站土建、金属结构、水机和电气等工程施工图设计；