望天湖泵站施工组织设计 70页

'望天湖泵站施工组织设计1工程概况望天湖泵站位于浠水县西南的长江北岸，巴河入长江口之东，总装机容量为20×155Kw＋3×800Kw，设计排涝流量为54m3/s，承担望天湖流域169km2来水面积的排涝任务。该泵站包括望天湖新站、望天湖老一站（下窑站）、望天湖老二站（新港站）三座泵站组成。其中望天湖老一站1973年竣工运行，装机容量12×155kW，设计流量为18.0m3/s，主要抽排望天湖区的渍水；1976年在距望天湖老一站下游8km左右新建望天湖老二站，装机容量8×155kW，设计流量为12.0m3/s，主要肩负抽排连耳湖区的渍水；由于已建两座泵站无法满足望天湖的排涝需求，于1990年在望天湖老一站附近规划并新建了望天湖新站，装机容量3×800kW，设计流量为24.0m3/s，增大和提高望天湖的排涝能力。由于望天湖新站建设时间不长，不符合本次安全鉴定的条件，所以仅对望天湖老泵站进行工程复核。望天湖老一站、望天湖老二站建站早，受当时条件的限制，设备选型择优困难，建筑物设计标准低，加上运行时间长，机电设备陈旧、老化、淘汰，落后等诸多因素，泵站运行事故频繁，对泵站的安全运行形成极大威胁；同时设备的淘汰老损也使泵站长期处于高能耗低效率下运行，极不经济，部分设备已完全达到使用寿命，无法使用；另外，金属结构，建筑物及管理设施不配套，严重地影响泵站效益的正常发挥70 ，并制约了该地区的经济发展，因此应尽快对望天湖老泵站进行更新改造。望天湖老泵站均属堤后式泵站，主要建筑物有泵房、变电站、真空破坏阀室、进口引水渠、前池、出水流道、出口消力池、出水渠等。在2003～2004年度长江干堤除险加固工程穿堤建筑物项目中望天湖老泵站部分工程已加固，具体包括出水流道、真空破坏阀室、消力池及海漫段等，因此本阶段结构复核对已加固以外的建筑物进行工程复核，主要为望天湖老泵站的泵房稳定、地基应力与电机大梁、金属结构、机电等部分进行复核。70 2基本资料2.1设计标准望天湖泵站担负着排涝区169km2的排涝任务，设计提排流量54m3/s，总装机容量为5500kW，该工程为Ⅱ等大（2）型泵站。根据原规划设计任务及实际运行情况，按《泵站设计规范》（GB/T50265-97）中的排水设计标准，本次排涝标准采用十年一遇三日暴雨旱作区五日排至田面无积水，水稻区五日排至耐淹水深的排涝标准。2.2特征水位、扬程根据泵站20多年的运行资料以及排区的垦植情况重新复核了特征水位、扬程成果，其具体情况如下。望天湖老一站：望天湖老一站特征水位、扬程复核成果分别见表2-1、表2-2。表2-1望天湖老一站特征水位表序号特征水位原设计值（m）现复核值（m）1进水池水位最高水位20.4320.432最高运行水位19.6019.603设计水位18.8618.864最低运行水位17.7017.705平均水位18.8618.866出水池水位最高防洪水位27.0028.477最高运行水位25.7026.488设计水位24.8025.889最低运行水位19.9019.47表2-2望天湖老一站特征扬程表设计净扬程（m）最高净扬程（m）最低净扬程（m）7.029.0-0.1370 望天湖老二站：望天湖老二站特征水位、扬程复核成果分别见表2-3、表2-4。表2-3望天湖老二站特征水位表序号特征水位复核值（m）1进水池水位最高水位20.432最高运行水位19.603设计水位18.804最低运行水位17.505平均水位18.806出水池水位最高防洪水位28.317最高运行水位26.428设计水位25.839最低运行水位19.42表2-4望天湖老二站特征扬程表设计净扬程（m）最高净扬程（m）最低净扬程（m）7.038.92-0.182.3建筑物等级根据《泵站设计规范》（GB/T50265-97）的规定，望天湖泵站设计提排流量54m3/s，总装机容量为5500kW，该工程为Ⅱ等大（2）型泵站。永久性建筑物、主要建筑物按3级，次要建筑物按4级，临时建筑物按5级进行设计。2.4工程地质勘测资料2.4.1场地土层结构特征望天湖老一站望天湖老一站场地岩土层可分为四层，各土层特征分述如下：①素填土（Q4ml）：褐黄色～灰色，主要以粘性土组成，稍湿～湿，夹少量碎石。堤身及老泵房处填土厚度为5.5m，层底标高19.3～23.3m。老泵站进水港堤上填土厚度为3.3m，层底标高19.8。②淤泥（Q4l）：深灰色，软～流塑，饱和，高压缩性。含有机质，具臭味，层厚2m，层底标高20.60m，分布不均，仅见于堤外K4孔处。70 ③粉质壤土（Q3al）：褐黄色，硬塑，稍湿，低压缩性。土层中含有铁、锰氧化物和高岭土团块，属老粘性土。望天湖老一站厂房处层厚0.6～1.8m,层底标高18.7～18.0m。④-1强风化石英白云片岩（Arfh1）：银灰色，主要矿物成分为石英、长石和白云母，具片状构造。岩石风化强烈，岩芯呈砂土、碎块和碎片状。望天湖老一站处层厚4~6m,层底标高14.7～17.3m。④-2弱风化石英白云片岩（Arfh1）：银灰色，主要矿物成分为石英、长石和白云母，具片状构造，岩体呈裂隙块状。最大揭露厚度10m，未钻穿。各土层分布情况详见望天湖老一站工程地质剖面图（1--1’～2--2’）。望天湖老二站：望天湖老二站场地岩土层共分为4大层7小层，自上而下分述如下：①素填土（Q4ml）：灰黄色，主要以粘性土组成，稍湿～湿，可塑状，填土堆积年限近30余年，有一定程度的固结。分布在堤身、厂房周围、进水港渠堤处，局部见少量砖块。泵站厂房处钻孔揭露填土厚度为4.4～7.2m，层底标高15.55～13.20m。泵站进水港堤填土厚度约4m。拦污栅桥处钻孔位于进水港堤坡脚，钻孔揭露填土厚度为1.4m，层底标高16.35m。②-1粘土（Q4a1）：灰黄色～灰色，上部为灰黄色，下部逐渐过渡到灰色，软塑～可塑状，饱和，高压缩性。分布在进水港。厚度4.7m，层底标高11.65m。②-2淤泥质粘土（Q4l）：浅灰色，软塑～流塑状，饱和，高压缩性。分布在进水港。厚度为5.2m，层底标高6.45m。②-3粉质粘土（Q4al）：浅灰色，软塑～可塑，饱和，中偏高压缩性。分布在进水港。厚度为5.6m，层底标高0.85m。②-4粉土（Q4al）：浅灰色，稍密～中密，饱和，中压缩性，底部夹中粗砂。分布在进水港。厚度为2.05m，层底标高-1.20m。③粘土（Q3al）：褐黄色～灰黄色，硬塑～坚硬，局部可塑，稍湿，低压缩性。土层中含有铁、锰氧化物和高岭土团块，属老粘性土。分布在泵房处。厚度为13.5～18.2m，层底标高1.6～2.05m。70 ④强风化粉砂岩（K-R）：紫红色，矿物成分以长石，石英为主，泥质胶结，岩石风化强烈，岩芯呈砂土状。泵站厂房处钻孔钻入该层厚度为0.7～0.9m，未钻穿。各土层分布情况详见望天湖老二站工程地质剖面图（1--1’～5--5’）。2.4.2场地水文地质条件望天湖老泵站场区地下水主要类型为上层滞水，分布在素填土中，其水量受大气降水补给，与地表水具互补关系。其余各层透水性较弱或弱，不含地下水，仅在望天湖老二站拟建拦污栅桥处②-4粉土中含少量承压水。据前人堤防勘察资料，场地地表水及地下水对混凝土无腐蚀性。2.4.3场地各岩土层物理力学性质及工程设计参数各场区岩土层物理力学性质指标是按照《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）、《岩土工程勘察工作规程》（DB42/169-2003）等现行规范规程，统计出场区岩土承载力特征值和压缩性指标建议值见表2-5。表2-5承载力特征值、压缩模量标准值综合成果表工名称层号岩土名称建议值fk(KPa)ES(MPa)望天湖老一站①素填土1004.5②淤泥502.0③粉质壤土2106.5④-1强风化石英白云片岩500E0=46④-2弱风化石英白云片岩1000望天湖老二站①素填土1004.5②-1粘土1004.2②-2淤泥质粘土702.9②-3粉质粘土1205.0②-4粉土1107.6③粘土26010④强风化粉砂岩400E0=4470 2.4.4场地地震效应评价（1）设防烈度工程区位于秦岭东西向构造带、淮阳山字型构造以及中国东部新华夏系构造第二窿起带等三大构造体系相交汇部位，受近东西向褶皱构造、北西向构造沿江断裂及北北东向构造上巴河断裂、下巴河断裂控制。依据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度为Ⅵ度。（2）场地土类型及建筑场地类别各场地没有进行剪切波速测试，依据湖北省地方标准《岩土工程勘察工作规程》DB42/169-2003和《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）3.1.2条，场地平均剪切波速取建基面下15m且不深于场地覆盖层厚度的各土层剪切波速，按土层厚度加权的平均值。对场地土层平均剪切波速Vsm计算成果列于下表2-6。①望天湖老一站建基面下均为岩基，其场地土类型为坚硬场地土，故建筑场地类别为Ⅰ类。②望天湖老二站建基面下土层平均剪切波速值为280m/s，其场地土类型为中硬场地土，场地覆盖层厚度大于9米且小于80米，故建筑场地类别为Ⅱ类。表2-6望天湖老二站土层平均剪切波速（Vsm）计算表孔号层号①②-1②-2②-3②-4③单孔等效剪切波速Vsm（m/s）平均等效剪切波速Vsm（m/s）剪切波速Vs（m/s）140170130210180280ZK1层厚（m）/////11.24280280ZK2层厚（m）/////10.79280ZK4层厚（m）1.24.75.25.62.05/164164（3）液化判别工程区场地地震设防烈度为Ⅵ度，且无液化土层存在，不考虑液化问题。2.4.5场地工程地质条件分析及评价（1）场区地基工程地质分析及评价70 ①望天湖老一站泵房处揭露地层为第四系晚更新统冲积层（Q3al）粘性土，底部为太古界大别群飞虎山组下段（Arfh1）石英白云片岩。泵房基础底面高程14.00m，为独立柱基，座落在④-2层弱风化石英白云片岩上，承载力标准值fk=1000Kpa，地基强度高，工程地质条件好。进水港底及两侧地层为③层粉质壤土，拦污栅桥基础将座落在③层粉质壤土。望天湖老一站基础底面与强风化岩质地基之间的摩擦系数建议f=0.45～0.50，与弱风化岩质地基之间的摩擦系数建议f=0.55～0.60，与土质地基之间的摩擦系数建议f=0.25～0.35。②望天湖老二站泵房处揭露地层为第四系晚更新统冲积层粘性土，底部为第三系—白垩系粉砂岩。泵房基础底面高程12.84m，基础座落在③层老粘土上，承载力标准值fk=260Kpa,压缩模量Es=10Mpa，其强度较高，具低压缩性，无软弱下卧层存在，场地工程地质条件较好。现泵站基础为浆砌石基础，其整体性较差，造成墙体多处开裂。基础底面与地基土之间的摩擦系数建议f=0.30。（2）场区地基土层渗透性分析与评价望天湖老一站泵房地基地基均为岩基，抗渗稳定性较好，地基均不会发生渗透变形问题。望天湖老二站本次勘察采用取原状土样进行室内渗透试验的方法测定土层的渗透系数。室内共作渗透试验4次，渗透系数为1.1×10-7cm/s～9.34×10-8cm/s，平均值为1.14×10-7cm/s，具极微透水性。从历史运行情况分析，望天湖老二站泵房地基土层未发生渗透变形破坏，不存在渗透变形问题。①依据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度为Ⅵ度。②望天湖老二站泵房处揭露地层为第四系晚更新统冲积层粘性土，底部为第三系—白垩系粉砂岩。场地土类型为中硬场地土，建筑场地类别为Ⅱ类，场地工程地质条件较好。泵站基础座落在③层老粘土上，地基承载力及变形均能满足设计要求，地基也不存在渗透变形破坏问题。③望天湖老一站泵房处揭露地层为第四系晚更新统冲积层（Q3al70 ）粘性土，底部为太古界大别群飞虎山组下段（Arfh1）石英白云片岩夹斜长角闪岩。场地土类型为坚硬场地土，建筑场地类别为Ⅰ类，场地工程地质条件好。泵站基础均座落在④-2层弱风化石英白云片岩上，地基承载力及变形均能满足设计要求，地基也不存在渗透变形破坏问题。老站进水港底及两侧地层为③层粉质壤土。无论岩基或土基，地基承载力及变形均能满足设计要求。④各场区可不考虑地下水和土对混凝土的腐蚀性。2.5现场安全检测结论2.4.1水工建筑物现场检测结论根据武汉大学工程检测中心完成的《望天湖老泵站现场检测报告》内容，望天湖老泵站水工建筑物检测的结论如下：望天湖老一站：望天湖老一站出水流道和出口消能建筑物于2003年进行了更新改造。泵房为上世纪七十年代修建的钢筋混凝土及砖石结构，立柱、横梁、砖墙等因年代已久，大多构件严重老化破裂，现场检测建议混疑土强度标准值为8.96～29.73Mpa（具体砼强度建议标准值：泵房室地面29.73Mpa、检修层梁23.5Mpa、电机梁12.66Mpa、柱14.34Mpa、电机框架梁16.68Mpa、屋面梁8.96Mpa），存在裂缝、保护层脱落、钢筋外露。望天湖老二站：泵房电机层的砖墙因年代已久，大多构件严重老化破裂，基础存在不均匀沉陷，使墙体由里到外存在贯穿性裂缝，墙体于2004年进行加固，屋面板及上部荷载靠钢架支承，使电机层楼板荷载集中，严重影响了电机层楼面的稳定，墙面漏水严重；泵房结构现场检测混疑土强度建议标准值为15.57～27.85Mpa（具体砼强度建议标准值：电机支梁15.57Mpa、电机梁15.9Mpa、检修层梁27.85Mpa、屋面梁16.92Mpa），存在裂缝、保护层脱落，钢筋外露；泵房拱支座由砌石筑成,严重风化,表层脱落且局部出现裂缝；进水港拦污栅桥墩砼碳化严重，混凝土强度检测建议标准值为10.03MPa。70 2.4.2金属结构现场检测结论金属结构现场检测同样由武汉大学工程检测中心完成，其结论为：望天湖老一站：泵房电机室内悬挂葫芦吊钢梁为工字钢，钢梁存在一定锈蚀；水泵启闭杆长期位于水下，在恶劣环境下工作，锈蚀严重，锈蚀率21.3％。望天湖老二站：进水港拦污栅于1996年进行了更换，已运行10年，因长期处在恶劣环境下工作，存在一定锈蚀，拦污栅的栅条锈蚀率2.8％，边梁槽钢锈蚀率11.1％；泵房电机室内悬挂葫芦吊钢梁为工字钢，钢梁存在一定锈蚀。2.4.3机电设备现场检测结论根据黄冈市农电测试所完成的《望天湖老泵站机电设备现场检测报告》，望天湖老泵站机电设备检测的结论为：（1）水泵：望天湖老泵站水泵均为28ZLB－70型轴流泵，其中有六台为当地小厂生产，由于技术力量薄弱，设备简陋，泵体部件加工尺寸误差大，在安装时无法找到校准面，水平与同心达不到要求。特别是叶轮外缘不成球形体，叶片外缘与动叶圈内壁间隙不均匀超过5mm以上。由于安装不合要求，现强制运行，造成噪声大、振动大、轴功率大。经过三十多年的运行，经过我所对泵站的效率测试，最大的装置效率只有50.76%，小于《规程》要求的60%，在各工况情况下，能源单耗全部高于《规程》要求的4.18KWH/KTm。现叶片汽蚀严重，大轴变形，轴承磨损。叶片正面平均汽蚀面积约占叶片总面积12%，最大深度8mm。叶片背面平均汽蚀面积约占叶片总面积35%，最大深度10mm。其中一只叶片头部破损6cm。外壳内面有一汽蚀带，平均宽度17.2cm。最大深度5.1mm。导叶锈蚀严重，调节机构失效，不能调节。大轴有明显磨损痕迹，可看到沟痕，轴承严重磨损，运行时大轴摆度大。主水泵已达到行业规定的使用年限。2、电机：望天湖老泵站电机70 均为JSL12-8型155KW立式异步电机共二十台，大多为白莲河设备厂建厂初期产品，定子绕组线用的是铝线，绕组三相电阻大且不平衡，曾因焊接质量差发生烧毁定子线圈事故四起。由于电机损耗大运行温度高，铁芯温度常在100℃以上，全部电机绕组的铝线绝缘已老化变脆，现已有四台电机完全不能运行。运行电机绝缘偏低，无吸收比，运行前需干燥1至2个台班，达不到做工频耐压试验的条件。JSL12-8型属国家明令淘汰产品。3、主变：望天湖老泵站共四台主变，每台1000KVA。四台主变都为铝芯、高耗能淘汰产品，必须更换。其中望天湖老二站两台1000KVA变压器并联运行，其容量为2000KVA，根据水泵性能，当水泵叶片安装角度+4°时，总扬程7.25m，单台流量为1.63m3/s，计算电机实际需要功率144KW。望天湖老一站十二台总容量1728KW，显然主变容量偏小。由于主变为铝芯线圈，过载能力小，超载运行温度高，特别是在高气温下运行，主变上层油温经常超过95℃。往往被迫停止部分机组，严重影响排涝任务的完成。现四台主变介损不合格，两台主变绝缘油不合格。四台主变均为SLJ系列，现已严重破损、腐蚀，且体积庞大，漏油严重，早已属淘汰产品。4、高、低压开关柜：望天湖老泵站低压开关柜均选用BSL型,启动补偿器均选用XJ01-190型，1974年广州第一电器厂生产，该型号开关柜和补偿器早已被淘汰，柜内电器设备现已老化严重，触点氧化生锈，接触不良，短路事故时有发生，已不能完成基本控制功能。5、避雷器：望天湖老泵站避雷器均为FZ型产品，经多年运行泄漏电流大，产品已被淘汰。6、电力电缆：望天湖老泵站主电机电力低压电缆大多为铝芯，表面绝缘材料已龟裂、硬化，老化严重。7、多油断路器：望天湖老一站有二台DW16-35型多油断路器，预防性试验介损和直流泄漏不合格。70 3.复核计算成果望天湖老泵站包括望天湖老一站和望天湖老二站，以下分别对其提排流量、特征水位、扬程、水工建筑物、水力、机电、金属结构等部分进行复核计算。3.1提排流量、特征水位、扬程复核3.1.1特征水位复核望天湖老一站：按《泵站设计规范》GB/T50265-97要求，对该站24年来的水位运行资料进行分析计算，计算成果如下：（1）进水池水位①最高水位原设计值为20.43m，按《泵站设计规范要求》GB/T50265-97，最高水位取排水区建站后重现期10～20年一遇的内涝水位。根据望天湖老一站运行实测资料（见表3-1），通过排频分析计算（见表3-2），其重现期20年一遇的内涝水位为20.42m，与原设计值相当，故确定最高水位仍为20.43m。②设计水位原设计值为18.86m，按《泵站设计规范》GB/T50265-97要求：取由排水区设计排涝水位推算到站前的水位，对有集中调蓄区或与内排站联合运行的泵站，取由调蓄区设计水位或内排站出水池设计水位推算到站前的水位。按排田要求确定设计水位。采用最低耕作区（以80%耕作区面积的涝水能被排除为原则）的地面高程推算到站前的水位。根据1：10000地形图，能保证80%耕地面积的涝水被排除，地面高程为19.40m，考虑上下级沟道水位衔接落差0.20m，根据各级沟道比降及长度，推算出沿程水头损失为0.36m，则前池设计水位为18.84m，复核确定设计水位仍为18.86m。③最高运行水位原设计值为19.60m，按《泵站设计规范》GB/T50265-9770 要求：取由排水区允许最高涝水位推算到站前的水位。对有集中调蓄区或与内排站联合运行的泵站，取由调蓄区最高调蓄水位或内排站出水池最高运行水位推算到站前的水位。根据望天湖最高调蓄水位为20.00m，根据各级沟道比降及长度，推算出沿程水头损失为0.42m，据此推算到站前允许最高涝水位为19.58m，确定最高运行水位仍为19.60m。④最低运行水位原设计值为17.70m，根据《泵站设计规范》GB/T50265-97要求：最低运行水位取按坡降地下水埋深或调蓄区允许最低水位的要求推算到站前的水位。望天湖老一站站是以排水为主的泵站。最低运行水位应满足作物对降低地下水位的要求，按大部分耕地的平均高程减去作物的适宜地下水埋深。根据1：10000地形图，耕作区的平均地面高程为19.50m，考虑作物的适宜地下水埋深0.6m，考虑上下级沟道水位衔接落差0.2m。根据各级排水沟长度及坡降，可推算出各级排水沟的沿程水头损失为1.02m，由此推算到站前最低运行水位为17.68m，最低运行水位复核按原设计值确定为17.70m。表3-1内湖（望天湖老一站）历年最高水位统计表年份19811982198319841985198619871988水位(m)20.0117.6819.2517.9717.1517.8018.7318.08年份19891990199119921993199419951996水位(m)18.0517.1719.4417.1817.2817.1517.7518.87年份19971998199920002001200220032004水位(m)16.5720.5618.7618.0517.1718.1918.2717.55平均18.11⑤平均水位按《泵站设计规范》GB/T50265-97要求：平均水位取与设计水位相同的水位，即为18.86m。（2）外江水位①防洪水位该站位于长江干堤北永堤182+180，为堤后式泵站70 ，其防洪水位根据该堤防的设防水位确定。查长江干堤整险加固工程有关资料，其防洪水位为28.47m。②设计水位原设计水位24.80m，按《泵站设计规范》GB/T50265-97要求，排水泵站外表3-2内湖（望天湖老一站）历年最高水位排频分析表年份水位大到小序号模比系数Ki（Ki-1）（Ki-1）2P=m/（n+1）×100%198120.0120.5611.1350.1350.01834.0198217.6820.0121.1050.1050.01108.0198319.2519.4431.0730.0730.005412.0198417.9719.2541.0630.0630.004016.0198517.1518.8751.0420.0420.001820.0198617.818.7661.0360.0360.001324.0198718.7318.7371.0340.0340.001228.0198818.0818.2781.0090.0090.000132.0198918.0518.1991.0040.0040.000036.0199017.1718.08100.998-0.0020.000040.0199119.4418.05110.997-0.0030.000044.0199217.1818.05120.997-0.0030.000048.0199317.2817.97130.992-0.0080.000152.0199417.1517.8140.983-0.0170.000356.0199517.7517.75150.980-0.0200.000460.0199618.8717.68160.976-0.0240.000664.0199716.5717.55170.969-0.0310.001068.0199820.5617.28180.954-0.0460.002172.0199918.7617.18190.949-0.0510.002676.0200018.0517.17200.948-0.0520.002780.0200117.1717.17210.948-0.0520.002784.0200218.1917.15220.947-0.0530.002888.0200318.2717.15230.947-0.0530.002892.0200417.5516.57240.915-0.0850.007296.0长江设计水位取承泄区重现期5-10年一遇洪水的3-5日平均水位。按泵站实测资料（表3-3）取10年一遇5日平均水位通过排频计算（表3-4），复核望天湖老一站出水池设计水位为25.88m，复核为25.88m。70 表3-3外江（长江）历年五日平均最高水位统计表序号年份日期平均水位（m）119817.22-7.2622.57219828.4-8.823.82319837.17-7.2125.76419847.27-7.3122.97519857.12-7.1621.54619867.21-7.2521.98719877.27-7.3123.08819887.16-7.2024.71919897.16-7.2023.971019907.5-7.923.831119917.15-7.1924.411219927.10-7.1423.871319939.3-9.723.951419946.25-6.2922.251519957.7-7.1125.391619967.6-7.1025.321719977.23-7.2723.471819987.7-7.10126.721919997.21-7.2526.222020007.8-7.1222.652120016.25-6.2920.712220028.24-8.2824.832320037.14-7.1823.882420047.24-7.2822.10平均水位23.75表3-4外江（长江）历年五日平均最高洪水位排频分析表频率P（%）水位（m）频率P（%）水位（m）0.128.892025.150.528.045023.75127.627522.64227.169021.62326.979521.02526.489919.461025.88H5%=26.48m、H10%=25.88、CV=0.07、CS=0.637CV③最高运行水位原设计值为25.70m，按《泵站设计规范》GB/T50265-97要求：当承泄区水位变化幅度较大时，取承泄区重现期10-20年一遇洪水的3-5日平均水位。根据望天湖老一站实测资料，取20年一遇5日平均水位，通过排频计算（见表3-4）泵站出口外江最高运行水位为26.48m。70 ④最低运行水位原设计值19.90m，根据《泵站设计规范》GB/T50265-97要求，由承泄区历年排水期最低水位的平均值确定。泵站出水池最低运行水位是确定泵站最低扬程的依据。为保证机组在泵站最低扬程时安全稳定运行，结合望天湖老一站水位实测资料、以及多年的运行情况确定最低运行水位由承泄区历年排水期最低水位的平均值确定。根据望天湖老一站水位实测资料，排水期外江最低水位的平均值为19.47m，见表3-5。表3-5外江（长江）最低运行水位统计表年份19811982198319841985198619871988水位（m）19.3519.8020.1319.1819.2320.1018.0719.04年份19891990199119921993199419951996水位（m）20.1019.0019.0819.0620.0219.5019.3319.85年份19971998199920002001200220032004水位（m）19.0121.1219.0219.0219.3120.9319.0619.05平均（m）19.47综上所述，望天湖老一站特征水位复核成果见表3-6。表3-6望天湖老一站特征水位表序号特征水位原设计值（m）现复核值（m）1进水池水位最高水位20.4320.432最高运行水位19.6019.603设计水位18.8618.864最低运行水位17.7017.705平均水位18.8618.866出水池水位最高防洪水位27.0028.477最高运行水位25.7026.488设计水位24.8025.889最低运行水位19.9019.47望天湖老二站：由于当时该工程为“三边”工程，没有留下任何资料，原设计特征水位无法查到，因此根据望天湖老二站运行实测资料来确定。（1）进水池水位①最高水位70 按《泵站设计规范》GB/T50265-97要求：最高水位取排水区建站后重现期10-20年一遇的内涝水位。根据望天湖老二站运行实测资料，见表3-7，通过排频分析计算（方法同上），其重现期20年一遇的内涝水位为20.05m，见表3-8，因此确定最高水位为20.05m。表3-7内湖（望天湖老二站）历年最高水位统计表年份19761977197819791980198119821983水位(m)18.3019.2618.1018.2520.0018.3018.6520.10年份19841985198619871988198919901991水位(m)19.6018.1618.0518.9518.6018.3518.2019.95年份19921993199419951996199719981999水位(m)18.0018.5018.4017.9518.5018.1919.1719.05年份200020012002200320042005水位(m)18.3018.3018.2018.2018.3518.10平均18.60②设计水位按《泵站设计规范》GB/T50265-97要求：取由排水区设计排涝水位推算到站前的水位，对有集中调蓄区或与内排站联合运行的泵站，取由调蓄区设计水位或内排站出水池设计水位推算到站前的水位。由于排涝区调蓄容积不大，故按排田要求确定设计水位。采用最低耕作区（以排水区面积80%的涝水能被排除为原则）的地面高程推算到站前的水位。根据1：10000地形图，能保证80%耕地面积的涝水被排除的地面高程为19.60m，考虑上下级沟道水位衔接落差0.2m，根据各级沟道比降及长度，推算出沿程水头损失为0.6m，据此推算出站前的高程为19.60-0.2-0.6=18.80m，确定设计水位为18.80m。③最高运行水位按《泵站设计规范》GB/T50265-97要求：取由排水区允许最高涝水位推算到站前的水位，对有集中调蓄区或与内排站联合运行的泵站，取由调蓄区最高调蓄水位或内排站出水池最高运行水位推算到站前的水位。根据连耳湖最高调蓄水位为20.00m，根据各级沟道比降及长度，推算出沿程水头损失为0.40m，据此推算到站前允许最高涝水位为19.60m。70 表3-8内湖（望天湖老二站）历年最高水位排频分析表年份水位大到小排列序号模比系数Ki（Ki-1）（Ki-1）2P=m/（n+1）×100%197618.320.111.1100.1100.01213.2197719.2620.021.1040.1040.01096.5197818.119.9531.1010.1010.01039.7197918.2519.641.0820.0820.006812.9198020.019.2651.0630.0630.004016.1198118.319.1761.0580.0580.003419.4198218.6519.0571.0520.0520.002722.6198320.118.9581.0460.0460.002125.8198419.618.6591.0300.0300.000929.0198518.1618.6101.0270.0270.000732.3198618.0518.5111.0210.0210.000535.5198718.9518.5121.0210.0210.000538.7198818.618.4131.0160.0160.000341.9198918.3518.35141.0130.0130.000245.2199018.218.35151.0130.0130.000248.4199119.9518.3161.0100.0100.000151.619921818.3171.0100.0100.000154.8199318.518.3181.0100.0100.000158.1199418.418.3191.0100.0100.000161.3199517.9518.25201.0080.0080.000164.5199618.518.2211.0050.0050.000067.7199718.1918.2221.0050.0050.000071.0199819.1718.2231.0050.0050.000074.2199919.0518.19241.0040.0040.000077.4200018.318.16251.0030.0030.000080.6200118.318.1260.999-0.0010.000083.9200218.218.1270.999-0.0010.000087.1200318.218.05280.997-0.0030.000090.3200418.3518290.994-0.0060.000093.5200518.117.95300.991-0.0090.000196.8④最低运行水位按《泵站设计规范》GB/T50265-97要求：取按降低地下水埋深或调蓄区允许最低水位的要求推算到站前的水位，可按大部分耕地的平均高程减去作物的适宜地下水埋深。排水区大部分耕地的平均地面高程为19.10m，考虑作物的适宜地下水埋深以0.6m计，考虑上下级沟道水位衔接落差（按0.2m计）。根据各级70 排水沟长度及坡降，可推算出各级排水沟的沿程水头损失为0.8m，由此推算到站前最低运行水位为17.50m。⑤平均水位按《泵站设计规范》GB/T50265-97要求：平均水位取与设计水位相同的水位，即为18.80m。（2）外江水位①防洪水位该站位于长江干堤北永堤175+800，为堤后式泵站，其防洪水位根据该堤防的设防水位确定。查长江干堤整险加固工程有关资料，其防洪水位为28.31m。②设计水位按《泵站设计规范》GB/T50265-97要求，排水泵站外江设计水位取承泄区重现期5-10年一遇洪水的3-5日平均水位。按泵站实测资料（表3-9）、取10年一遇5日平均水位通过排频计算（表3-10），确定泵站出水池设计水位为25.83m。③最高运行水位按《规范》要求：当承泄区水位变化幅度较大时，取承泄区重现期10-20年一遇洪水的3-5日平均水位。根据望天湖老二站实测资料，取20年一遇5日平均水位排频计算（表3-9），泵站出口外江最高运行水位为26.42m。④最低运行水位泵站出水池最低运行水位是确定泵站最低扬程的依据。为保证机组在泵站最低扬程时安全稳定运行，结合望天湖老二站实测资料，以及其运行情况考虑如下：根据《泵站设计规范》GB/T50265-97要求取承泄区历年排水期最低水位的平均值。根据望天湖老二站的实测资料，排水期外江最低水位的平均值为19.42m，确定外江最低运行水位为19.42m。综上所述，望天湖老二站特征水位见表3-11。70 表3-9外江（长江）历年五日平均最高洪水位序号年份日期水位(m)序号年份日期水位(m)119767.3-7.721.451719927.10-7.1423.88219776.26-6.3023.841819939.3-9.723.94319786.29-7.321.231919946.25-6.2922.26419789.25-9.2922.622019957.7-7.1125.35519808.31-9.425.152119967.21-7.2525.83619817.23-7.2722.542219977.23-7.2723.46719828.4-8.823.682319988.7-8.1126.63819837.17-7.2125.722419997.21-7.2526.21919847.30-8.423.032520007.8-7.1222.61019857.11-7.1521.492620017.8-7.1220.481119867.19-7.2321.932720028.24-8.2824.781219877.27-7.3123.042820037.14-7.1823.831319889.16-9.2024.722920049.12-9.1620.961419897.16-7.2023.97H平均=23.551519907.5-7.923.84CV=0.071619917.15-7.1924.50CS=3.881CV表3-10外江（长江）历年五日平均最高洪水位排频分析表频率P（%）水位（m）频率P（%）水位（m）0.129.522025.150.528.425023.83127.897522.45227.349021.23326.959520.72526.429919.891025.83H平均=23.55mH5%=25.83H20%=24.80CV=0.07CS=3.881CV表3-11望天湖老二站特征水位表序号特征水位复核值（m）1进水池水位最高水位20.052最高运行水位19.603设计水位18.804最低运行水位17.505平均水位18.806出水池水位最高防洪水位28.317最高运行水位26.428设计水位25.839最低运行水位19.4270 3.1.2特征扬程复核按《泵站设计规范》GB/T50265-97要求，泵站特征扬程包括设计扬程、最高扬程、最低扬程，根据泵站特征水位确定泵站特征扬程如下：望天湖老一站：①设计净扬程：按泵站进、出水池设计水位差计，则设计净扬程为：25.88-18.86＝7.02m。②最高净扬程：为站外最高运行水位与站内最低运行水位之差，则最高净扬程为：26.48-17.70＝9.00m。③最低净扬程：为站外最低运行水位与站内最高运行水位之差，则最低净扬程为：19.47-19.60＝－0.13m。平均扬程：为泵站多年平均净扬程，根据表3-12，可知望天湖老一站多年平均净扬程为3.10m。表3-12浠水县望天湖老一站历年运行扬程统计表年份天数最大运行净扬程（m）最小运行净扬程（m）平均运行净扬程（m）备注1991803.810.042.21992184.970.062.61993285.122.033.1199493.870.51.21995406.180.484.61996306.540.122.419971998176.942.975.091999237.061.294.7220002001200262.71.131.89200343.12.522.78255说明：（1）总运行天数：T=255天；（2）平均运行净扬程：H=3.10m；（3）最大运行净扬程H=7.06m。望天湖老二站：①设计净扬程：70 按泵站进、出水池设计水位差，则设计净扬程为：25.83-18.80＝7.03m。②最高净扬程：为站外最高运行水位与站内最低运行水位之差，则最高净扬程为：26.42-17.50＝8.92m。③最低净扬程：为站外最低运行水位与站内最高运行水位之差，则最低净扬程为：19.42-19.60＝－0.18m。平均扬程：为泵站多年平均净扬程，根据表3-13，可知望天湖老二站多年平均净扬程为3.69m。表3-13浠水县望天湖老二站历年运行扬程统计表年份天数最大运行净扬程（m）最小运行净扬程（m）平均运行净扬程（m）备注1976303.152.202.671977405.431.242.69197863.102.402.66198982.802.252.581980616.872.154.301981354.942.202.851982385.552.053.691983584.140.652.371984415.051.602.95198592.832.342.561986334.202.403.141987615.452.003.431988317.002.123.981989674.462.102.811990225.742.303.331991554.902.063.501992296.192.652.301993405.982.404.201994122.712.153.001995366.972.552.601996618.322.605.20199701998737.612.705.9619991008.092.404.282000293.502.305.90200153.502.202.442002385.832.804.412003246.312.402.441049说明：（1）总运行天数：T=1049天；（2）平均运行净扬程：H=3.69m；（3）最大运行净扬程H=8.32m。70 3.1.3提排流量复核（1）排涝现状及排涝设计标准根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288－99），结合我省实际情况，排涝标准采用十年一遇三日暴雨旱作区五日排至田面无积水，水稻区五日排至耐淹水深的排涝标准。望天湖流域面积169km2，由望天湖湖区和连耳湖区组成。其中连耳湖控制面积为42km2，父子岭水库控制4.10km2，水面（包括湖、塘堰等）1.20km2，水田8.67km2，陆地（包括村庄、道路、旱地等）28.03km2。望天湖湖区控制面积为127km2，水面10.2km2，水田21.33km2，陆地（包括村庄、道路、旱地等）95.47km2，其土地面积构成见表3-14。表3-14望天湖流域土地面积构成表单位：km2湖区其中总面积水库控制水田湖面陆地连耳湖4.18.671.228.0342望天湖21.3310.295.47127浠水清泉水文气象站，位于浠水县县城内，与望天湖相距不远，因此，本次望天湖的雨量资料采用清泉水文气象站的资料。本次计算采用1952年～2004年共53年最大3日暴雨资料及排频计算结果见表3-15。根据表3-3的结果，内查得十年一遇最大三日暴雨的点雨量为274.84mm，按《湖北省暴雨径流查算图表》及黄冈地区暴雨径流资料汇编，三日暴雨点面关系系数为0.92，十年一遇最大三日暴雨面雨量为252.94mm。（2）提排流量复核根据前述计算结果，按照湖北省十年一遇三日暴雨旱作区五日排至田面无积水，水稻区五日排至耐淹水深的排涝标准对排涝规模进行复核。设计排涝历时T取5天，根据《泵站设计规范》（GB/T50265-97），每天开机按20～24小时计，本次取24小时。望天湖老一站：望天湖湖区控制面积为127km2，其中水面（包括湖、塘堰、沟渠等）70 10.2km2，水田21.33km2，陆地（包括村庄、道路、旱地等）95.47km2。整片湖区排涝主要依靠望天湖新站和望天湖老一站，其中望天湖老一站装机容量12×155kW，设计排涝流量为18m3/s，望天湖新站装机容量3×800kW，设计排涝流量为24.0m3/s。①产水量计算为了反映各地类面积对降雨产水量的影响，下面分水面、水田和陆地三种地类分别作产水量计算：W=1000×{F×（P-h）×C1+F′×C2×P+F″×C3×P}式中：W——排涝面积上的产水量（m3）F——排涝区内水田面积（km2）F′——排涝区内旱地及非耕地面积（km2）F″——排涝区内水面面积（km2）P——设计面暴雨量（mm）C1——水田的径流系数，取0.93C2——旱地区非耕地的径流系数，取0.71C3——水面的径流系数，取1.0h——水田的最大允许蓄水深度（mm），取40mm经计算，十年一遇三日暴雨产生的内涝水量为2394.9万m3。②调蓄水量计算根据望天湖起排水位（18.2m）与蓄洪上限水位（20.0m），查《望天湖水库水位—湖容积曲线》，求得调蓄湖容为757.4万m3。水田调蓄水量为F×h=0.1×21.33×40=85.32万m3③提排水量望天湖湖区现有排水泵站两座，其中望天湖新站（新建不久）装机容量为kW，设计流量为24.0m3/s，考虑到该泵站设备较新，按泵站设计流量计算排水量，则可排水量为：V排=24×5×24×3600=1036.8万m3望天湖老一站提排水量为：70 V排=2394.9-85.32-1036.8-757.4=515.38万m3表3-15浠水县清泉站三日暴雨排频计算表年份三日最大降雨量序号大到小排列模比系数Ki（Ki-1）（Ki-1）2P=m/（n+1）×100%1952101.91500.33.0212.0214.08611.91953390.22390.22.3561.3561.84013.71954247.13312.31.8860.8860.78515.61955189.74300.741.8160.8160.66627.41956142.95278.21.6800.6800.46259.31957145.86269.81.6290.6290.396111.1195894.87256.71.5500.5500.302813.01959256.782491.5040.5040.253814.8196060.49247.11.4920.4920.242316.7196115010227.21.3720.3720.138518.51962134.611210.11.2690.2690.072320.41963109.5122081.2560.2560.065622.21964500.3132021.2200.2200.048424.11965114.714201.91.2190.2190.048125.9196689.915191.141.1540.1540.023827.8196771.9161911.1530.1530.023629.6196858.517189.71.1460.1460.021231.51969312.318184.981.1170.1170.013733.31970120.819181.91.0990.0990.009735.21971108.320181.371.0950.0950.009137.01972114.921169.51.0240.0240.000638.9197395.522165.20.998-0.0020.000040.7197490.9231580.954-0.0460.002142.61975269.8241570.948-0.0520.002744.4197683.825154.40.932-0.0680.004646.31977154.4261500.906-0.0940.008948.11978181.3727149.80.905-0.0950.009150.01979184.9828145.80.881-0.1190.014351.91980191.1429142.90.863-0.1370.018853.71981227.230134.60.813-0.1870.035055.61982117.3311270.767-0.2330.054357.4198324932126.50.764-0.2360.055759.31984201.933120.80.730-0.2700.073261.1198588.434117.30.708-0.2920.085063.0198619135114.90.694-0.3060.093764.81987181.936114.70.693-0.3070.094466.71988278.237109.50.661-0.3390.114768.51989300.7438108.30.654-0.3460.119770.41990149.8391040.628-0.3720.138372.21991210.1401020.616-0.3840.147574.11992126.541101.90.615-0.3850.147975.91993165.242101.90.615-0.3850.147977.8199491.3431010.610-0.3900.152179.61995101.94495.50.577-0.4230.179181.51996169.54594.80.573-0.4270.182783.319971044691.30.551-0.4490.201385.219982084790.90.549-0.4510.203487.019992024889.90.543-0.4570.208988.920001014988.40.534-0.4660.217390.720011025083.80.506-0.4940.244092.620021585171.90.434-0.5660.320194.470 20031275260.40.365-0.6350.403596.320041575358.50.353-0.6470.418298.1④望天湖老一站站提排流量Q=V排/T=515.38×10000/（5×24×3600）=11.93m3/s经上述可知，复核提排流量应为11.93m3/s，现设计排涝流量为18m3/s，故望天湖老一站提排流量满足要求。望天湖老二站：望天湖老二站位于长江干堤175+800处，泵站总装机8×155kW，现有设计排涝流量为12m3/s。望天湖老二站控制总面积为42km2，其中父子岭水库控制4.1km2，水面1.2km2，水田8.67km2，陆地（包括村庄、道路、旱地等）28.03km2。①产水量计算W=1000×{F×（P-h）×C1+F′×C2+F″×C1×P}经计算，十年一遇三日暴雨产生的内涝水量为705.43万m3。②调蓄水量计算根据连耳湖按起排水位（17.5m）与蓄洪上限水位（20.0m），查《连耳湖水位—湖容曲线》得调蓄湖容为78.5万m3。水田调蓄水量为F×h=0.1×8.67×40=34.68万m3③排涝区水库下泄水量排涝区内有一小型水库（父子岭水库）。水库溢洪道均为自由溢流方式，由于该水库仅有滞洪库容，汛期将有部分洪水下泄，通过排涝区由泵站提排入江。根据水库实际运行情况，并从理论上进行验证，同期5天下泄水量为V′=34.22万m3。④提排水量连耳湖排区提排总水量V排=705.43-78.5-34.68+34.22=626.47万m3④提排流量Q=V排/T=626.47×10000/（5×24×3600）=14.50m3/s经上述复核可知，提排流量应为14.50m3/s，而现有排涝流量为12m3/s，可见望天湖老二站装机流量满足排区需要的排涝流量要求。70 （3）流量复核结论经复核，望天湖新站因是1995年投入运行，自投入运行以来，排区内水文条件没有发生大的变化，因此新站排水流量按原设计排水流量为24.0m3/s。望天湖老一站设计流量为18m3/s，复核流量为11.93m3/s，装机流量满足要求；望天湖老二站总排水流量为14.50m3/s，原有装机排水能力为12.0m3/s，不满足提排流量要求，整个排区的排涝能力满足要求。但是，望天湖片和连耳湖片的调蓄能力在日趋减小，排涝压力增加，且泵站设备老化，机组不能高效运行，导致排区内涝灾不断，因此建议尽快对望天湖老泵站进行更新改造。3.2水工建筑物复核3.2.1泵房稳定及地基应力复核望天湖老一站：望天湖老一站泵房为钢筋砼条形基础，基础底面尺寸1.3×7m，座落在弱风化岩基上，具体见附图（望天湖老一站结构图）。计算简图见图3-1（取单榀3m）。图3-1（1）计算工况根据工程实际情况以及《泵站设计规范》（GB/T50265-97），望天湖老一站稳定及地基应力计算按以下四种工况进行复核，各种工况分内湖、外江水位组合，70 具体见表3-16。表3-16望天湖老一站计算工况水位组合表序号工况内湖水位外江水位备注1完建工况无扬压力2进水池设计水位工况18.8625.883进水池最高运行水位工况19.6026.484进水池防洪水位工况20.4328.47（2）荷载组合表3-17计算工况各种荷载组合表荷载组合计算工况荷载自重扬压力土压力其它荷载基本组合1√√√2√√√√特殊组合3√√√√4√√√√（3）荷载计算望天湖老一站泵房稳定及地基应力计算主要荷载包括：泵房自重、土压力、扬压力以及活荷载等，以下对其分别计算。①泵房自重泵房自重见表3-18。②扬压力表3-19望天湖老一站扬压力计算表内湖水位（m）外江水位（m）浮托力（KN）渗透压力（KN）力矩（KN.m）工况218.925.88-445.9-317.59-371工况319.626.48-445.9-313.04-365工况419.926.7-445.9-309.4-36170 表3-18望天湖老一站泵房结构自重计算表序号部位计算式重量对底板形心轴力臂对底板形心轴力矩+-+-1刚性屋面6.1*3*0.2*2591.50　0.00.02圈梁0.4*0.4*3*25*2240　0.00.03屋面大梁(0.51*0.08*2+0.35*0.82)*25*6.1/228.10　0.00.04吊车梁52.7*3/1001.5-1.005-1.65排架柱10.4*0.4*5.8*25*246.40　0.00.06门窗(1.9+1.4)*1.8*0.45*25.30　0.00.07前砖墙(3*6.8-3.3*1.8)*0.24*19*2131.90　0.00.011电机层楼板0.15*2.63*3*25*259.20　0.00.012外挑阳台0.15*1.5*3*2516.9-3.650.0-61.613电机大梁0.3*0.3*2*3*2513.5　-1.0050.0-13.614电机层梁0.45*0.4*5.26*2523.7　00.00.015电机200*1.3260　-1.0050.0-261.316排架柱20.4*0.4*7.65*25*261.2　00.00.017排架梁0.35*3*0.4*25*221　00.00.018检修水泵梁0.9*0.4*2.63*25*247.3　00.00.019检修水泵大梁0.4*0.3*2*3*25*236　00.00.020基础(上)6.5*1.3*0.25*2552.8　00.00.021基础(下)7*1.3*0.25*2556.9　00.00.022水重7*1.3*4.4*10400.4　00.00.023小计1377.7　　-338.124合计1377.7　　-338.05　注：对底板形心顺时针为正，逆时针为负。70 ③土压力F0k=0.5×γs×H2×K0H—填土高度(m)K0—静止土压力系数，取K0=0.58γs—填土容重,水上部分按湿容重计，水下部分按浮容重计表3-20望天湖老一站土压力计算表进水池水位（m）水平力（KN）力矩（KN.m）工况1无水175.27-175.27工况218.86175.27-175.27工况319.60175.27-175.27工况419.90175.27-175.27④活荷载根据《建筑结构设计荷载》规定，各层楼面荷载如下：表3-21望天湖老一站各层楼面荷载计算表部位面积（m2）标准重（KN/m2）重量(KN)力臂(M)力距(KN·m)电机层18.3236.600屋面18.30.59.200小计　　45.8　0（4）地基应力及稳定计算①地基应力计算根据《泵站设计规范》（GB/T50265-97）计算泵房的地基应力：公式（6.3.8-1）相应的地基不均匀系数：η=岩基地基不均匀系数[η]≥0②抗滑稳定计算根据《泵站设计规范》（GB/T50265-97）计算泵房的抗滑安全系数，公式（6.3.4-1）70 基本组合时[Kc]=1.3，特殊组合时[Kc]=1.15。③泵房稳定计算成果通过计算，泵房稳定计算结果见表3-22：表3-22望天湖老一站泵房稳定计算成果表计算工况地基应力（kpa）不均匀系数抗滑系数PmaxPminηKC1174.1158.91.13.54287.261.21.431.58369.857.31.221.59470.257.71.221.6根据地质提供资料，望天湖老一站泵房地基承载力可达到1000Kp，结合表3-22计算成果，表明望天湖老一站泵房地基应力、不均匀系数及抗滑系数均满足要求。望天湖老二站：望天湖老二站泵房为浆砌石基础，基础底面尺寸1.15×10.305m，座落在老粘土层上，具体见附图（望天湖老一站结构图）。计算工况同上，计算简图见图3-2，荷载计算（取单榀3.85m）见表3-23，复核成果见表3-24。图3-270 表3-23望天湖老二站泵房荷载计算表计算工况总竖向力(KN)总水平力(KN)总力矩(KN·m)12467.5274.61064.222018.0274.6942.031983.1274.6926.241948.2274.6915.1表3-24望天湖老二站泵房稳定计算成果表计算工况地基应力（kpa）不均匀系数抗滑系数PmaxPminηKC1249.4234.91.062.72204.3191.51.072.23200.8188.21.072.174197.3184.91.072.12注：土基不均匀系数基本组合[η]≤2.0，基本组合[η]≤2.5.根据地质提供资料，望天湖老二站泵房地基承载力可达到260Kp，结合表3-24计算成果，表明望天湖老二站泵房地基应力、不均匀系数及抗滑系数均满足要求。3.2.2电机大梁结构复核望天湖老一站：（1）计算说明望天湖老一站主电机的支承梁系结构为电机大梁、排架梁组成的井字梁系。电机大梁总长37.4m，为两根6跨连续梁，每跨中心距3.0m，截面尺寸为bxh=300×450mm。电机大梁跨中、支座处钢筋原设计均为4Φ16，箍筋为φ12＠150。（2）计算假定排架梁两端视为与电机大梁固结的单跨固端梁，电机大梁按多跨连续梁计算。支承范围内楼板（进水侧）按两端固结考虑，由前墙和电机大梁各承担一半。根据《水工砼结构设计规范》DL/T5057-1996要求，钢筋砼结构容重按25KN/m3计。结构自重作用分项系数为γg=1.05，设备自重作用分项系数为γg=1.05，电机层楼面均布活荷载标准值为10KN/m2，楼面荷载分项系数为γq=1.20，动力荷载的动力系数为1.3。70 泵站工程等别为Ⅱ等，主要建筑物级别为3级，结构等级别为3级，结构重要性系数为γo=1.0，设计状况系数为ψ=1.0，承载力极限状态结构系数为γd=1.20。（3）电机大梁荷载计算电机大梁荷载主要包括：自重、电机传来荷载以及楼面活荷载。由于两根电机大梁布置钢筋相同，故在计算楼面荷载时按所能承受的最大荷载考虑。①电机大梁（梁、板）自重q1=1.05×（0.3×0.3+3.61×0.15/2）×2.6×25=24.6KN/m②电机传来荷载当电机运行时：P1=100×1.3/2=65KN当电机停止运行时：P1=100×1.05/2=52.5KN③楼面活荷载q2=1.2×10×3.61/2=21.7KN/m（4）电机大梁结构复核计算①内力计算电机大梁为六跨连续梁，在内力计算中，按六种不同荷载组合分别复核，即A：1台机组单独运行；B：2台机组组合运行；C：3台机组组合运行；D：4台机组组合运行；E：5台机组组合运行；F：6台机组同时运行。计算简图见图3-4，计算结果见表3-25。图3-370 表3-25望天湖老一站电机大梁结构复核成果表部位最大弯矩（KN.m）最大剪力（KN）支座75.5126.9跨中64.557.7注：表中最大值为各种工况（不同机组组合运行）计算后得出。②参数确定根据检测报告提供电机大梁砼强度标准值为12.7N/mm2，按现行《水工钢筋砼结构设计规范》换算砼等级在C15～C20之间，从而按最低等级查表本次砼强度设计值fc=7.5N/mm2；砼平均碳化深度10.12mm。由于本次未对钢筋进行检测，故按现行规范要求确定，Ⅱ级钢筋fy=310N/mm2,Ⅰ级钢筋fy=210N/mm2。③配筋计算：通过计算，电机大梁结构复核的成果见表3-26。表3-26望天湖老一站电机大梁结构复核成果表部位复核配筋面积（mm）实际钢筋面积（mm）备注支座801804配筋满足要求跨中667804（6）结论从表3-26可知望天湖老一站电机大梁配筋满足结构强度要求，这与实际运行中电机大梁未出现裂缝等异常现象相吻合。望天湖老二站：望天湖老二站主电机大梁支撑在砼拱上，为8跨连续梁，每跨中心距3.85m，截面尺寸为bxh=400×450mm。根据检测报告提供电机大梁砼强度标准值为15.9N/mm2，按现行《水工钢筋砼结构设计规范》换算砼等级在C20～C25之间，按最低等级查表砼强度设计值fc=10N/mm2；砼平均碳化深度为7.4mm。望天湖老二站电机大梁计算简图见图3-4，复核成果见表3-27。70 图3-4表3-27望天湖老二站电机大梁结构复核成果表部位最大弯矩（KN.m）最大剪力（KN）复核配筋面积（mm）实际钢筋面积（mm）备注支座121163.813341257配筋满足要求跨中98.363.910381257注：表中最大值为各种工况（不同机组组合运行）计算后得出。从上表可以看出，望天湖老二站电机大梁实际配筋虽偏小，但在规范允许范围（允许5%）之内，故望天湖老二站电机大梁结构强度满足要求。3.2.3泵房抗渗稳定性复核根据地质资料，二座泵站均未出现渗流破坏，说明泵站抗渗稳定性均满足要求，因此本次未作抗渗稳定计算。3.2.4进水池翼墙稳定性复核望天湖老一站：望天湖老一站进水池翼墙为浆砌石重力式结构，座落在岩基上。墙高8.0m，顶宽0.5m，上游面垂直，下游面坡比为1：0.5。挡土墙结构复核按最不利工况考虑，即完建期的应力与稳定，其结构按4级建筑物复核，主要荷载有自重、土重、水压力等。根据地质报告提供数据，墙后填土内摩擦角取20°，基础底面系数取0.45，浮容重19.4KN/m3。70 （1）荷载计算计算简图见图3-5，计算成果见表3-28：表3-28望天湖老一站翼墙荷载计算成果表荷载名称计算式垂直力水平力分项力臂弯矩↓↑←→系数顺时针逆时针挡土墙重G10.5*8*4.5*1*234141.0-0.25-103.5G20.5*8*1*23921.0-2-184.0G30.5*5.5*1*2363.251.000.0墙后土重G40.5*8*4.5*1*19.4349.21.01.25436.5G50.5*8*1*19.477.61.02.5194.0墙后土压P10.5*19.4*8.5^2*0.4280.31.2-2.83-953.1合计　918.5280.3436.5-1240.6图3-5（2）地基应力与稳定计算①地基应力计算相应的地基不均匀系数：η=岩基不均匀系数[η]≥0,土基不均匀系数[η]≤2.0.②抗滑稳定计算70 基本组合时[Kc]=1.2，特殊组合时[Kc]=1.05。③翼墙应力与稳定计算成果通过计算，泵房稳定计算结果见表3-29：表3-29望天湖老一站翼墙应力与稳定计算成果表计算工况地基应力（kpa）不均匀系数抗滑系数PmaxPminηKC完建期1961381.421.47根据地质提供资料，望天湖老一站进水池翼墙地基承载力可达到1000Kp，结合表3-29计算成果，表明望天湖老一站泵房地基应力、不均匀系数及抗滑系数均满足要求。望天湖老二站：望天湖老二站进水池翼墙同样为浆砌石重力式结构，座落在土基上。墙高6.18m，顶宽0.5m，上游面垂直，下游面坡比为1：0.5。挡土墙结构复核按最不利工况考虑，即完建期的应力与稳定，其结构按4级建筑物复核。根据地质报告提供数据，墙后填土内摩擦角取20°，基础底面系数取0.3，浮容重19.4KN/m3。（1）荷载计算计算简图见图3-6，计算成果见表3-30：表3-30望天湖老二站翼墙荷载计算成果表荷载名称计算式垂直力水平力分项力臂弯矩↓↑←→系数顺时针逆时针挡土墙重G10.5*6.18*3.59*1*23255.11.0-0.10-25.1G20.5*6.18*1*2371.11.0-1.55-109.8G30.5*4.59*1*2352.81.00.00.0墙后土重G40.5*6.18*3.59*1*19.4215.21.01.10236.4G50.5*6.18*1*19.459.91.02.05122.6墙后土压P10.5*19.4*6.68^2*0.35151.51.2-2.23-404.8合计　594.2151.5236.4-539.770 图3-6（2）地基应力与稳定计算同望天湖老一站进水池翼墙计算原理，望天湖老二站进水池翼墙地基应力与稳定计算结果见表3-31：表3-31望天湖老二站翼墙应力与稳定计算成果表计算工况地基应力（kpa）不均匀系数抗滑系数PmaxPminηKC完建期148.3110.61.341.2根据地质提供资料，望天湖老二站进水池翼墙地基承载力可达到260Kp，结合表3-31计算成果，表明望天湖老二站泵房地基应力、不均匀系数及抗滑系数均满足要求。3.2.5拦污栅桥结构复核本次仅望天湖老二站有拦污栅桥，其复核内容为：桥梁结构、地基应力与稳定等，按4级建筑物复核。（1）拦污栅桥梁结构复核70 望天湖老二站拦污栅桥为简支梁结构，最大净跨3.6m，桥面宽2.5m，板厚0.15m，梁高0.4m，宽0.25m，其钢筋配置为6Φ16。拦污栅纵梁按配套清污机设备与无清污机设备两种工况进行复核，则考虑的荷载有梁板自重、清污机自重、桥面活荷载。根据原设计情况，清污机自重按100KN计算，作用在跨中时，纵梁承载弯矩最大。计算简图见图3-7，具体荷载情况如下：梁板自重：q1=1.05×（0.25×0.25+1.25×0.15）×25=6.6KN/m桥面活荷载：q2=1.2×10×1.25=15KN/m清污机自重：P1=1.05×100/2=52.5KN根据现场检测报告，拦污栅桥砼强度标准值为10.0N/mm2，按现行《水工钢筋砼结构设计规范》换算砼等级为C15，则本次砼强度设计值fc=7.5N/mm2；砼平均碳化深度为12.0mm。则望天湖老二站拦污栅桥结构复核成果见表3-32。图3-7表3-32望天湖老二站拦污栅桥桥梁计算成果表工况部位最大弯矩（KN.M）最大剪力（KN）复核配筋面积（mm）实际配筋面积（mm）无清污机跨中50.24201206支座50.2有清污机跨中102.7880支座76.570 从上表可以看出，望天湖老二站拦污栅桥桥梁在结构上满足配套清污机设备后的运行要求。（2）拦污栅桥基础结构复核望天湖老二站拦污栅桥基础为钢筋砼结构，其杯型基础底面尺寸1.2×1.2m，高0.7m；上部为砼构件形式，且构件（构件2～构件9）截面相同300×400mm，具体尺寸见附图（望天湖老二站拦污栅桥布置图）。由于桥墩为构件形式，故本次仅复核无水工况下基础应力，其计算荷载具体如下。梁板自重：q1=1.05×（0.15×2+0.25×0.25×2）×25=11.2KN/m桥面活荷载：q2=1.2×10×1.25=15KN/m清污机自重：P1=1.3×100/2=65KN构件2～构件9：q2=1.05×0.3×0.4×25=3.15KN/m基础自重：G10=(1.2^2×0.7-0.45^2×0.5)×25×1.05=23.8KN计算简图见图3-8，复核成果见表3-33～3-34。表3-33望天湖老二站拦污栅桥基础复核成果表（无清污设备）无水工况∑N∑M地基应力（kpa）不均匀系数KNKN.mPmaxPminη基础112.814.8126602.1基础219.33.18582.41.03基础313.40.459678.81.2表3-34望天湖老二站拦污栅桥基础复核成果表（配清污设备）无水工况∑N∑M地基应力（kpa）不均匀系数KNKN.mPmaxPminη基础112.228.61650基础234.438.0208-11.7基础347.38.64132821.6从表3-33、3-34可以看出，望天湖老二站基础在现状（无清污机设备）情况下，地基应力与不均匀系数满足要求，但在配套清污机设备后，桥面宽度、基础1、基础2的地基应力与不均匀系数不满足要求。70 图3-83.3水力复核计算成果3.3.1出水流道过流能力复核望天湖老一站：望天湖老一站共有12条出水流道，每条出水流道均为钢筋砼圆管，管径为1.2m，管长52.16m。根据出水流道布置及日常运行方式，确定流道按短管计算，出口按淹没出流考虑，上、下游水位差按各种组合的最小值取，即进水池最高运行水位与出水池最高防洪水位之差。根据武汉水利电力学院水利学教研室编制的《水利学计算手册》P56流量公式得：Q=μcω（2gH）^0.5式中：μc——管道流量系数，μc=1/（λL/d+∑ζ）^0.5ω——管道断面面积，计算得1.13m2；H——不包括行近流速水头的作用水头，计算得8.04m；λ——沿程阻力系数；L——管道计算长度；d——管道直径；70 ∑ζ——管道计算段中各局部损失系数之和，通过查表∑ζ=3.57；通过试算管道内水流流态判断为紊流粗糙区，即1/(λ^0.5)=-2Lg(△/3.7d)根据各种管道当量粗糙度表查得△=2mm，代入上式：λ=0.078。通过流量公式计算得Q=5.39m3/s。由于望天湖老一站单根管道原设计流量为1.5m3/s，小于本次复核单根管道流量5.39m3/s，所以望天湖老一站出水流道过流能力满足要求。望天湖老二站：望天湖老二站共有8条出水流道，每条出水流道均为钢筋砼圆管，管径为1.2m，管长58.44m。由于望天湖老泵站的流道型式相同，故望天湖老二站管道过流能力计算同上。通过查表与计算得：H=7.88m，∑ζ=3.51，λ=0.078，μc=0.37Q=5.059m3/s。根据望天湖老二站单根管道原设计过流能力1.5m3/s可知，望天湖老二站出水管道的过流能力满足要求。3.2.2进水港道过流能力复核望天湖老一站：计算公式：式中：Q——流量，m3/s；A——过水断面积，m3；C——谢才系数；R——水力半径，m；i——坡降。望天湖老一站进水港为梯形断面，底宽为12m，边坡坡比为1：2，坡降为1/5000。边坡为干砌石护坡，底部整平，糙率系数取值为0.045。进水渠底部高程15.50，内湖设计水位18.90m，进水渠的过水深h=3.40m，计算流量为35.5m3/s，大于设计流量11.51m3/s70 。流速v为0.56m/s，R＝2.35，对应的不冲流速v′为4.5m/s（人工护面）。对于清水渠道不长草不淤流速v″为0.3～0.5m/s，由此可知，进水港的流速大于不淤流速，满足规范要求。进水港杂草丛生，未配置拦污栅，泵站运行时杂草将水轮机堵塞，严重威胁运行稳定安全。望天湖老二站：计算公式同上。望天湖老二站进水港为梯形断面，底宽为10m，边坡坡比为1：2，坡降为1/5000。边坡为干砌石护坡，底部整平，糙率系数取值为0.045。进水渠底部高程15.2，内湖设计水位18.90m，进水渠的过水深h=3.70m，计算流量为30.65m3/s，大于设计流量11.87m3/s。流速v为0.54m/s，R＝2.257，对应的不冲流速v′为4.5m/s（人工护面）。对于清水渠道不长草不淤流速v″为0.3～0.5m/s，由此可知，进水港的流速大于不淤流速，满足规范要求。进水港杂草丛生，拦污栅未配置清污机，泵站运行时拦污栅前杂草将栅片堵塞，缩小过水断面，在栅前后形成水位落差，拦污栅桥后已冲刷了一个大坑，严重威胁桥墩稳定安全。3.2.3驼峰顶真空度复核望天湖老一站：（1）驼峰顶部真空值驼峰顶部真空值▽顶-▽池低+－式中：——驼峰顶部实际的真空值▽顶——驼峰顶部高程，为27.70m▽池低——出口最低工作水位，为19.47m——驼峰处的断面平均流速；——出口断面的平均流速；——驼峰至出口断面的水头损失。70 27.70-19.47+0.118－0.509＝7.839（m）（2）驼峰顶部最大允许真空值－－－δ式中：——驼峰顶部最大允许真空值；——海拔高程为零时的大气压力（Pa）；——反映临界汽化压力和溶解于水中的气体分解的压力（Pa）——水的密度δ——真空脉动值，经计算δ＝0.1510－0.24－－0.15＝9.59m复核计算可知，说明驼峰部分的压力大于水的汽化压力，流道可以正常工作。望天湖老二站：（1）驼峰顶部真空值25.20–19.42+0.136－0.471＝5.445（m）（2）驼峰顶部最大允许真空值10－0.24－－0.15＝9.59m复核计算可知，说明驼峰部分的压力大于水的汽化压力，流道可以正常工作。3.2.4流道扬程损失复核望天湖老一站：参照《泵站》一书对泵站流道扬程损失包括沿程损失和局部损失。（1）流道沿程损失扬程计算式中：——管道沿程水头损失，m——摩擦阻力系数，砼管道取2.23×10-370 ——管道长度，取58.44m——管道内径，取1.2m——管道内通过的流量，取1.5m3/s——管径指数，取5.33——流量指数，取2经计算0.111m（2）局部损失扬程计算式中：——管道局部损失扬程——第段管路附件的局部阻力系数——第段管路附件的平均流速，m/s圆形断面的弯管局部阻力系数（2）局部损失扬程计算表3-35流道局部损失计算表项目弯角　损失系数　损失水头hi(m)进水流道　进口　0.50.045转弯段90°0.1500.013渐扩管1.1280.258出水流道弯头137.21°0.0860.008弯头237.21°0.0860.008弯头318.22°0.06050.005弯头418.22°0.05960.005出口1.00.037拍门0.50.018合计3.570.398（3）总扬程复核总扬程计算公式为H需=H净+h，其中h为损失扬程，70 h=+=0.509m，即需要的总扬程为：H需=H净+0.509（m）根据调查报告水文复核成果，望天湖老一站设计净扬程7.02m，最高净扬程9m，最低净扬程-0.13m，计算望天湖老一站需要的总扬程为7.529m，小于最高净扬程，所以望天湖老一站总扬程满足要求。望天湖老二站：（1）流道沿程损失扬程计算管道内径1.2m，管道总长58.44m，设计流量1.5m3/s，计算0.111m（2）局部损失扬程计算局部扬程损失计算见表3-36。表3-36流道局部损失计算表项目弯角　损失系数　损失水头hi(m)进水流道　进口　　0.50.022　转弯段90°0.150.013　渐扩管1.1280.252出水流道弯头1　20.76°0.0650.006弯头2　20.76°0.0650.006弯头311.83°0.04880.004弯头411.83°0.04810.004出口1.00.037拍门0.50.018合计3.500.36（3）总扬程复核总扬程计算公式为H需=H净+h，其中h为损失扬程，h=+=0.471m，即需要的总扬程为：H需=H净+0.471（m）根据调查报告水文复核成果，望天湖老二站设计净扬程7.03m，最高净扬程8.92m，最低净扬程-0.18m，计算望天湖老二站需要的总扬程为7.501m，小于最高净扬程，所以望天湖老二站总扬程满足要求。3.2.5水泵工况点复核望天湖老一站：70 （1）特征扬程表3-37望天湖老一站特征扬程表特征扬程最高净扬程（m）设计净扬程（m）平均净扬程（m）最低净扬程（m）本次安鉴9.007.023.100.13（2）总扬程总扬程公式H需=H净+SQ2，其中S为流道阻力系数。根据水力机械设备及出水流道，经分析计算得出的流道阻力系数S=1.2×10-2Q2/m5。H需=H净+1.2×10-2Q2（3）各工况H需与Q对应关系见表3-38。表3-38望天湖老一站各工况H需与Q对应关系表角度(°)H净(m)H需(m)Q(m3/s)η泵(%)N轴(KW)电机功率(KW)-43.103.1241.417855587.027.0361.1782.1981039.009.0131.0379.4115121-23.103.1301.597862667.027.0441.4182.91181249.009.0151.1378.512713303.103.1351.7178.267707.027.0431.3882.91151219.009.0181.2379.5137144+23.103.1401.837674787.027.0471.5082.91251319.009.0211.3381.3144151+43.103.1441.927480847.027.0511.6282.91351429.009.0251.4479.6160168（4）电机功率复核本站水泵叶轮安装角度为+2°，见表3-38，电机功率满足要求。（5）在28ZLB-70型泵特征曲线上画H需～Q曲线，见图3-9。（6）复核结果分析从图中可以看出，泵站在设计扬程流量为1.50m370 /s，效率为82.9%，满足在高效区运行的要求。图3-9望天湖老二站：（1）特征扬程表3-39望天湖老二站特征扬程表特征扬程最高净扬程（m）设计净扬程（m）平均净扬程（m）最低净扬程（m）本次安鉴8.927.033.690.18（2）总扬程总扬程公式H需=H净+SQ2，其中S为流道阻力系数。根据水力机械设备及出水流道，经分析计算得出的流道阻力系数S=1.2×10-2Q2/m5。H需=H净+1.2×10-2Q2（3）各工况H需与Q对应关系见表3-40。（4）电机功率复核70 本站水泵叶轮安装角度为+2°，见表3-40，电机功率满足要求。表3-40望天湖老二站各工况H需与Q对应关系表角度(°)H净(m)H需(m)Q(m3/s)η泵(%)N轴(KW)电机功率(KW)-43.693.7131.377864677.037.0461.1782.1981038.928.9331.0479.5115120-23.693.7181.527871757.037.0501.2982.91081138.928.9361.1478.712713303.693.7231.6578.277817.037.0531.3882.91151218.928.9381.2279.7134141+23.693.7281.777685897.037.0571.5082.91251318.928.9421.3482143150+43.693.7321.867492977.037.0611.6282.91351428.928.9451.4479.7158166（5）在28ZLB-70型泵特征曲线上画H需～Q曲线，见下图3-10。图3-1070 （6）复核结果分析从图中可以看出，工作点最大值为1.35m3/s,不满足设计流量Q=2.26m3/s，在高效区的要求。3.2.6水泵叶轮安装高程复核▽泵2=▽进低–h式中:▽泵——水泵安装高程；▽进低——进水池最低水位；17.70mh——立式泵叶轮进口上缘至蜗壳顶部的高度。望天湖老一站：经计算：▽泵2=▽进低-h=17.7–0.5=17.20m为了确保水泵在不抽真空的工况下启动时无振动和噪音，水泵的安装高程17.20m与水泵实际安装高程16.50m相接近，满足将水泵的蜗壳全部位于最低水位以下，在不抽真空的工况下启动，低水位运行。所以望天湖老一站水泵安装高程满足要求。70 望天湖老二站：经计算：▽泵2=▽进低-h=17.5–0.5=17.00m水泵的安装高程17.00m与水泵实际安装高程15.589m相差1.411m，不满足将水泵的蜗壳全部位于最低水位以下，在不抽真空的工况下启动，低水位运行。所以望天湖老二站水泵安装高程不满足要求。3.4金属结构复核成果本工程金属结构主要包括内容为：（1）望天湖老一站葫芦吊钢梁（3）望天湖老二站进水港拦污栅根据现场检测资料，望天湖老一站葫芦吊钢梁、望天湖老二站进水港拦污栅以均有不同程度的锈蚀，由于没有具体检测数据资料，故本次未对其进行结构强度复核。3.5机电复核计算成果3.5.1电网情况望天湖泵站的电源由浠水县110KV中心变电站用35KV线路提供，该变电站距望天湖新站和望天湖老一站28公里，距望天湖老二站36公里，均采用LGJ—70导线。望天湖老一站与望天湖新站共用一个变电站，望天湖老二站单独一个变电站。详见主结线图。3.5.2短路电流计算（1）望天湖新站和望天湖老一站短路电流计算：由于没有收集到浠水县110KV中心变电站系统参数，所以本次按无穷大电源计算。望天湖新站和望天湖老一站35千伏线路上的阻抗值为：70 X1=0.4×L×100/U2=0.4×28×100/372=0.82望天湖泵站新站主变一台S7—3150/35/6型变压器，变压器阻抗电压为6.67%。X2=（Ud%/100）×Sj/Seb=（6.67/100）×（100/3.15）=2.12望天湖老一站主变压器两台SJL—1000/35/0.4型变压器，变压器阻抗电压为6.5%。望天湖新站的电机：X3=X4=X5=0.2*100/(0.8/0.9)=22.5X6=X7=（Ud%/100）×Sj/Seb=（6.5/100）×（100/1.00）=6.5具体计算见望天湖新站和望天湖老一站短路电流计算成果表3-41。（2）望天湖老二泵站短路电流计算：由于没有收集到浠水县110KV中心变电站系统参数，所以本次按无穷大电源计算。望天湖老二站35千伏线路上的阻抗值为：X1=0.4×L×100/U2=0.4×36×100/372=1.05望天湖老二（新港）站主变压器两台SJL—1000/35/0.4型变压器，变压器阻抗电压为6.5%。X2=X3=（Ud%/100）×Sj/Seb=（6.5/100）×（100/1.00）=6.5具体计算见望天湖老二站短路电流计算成果表3-42。70 望天湖新站、老一站短路电流计算阻抗图70 望天湖老二站短路电流计算阻抗图70 表3-41望天湖新站和望天湖老一站短路电流计算成果表顺序号电源计算数据短路电流计算数据短路点平均电压Up电源名称同步电机额定容量Se计算电抗查表电抗额定电流Iet=0t=0.2t=1t=2t=4t=∝标么值I＂*有名值I＂*有名值I＂*标么值I＂*标么值I＂*有名值I＂*标么值I＂*有名值I＂*冲击短路电流短路全电流最大有效值短路容量S＂MVA相对值相对值KAKAKAKAKAKAKAKAMVA123456789101112131415161718192021222d-13735千伏系统∝0.821.561.9021.9021.9021.9021.9021.902新站同步电机1~32.79.620.260.3270.0424.20.1752.960.12330.1252.930.1222.970.12430.125合计2.0772.0252.0272.0242.0262.0275.29743.1581333d-26.335千伏系统∝2.949.163.1163.1163.1163.1163.1163.116新站同步电机1~32.77.50.20.2690.2434.81.1663.450.8383.10.7532.90.7043.150.7653.150.765合计4.2813.9543.8693.823.8813.88110.9186.50846.74d-30.435千伏系统∝7.88144.318.313.1163.1163.1163.1163.116新站同步电机1~32.7932.472.5353.825622.953.9515.113.312.623.312.623.312.623.4213.08合计41.2618.2215.7415.7415.7416.2105.2262.7228.670 表3-42望天湖老二站短路电流计算成果表顺序号电源计算数据短路电流计算数据短路点平均电压Up电源名称同步电机额定容量Se计算电抗查表电抗额定电流Iet=0t=0.2t=1t=2t=4t=∝标么值I＂*有名值I＂*有名值I＂*标么值I＂*标么值I＂*有名值I＂*标么值I＂*有名值I＂*冲击短路电流短路全电流最大有效值短路容量S＂MVA相对值相对值KAKAKAKAKAKAKAKAMVA123456789101112131415161718192021222d-13735千伏系统∝1.051.561.4861.9021.9021.9021.9021.902合计1.4861.9021.9021.9021.9021.9023.7892.25895.23d-20.435千伏系统∝7.55144.319.113.1163.1163.1163.1163.116合计19.113.1163.1163.1163.1163.11648.7429.0513.24d-30.435千伏系统∝7.55144.319.113.1163.1163.1163.1163.116合计19.113.1163.1163.1163.1163.11648.7429.0513.270 3.5.3电气设备复核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/T5222-2005的有关要求,对下窑新站35KV母线回路、6KV母线回路和电动机回路；0.4KV母线和电动机回路设备进行了复核，具体见表3-43～表3-45。。下窑老站0.4KV母线和电动机回路设备不合格，新港站电动机回路设备不合格。变压器的复核：望天湖泵站老一站共两台变压器，单台容量为1000kVA，总容量为2000kVA，单台变压器负荷为6台155kW电动机；望天湖泵站老二（新港）站共两台变压器，单台变压器容量为1000kVA，总容量为2000kVA，单台变压器负荷为4台155kVA电动机。根据：Se.b=∑(K1Pe.d/ηcosφ)+K2∑Sg式中:Se.b–变压器的额定容量(kVA)；Pe.d–电动机的额定功率(kW)；cosφ-电动机的功率因数；取0.8η-电动机的效率；取0.9∑Sg–其它负荷容量（kVA），包括站用电等；老一站照明负荷取20kW,老二站照明负荷取30kW。K2-其它负荷同时系数；K1-电动机负荷系数；取0.98望天湖老一站单台变压器：Se.b=6*（0.98*155/0.9*0.8）+0.8*20=1281（kVA）望天湖老二站单台变压器：Se.b=4*（0.98*155/0.9*0.8）+0.8*30=867（kVA）经计算，望天湖老一站单台主变压器1000kVA的容量偏小，总容量也偏小，共需主变压器总容量为2562kVA；望天湖老二站主变压器容量满足要求。望天湖老站由于运行时间长，经复核：①将20台155KW电动机的低压主铝芯电缆更新为聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆。70 ②因BSL型低压开关柜属淘汰产品，将全部更新为GCS低压开关柜。③155KW的铝绕组电机JSL12-8型20台，运行时间长达32年，老化严重，需全部更新。④四台SLJ—1000/35主变压器是1973年生产的高耗能产品，属淘汰产品，且老一站变压器容量偏小，全部更新为新型节能型变压器。⑤35KV户外多油断路器（DW16-35型）、高压隔开关（GW2-35/600型）及高压熔断器（RW3-100型），老损严重，操作不灵活，预防性介损试验和直流泄漏试验不合格，需更新。⑥所有的35KV母线FZ—35型避雷器均为淘汰产品，更新为氧化锌新型避雷器。⑦155KW的电机启动补偿柜XJ01-190型，已运行32年，严重老化损坏，维护十分困难，需要更新为新型软启动装置。70 表3-43望天湖新站主要设备复核表设备名称型号额定电压(KV)额定电流(KA)上限断流容量(MVA)下限断流容量(MVA)极限通过电流（峰值）KA2秒短路时耐受电流动稳定电流(KA)(峰值)4秒热稳定电流(KA)(有效值)主回路热稳定性（KA2·秒）结论跌落式熔断器RW5-35/100名牌参数3510020010合格计算数据352．63133隔离开关GW5-35G/630名牌参数356305015．8合格计算数据35525．293．08断路器DW16-35/1250名牌参数3512505020合格计算数据35525．292．02隔离开关GN19-10/630名牌参数66305020（2秒）合格计算数据1027610．925．81（2秒）断路器SN10-10I/630名牌参数66305020（4秒）27合格计算数据629510．925．8122.370 表3-44望天湖老一站主要设备复核表设备名称型号额定电压(KV)额定电流(KA)上限断流容量(MVA)下限断流容量(MVA)极限通过电流（峰值）KA2秒短路时耐受电流动稳定电流(KA)(峰值)1秒热稳定电流(KA)(有效值)主回路热稳定性（KA2·秒）结论隔离开关GW5-35G/630名牌参数356305015．8合格计算数据3516．55．293．08断路器DW16-35/1250名牌参数3512505020合格计算数据35335．292．02刀开关HD13-1500名牌参数0.415008040不合格计算数据0．41766105．2223．9刀开关HD13-400名牌参数0.44004020不合格计算数据0．4295105．2223．9自动空气DW10-1500名牌参数0.41500960不合格计算数据0．413861179自动空气DW10-400名牌参数0.440027不合格计算数据0.42951179接触器CJ12-400名牌参数0.440082.8（7秒）不合格计算数据0.4295105．262．72（∝）70 表3-45望天湖老二站主要设备复核表设备名称型号额定电压(KV)额定电流(KA)上限断流容量(MVA)下限断流容量(MVA)极限通过电流（峰值）KA2秒短路时耐受电流动稳定电流(KA)(峰值)1秒热稳定电流(KA)(有效值)主回路热稳定性（KA2·秒）结论隔离开关GW2-35/600名牌参数356005015．8（4秒）合格计算数据35333．792．89（4秒）跌落式熔断器RW5-35/100名牌参数3510020010合格计算数据352．6395．2刀开关HD13-1500名牌参数0.415008040合格计算数据0．4117848．744．74刀开关HD13-400名牌参数0.44004020不合格计算数据0．429548．744．74自动空气DW10-1500名牌参数0.41500960合格计算数据0．4138674．4自动空气DW10-400名牌参数0.440027不合格计算数据0.429574．4接触器CJ12-400名牌参数0.440082.8（7秒）不合格计算数据0.429548．7424．6（∝）70 4复核计算成果分析评价4.1提排流量、特征水位、扬程复核成果评价4.1.1特征水位分析望天湖老一站特征水位经过复核，进水池特征水位不变，出水池特征水位有所变化，主要是由于长江干堤的加固，提高了外江的防洪标准导致；望天湖老二站由于没有原设计特征水位数据，故采用本次复核成果。4.1.2特征扬程分析特征扬程主要根据特征水位确定，由于望天湖老一站特征水位出水池发生变化，故特征扬程有所改变。4.1.3提排流量分析经复核，望天湖老一站设计流量为18m3/s，复核流量为11.51m3/s，装机流量满足要求；望天湖老二站总排水流量为11.87m3/s，原有装机排水能力为12.0m3/s，满足提排流量要求。4.2水工建筑物复核评价4.2.1泵房稳定分析通过复核，望天湖老泵站泵房稳定与地基应力均满足规范要求。其中在日常运行中望天湖老二站厂房发生严重裂缝现象，主要是由于泵房基础为浆砌石条形基础，常年浸泡在水中，结构强度削减，以及在2003-2004年度对流道部分进行加固过程中对泵房基础产生了扰动破坏，导致了泵房厂房裂缝的产生。70 4.2.2电机大梁结构分析通过电机大梁的实际配筋量与理论配筋量的比较，望天湖老泵站的电机大梁结构均满足规范要求。4.2.3泵房抗渗稳定分析根据地质资料，二座泵站均未出现渗流破坏，说明泵站抗渗稳定性均满足要求，因此本次未作抗渗稳定计算。4.2.4进水池翼墙稳定分析通过计算复核，望天湖老泵站进水池翼墙稳定均满足要求。4.2.5拦污栅桥结构复核分析望天湖老二站拦污栅桥桥面宽仅2.5m，不满足配套清污机设备运行宽度的要求，且杯型基础在配套清污机设备后，基础应力不满足要求，经分析主要原因是拦污栅桥当时按人行桥进行设计。4.3水力复核成果分析评价4.3.1出水流道过流能力评价通过计算，望天湖老泵站出水流道均过流能力均满足要求。4.3.2进水港道过流能力评价望天湖老泵站进水港过流能力复核满足要求，且在实际的运行过程中，进水港杂草丛生，拦污栅未配置清污机，泵站运行时拦污栅前杂草将栅片堵塞，缩小过水断面，在栅前后形成水位落差，拦污栅桥后已冲刷了一个大坑，严重威胁桥墩稳定安全。70 4.3.3驼峰顶真空度评价通过计算，望天湖老泵站驼峰顶部的真空度均满足要求。4.3.4流道扬程损失评价通过计算，望天湖老泵站扬程损失均满足要求。4.3.5水泵工况点评价通过计算，望天湖老一站的电机功率、水泵工况点均满足运行要求；望天湖老二站电机功率满足要求，但水泵工况点不满足运行要求。4.3.6水泵叶轮安装高程评价望天湖老一站水泵在不抽真空的工况下可以启动，低水位运行，并且无振动和噪音，所以水泵叶轮安装高程满足要求；望天湖老二站水泵叶轮安装高程偏高，不满足要求，主要是由于连耳湖实际调蓄水量比原设计水量减少，从而导致前池最低运行水位降低，水泵叶轮实际安装高度就相对偏高。4.4金属结构分析评价望天湖老泵站金属结构锈蚀主要是常年未进行检修、保养。4.5机电设备评价望天湖老泵站电机设备主要存在以下安全隐患，需要对其进行更新改造：①BSL型低压开关柜和GG—1A高压开关柜属淘汰产品。②二次控制保护设备WKBC1-A是一简易微机控制保护装置，已运行十多年，老化严重，问题较多。③155KW的铝绕组电机JSL12-8型20台，运行时间长达32年，老化严重。④四台SLJ—1000/35主变压器是1973年生产的高耗能产品，属淘汰产品。⑤35KV户外多油断路器DW16-35型两台，老化严重。70 ⑥所有的35KV母线FZ—35型避雷器均为淘汰产品。⑦155KW的电机启动补偿柜XJ01-190型，已运行32年，严重老化损坏。⑧下窑新站直流系统电池容量偏小，电池组严重老化、损坏。⑨用于电动机主电力电缆老化、损坏严重。70 5.泵站安全状态综合评价和建议5.1泵站安全状态综合评价望天湖老泵站包括望天湖老一站和望天湖老二站，两站由于建站时间早，已运行三十多年，均存在水工建筑物严重老损和机电设备陈旧、损坏等问题，致使泵站效益降低，事故频繁，并且排涝能力逐年下降，排区涝灾发生频率和受灾损失逐年加大，以下对其分别评价：5.1.1水工建筑物安全综合评价本次安全鉴定望天湖老泵站水工建筑物评价主要包括泵房、进水渠、前池、出水流道、真空破坏阀室等。望天湖老一站：①泵房：泵房年久失修，内外墙壁以及窗户都已破损；屋顶防渗层已完全老化，渗漏严重，长期的漏水已使内墙严重腐蚀；泵房下水机层梁及排架由于长期处于水位变化区，砼碳化严重，钢筋裸露、锈蚀严重，评价为三类。②进水渠道及前池：进口左右翼墙浆砌石结构砂浆脱落严重，前池及引水渠淤积严重，评价为三类。③出水流道及建筑物：出水流道、真空破坏阀室、交通桥、出水消力池等在2003～2004年度已加固，日常运行情况良好，评价为二类。④拦污栅桥及节制闸：引水渠无拦污栅桥及检修闸，评价为四类。⑤无电气副厂房、检修间，评价为四类。望天湖老一站建筑物安全评价为三类。望天湖老二站：①泵房：泵房支座由砌石筑成，风化严重，表层脱落且出现局部裂缝；泵房外人行便桥砼风化严重且局部破坏；电机室由于基础扰动，墙体内外侧产生贯穿性裂缝，且靠外江侧边墙已失去承载力；屋顶、墙体漏水严重，评价为四类。②70 进水渠道及前池：前池为浆砌石结构，由于历史原因分成两部分，影响前池水流状态；进水渠杂草丛生，且淤积严重，评价为四类。③出水流道及建筑物：出水流道、真空破坏阀室、交通桥、出水消力池等在2002～2003年度已加固，运行情况良好，评价为二类。④拦污栅桥：拦污栅桥距泵房太近，无清污设施，桥墩宽度不满足布置清污机要求，评价为四类。⑤节制闸：进水渠未设计检修闸，评价为四类。⑥无电气副厂房、检修间，无办公等生产及辅助设施，评价为四类。望天湖老二站建筑物安全评价为四类。5.1.2金属结构安全评价望天湖老一站：①闸门：无检修闸门和节制闸门，评价为四类。②拦污栅及清污装置：进水前池无拦污栅及相应的清污装置，评价为四类。望天湖老一站金属结构安全评价为四类。望天湖老二站：①闸门：无检修闸门和节制闸门，评价为四类。②拦污栅及清污装置：进水前池拦污栅栅片锈蚀；未配套相应的清污装置，评价为四类。望天湖老二站金属结构安全评价为四类。5.1.3机电设备安全评价望天湖老一站、望天湖老二站建站时间相差不多，机电设备型号相同，主要包括主水泵、主电机、开关柜、高、低压部分、变压器等，绝大部分是70年代的产品，以下对各部分进行评价：①主电机：20台JSL12-8型155KW立式异步电机多为白莲河设备厂建厂初期产品，定子绕组线为铝线，绕组三相电阻大且不平衡。全部电机绕组的铝线绝缘已老化变脆，现已有四台电机完全不能运行，达不到做工频耐压试验的条件，70 评价为四类。②主水泵：20台28ZLB-70型主水泵由于安装不合要求，现强制运行，造成噪声大，振动大，轴功率大，最大装置效率小于规范要求的60%，且在各种工况下能源单耗全高于规范的4.18KWH/KTm；叶片汽蚀严重，大轴变形，轴承磨损，评价为四类。③主变压器：4台SLJ-1000/35/0.4型主变为铝芯，早已属于淘汰产品，评价为四类。④高低压设备：BSL型高低压开关柜和XJ01-190型补偿器早为淘汰产品；避雷器经多年运行泄露电流大，产品已淘汰；多油断路器预防性试验介损和直流泄露不合格，评价为四类。⑤油、气、水辅助设备：抽真空设备2003年改造，运行良好，评价为一类。⑥计算机监控系统：无计算机监控系统，评价为四类。⑦电力电缆；动力电缆和控制电缆大部分是铝芯电缆，表面绝缘材料已龟裂、硬化，老化严重，评价为四类。⑧压力管道：运行良好，属一类设备。⑨主桁车：为三无产品，运行多年，老化、锈蚀严重，评价为四类。⑩断流设施：气、辅助设备2003年改造，运行良好，评价为一类。望天湖老泵站机电设备安全评价为四类设备。5.1.4泵站安全综合评价根据望天湖泵站对水工建筑物、金属结构以及电机设备的安全评价，望天湖泵站安全综合总体评价为三类泵站。5.2建议本次安全鉴定对望天湖泵站建议如下：望天湖老一站：（1）对进水港前池150m渠道清淤削坡后进行护砌。70 （2）在新老站进水港交叉处新建一拦污栅桥。（3）进水渠新建节制闸，配套检修闸门。（3）对主厂房进行维修加固。（4）更新机电设备。（5）新增拦污栅，配套清污装置。（6）更新起重设备。（7）配套机修车间、仓库等。（8）增设观测设施，机修设备。望天湖老二站：（1）对泵房至拦污栅之间30m的渠道进行修整、清淤削坡、护砌。（2）将拦污栅桥移到泵房前180米。（3）进水渠新建节制闸，配套检修闸门。（4）将泵房拆除重建。（5）新建办公用房、配套办公、生活设施，增设机修车间、仓库。（6）更新机电设备。（7）更新拦污栅，配套清污机装置。（8）更新起重设备。（9）增设观测设施，机修设备。70 目录1工程概况12基本资料32.1设计标准32.2特征水位、扬程32.3建筑物等级42.4工程地质勘测资料42.5现场安全检测结论93复核计算成果123.1提排流量、特征水位、扬程复核123.2水工建筑物复核273.3水力复核计算成果413.4金属结构复核成果503.5机电复核计算成果514复核计算成果分析评价614.1提排流量、特征水位、扬程复核成果评价614.2水工建筑物复核评价614.3水力复核成果分析评价624.4金属结构分析评价634.5机电设备评价635.泵站安全状态综合评价和建议655.1泵站安全状态综合评价655.2建议6770'