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                      潛水泵在灌溉取水中的應用

                      來源:博山東方水泵    發布時間:2019-02-13 11:08    瀏覽量:

                        廣東水利水電潛水泵在灌溉取水中的應用陳智方(廣東省水利電力規劃勘測設計研究院,廣東廣州510635)簡單、管理方便、占用渠道過流面小等優點,可供類似工程建設。

                        9+2:B文章編號:1008 1工程概況九灣潭水庫東灌渠九龍湖社區段改造工程位于九龍湖社區內,區域灌溉受益面積有社區山前大道以南的花東鎮村莊,有水田133多hm2.由于東灌渠建成年份久遠,梯形明渠兩側多處砼批蕩剝落、土壁外露,結構安全性低;沿渠設施陳舊,灌溉效率降低,不能滿足目前下游農業灌溉的要求,制約了當地農業生產和其它相關產業的發展00.改造工程受第十六屆亞運會高爾夫比賽球場限制,不能采取明挖改造,經分析將原東灌渠過排洪渠渡槽入口(A點)至山前大道穿路涵管的入口(B點)段廢除,在九龍湖社區1涵橋前新建灌溉泵站,如所示。

                        通過方案比較選優,確定在排洪渠的左岸新建灌溉泵站,設計灌溉保證率為80~950. 2水文、地質情況2.1水文10工程所屬地區屬亞熱帶季風氣候,雨量充沛,據統計,多年平均年降雨量為1600.3mm,由于受天氣影響,暴雨有明顯的前后汛期之分,全年降雨量分配不均,5、月份降雨量多,易形成內澇。區域氣候溫和,每年有8個月平均氣溫在20C以上,10C以下的時間不多,多年平均氣溫為21. 2.2地質m東灌渠九龍湖社區段改造場地處于丘陵谷底地形,其表土均是坡積土,場地的北面是丘陵高地形,其東南面是低平山丘,其西南是水田和魚塘。場地范圍內地下水埋深為1.50~1.60m,主要靠大氣降水滲透補給,同時還有丘陵高地的裂隙水及孔隙水補給。在鉆孔控制深度范圍內,未發現不良的工程地質作用及構造發育痕象,場地地基穩定性較好。

                        坡積土:深棕色粉質粘土,較濕至很濕,含砂、石屑及較多植物根,土質疏松,厚度為2m,不宜作為天然地基。

                        粘性土層:由粉質粘土、粉土及粘土互層組成,厚度為1.2~35m,承載力特征值fk=160kPa. -1殘積土層:棕紅色粉質粘土,較濕,含砂,粘塑性較好,均呈可塑,厚度為0③-2殘積土層:深棕色粉質粘土,稍濕,粘性強,含強風化巖塊及巖屑,均呈硬塑,厚度為0~9.20m,承載力特征值/ak=230kPa. -1棕紅色全風化泥質粉砂巖:均呈土狀態,含砂,底部含較多巖屑及強風化巖塊,承載力特征值fk場地地質評價:粘性土層、殘積土可塑層(Qel),均有一定強度,穩定性較好,均可作為水工建筑物基礎的持力層。根據要建水工建筑物的功能及荷載,設計方確定基礎的深度。通過計算:泵井地基承載力滿足設計要求,泵井基礎可直接做在天然基礎上。

                        3泵房結構形式的比較由于泵站取水位受下游30m處的攔河壩蓄水位升降影響,水位變化較大;另一方面用于受布置泵房的場地及現場景觀所限,泵房面積不宜太大,泵房內機組臺數不宜太多,為此,對泵站設計方案進行了比較。

                        3.1采用矩形干室型泵房為了保證泵站在汛期能夠安全運行和設備的正常維修更換,同時考慮到泵站是建在排洪渠道傍邊,在水位高于4.0m時,會對排洪渠的行洪產生影響,故采用矩形干室型泵房,可使水流平順。設計泵房外形尺寸為7m,地下部分壁厚為0. 5m,地上部分為框架結構,泵房內地面高程為24.7m,底板厚為0.5m.泵房內安裝3臺離心泵,單機流量為Q=800m3/h,內設樓梯、吸水井、集水井和照明、通風、排水等設備,泵房在高程30.50m處通過寬3m的棧橋與岸邊相連13.本方案工程總投資為90萬元。

                        本方案是較常見的一種取水泵房,有著比較成熟的操作、管理經驗和技術水平,但由于整個泵房要承受水位變幅達4m,需要通過加大泵房筒壁和底板的厚度以增加自重,來解決泵房的抗浮問題,從而增加了基礎的開挖深度,加大了施工難度,延長了施工工期,增加了泵房的投資。

                        3.2采用潛水泵房利用潛水泵潛入水中運行的特點,整個泵房采用鋼筋混凝土矩形井筒結構,外形尺寸為4.6mX6.8m,井筒內安裝3臺潛水泵H,筒壁及底板厚度均為0.4m,井筒內底板高程為23.6m,井筒設0.1m厚的C10素砼墊層。潛水泵基礎設在底板的小坎上,小坎上預埋自動耦合裝置基礎的地腳螺栓,潛水泵通過安裝在井筒頂漂板上的豎向滑軸導軌及潛水泵基礎的自動耦合裝置進出泵井,潛水泵均可通過自動耦合裝置與泵基相連。泵房立面分上、中、下三部分,控制操作平臺高程為28.00m,平臺凈高超高2m,平臺擺放全自動控制電柜及其他電器設施,為安全起見,平臺邊緣設1道欄桿。進入平臺的途徑是從進人孔進入,然后由爬梯而下,下到井筒泵井底板進行檢修、維護。為檢修方便,特預留吊物孔,由于豎向滑軸導軌固定在頂板和自動耦合裝置基礎上,所以吊物孔的尺寸必須同時滿足3臺潛水泵的吊裝尺寸。

                        為了不破壞九龍湖社區的整體景觀,矩形井筒頂板面高程定為30.50m,井筒邊線放坡與原地面交接,這樣整個泵房結構體埋于地下如所示。本方案工程總投資為49萬元。

                        進水段Y及集水井剖面示意(單位:高程m;長度mm)本方案與上一方案相比,其泵房立面尺寸減少了上部結構,結構簡單,土建工程量少,可縮短工期,泵房不存在抗浮問題;同時本方案基本上不影響原排洪渠的行洪,即基本上不減少原渠道的過流斷面,工程項目在報批時,容易獲得水行政主管部門的同意。因此,本工程采用潛水泵方案可行。

                        4采用潛水泵站的優勢節省工程投資。近年來,在灌溉渠道范圍內建設取水泵站,已較多地采用潛水泵替代原常用的干室常規水泵。潛水泵的基建投資少,合理布置的潛水泵站可節省基建投資35左右,同時可節省泵站占地面積。

                        安裝拆卸、維修保養方便。潛水泵站使用的潛水泵是機電一體化產品,均可在水中運行,具有結構緊湊,相對體積小,重量輕,節約投資;采用自動耦合式安裝時,可以很方便地對其進行安裝和拆卸;其主要特點是:水泵安裝時,在重力作用下,潛水泵沿著導管滑至出水管座,耦合架和出水管座配合斜面楔緊,泵和出水管座密封面緊密貼合,完成自動耦合安裝。拆卸時,只需將水泵吊起,水泵就可自動與出水管座分離;水泵的安裝和拆卸不受河流水位變化的影響4.改善運行條件,便于實現自動化。潛水泵有水下工作和輔機少的特點,使其排放的熱量和噪音少,因而改善了泵房和控制層的溫度、通風和采光條件;機組開停機操作和保護簡單,有利于對泵站實現遙控和自動控制,減輕了工人操作管理的強度。

                        縮短施工周期,加快施工進度。潛水泵為整體結構,并采用自動耦合裝置,現場安裝方便、快捷;同時,潛水泵結構緊湊,占地面積少,水工結構簡單,可以縮短施工周期,可以在非汛期內工程施工完畢,避開水行政部門要求在汛期不準在灌溉渠道范圍內施工的有關規定,以免影響工程進度。

                        5潛水泵的不足電動機構造特殊,修理較為困難,輸出壓力不大,揚程不高,只能用于大流量低揚程的場合。

                        電動機效率較低,不能缺水運轉,否則容易造成密封因為高溫被破壞,造成電機進水故障。

                        潛水排污泵屬于離心泵的一種,在其運行時,功率總是隨著流量的增加而增加,當流量超過設計流量并達到一定值時,電機就會因過載而燒毀。

                        6結語在灌溉渠道范圍內建設取水泵站,利用潛水泵自耦安裝與水下運行的特點,是適應取水水位變幅較大的新型取水方式。與采用傳統泵型的干室泵房相比,可有效地降低工程投資,具有結構簡單、安裝管理方便、占用渠道過流斷面小等優點,對在灌溉渠道范圍內建設取水泵站的類似工程具有一定的意義。

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