一體化預(yù)制智能泵站

      1.1 一般規(guī)定

      1.1.1 預(yù)制泵站的總體布置要求和站址應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、工程設(shè)計以及泵站運行等，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定。

      1.1.2 預(yù)制泵站布置應(yīng)符合《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50069的規(guī)定，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

           1 滿足機電設(shè)備布置、安裝、運行和檢修要求；

           2 滿足結(jié)構(gòu)布置要求；

           3 滿足通風(fēng)、采暖和采光要求，并符合防潮、防火、防噪聲、節(jié)能、勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生等技術(shù)規(guī)定；

           4 滿足交通運輸要求；

           5 做到布置美觀，且與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。

      1.1.3 預(yù)制泵站底板高程應(yīng)根據(jù)水泵安裝高程和進水流道布置或管道安裝要求等因素，并結(jié)合預(yù)制泵站所處的地形、地質(zhì)條件綜合確定。

      1.1.4 安裝在預(yù)制泵站內(nèi)水泵四周的輔助設(shè)備、電氣設(shè)備及管道、電纜道等，其布置應(yīng)避免交叉干擾。

      1.1.5 預(yù)制泵站運行過程中的噪聲應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范》GB/T50087的規(guī)定。

      1.1.6 預(yù)制泵站的耐火等級不應(yīng)低于二級。預(yù)制泵站附近應(yīng)設(shè)消防設(shè)施，并應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016和國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《水利水電工程設(shè)計防火規(guī)范》SL 329的規(guī)定。

      1.1.7 預(yù)制泵站的設(shè)計應(yīng)符合《泵站設(shè)計規(guī)范》GB50265的規(guī)定。

      1.1.8 預(yù)制泵站所配水泵采用自耦式濕式安裝，水泵間和進水井集成在同一個井筒內(nèi)，宜帶內(nèi)部維修平臺和地面控制面板。

      1.1.9 預(yù)制泵站設(shè)計應(yīng)考慮混合污水溢流排放的后果，泵站內(nèi)外的噪音、振動和臭氣，發(fā)生故障的后果，視覺影響等對環(huán)境的影響。

      1.1.10 預(yù)制泵站結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)抗浮、承載能力及土壤的化學(xué)屬性、建筑結(jié)構(gòu)和入水管、出水管以及其他裝置之間可能的沉降差異。

      1.2 泵站設(shè)計

      1.2.1 一體化預(yù)制泵站的的形式應(yīng)根據(jù)設(shè)置的地理位置，地形條件和地質(zhì)情況等因素綜合選用。

      1.2.2 泵站場地應(yīng)具備必要的交通條件、施工吊裝作業(yè)條件。

      1.2.3 預(yù)制泵站設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程所在地相應(yīng)管網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃，結(jié)合給水、排水工程規(guī)模、近、遠期建設(shè)情況，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。

      1.2.4 泵站宜按近遠期規(guī)劃相結(jié)合原則，確定適宜的工程規(guī)模。

      1.2.5 泵站平面布置應(yīng)符合下列規(guī)定：

          1 潛水自耦式安裝的水泵，其平面布置可不考慮水泵維修空間，只滿足水泵安裝和水力流態(tài)要求；

          2 干式安裝的水泵，平面布置應(yīng)需考慮水泵安裝和水泵吸水管流態(tài)要求；

          3 水泵配套風(fēng)冷電機時，泵站平面布置還應(yīng)滿足水泵的散熱要求；

          4 模塊化濕井泵站平面尺寸和布置應(yīng)滿足水泵和格柵等主要設(shè)備安裝、提升和日常運行要求；

          5 模塊化集成泵站濕井平面尺寸要滿足水泵吸水管流態(tài)要求和格柵安裝、提升和日常運行要求；

          6 模塊化集成泵站干井平面尺寸要滿足水泵和控制柜安裝、散熱、維修和日常運行要求；

          7 模塊化集成泵站應(yīng)在干井內(nèi)設(shè)置集水坑和排水泵，用于排除井內(nèi)積水；

          8 控制柜可安裝在泵站干井內(nèi)或地面上，如果安裝在干井內(nèi)，應(yīng)考慮通風(fēng)、散熱和除濕；

          9 當(dāng)泵站采用多個井筒組合時，平面布置應(yīng)滿足泵站整體安裝和運行的要求，各個井筒內(nèi)宜安裝相同型號和數(shù)量的水泵。

      1.2.6 泵站設(shè)計應(yīng)對泵站結(jié)構(gòu)形式和材質(zhì)、配套設(shè)備的選型，泵站的平面布置，泵站豎向布置和泵站配套儀表、電氣和控制設(shè)備等分別進行設(shè)計。

      1.2.7 泵站水泵選型應(yīng)與流量要求相匹配，宜采用統(tǒng)一的泵型。

      1.2.8 單臺水泵功率較大時，宜采用軟啟動或變頻啟動，泵站流量和揚程變化較大時可采用變頻調(diào)速裝置。

      1.2.9 對于排水泵站，宜設(shè)置潛水離心泵，雨水泵站，可不設(shè)置備用泵。

      1.2.10 濕式安裝的潛水泵，水泵宜配套電機冷卻系統(tǒng)，干式安裝的水泵，可采用IP54或以上水冷或風(fēng)冷電機。

      1.2.11 對于采用重力管網(wǎng)的泵站宜采用液位自動控制，采用壓力管網(wǎng)的泵站宜采用壓力自動控制。所有泵站都應(yīng)具備手動控制、自動控制和遠程控制功能，并應(yīng)具備自由切換控制方式的功能。

      1.2.12 采用液位控制水泵自動開停時，泵池內(nèi)最 高液位和最 低液位之間的有效容積應(yīng)根據(jù)水泵每小時啟停次數(shù)確定，可采用(3.2.12-1)式計算：

            式中： VEff——泵站有效容積（m）

            Qp——泵站最 大一臺泵的泵送流量（m/h）

            Zmax——水泵每小時最 大啟停次數(shù)。

            當(dāng)利用集水池的進水流量和每臺水泵抽水之間的規(guī)律推算時，可采用(5.2.12-2)式計算有效容積：

            Vmin=TminQ/4 (5.2.12-2)

            式中 Vmin——集水池最小有效容積（m）

            Tmin——水泵最小工作周期（s）

            Q——水泵流量（m/s）

      1.2.13泵站豎向高程設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定：

             1 泵站最 高和最 低水位之間的有效高度，由泵站有效容積和平面尺寸確定；

             2 泵站最 低水位到泵坑底部的距離應(yīng)大于配套水泵最小停泵高度；

             3 多井筒設(shè)計的并聯(lián)泵站宜采用相同的最 高和最 低水位；

             4 雨水泵站和合流污水泵站集水池的設(shè)計最 高水位，應(yīng)與進水管管頂相平。當(dāng)設(shè)計進水管道為壓力管時，集水池的設(shè)計最 高水位可高于進水管管頂；

             5 污水泵站集水池的設(shè)計最 高水位，應(yīng)按進水管充滿度計算。

      1.3 荷載及穩(wěn)定分析

      1.3.1 用于預(yù)制泵站穩(wěn)定分析的荷載應(yīng)包括：自重、靜水壓力、揚壓力、土壓力、泥沙壓力、波浪壓力、地震作用及其它荷載等。其計算應(yīng)遵守下列規(guī)定：

           1 自重包括泵站結(jié)構(gòu)自重、填料重量和永 久設(shè)備重量；

           2 靜水壓力應(yīng)根據(jù)各種運行水位計算。對于多泥沙河流，應(yīng)計及含沙量對水的重度的影響；

           3 揚壓力應(yīng)包括浮托力和滲透壓力。滲透壓力應(yīng)根據(jù)地基類別，各種運行情況下的水位組合條件，泵站基礎(chǔ)底部防滲、排水設(shè)施的布置情況等因素計算確定。對于土基，宜采用改進阻力系數(shù)法計算；對巖基，宜采用直線分布法計算；

           4 土壓力應(yīng)根據(jù)地基條件、回填土性質(zhì)、擋土高度、填土內(nèi)的地下水位、泵站結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的變形情況等因素，按主動土壓力或靜止土壓力計算。計算時應(yīng)計及填土頂面坡角及超載作用；

           5 淤沙壓力應(yīng)根據(jù)泵站位置、泥沙可能淤積的情況計算確定；

           6 風(fēng)壓力應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笈_站提供的風(fēng)向、風(fēng)速和泵站受風(fēng)面積等計算確定。計算風(fēng)壓力時應(yīng)考慮泵站周圍地形、地貌及附近建筑物的影響；

           7 其他荷載可根據(jù)工程實際情況確定。

      1.3.2 預(yù)制泵站可能同時受各種荷載進行組合作用。用于泵站穩(wěn)定分析的荷載組合應(yīng)按表3.3.2的規(guī)定，必要時還應(yīng)考慮其它可能的不利組合。

表3.3.2 　荷載組合表

      1.3.3 各種荷載組合情況下的泵站基礎(chǔ)底面應(yīng)力應(yīng)不大于泵站地基承載力。

土基上泵站基礎(chǔ)底面應(yīng)力不均勻系數(shù)的計算值不應(yīng)大于本規(guī)程附錄A表A.0.1規(guī)定的值。

巖基上泵站基礎(chǔ)底面應(yīng)力不均勻系數(shù)可不控制，但在非地震情況下基礎(chǔ)底面邊沿的最小應(yīng)力應(yīng)不小于零，在地震情況下基礎(chǔ)底面邊沿的最小應(yīng)力應(yīng)不小于-100kPa。

      1.4 荷載與揚程計算

      1.4.1 設(shè)計泵站時應(yīng)將可能同時作用的各種荷載進行組合。

      1.4.2 泵站沿基礎(chǔ)底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)按(5.4.2-1)式或(5.4.2-2)式計算：

              Kc=fΣG/ΣH　 (5.4.2-1)

              Kc=f′ΣG+C0A/ΣH　 (5.4.2-2)

              式中　Kc——抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；

              ΣG——作用于泵站基礎(chǔ)底面以上的全部豎向荷載（包括泵站基礎(chǔ)底面上的揚壓力在內(nèi)，kN）；

              ΣH——作用于泵站基礎(chǔ)底面以上的全部水平向荷載(kN)；

              A——泵站基礎(chǔ)底面積(m)；

              f——泵站基礎(chǔ)底面與地基之間的摩擦系數(shù)，可按試驗資料確定；當(dāng)無試驗資料時，可按本標(biāo)準(zhǔn)附錄A表A.0.2規(guī)定值采用；

              f′——泵站基礎(chǔ)底面與地基之間摩擦角Φ0的正切值，即f'=tgΦ0；

              C0——泵站基礎(chǔ)底面與地基之間的單位面積粘結(jié)力(kPa)。

              對于土基，Φ0、C0值可根據(jù)室內(nèi)抗剪試驗資料，按本標(biāo)準(zhǔn)附錄A表A.0.3的規(guī)定采用；對于巖基，Φ0、C0值可根據(jù)野外和室內(nèi)抗剪試驗資料，采用野外試驗峰值的小值平均值或野外和室內(nèi)試驗峰值的小值平均值。

              當(dāng)泵站受雙向水平力作用時，應(yīng)核算其沿協(xié)力方向的抗滑穩(wěn)定性。

              當(dāng)泵站地基特力層為較深厚的軟弱土層，且其上豎向作用荷載較大時，尚應(yīng)核算泵站連同地基的部分土體沿深層滑動的抗滑穩(wěn)定性。

              對于巖基，若有不利于泵站抗滑穩(wěn)定的緩傾角軟弱夾層或斷裂面存在時，尚應(yīng)核算泵站可能組合滑裂面滑動的抗滑穩(wěn)定性。

      1.4.3　預(yù)制泵站基礎(chǔ)底面應(yīng)力應(yīng)根據(jù)泵站結(jié)構(gòu)布置和受力情況等因素計算確定。

           1　對于矩形或圓形基礎(chǔ)，當(dāng)單向受力時，應(yīng)按(5.4.3-1)式計算：

              Pmaxmin=ΣG/A±ΣM/W?。?.3.4-1)

              式中：Pmaxmin——泵站基礎(chǔ)底面應(yīng)力的最 大值或最 小值(kPa)；

              ΣM——作用于泵站基礎(chǔ)底面以上的全部豎向和水平向荷載對于基礎(chǔ)底面垂直水流向的形心軸的力矩 (kN·m)；

              W——泵站基礎(chǔ)底面對于該底面垂直水流向的形心軸的截面矩(m)。

           2　對于矩形或圓形基礎(chǔ)，當(dāng)雙向受力時，應(yīng)按(5.4.3-2)式計算：

              Pmaxmin=ΣG/A±ΣMx/Wx±ΣMy/Wy　 （3.4.3-2)

              式中：ΣMx、ΣMy——作用于泵站基礎(chǔ)底面以上的全部水平向和豎向荷載對于基礎(chǔ)底面形心軸x、y的力矩 (kN·m)；

              Wx、Wy——泵站基礎(chǔ)底面對于該底面形心軸x、y的截面矩(m)。

      1.4.4 　設(shè)計揚程應(yīng)按設(shè)計流量時的集水池水位與出水管水位差和水泵管路系統(tǒng)的水頭損失以及安全水頭確定。在設(shè)計揚程下，應(yīng)滿足泵站設(shè)計流量要求。

      1.4.5　平均揚程可按(5.4.5)式計算加權(quán)平均凈揚程，并計入水力損失確定；或按泵站進、出平均水位差，并計入水力損失確定。

              H=ΣHiQiti/ΣQiti　(3.4.5)

              式中　H——加權(quán)平均凈揚程(m)；

              Hi——第i時段泵站進、出水運行水位差(m)；

              Qi——第i時段泵站提水流量(m/s)；

              ti——第i時段歷時(d)。

              在平均揚程下，水泵應(yīng)在高效區(qū)工作。

      1.4.6　最 高揚程應(yīng)按泵站出水最 高運行水位與進水池最 低運行水位之差，并計入水力損失確定。

      1.4.7　最 低揚程應(yīng)按泵站進水最 高運行水位與出水最 低運行水位之差，并計入水力損失確定。

      1.5 抗浮計算

      1.5.1 預(yù)制泵站的抗浮計算，應(yīng)滿足下式要求：

（3.5.1）

              式中

              ——抗浮力；

              ——抗浮穩(wěn)定性安全系數(shù)，應(yīng)按5.5.2條的規(guī)定采用；

              ——浮托力標(biāo)準(zhǔn)值，按第5.5.4條確定。

              當(dāng)不滿足式（5.5.1）時，可采取井壁下端四周澆搗混凝土配重或錨桿等方法解決抗浮問題。

      1.5.2 預(yù)制泵站抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)按(3.5.2)式計算：

              Kf=Σv / Σu　(3.5.2)

              式中：Kf——抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)；

              Σv——作用于泵房基礎(chǔ)底面以上的全部重力(kN)；

              Σu——作用于泵房基礎(chǔ)底面上的揚壓力(kN)。

      1.5.3 預(yù)制泵站抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)值，不分泵站級別和地基種別，基本荷載組合下為1.10，特殊荷載組合下為1.05。

      1.5.4 地下水對預(yù)制泵站筒體壁作用的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下列規(guī)定確定：

              1 預(yù)制泵站筒體壁上的水壓力按靜水壓力計算；

              2 水壓力標(biāo)準(zhǔn)值的相應(yīng)設(shè)計水位，應(yīng)根據(jù)勘察部門和水文部門提供的數(shù)據(jù)采用。對于可能出現(xiàn)的最 高和最 低水位，應(yīng)綜合考慮一段時間變化及工程設(shè)計基準(zhǔn)期可能的發(fā)展趨勢確定；

              3 水壓力標(biāo)準(zhǔn)值的相應(yīng)設(shè)計水位，應(yīng)根據(jù)對結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)確定取最 高水位或最 低水位。當(dāng)取最 高水位時，相應(yīng)的準(zhǔn)永 久值系數(shù)可取平均水位與最 高水位的比值；當(dāng)取最 低水位時，相應(yīng)的準(zhǔn)永 久值系數(shù)應(yīng)取1.0。

              4 地下水對預(yù)制泵站筒體壁作用的壓力，應(yīng)按(3.5.4)式計算：

                 Fw,k=γwhw (3.5.4)

                 式中

                 Fw,k—地下水對預(yù)制筒體壁作用的壓力標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）；

                 γw—地下水的重度（kN/m3）；

                 hw—地下水設(shè)計水位至基礎(chǔ)底面的距離（m）。

      1.6 地基計算

      1.6.1　預(yù)制泵站選用的地基應(yīng)滿足承載能力、穩(wěn)定和變形的要求。

      1.6.2　預(yù)制泵站地基應(yīng)優(yōu)先選用自然地基。標(biāo)準(zhǔn)貫進擊數(shù)小于4擊的粘性土地基和標(biāo)準(zhǔn)貫進擊數(shù)小于或即是8擊的砂性土地基，不得作為自然地基。當(dāng)預(yù)制泵站地基巖土的各項物理力學(xué)性能指標(biāo)較差，且工程結(jié)構(gòu)又難以協(xié)調(diào)適應(yīng)時，可采用人工地基。

      1.6.3　只有豎向?qū)ΨQ荷載作用時，預(yù)制泵站基礎(chǔ)底面均勻應(yīng)力不應(yīng)大于預(yù)制泵站地基特力層承載力；在豎向偏心荷載作用下，除應(yīng)滿足基礎(chǔ)底面均勻應(yīng)力不大于地基持力層承載力外，還應(yīng)滿足基礎(chǔ)底面邊沿最 大應(yīng)力不大于1.2倍地基持力層承載力的要求；在地震情況下，預(yù)制泵站地基持力層承載力可適當(dāng)減少。

      1.6.4　預(yù)制泵站地基承載力應(yīng)根據(jù)站址處地基原位試驗數(shù)據(jù)，按照本規(guī)程附錄B.1所列公式計算確定。

      1.6.5　當(dāng)預(yù)制泵站地基持力層內(nèi)存在軟弱土層時，除應(yīng)滿足持力層的承載力外，還應(yīng)對軟弱夾層的承載力進行核算，經(jīng)深度修正，并應(yīng)滿足(3.6.5)式要求：

                 Pc+Pz=[Rz]　(3.6.5)

                 式中：Pc——軟弱夾層頂面處的自重應(yīng)力(kPa)；

                 Pz——軟弱夾層頂面處的附加應(yīng)力(kPa)，可將泵站基礎(chǔ)底面應(yīng)力簡化為豎向均布、豎向 三角形頒和水平向均布等情況，按條形或矩形基礎(chǔ)計算確定；

                 [Rz]——軟弱夾層的承載力(kPa)。

                 復(fù)雜地基上大型泵站地基承載力計算，應(yīng)作專門論證確定。

      1.6.6　當(dāng)預(yù)制泵站基礎(chǔ)受振動荷載影響時，其地基承載力可降低，并可按(3.6.6)式計算：

                                  [R']≤ψ[R]　(3.6.6)

                 式中：[R']——在振動荷載作用下的地基承載力(kPa)；

                 [R]——在靜荷載作用下的地基承載力(kPa)；

                 ψ——振動折減系數(shù)，可按0.8～1.0選用。高揚程機組的基礎(chǔ)可采用小值，低揚程機組的塊基型整體式基礎(chǔ)可采用大值。

      1.6.7　預(yù)制泵站地基終 極沉降量可按(3.6.7)式計算：

                 S∞=Σ(e1i-e2i)/(1+e1i)*hi (i=1,n)　(3.6.7)

                 式中：S∞——地基終 極沉降量(cm)；

                 i——土層號；

                 n——地基壓縮層范圍內(nèi)的土層數(shù)；

                 e1i、e2i——泵站基礎(chǔ)底面以下第i層土在均勻自重應(yīng)力作用下的孔隙比和在平均自重應(yīng)力、均勻附加應(yīng)力共同作用下的孔隙比；

                 hi——第i層土的厚度(cm)。

                 地基壓縮層的計算深度應(yīng)按計算層面處附加應(yīng)力與自重應(yīng)力之等于0.1∽0.2（堅實地基取大值，軟土地基取小值）的條件確定。當(dāng)其下尚有壓縮性較大的土層時，地基壓縮層的計算深度應(yīng)計至該土層的底面。

      1.6.8　預(yù)制泵站地基沉降量和沉降差，應(yīng)根據(jù)工程具體情況分析確定，滿足泵站結(jié)構(gòu)安全和不影響泵房內(nèi)機組的正常運行。

      1.6.9　預(yù)制泵站的地基處理方案應(yīng)綜合考慮地基土質(zhì)、泵站結(jié)構(gòu)特點、施工條件和運行要求等因素，宜按本規(guī)程附錄B表B.2，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定。換土墊層、樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、振沖砂（碎石）樁和強夯等常用地基處理設(shè)計應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ 79、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ 94、《既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范》JGJ 123的有關(guān)規(guī)定。

      1.7 構(gòu)造

      1.7.1 預(yù)制泵站鋼筋混凝土的施工中，混凝土的水泥用量應(yīng)滿足設(shè)計要求，且不宜低于200kg/m。

      1.7.2 預(yù)制泵站筒體堅固，纖維纏繞玻璃鋼的強度，應(yīng)完全抵抗腐蝕、撕裂和其他破壞力，并永 久防水。

      1.7.3 預(yù)制泵站外部材質(zhì)應(yīng)力和荷載應(yīng)采用FEA進行計算，有限元模型采用軸對稱模型，外壓力作用于泵站的圓柱周面，大小等效于水壓的1.6倍。

      1.7.4 泵站頂蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)泵站埋設(shè)的位置確定，頂蓋結(jié)構(gòu)強度應(yīng)能承受頂部最 大荷載。

      1.7.5 埋設(shè)在道路上的泵站，頂蓋高度應(yīng)與周圍地坪齊平，并根據(jù)道路荷載來復(fù)核頂蓋強度，泵站井筒側(cè)壁不應(yīng)承受道路荷載。

      1.7.6 預(yù)制泵站采用自清潔底部設(shè)計，減少泵站沉積。