低压管道引水工程(张寅龙)论文(3)

2020-06-05 09:26

初步设计时,局部水头损失可按沿程水头损失的10%-15%估算,较长

的平直管道,局部水头损失可忽略不计。

hj=10%hf=42.1×10%=4.941m (3)管道水头损失H H=∑hf+∑hj

H=49.41+4.941=54.351m 四、管道横断面图的绘制

4.1确定管道在管道输水系统平面图上的具体位置

在管道输水系统平面图上,拟建几种管道布置方式,结合具体原则,选

出最优管道线路,在管道输水系统平面图上的管道线路,就是所选的最优管道线路。

4.2管道按桩号划分

管道输水系统平面图是按1:10000比例,出水口位置设置桩号为0+000,依次划分,在实际中是每隔100米设立一个桩号,在图上是1cm设立一个桩号,一共有从0+000到8+600的桩号。

4.3确定桩号高程

在管道输水系统平面图上,有从0+000到8+600的桩号和对应的高程,在图上读出每个桩号对应的高程,就可以得出桩号高程。

4.4管道横断面的绘制

在A1的米格纸上,横坐标是管道长度,纵坐标是管道桩号对应的高程,

管道长度是依据桩号得出,横坐标是按比例1:10000,纵坐标是按比例1:100,先依据每个桩号对应的高程,每个桩号对应的高程连起来,就可以在图上绘制出自然地面高程线,管道在 2+400 有个拐点,在 5+400 有个拐点,每个拐点连接起来,就可以在图上绘制出管沟顶设计高程线。

确定的管径为1m,因为在新疆地区,冻土层至少为1.5m,加上管径1m,还有30厘米的砂石垫层,所以每个拐点向下挖深2.8m,可以得出4个点,这4个点

连接起来,就可以得出管沟沟底设计高程线,管沟沟底设计高程线垂直向上画50cm,连接起来就可以得到管底设计高程线,管底设计高程线垂直向上确定1m,连接起来就可以得到管顶设计高程线,这几条线就可以得到管道横断面图。

五、水压线的确定

在A1的白纸上,横坐标是拐点桩号确定的管道长度,纵坐标是各桩号确定的高程,按1:150的比例绘图,可以绘制出地面高程和沟底高程,管道的总水头

损失是52.4m,然后选用600QZ-70,流量是3056m3/h,扬程为4.7m,功率为3.8kw 的水泵,水泵提供的扬程为18.4m水头,因为进水口到出水口的高差为

659-603=56m,需把水从650的进水口抽到659m,还有吸水、压水管的水头损失,确保水能自流而下,除去水头损失,还要确定出水口水头为10m,计算出每段的水头损失,从0+000到2+400,距离为2200m,2+400到5+400,距离为1300m, 5+400

QL到8+600,距离为1300m,依据公式 hf =f

mDb,可以依次算出每段的

水头损失为10.42m、6.16m、18m、6.16m,两点的自然地面高程差加上水头损失再加上水泵除去吸水、压水管的水头损失后的1.1m水头,就可以得出水压线。

六、管道的施工放线

所谓的施工放样,就是把设计图纸上工程建筑物的平面位置和高程,用一定的测量仪器和方法测设到实地上去的测量工作。

按照管道设计图,用全站仪将管道管线定出,在管道出水口设置木桩,管线折点加设木桩,在选择控制点时,要按照能够看到所设的控制点。

施工放线采用的方法是极坐标法,它是根据一个水平角和一段水平距离测设点的平面位置,总共设置4个测设点,它们的坐标均已知,测设之前,首先准备测设数据,水平角β和水平距离D,其计算方法如下:

αα

a-b

=arctan=arctan

a-b

yb?yaxb?xayc?ybxc?xb

b-c

β=α-α

b-c

D=?xc?xa?2??yc?ya?2

七、管道埋深、管沟开挖、管道基础 7.1管道埋深

对于非冰冻地区管道的管顶埋深主要由外部荷载、管材强度、管道交叉以及土壤地基等因素决定。金属管道的覆土深度一般不小于0.7米,当管道强度足够或者采取相应措施时,也可小于0.7米。

对于新疆地区,大部分城市和城镇都属于冰冻区,冰冻区管道的管顶埋深除决定于上述因素外,还需要考虑土壤的冰冻深度,应通过热力计算确定。当无实际资料时,可采用经验值。本次设计,管道埋深在冻土深一下,埋深距离为1.9m。

具体施工时可根据当地的气候特点以及冻土深度做相应的调整。

7.2管沟开挖

管沟开挖一般在地质条件良好、土质均匀、地下水位较低的地段开挖管沟,当管沟深度在地下水位以上时,管沟边坡根基当地的土质情况的不同有所不同,从1:0.33——1:1.5不等。一般情况下老黄土的边坡坡度较大,中密砂石的边坡坡度较小。在地质条件较差、土质松软、地下水位较高且富含地下水的地段开挖管沟,设计应该充分考虑必须采取的施工措施,施工措施之一是加大管沟边坡的设置坡度;之二是采用钢板桩支撑管沟,挖管沟不可能无限度地加大管沟边坡从而形成大开挖的施工局面。

本次设计选用混凝土管为输水管道,根据《给排水管道工程技术》和《室外给水设计规范》查阅可知:管沟设计为梯形,管径为1000mm的混凝土管管道工作面为5m,管沟底的工作面计算公式:

B=D+2(b1+b2+b3)

式中:B------管沟底工作面宽度;

D------引水管道的管径;

b1-----沟底系数,通常取管径的一般左右。 b2-----管沟左侧的混凝土层厚度;

b3-----管沟右侧的混凝土层厚度。 B=1+2×(0.5+0.5+0.5) =4m

经过计算,确定管沟为梯形,管道工作面宽度为:5.0m,管沟底工作面宽度为:4m,管沟挖深深度为:3.0m。另外,管道工作面的回填土应该高于管道工作面,取高出距离为0.5m,边坡系数为:1:1.25。

为了不使管道受冻,影响输水,要满足管道检查井排水要求,受项目区地下水位高的限制,管沟不能埋的过深。根据本地区冻土深度,按规范输水管道顶端至冻土底面不得小于20cm,本次取20cm,冻土深度取1.5m,总计算沟深度1.86m,取1.9m。同时预留0.2m填土高度以防沉降和牲畜践踏。这样必然造成管道在平面上和竖向上弯道多。按常规设计5°以上必须设标准弯头。本工程结合野外管线受地物限制较小的条件,利用承插口局部借转技术,在设计中采用以每个接口借转不大于1°的办法来减少固定弯头,已方便施工,加快工程进度,减少投资。

7.3 管道基础

输水管道尽量敷设在土壤耐压强度较高,未经扰动的天然地基上。

常用的管道基础有以下三种情况:

①天然弧形基础,适用于地基承载力较高,无地下水位处。

②砂垫层基础,适用于岩石或半岩石层地基中,须铺砂找平;对非金属管及塑料管道,其厚度应不小于100mm;对于金属管道其厚度不小于150-200 mm并均应夯实。一般宜采用中砂或粗砂作基础材料。

③混凝土基础,适用于地基土壤松软时(如遇流沙及沼泽的情况下,还应在基础下面先做桩排架)。混凝土强度等级C15。

本次设计采用的管道为玻璃钢管,管沟底基础进行简单的处理,基础垫20cm的砂砾石垫层。

八、泵房的简单设计

某市拟建一调水工程,水质经过简单的处理,由一级泵站送入引水管道。水泵从河道取水,进水池正常水位高程650.00米,引水管道进水口高程660米,引水管道出水口高程603.5米,进、出水口的高程差为56m。输水管道用水时水

头损失为46.31米,管道输水过程中,没有出现负压现象。按一级泵房进行设计。

设计基本资料

泵站的设计流量Q :1.65m3/s

初步假定吸水管的的水头损失为0.48m,吸水井正常水位高程:650.00m。 水泵的扬程: H= H1+ H2+ + ∑h 1 ; 式中: H----水泵扬程(m)

H1---引水管道的地面标高与吸水井的正常水位的高程差: 660-650.00=10m

H2---- 管道控制点要求的自由水头(m) ;H2=53-46.31-10=-3.31m ∑h1----初步假定泵站内管路水头损失(m) ;1m 则一级泵站的设计扬程:

H= H1+ H2+ ∑h1+ ∑h2+h1 = 10+3.31+1=14.31m

8.1水泵选型选泵时应遵循以下原则

1、先要满足最高供水工况的流量和扬程要求,并使所选水泵特性曲线的高效率范围尽量平缓,对特殊工况,必要时另设专用水泵来满足其要求;

2、尽可能选用同型号水泵;或扬程相近、流量大小搭配的泵; 3、应考虑近远期结合,一般考虑远期增加水泵台数或换装大泵; 根据本设计,选择600QZ-70(Q=3056m3/h,h=4.7m,W=82kw,A=120A,D=500MM) 型离心泵4台,其中并联,流量和扬程个提升四倍。

8.2水泵机主基础设计

基础计算: 1、L=1637.5mm 2、B=1640mm

3、H=3×(W泵+ W电机 )/B·L·ρ=3×(3670+4100)/1.64×1.64×2400=1.20m


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