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一体化预制泵站

发布时间:2020-07-16 18:59

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  一体化预制泵站是提升污水,雨水,饮用水,废水的提升装备,由工厂统一生产组装后运至现场安装的加压泵站。

  Integrated prefabricated pumping station

  由顶盖、玻璃钢(GRP)筒体、底座、潜水泵、服务平台、管道等部分组成,以满足增压提升排水要求的设备,图

  机电设备 Mechanical and electrical equipment

  一体化预制泵站机电设备主要包括水泵及其辅助设备、拦污清污设备、压力管道、阀类设备、控制系统等。

  一体化预制泵站进入施工现场或其它的指定地点落地并完成开箱验收、交接处理,交付临时保管的过程。

  按照施工组装图纸及有关安装技术标准要求,将已进场的一体化预制泵站安装在规定的基础或设施上,完成找平稳固、机械装配与设备联接、电气配线与试验、定值调整与测试、就地和集中控制模拟动作试验的过程,使一体化预制泵站达到试运行的条件。

  顶盖应由玻璃钢边盖和可开启的泵站盖板组成。盖板材料可由玻璃钢或铝合金等轻质材料制成。

  盖板内外表面应平整,不得有深度 2mm 以上的裂缝,不得有分层脱层,纤维祼露、树脂结节、异物夹杂、色泽明显不匀等现象。

  玻璃钢(GRP)筒体材料应由防腐蚀层、防渗透层、结构层和外保护层构成(图

  ),各层的厚度如图所示。外保护层必须加抗紫外线材料,防止裸露在太阳光下面老化。

  制作盖板的铝合金材料应为防滑花纹板,抗拉强度应达到120MPa及以上,板材厚度应在5mm及以上(不含花纹)。盖板翻边应不小于20mm。

  筒体以无碱玻璃纤维无捻粗纱及其制品为增强材料,热固性树脂为基体,采用计算机缠绕工艺制成的玻璃钢管,厚度均匀。巴氏硬度应达到40HBa及 以上,抗压强度应达到120MPa及以上,环向拉伸强度150MPa,轴向拉伸强度60MPa。

  内衬层包括次内层和内表层,总厚度不小于 2mm,其中内表层厚度不小于 0.3mm。管壁的最小厚度应不小于经规定程序批准的图样和技术文件规定的标称厚度。

  底座宜为弧型下凹式结构底座,底座内侧可根据设计需要预留或加装搅拌器、粉碎隔栅。

  底座的抗拉强度应达到120MPa及以上,巴氏硬度应达到40HBa及以上。

  底座的裙边外围应至少钻有2个灌浆孔,灌浆孔口径应达到DN100及以上。

  底座下部应有混凝土底板抗浮,依据抗浮计算确定混凝土底板的设计尺寸,多井筒泵站和泵站前后端构筑物宜采用同一个底板,混凝土底板水泥强度等级应不小于C40,钢筋直径应不小于10mm,厚度应不小于250mm,混凝土底板应预埋地脚螺栓,用于预制泵站吊装入坑后的固定。混凝土底板可预制,也可以在基坑内直接浇筑。

  泵站底座的重量应≥1.5倍水泵总重量,防止水泵固定连接处产生震动及共振。干式泵站根据水泵形式选择防震构件。

  服务平台宜采用铝合金或玻璃钢材料制成,服务平台承重不得低于450kg。

  控制柜的尺寸应符合《高度进制为20mm的面板、架和柜的基本尺寸》GB/T3047.1的规定。

  控制柜表面应平整、匀称,焊接处应均匀牢固,不应有明显的歪斜翘曲变形或烧穿等缺陷。

  控制柜的防护等级应符合现行国家标准《外壳防护等级》GB4208的规定。

  1 控制柜各部件的温升应符合现行国家标准《电气控制设备》GB/T 3797的规定;

  2 控制柜带电电路之间、带电零部件或接地零部件之间的电气间隙和爬电距离应符合现行国家标准《电气控制设备》GB/T3797的规定;

  3 设备中带电回路之间、带电回路与导电部件之间测得的绝缘阻值按标称电压至少为1000Ω/V;

  4 介电强度应符合现行国家标准《电气控制设备》GB/T3797的规定;

  潜水泵应具有相关生产许可证和产品合格证。潜水泵平均无故障运行时间不得少于2500h。

  管材应采用不锈钢管。材质应符合现行国家标准《流体输送用不锈钢焊接钢管》GB/T12771的规定。

  管材、管件、阀门的选用及连接方法应符合《室外排水设计规范》GB50014和《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50242)的规定。

  管道系统排水管管材材质应满足《室外排水设计规范》GB50014和《给水排水管道工程施工与验收规范》(GB50268)的规定。

  安装固定液位控制器及悬挂电缆应避免缠结或末端在泵站的入口,控制器应避免被障碍物干扰。

  起停液位的设置, 一台潜水泵必须设置2个液位使用,2台潜水泵至少设置3个液位使用。

  预制泵站的总体布置要求和站址应根据地质条件、工程设计以及泵站运行等,经技术经济比较确定。

  预制泵站布置应符合《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069的规定,并应符合下列规定:

  3 满足通风、采暖和采光要求,并符合防潮、防火、防噪声、节能、劳动安全与工业卫生等技术规定;

  预制泵站底板高程应根据水泵安装高程和进水流道布置或管道安装要求等因素,并结合预制泵站所处的地形、地质条件综合确定。

  安装在预制泵站内水泵四周的辅助设备、电气设备及管道、电缆道等,其布置应避免交叉干扰。

  预制泵站运行过程中的噪声应符合现行国家标准《工业企业噪声控制设计规范》GB/T50087的规定。

  预制泵站的耐火等级不应低于二级。预制泵站附近应设消防设施,并应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016和国家现行标准《水利水电工程设计防火规范》SL 329的规定。

  预制泵站所配水泵采用自耦式湿式安装,水泵间和进水井集成在同一个井筒内,宜带内部维修平台和地面控制面板。

  预制泵站设计应考虑混合污水溢流排放的后果,泵站内外的噪音、振动和臭气,发生故障的后果,视觉影响等对环境的影响。

  预制泵站结构设计应考虑结构抗浮、承载能力及土壤的化学属性、建筑结构和入水管、出水管以及其他装置之间可能的沉降差异。

  一体化预制泵站的的形式应根据设置的地理位置,地形条件和地质情况等因素综合选用。

  预制泵站设计应根据工程所在地相应管网建设规划,结合给水、排水工程规模、近、远期建设情况,经技术经济比较后确定。

  1 潜水自耦式安装的水泵,其平面布置可不考虑水泵维修空间,只满足水泵安装和水力流态要求;

  4 模块化湿井泵站平面尺寸和布置应满足水泵和格栅等主要设备安装、提升和日常运行要求;

  5 模块化集成泵站湿井平面尺寸要满足水泵吸水管流态要求和格栅安装、提升和日常运行要求;

  6 模块化集成泵站干井平面尺寸要满足水泵和控制柜安装、散热、维修和日常运行要求;

  8 控制柜可安装在泵站干井内或地面上,如果安装在干井内,应考虑通风、散热和除湿;

  9 当泵站采用多个井筒组合时,平面布置应满足泵站整体安装和运行的要求,各个井筒内宜安装相同型号和数量的水泵。

  泵站设计应对泵站结构形式和材质、配套设备的选型,泵站的平面布置,泵站竖向布置和泵站配套仪表、电气和控制设备等分别进行设计。

  单台水泵功率较大时,宜采用软启动或变频启动,泵站流量和扬程变化较大时可采用变频调速装置。

  湿式安装的潜水泵,水泵宜配套电机冷却系统,干式安装的水泵,可采用IP54或以上水冷或风冷电机。

  对于采用重力管网的泵站宜采用液位自动控制,采用压力管网的泵站宜采用压力自动控制。所有泵站都应具备手动控制、自动控制和远程控制功能,并应具备自由切换控制方式的功能。

  采用液位控制水泵自动开停时,泵池内最高液位和最低液位之间的有效容积应根据水泵每小时最大启停次数确定,可采用(3.2.12-1)式计算:

  当利用集水池的进水流量和每台水泵抽水之间的规律推算时,可采用(5.2.12-2)式计算有效容积:

  4 雨水泵站和合流污水泵站集水池的设计最高水位,应与进水管管顶相平。当设计进水管道为压力管时,集水池的设计最高水位可高于进水管管顶;

  用于预制泵站稳定分析的荷载应包括:自重、静水压力、扬压力、土压力、泥沙压力、波浪压力、地震作用及其它荷载等。其计算应遵守下列规定:

  2 静水压力应根据各种运行水位计算。对于多泥沙河流,应计及含沙量对水的重度的影响;

  3 扬压力应包括浮托力和渗透压力。渗透压力应根据地基类别,各种运行情况下的水位组合条件,泵站基础底部防渗、排水设施的布置情况等因素计算确定。对于土基,宜采用改进阻力系数法计算;对岩基,宜采用直线 土压力应根据地基条件、回填土性质、挡土高度、填土内的地下水位、泵站结构可能产生的变形情况等因素,按主动土压力或静止土压力计算。计算时应计及填土顶面坡角及超载作用;

  6 风压力应根据当地气象台站提供的风向、风速和泵站受风面积等计算确定。计算风压力时应考虑泵站周围地形、地貌及附近建筑物的影响;

  预制泵站可能同时受各种荷载进行组合作用。用于泵站稳定分析的荷载组合应按表3.3.2的规定,必要时还应考虑其它可能的不利组合。

  土基上泵站基础底面应力不均匀系数的计算值不应大于本规程附录A表A.0.1规定的值。

  岩基上泵站基础底面应力不均匀系数可不控制,但在非地震情况下基础底面边沿的最小应力应不小于零,在地震情况下基础底面边沿的最小应力应不小于-100kPa。

  泵站沿基础底面的抗滑稳定安全系数应按(5.4.2-1)式或(5.4.2-2)式计算:

  ΣG——作用于泵站基础底面以上的全部竖向荷载(包括泵站基础底面上的扬压力在内,kN);

  f——泵站基础底面与地基之间的摩擦系数,可按试验资料确定;当无试验资料时,可按本标准附录A表A.0.2规定值采用;

  值可根据室内抗剪试验资料,按本标准附录A表A.0.3的规定采用;对于岩基,Φ

  值可根据野外和室内抗剪试验资料,采用野外试验峰值的小值平均值或野外和室内试验峰值的小值平均值。

  当泵站地基特力层为较深厚的软弱土层,且其上竖向作用荷载较大时,尚应核算泵站连同地基的部分土体沿深层滑动的抗滑稳定性。

  对于岩基,若有不利于泵站抗滑稳定的缓倾角软弱夹层或断裂面存在时,尚应核算泵站可能组合滑裂面滑动的抗滑稳定性。

  ΣM——作用于泵站基础底面以上的全部竖向和水平向荷载对于基础底面垂直水流向的形心轴的力矩 (kN·m);

  ——作用于泵站基础底面以上的全部水平向和竖向荷载对于基础底面形心轴x、y的力矩 (kN·m);

  设计扬程应按设计流量时的集水池水位与出水管水位差和水泵管路系统的水头损失以及安全水头确定。在设计扬程下,应满足泵站设计流量要求。

  平均扬程可按(5.4.5)式计算加权平均净扬程,并计入水力损失确定;或按泵站进、出平均水位差,并计入水力损失确定。

  最高扬程应按泵站出水最高运行水位与进水池最低运行水位之差,并计入水力损失确定。

  最低扬程应按泵站进水最高运行水位与出水最低运行水位之差,并计入水力损失确定。

  当不满足式(5.5.1)时,可采取井壁下端四周浇捣混凝土配重或锚杆等方法解决抗浮问题。

  预制泵站抗浮稳定安全系数值,不分泵站级别和地基种别,基本荷载组合下为1.10,特殊荷载组合下为1.05。

  2 水压力标准值的相应设计水位,应根据勘察部门和水文部门提供的数据采用。对于可能出现的最高和最低水位,应综合考虑一段时间变化及工程设计基准期可能的发展趋势确定;

  3 水压力标准值的相应设计水位,应根据对结构的荷载效应确定取最高水位或最低水位。当取最高水位时,相应的准永久值系数可取平均水位与最高水位的比值;当取最低水位时,相应的准永久值系数应取1.0。

  预制泵站地基应优先选用自然地基。标准贯进击数小于4击的粘性土地基和标准贯进击数小于或即是8击的砂性土地基,不得作为自然地基。当预制泵站地基岩土的各项物理力学性能指标较差,且工程结构又难以协调适应时,可采用人工地基。

  只有竖向对称荷载作用时,预制泵站基础底面均匀应力不应大于预制泵站地基特力层承载力;在竖向偏心荷载作用下,除应满足基础底面均匀应力不大于地基持力层承载力外,还应满足基础底面边沿最大应力不大于1.2倍地基持力层承载力的要求;在地震情况下,预制泵站地基持力层承载力可适当减少。

  预制泵站地基承载力应根据站址处地基原位试验数据,按照本规程附录B.1所列公式计算确定。

  当预制泵站地基持力层内存在软弱土层时,除应满足持力层的承载力外,还应对软弱夹层的承载力进行核算,经深度修正,并应满足(3.6.5)式要求:

  ——软弱夹层顶面处的附加应力(kPa),可将泵站基础底面应力简化为竖向均布、竖向 三角形颁和水平向均布等情况,按条形或矩形基础计算确定;

  当预制泵站基础受振动荷载影响时,其地基承载力可降低,并可按(3.6.6)式计算:

  ψ——振动折减系数,可按0.8~1.0选用。高扬程机组的基础可采用小值,低扬程机组的块基型整体式基础可采用大值。

  ——泵站基础底面以下第i层土在均匀自重应力作用下的孔隙比和在平均自重应力、均匀附加应力共同作用下的孔隙比;

  地基压缩层的计算深度应按计算层面处附加应力与自重应力之等于0.1∽0.2(坚实地基取大值,软土地基取小值)的条件确定。ag网址。当其下尚有压缩性较大的土层时,地基压缩层的计算深度应计至该土层的底面。

  预制泵站地基沉降量和沉降差,应根据工程具体情况分析确定,满足泵站结构安全和不影响泵房内机组的正常运行。

  预制泵站的地基处理方案应综合考虑地基土质、泵站结构特点、施工条件和运行要求等因素,宜按本规程附录B表B.2,经技术经济比较确定。换土垫层、桩基础、沉井基础、振冲砂(碎石)桩和强夯等常用地基处理设计应符合国家现行标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79、《建筑桩基技术规范》JGJ 94、《既有建筑地基基础加固技术规范》JGJ 123的有关规定。

  预制泵站钢筋混凝土的施工中,混凝土的水泥用量应满足设计要求,且不宜低于200kg/m。

  预制泵站筒体坚固,纤维缠绕玻璃钢的强度,应完全抵抗腐蚀、撕裂和其他破坏力,并永久防水。

  预制泵站外部材质应力和荷载应采用FEA进行计算,有限元模型采用轴对称模型,外压力作用于泵站的圆柱周面,大小等效于水压的1.6倍。

  泵站顶盖结构设计应根据泵站埋设的位置确定,顶盖结构强度应能承受顶部最大荷载。

  埋设在道路上的泵站,顶盖高度应与周围地坪齐平,并根据道路荷载来复核顶盖强度,泵站井筒侧壁不应承受道路荷载。

  泵站施工区排水系统,应根据站区地形、气象、水文、地质条件、排水量大小进行施工规划布置,并与场外排水系统相适应。基坑外围应设置截水沟。

  在泵站设备安装之前,必须研究好机电设备安装图,确定机泵、电气设备所采用的的施工工艺,在施工过程中,必须建立完整的施工质量检查程序和控制措施。

  泵坑开挖结束后,确认泵站进出水管连接管以及电缆等现场条件具备,才能进行泵站安装。

  用升降套索把泵站从水平位置起吊到垂直位置。在这个工作阶段,壳体上的吊钩是不允许使用的。

  垂直起吊预制泵站时,吊钩受力应均匀。宜用起吊套索或吊绳来保护泵站和泵盖以免夹坏。

  就位前,应用毛刷清洁水泥底板表面,确保安装面和泵安装法兰之间没有泥土等杂物。

  回填材料宜为卵石、石沙、碎石类土、沙土,颗粒最大尺寸不宜超过13~25mm。

  回填宜分层逐一回填,每层高度不宜超过30cm,回填土压实度应符合设计要求及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202中6.3的规定。

  坑内的进出水管处回填土应压实。回填层到泵筒体距离顶面30cm 时,严禁使用夯土机等设备。

  回填质量验收应符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202和《建筑工程质量检验评定标准》GB50300的规定。

  2 可能产生真空的管路,真空破坏阀应有足够的过流面积,动作应准确可靠;

  机电设备安装、调试必需的供电电源的容量、电压等级、电气保护装置应满足所安装的机电设备的要求。

  泵站采用快速闸门断流且其下游侧还设有事故闸门时,应调整其自动控制的联动配合时间满足机组保护的设计要求,现场操作和远方控制可靠。

  质量检查与验收应在施工单位自检合格的基础上,报监理(建设)单位按规定程序进行质量检验。

  检验批的划分可根据与施工流程相一致,且方便施工与验收的原则,由施工、监理及建设单位共同商定。

  检验批质量验收应按主控项目和一般项目进行验收,由监理单位组织施工单位、建设单位等进行验收。

  预制泵站施工质量应符合设计文件的要求和相关专业验收标准的规定。机电设备安装应符合现行行业标准《泵站安装及验收》SL 317的规定。

  预制泵站的零部件、装置、元件和主要材料,安装所用的装置性材料和设备用油,应符合工程设计和其产品标准的规定,并有检验合格证或出厂合格证。

  水泵经维修后,其流量不应低于设计流量的90%;其机组效率不应低于原机组效率的90%。泵站机组的完好率应达到90%以上;汛期雨水泵站机组的可运行率应达到98%以上。

  泵站及附属设施应经常进行清洁保养,出现损坏,应立即修复。每隔3年应刷新一次。

  进入泵站井筒内维护时,应有安全保护措施。防毒用具使用前必须校验, 合格后方可使用。

  管道维护和检查的安全要求应符合现行行业标准《排水管道维护安全技术规程》CJJ6的规定。

  (2)对于地基条件较好,泵房结构简单的中型泵站,不均匀系数的允许值可按表列值适当增大,但增大值不应超过0.5。

  (3)对于地震情况,不均匀系数的允许值可按表中特殊组合栏所列值适当增大。

  注:(1)表中Φ为室内饱和固结快剪试验摩擦角值(°);C为室内饱和固结快剪试验粘结力值(kPa)。

  ∑G+C0A)/∑G≤0.45;对于砂性土地基,应控制摩擦角的正切值tgΦ

  B.1.1在只有竖向对称荷载作用下,可按下列限制塑性开展区的公式计算:

  式中:[R1/4]——限制塑性变形区开展深度为泵房基础底面宽度的1/4时的地基允许承载力(kPa);

  rB——泵站基础底面以下土的重力密度(kN/m),地下水位以下取有效重力密度;

  rD——泵站基础底面以上土的加权均匀重力密度(kN/m),地下水位以下取有效重力密度;

  [Rh]=1/K(0.5rBNrSrir+qNqSqdqiq+CNcScdcic)(B.1.2)

  K——安全系数,对于固结快剪试验的抗剪强度指标时,K值可取用2.0~3.0,(对于重要的大型泵站或软土地基上的泵站,K值可取大值;对于中型泵站或较K值可取大值;对于中型泵站或较坚硬实地基上的泵站,K值可取小值);

  Sr、Sq、Sc——外形系数,对于矩形基础Sr∽1-0.4·B/L,Sq=Sc∽1+0.2·B/L;

  ir、iq、ic——倾斜系数,可查表B.1.2-2;当荷载倾斜率tgδ=0时,ir=iq=ic=1;

  B.1.3在既有竖向荷载作用,且有水平向荷载作用下,可按下列Ck法核算泵房地基整体稳定性:

  ——核算点的竖向应力、水平向应力和剪应力(kPa),可将泵站基础底面以上荷载简化为竖向均布、竖向三角形分布、水平向均布和竖向半无穷均布等情况,按核算点坐标与泵站基础底面宽度的比值查出应力系数,分别计算求得。应力系数可按国家现行标准《水闸设计规范》SL265附表查得。

  当按公式(B.1.3)计算的最小粘结力值小于核算点的粘结力值时,该点处于稳定状态;当计算的最小粘结力值即是核算点的粘结力值时,该点处于极限平衡状态;当计算的最小粘结力值大于核算点的粘结力值时,该点处于塑性变外形态。经多点核算后,可将处于极限平衡状态的各点连接起来,绘出泵房地基土的塑性开展区范围。

  泵站地基允许的塑性开展区最大开展深度可按泵房进水侧基础边沿下垂线上的塑性变形开展深度不超过基础底面宽度1/4的条件控制。当不满足上述控制条件时,可减小或调整泵站基础底面以上作用荷载的大小或分布。

  13《高度进制为20mm的面板、架和柜的基本尺寸》GB/T3047.1

  15《石油、石化及相关工业用钢制截止阀和升降式止回阀》GB/T 12235

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