泵站施工组织设计范本000003).pdf
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1、望天湖泵站施工组织设计望天湖泵站施工组织设计1 1 工程概况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 20155Kw3800Kw，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 12155kW，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 8155kW，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
2、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3800kW，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
3、泵站效益的正常发挥，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 20032004 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。2 2 基本资料基本资料2.12.1 设计标准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
4、，总装机容量为5500kW，该工程为等大（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。2.22.2 特征水位、扬程特征水位、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：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。表表 2-12-1 望天湖老一站特征水位表望天湖老一站特征水位表序号123456789进水池水位
5、出水池水位特征水位最高水位最高运行水位设计水位最低运行水位平均水位最高防洪水位最高运行水位设计水位最低运行水位原设计值（m）现复核值（m）20.4320.4319.6019.6018.8618.8617.7017.7018.8618.8627.0028.4725.7026.4824.8025.8819.9019.47表表 2-22-2 望天湖老一站特征扬程表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）7.029.0-0.13望天湖老二站望天湖老二站：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。表表 2-32-3 望天湖老二站特征水位表望天湖老二站特征
6、水位表序号123456789特征水位最高水位最高运行水位设计水位最低运行水位平均水位最高防洪水位最高运行水位设计水位最低运行水位复核值（m）20.4319.6018.8017.5018.8028.3126.4225.8319.42进水池水位出水池水位表表 2-42-4 望天湖老二站特征扬程表望天湖老二站特征扬程表设计净扬程（m）7.03最高净扬程（m）8.92最低净扬程（m）-0.182.32.3 建筑物等级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，该工程为等大（2）型泵站。永久性建筑物、主要建筑物按 3 级，
7、次要建筑物按 4 级，临时建筑物按 5 级进行设计。2.42.4 工程地质勘测资料工程地质勘测资料2.4.12.4.1 场地土层结构特征场地土层结构特征望天湖老一站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：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 19.323.3m。老泵站进水港堤上填土厚度为 3.3m，层底标高 19.8。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。粉质壤土（Q3）：褐黄色，硬塑，稍湿，低
8、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 0.61.8m,层底标高 18.718.0m。-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 46m,层底标高 14.717.3m。-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（1-12-2）。望天湖老二站：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
9、上而下分述如下：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4.47.2m，层底标高15.5513.20m。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。-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 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
10、为 5.2m，层底标高 6.45m。-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。-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。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13.518.2m，层底标高 1.62.05m。al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.
11、70.9m，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（1-15-5）。2.4.22.4.2 场地水文地质条件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-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。2.4.32.4.3 场地各岩土层物理力学性质及工程设计参数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（GB50021-2
12、001）、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。表表 2-52-5承载力特征值、压缩模量标准值综合成果表承载力特征值、压缩模量标准值综合成果表工名称层号望天湖老一站-1-2-1望天湖老二站-2-3-4建议值岩土名称素填土淤泥粉质壤土强风化石英白云片岩弱风化石英白云片岩素填土粘土淤泥质粘土粉质粘土粉土粘土强风化粉砂岩fk(KPa)10050210500100010010070120110260400ES(MPa)4.52.06.5E0=464.54.22.95.07.610E0=442.4.42.4.4 场地地
13、震效应评价场地地震效应评价（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
14、，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。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，故建筑场地类别为类。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，故建筑场地类别为类。表表 2-62-6 望天湖老二站土层平均剪切波速（望天湖老二站土层平均剪切波速（VsmVsm）计算表）计算表层号孔号剪切波速 Vs（m/s）ZK1ZK2ZK4层厚（m）层厚（m）层厚（m）-1-2-3-4140170130210/180/28011.2410.79/单孔等效平均等效剪切波速剪切波
15、速Vsm（m/s）Vsm（m/s）2802802801641641.24.75.25.62.05（3）液化判别工程区场地地震设防烈度为度，且无液化土层存在，不考虑液化问题。2.4.52.4.5 场地工程地质条件分析及评价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望天湖老一站泵房处揭露地层为第四系晚更新统冲积层（Q3）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-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层粉质壤土，拦污栅桥基础将座落在层粉质壤
16、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=0.450.50，与弱风化岩质地基之间的摩擦系数建议 f=0.550.60，与土质地基之间的摩擦系数建议 f=0.250.35。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
17、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1.110-7cm/s9.3410-8cm/s，平均值为1.1410-7cm/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。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度。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，建筑场地类别为类，场
18、地工程地质条件较好。泵站基础座落在层老粘土上，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。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al部为太古界大别群飞虎山组下段（Arfh）石英白云片岩夹斜长角闪岩。场地土类型为坚硬场地土，建筑场地类别为类，场地工程地质条件好。泵站基础均座落在-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。各场区可不考虑地下水和土对混凝土的腐蚀性。12.52.5 现场安全检测结论现场安全检测结论2
19、.4.12.4.1 水工建筑物现场检测结论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：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 8.9629.73 Mpa（具体砼强度建议标准值：泵房室地面 29.73 Mpa、检修层梁 23.5 Mpa、电机梁12.66 Mpa、柱 14.34 Mpa、电机框架梁 16.68 Mpa、屋面梁 8.96
20、Mpa），存在裂缝、保护层脱落、钢筋外露。望天湖老二站：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15.5727.85 Mpa（具体砼强度建议标准值：电机支梁 15.57 Mpa、电机梁 15.9 Mpa、检修层梁 27.85 Mpa、屋面梁 16.92 Mpa），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
21、墩砼碳化严重，混凝土强度检测建议标准值为 10.03MPa。2.4.22.4.2 金属结构现场检测结论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：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：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。2.4.32.4.3 机电设备现场
22、检测结论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 28ZLB70 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 4.18K
23、WH/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 10 mm。其中一只叶片头部破损6 cm。外壳内面有一汽蚀带，平均宽度 17.2 cm。最大深度 5.1 mm。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
24、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
25、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
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