一體化預制泵站技術詳解

一體化預制泵站：一種在工內將井筒、泵、管道、控制系統(tǒng)和通風系統(tǒng)等主體部件集成為一體，并在出前進行預制和測試的泵站；

濕式-一體化預制泵站：將水泵間和進水井集成在同一個井筒內，水泵采用濕式安裝的一體化預制泵站；

干式-一體化預制泵站：由一個獨立干區(qū)構成或者將干區(qū)、濕區(qū)集成在同一個井筒內，水泵采用干式安裝的一體化預制泵站；

粉碎式格柵：在進水管上設置切割機的格柵；

泵站形式和組成

◆一體化預制泵站應由井筒結構、內部設施和其他設施組成，泵站主體由通風系統(tǒng)、井筒、出水管路、閥門、進水管道、控制柜、平臺和水泵等部件組成，

◆泵站工作溫度宜為-20℃-40℃，外殼采用玻璃鋼或高密度聚乙烯，內部管道和附件采用不銹鋼等材料；輸送介質溫度0℃-40℃，pH值宜為4~10，輸送介質的大顆粒直徑小于所配水泵的通徑；

◆泵站底板應采用鋼筋混凝土結構，底座和底板應牢固連接。井筒直徑大于3m的泵站，宜采用鋼筋和二次灌漿與泵站底座連接；

◆泵站配備潛水泵，在設計范圍內振動和蝕現(xiàn)象，水泵宜配套電機冷卻系統(tǒng)；

◆濕式泵站宜設自然通風，通風管徑不小于100mm;干式泵站采用軸流風機等機械通風，通風量應滿足泵站內設備散熱要求，井筒內宜設置溫控和報警裝置；

福建省一體化污水提升泵站地：山東省濰坊市坊子區(qū)北海路與翠坊街東400米，來參觀。

泵站設計規(guī)定

●當區(qū)域用地緊張時，宜濕式一體預制泵站；當于給水工程或地面不允許設備和構筑物時，宜干式一體化預制泵站；當上游流量大或系統(tǒng)復雜時，可將兩個或以上的濕式或干式泵站串聯(lián)或并聯(lián)；

●泵站宜設置于綠化帶內，且濕式泵站蓋應高出周圍地面200mm以上，干式泵站蓋為450mm以上，并進行防水設計；

●泵站豎向高程的設計要求：泵站低水位到泵坑底部的距離應大于配套水泵停泵高度；多井筒設計的并聯(lián)泵站宜采用相同的高和低水位；

●水泵站效容積：

●當進水含固體雜質可能堵塞水泵和后繼管路時，應設置格柵，過柵水頭損失不宜大于0.5m，當泵站進水雜質較多時，宜設置粉碎式格柵；

抗浮計算

3.5.1 預制泵站的抗浮計算，應滿足下式要求：

（3.5.1）

式中

——抗浮力；

——抗浮穩(wěn)定性安系數(shù)，應按5.5.2條的規(guī)定采用；

——浮托力規(guī)準值，按5.5.4條確定。

當不滿足式（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。

3.5.2 預制泵站抗浮穩(wěn)定安系數(shù)應按(3.5.2)式計算：

K_f=Σv / Σu　(3.5.2)

式中：K_f——抗浮穩(wěn)定安系數(shù)；

Σv——于泵房基礎底面以上的部重力(kN)；

Σu——于泵房基礎底面上的揚壓力(kN)。

3.5.3 預制泵站抗浮穩(wěn)定安系數(shù)值，不分泵站級別和地基種別，基本荷載組合下為1.10，殊荷載組合下為1.05。

3.5.4 地下水對預制泵站筒體壁的規(guī)準值應按下列規(guī)定確定：

1 預制泵站筒體壁上的水壓力按靜水壓力計算；

2 水壓力規(guī)準值的相應設計水位，應根據(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)的高和低水位，應綜合考慮一段時間變化及工程設計基準期可能的發(fā)展趨勢確定；

3 水壓力規(guī)準值的相應設計水位，應根據(jù)對結構的荷載效應確定取高水位或低水位。當取高水位時，相應的準*值系數(shù)可取平均水位與高水位的比值；當取低水位時，相應的準*值系數(shù)應取1.0。

4 地下水對預制泵站筒體壁的壓力，應按(3.5.4)式計算：

F_w,k=γ_wh_w (3.5.4)

式中

F_w,k—地下水對預制筒體壁的壓力規(guī)準值（kN/m²）；

γ_w—地下水的重度（kN/m³）；

h_w—地下水設計水位至基礎底面的距離（m）。

3.6 地基計算

3.6.1　預制泵站選用的地基應滿足承載能力、穩(wěn)定和變形的要求。

3.6.2　預制泵站地基應選用自然地基。規(guī)準貫進擊數(shù)小于4擊的粘性土地基和規(guī)準貫進擊數(shù)小于或即是8擊的砂性土地基，不得作為自然地基。當預制泵站地基巖土的各項物理力學性能指標較差，且工程結構又難以協(xié)調適應時，可采用人工地基。

3.6.3　只豎向對稱荷載時，預制泵站基礎底面均勻應力不應大于預制泵站地基力層承載力；在豎向偏心荷載下，除應滿足基礎底面均勻應力不大于地基持力層承載力外，還應滿足基礎底面邊沿大應力不大于1.2倍地基持力層承載力的要求；在地震情況下，預制泵站地基持力層承載力可適當減少。

3.6.4　預制泵站地基承載力應根據(jù)站處地基原位試驗數(shù)據(jù)，按照本規(guī)程附錄B.1所列公式計算確定。

3.6.5　當預制泵站地基持力層內存在軟弱土層時，除應滿足持力層的承載力外，還應對軟弱夾層的承載力進行核算，經深度修正，并應滿足(3.6.5)式要求：

P_c+P_z=[R_z]　(3.6.5)

式中：P_c——軟弱夾層面處的自重應力(kPa)；

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

[R_z]——軟弱夾層的承載力(kPa)。

復雜地基上大型泵站地基承載力計算，應作專門論證確定。

3.6.6　當預制泵站基礎受振動荷載影響時，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']——在振動荷載下的地基承載力(kPa)；

[R]——在靜荷載下的地基承載力(kPa)；

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

3.6.7　預制泵站地基*沉降量可按(3.6.7)式計算：

S_∞=Σ(e_1i-e_2i)/(1+e_1i)*h_i (i=1,n)　(3.6.7)

式中：S_∞——地基*沉降量(cm)；

i——土層號；

n——地基壓縮層范圍內的土層數(shù)；

e_1i、e_2i——泵站基礎底面以下i層土在均勻自重應力下的孔隙比和在平均自重應力、均勻附加應力共同下的孔隙比；

h_i——i層土的厚度(cm)。

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

3.6.8　預制泵站地基沉降量和沉降差，應根據(jù)工程具體情況分析確定，滿足泵站結構安和不影響泵房內機組的正常。

3.6.9　預制泵站的地基處理方案應綜合考慮地基土質、泵站結構特點、施工條件和要求等因素，宜按本規(guī)程附錄B表B.2，經技術比較確定。換土墊層、樁基礎、沉井基礎、振沖砂（碎石）樁和強夯等常用地基處理設計應符合現(xiàn)行規(guī)準《建筑地基處理》JGJ 79、《建筑樁基》JGJ 94、《既建筑地基基礎加固》JGJ 123的關規(guī)定。

3.7 構造

3.7.1 預制泵站鋼筋混凝土的施工中，混凝土的水泥用量應滿足設計要求，且不宜低于200kg/m。

3.7.2 預制泵站筒體堅固，纖維纏繞玻璃鋼的強度，應完抵抗腐蝕、撕裂和其他破壞力，并*防水。

3.7.3 預制泵站外部材質應力和荷載應采用FEA進行計算，限元模型采用軸對稱模型，外壓力于泵站的圓柱周面，大小等效于水壓的1.6倍。

3.7.4 泵站蓋結構設計應根據(jù)泵站埋設的位置確定，蓋結構強度應能承受部大荷載。

3.7.5 埋設在道路上的泵站，蓋高度應與周圍地坪齊平，并根據(jù)道路荷載來復核蓋強度，泵站井筒側壁不應承受道路荷載。

3.7.6 預制泵站采用自清潔底部設計，減少泵站沉積。

福建省一體化污水提升泵站地：山東省濰坊市坊子區(qū)北海路與翠坊街東400米，來參觀。

相關設備：一體化污水處理設備

設備清單：

1污水提升設備

1. 潛污提升泵
2. 50WQ15-16-1.5
3. 1.5KW
4. 16m
5. 15m³/h
6. 2臺（一用一備）
7. 液位控制器
8. FK-1
9. 3個

2地埋式污水處理部分

• WSZ-10FA
• ￠3000*12000mm
•  
•  
•  

3鼓風機

        規(guī)格型號：HC-100S

        功率：5.5KW

        水壓：3000MM

        供量：3.25m³/min

        數(shù)量：2臺（一用一備）

4電器控制系統(tǒng)

        采用PLC控制系統(tǒng)，對污水處理站的工藝過程進行、集中管理，本系統(tǒng)由可編程序控制器及檢測儀表組成。程序主要控制調節(jié)池的二臺污水提升泵；生化設備曝時的二臺滑片式風機的相互切換工作；沉淀池的定期泥、回流泵，污泥池間隙曝等。

污水處理系統(tǒng)情況自檢報告：

我司污水部來自生活（工業(yè)用水循環(huán)使用外），放量約5m³/h。污水處理站24小時自控，設計采用一套10m³/h污水處理設備。我司污水如下點：污水不均勻程，水量與水質具較大的不均勻性，設置均質均量的調節(jié)池；污水BOD/COD值約0.5，可生化性較高；本污水處理工藝除了去除機物外還應能去除氨氮，使出水達到放要求。

我司匯聚后的生活污水經過一道格柵，去除水中較大的懸浮、漂浮物和帶狀物，上清液自流進入調節(jié)池，調節(jié)池主要是調節(jié)污水的水量和水質，為防止懸浮物在調節(jié)池內沉淀，在調節(jié)池底布穿孔曝管，采用間隙曝。調節(jié)池出水由提升泵進入A級生化池（缺氧池）和O級生化池（好氧池）進行生化處理。在A級池內，由于污水中機物濃度較高，微生物處于缺氧狀態(tài)，此時微生物為兼性微生物，它們將污水中機氮轉化為氨氮，同時利用機碳源作為電子供體，將NO₂^--N、NO₃^--N轉化為N2，而且還利用部分機碳源和氨氮合成新的細胞物質。經過A級池的生化，污水中仍一定量的機物和較高的氮氨存在，為使機物進一步氧化分解，同時在碳化趨于完的情況下，硝化能順利進行，別設置O級生化池，O級生化池的處理依靠硝化菌完成，將污水中的氨氮轉化為NO₂^--N、NO₃^—N。O級池出水一部分回流至調節(jié)池進行內循環(huán)，以達到硝化的，另一部分進入沉淀池進行沉淀，進行固液分離。分離后的出水進入消毒池，通過NaClO₃+2HCl-→CLO₂+0.5Cl₂+NaCl+H₂O反應，CLO₂發(fā)生器產生的CLO₂進入消毒池，消毒處理后的出水經過活性碳過濾后的放。

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