一种岸边半埋式薄壁圆筒形取水泵站结构的制作方法

1.本发明涉及取水泵站结构技术领域，具体涉及一种岸边半埋式薄壁圆筒形取水泵站结构。


背景技术：

2.城镇生活和工业用水多采用岸边半埋式泵站取水的方式供水。需要修建取水泵站及输水系统，取水泵站是整个供水系统中的关键部分，要求安全可靠，泵站包括取水泵房、集水井和头部取水构筑物。对于山多岸陡地区，传统做法是在岸边修建圆筒形泵房，集水井布置于圆筒形泵房内部，利用取水头部取水。由于圆筒形泵房布置在陡坡岸边，受不均匀土压力与水压力作用，要求结构强度较高，导致圆筒形泵房筒壁结构混凝土较厚；集水井布置在圆筒形泵房内，导致圆筒形泵房面积大大增加；取水头部需水下施工，施工工艺复杂，检修困难。该种泵站布置方式施工难度大，检修困难，投资较高。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种岸边半埋式薄壁圆筒形取水泵站结构。本发明主要适用于山多岸陡、库水位落差较大的水库或者河道取水，相对传统方法，具有结构合理、施工简单、检修方便、节省投资的优势。
4.为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：
5.一种岸边半埋式薄壁圆筒形取水泵站结构，其特征在于：包括布置在取水岸边的圆筒形泵房，在岸坡一侧并沿圆筒形泵房筒壁外侧布置一层土压力承载结构，土压力承载结构与圆筒形泵房筒壁之间布置软垫层，软垫层内布置连接水库或河道的排水系统；所述圆筒形泵房的取水侧联合布置水下集水井，水下集水井的外侧布置与河道相连的取水前池。
6.进一步的：所述圆筒形泵房为薄壁混凝土结构，圆筒形泵房的顶部布置环形起吊设备，圆筒形泵房的底部布置水泵系统，所述水下集水井与圆筒形泵房相连的侧壁上设置水泵取水管道，水泵取水管道入口与水下集水井连接，出口与水泵系统相连接。
7.进一步的：所述软垫层内部布置多个排水孔，圆筒形泵房的外壁上布置多组排水管，排水管的进水口与排水孔连接，排水管的出水口与水库或河道连接，所述软垫层为透水结构。
8.进一步的：所述土压力承载结构采用胶凝砂砾石浇筑构成，土压力承载结构呈底部厚度大，上部厚度小的变截面透水结构。
9.进一步的：所述排水孔在软垫层内的布置高程在枯水位以上，排水管沿圆筒形泵房外壁布置，并暗埋在回填石渣内，排水管出水口布置在取水前池内。
10.进一步的：所述水下集水井顶高程高于枯水位，并在水库最高水位以下，水下集水井顶部设置通气孔和检修进人孔。
11.进一步的：所述水下集水井底部的井壁上设置取水孔，水下集水井通过取水孔连
接取水前池，取水孔内布置拦污栅和检修闸门。
12.进一步的：所述取水前池的入水口处布置拦沙坎，拦沙坎的顶高程低于枯水位并满足库水位最低时过流要求。
13.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
14.本发明在泵房结构岸坡一侧布置一层土压力承载结构，在承压层与泵房筒壁之间布置软垫层，可以大幅度减小岸坡土压力作用，使泵房结构受力更小、更均匀，可以大大提高泵房稳定性，减少外壁混凝土的厚度，从而节约投资。
15.本发明在软垫层内布置排水系统，可以快速降低因暴雨或者水库水位骤降引起的泵房岸坡一侧的高外水压力，使得泵房结构外水压力均衡，提高其稳定性，减少外壁混凝土的厚度，从而节约投资。
16.本发明将集水井布置在泵房外侧，且布置在水下，高度较小，可以大幅缩小圆筒形泵房横截面积，提高泵房结构强度，从而减小混凝土用量，减小投资。
17.本发明用取水前池代替传统取水头部，避免水下施工，减小了施工难度，检修更方便。
附图说明
18.图1是本发明的水平剖面图；
19.图2是本发明的结构立面图。
20.附图标记：1
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圆筒形泵房；2
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土压力承载结构；3
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软垫层；4
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排水管；5
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吊物天井；6
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水泵系统；7
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楼梯；8
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水下集水井；9
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检修进人孔；10
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通气孔；11
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检修闸门；12
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排水孔；13
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环形起吊设备；14
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原始地面线；15
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圆筒形泵房对外交通道路；16
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回填石渣；17
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开挖边线；19
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取水孔；20
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水泵取水管道；21
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拦污栅；22
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取水前池；23
‑
拦沙坎。
具体实施方式
21.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。
22.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
23.如图1至2所示，一种岸边半埋式薄壁圆筒形取水泵站结构，包括布置在取水岸边的圆筒形泵房1，在岸坡一侧并沿圆筒形泵房1筒壁外侧布置一层土压力承载结构2，土压力承载结构2与圆筒形泵房1筒壁之间布置软垫层3，软垫层3内布置连接水库或河道的排水系统；所述圆筒形泵房1的取水侧联合布置水下集水井8，所述水下集水井8设置在圆筒形泵房1的外侧，水下集水井8的外侧布置与河道相连的取水前池22。由于本发明中圆筒形泵房1在岸坡一侧设置土压力承载结构2以及将水下集水井8设置在圆筒形泵房1的外侧，使得圆筒形泵房1整体的直径尺寸相对于现有技术的泵房直径尺寸减小。
24.首先根据取水水位变化明确圆筒形泵房1的顶高程和底高程，根据水泵容量和台
数确定圆筒形泵房1的横截面积。土压力承载结构2厚度应根据土压力大小确定，土压力承载结构2立面面积应覆盖全部岸坡一侧土压力作用范围。软垫层3的厚度应根据承压层的变形量确定。
25.所述圆筒形泵房1为薄壁混凝土结构，并通过设置土压力承载结构2和软垫层3，抵消或部分抵消山体对圆筒形泵房1筒壁造成的不均匀土压力与水压力，圆筒形泵房1无需考虑或有限考虑现有技术中山体对其筒壁造成的不均匀土压力与水压力的影响，因此在本发明中，圆筒形泵房1设置为薄壁混凝土结构，圆筒形泵房1的顶部布置环形起吊设备13，圆筒形泵房1的底部布置水泵系统6，所述水下集水井8与圆筒形泵房1相连的侧壁上设置水泵取水管道20，水泵取水管道20入口与水下集水井8连接，出口与水泵系统6相连接。
26.所述软垫层3内部布置多个排水孔12，圆筒形泵房1的外壁上布置多组排水管4，排水管4的进水口与排水孔12连接，排水管4的出水口与水库或河道连接，所述软垫层3为透水结构，满足排水要求的同时满足反滤要求，软垫层3作用为适应土压力承载结构2的变形，避免压力传递到圆筒形泵房1筒壁上。
27.所述土压力承载结构2采用胶凝砂砾石浇筑构成，可降低投资，满足透水要求，土压力承载结构2呈底部厚度大，上部厚度小的变截面透水结构，底部承受土压力较大，适当加厚土压力承载结构2塔体厚度，顶部适当减小土压力承载结构2塔体混凝土厚度，达到节省工程投资的目的。土压力承载结构2作用为抵抗圆筒形泵房1山体一侧的土压力，减小圆筒形泵房1筒壁结构受力，作为承压层使用。
28.所述排水孔12在软垫层3内的布置高程在枯水位以上，排水孔12布置范围与土压力承载结构2和软垫层3范围一致，排水管4沿圆筒形泵房1外壁布置，并暗埋在回填石渣16内，排水管4出水口布置在取水前池22内(即出口位置应满足将水排至水库要求)。排水孔12将圆筒形泵房1筒壁的外水，排水系统的作用为平衡圆筒形泵房1外水压力，使其受力均衡。为防止腐蚀，保证排水管4的耐久性，宜采用pvc管材
29.所述水下集水井8顶高程高于枯水位(满足具有一定的检修时间要求)，并在水库最高水位以下，底高程满足水泵运行取水要求；为满足排气和检修要求，水下集水井8顶部设置通气孔10和检修进人孔9，检修进人孔9设置封闭盖板，水下集水井8为混凝土结构。所述集水井的尺寸，根据集水井容量要求确定。所述水下集水井8通气孔10的顶高程与圆筒形泵房1高度相同。
30.所述水下集水井8底部的井壁上设置取水孔19，水下集水井8通过取水孔19连接取水前池22，所述水下集水井8取水孔19的尺寸应满足规范要求的流速分布范围，取水孔19内布置拦污栅21和检修闸门11，拦污栅21用于满足拦污要求，检修闸门11相对于拦污栅21靠近取水前池22的一侧设置，检修闸门11便于库水位低于水下集水井8顶部时，下闸进行水下集水井8检修。
31.所述取水前池22的入水口处布置拦沙坎23，拦沙坎23的底板高程低于取水孔19的高程，拦沙坎23的顶高程低于枯水位，满足库水位最低时过流要求，拦沙坎23可以结合施工期围岩布置。
32.所述取水前池22的尺寸应根据过流要求布置，底板应低于取水孔19高程，具备一定的沉沙功能。当泵站规模较大、运行工况复杂或等级较高时，需要采用模型试验或者流体力学仿真技术(cfd)分析水下集水井8和取水前池22流态，以满足规范要求。
33.本发明的环形起吊设备13、楼梯7、水泵系统6、天井栏杆等为常规结构设计，本发明不做详细说明。
34.本发明适用于岸坡较陡，水位落差较大的水库或者河道取水工程，对于岸坡较缓或者水位落差较小的水库取水，应该与常规取水泵站结构做经济对比分析确定是否合适。
35.依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的一种岸边半埋式薄壁圆筒形取水泵站结构，并且能够产生本发明所记载的积极效果。
36.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。