水工建筑物课程设计

'水工建筑物课程设计任务书及指导书（重力坝枢纽任务书）华北水利水电学院水学院水工教研室二○○六年六月 一、课程设计目的与要求（一）课程设计目的，是使学生融会贯通本课程所学专业理论知识，完成一个较完整的设计计算过程，以加深对所学理论的理解与应用。培养学生综合运用已学的基础理论知识和专业知识来解决基本工程设计问题的初步技能，全面分析考虑问题的思想方法、工作方法以及计算、绘图和编写设计文件的能力。（二）课程设计要求1.必须发挥独立思考能力，创造性的完成设计任务。在设计中应遵循技术规范，尽量采用国内外的先进技术与经验。2.对待设计、计算、绘图等工作，应具有严肃认真一丝不苟的工作作风，以使设计成果达到较高水平，并从中得到锻炼。3.必须充分重视和熟悉原始资料，明确设计任务，在规定的时间内圆满完成要求的设计内容。4.成果包括:设计计算说明书一份，图纸2张(包括一张蓝图)。（三）设计任务1.根据地质、地形条件和枢纽建筑物的作用，进行枢纽布置方案比较通过初步分析确定。绘制下游立视图。2.进行非溢流坝的剖面设计，内容包括：拟定挡水坝剖面，稳定（包括单一安全系数法和可靠度理论法），应力分析（用材料力学法计算边缘应力）并绘制设计图。3.进行细部构造设计，包括：混凝土标号分区、分缝、止水等。（四）设计说明书参考目录第一章基本资料第二章坝体剖面拟定第三章稳定分析第四章应力分析第五章细部构造设计第六章地基处理及两岸的连接二、基本资料（一）工程概况顺河水量丰沛，顺河中游与豫运河上游的礼河、还乡河分水岭均较单薄，并处于低山丘陵区，最窄处仅10余公里。通过礼河、洲河及输水渠道，可通向唐山市；经还乡河、陡河可通秦皇岛市。为解决唐山市、秦皇岛市两地区用水，国家决定修建顺河水库。顺河水库位于河北省唐山、承德两地区交界处，坝址位于迁西县扬岔子村的顺河干流上，控制流域面积33700平方公里，总库容为25.5亿立方米。水库距迁西县城35公里，有公路相通。 水库枢纽由主坝、电站及泄水底孔等组成，水库主要任务是调节水量，供天津市和唐山地区工农业及城市人民生活用水，结合引水发电，并兼顾防洪要求，尽可能使其工程提前竣工获得收益，尽早建成。根据水库的工程规模及其在国民经济中的作用，枢纽定为一等工程，主坝为I级建筑物，其它建筑物按II级建筑物考虑。（二）水文分析1.年径流：顺河水量较充沛，顺河站多年平均年径流量为24.5亿立方米占全流域的53%，年内分配很不均匀，主要集中在汛期七、八月份。丰水年时占全年50~60%，枯水年占30~40%，而且年际变化也很大。2.洪水：多发生在七月下旬至八月上旬，有峰高量大涨落迅速的特点，据调查近一百年来有六次大水，其中1883年最大，由红痕估算洪峰流量约为24400—27400m³/s，实测的45年资料中最大洪峰流量发生在1962年为18800m³/s3.泥沙：本流域泥沙颗粒较粗，中值粒径0.0375毫米，全年泥沙大部分来自汛期七、八月份，主要产于一次或几次洪峰内且年际变化很大，由计算得，多年平均悬移质输沙量为1825万吨多年平均含沙量7.45公斤/立方米。推移质缺乏观测资料。可计入前者的10%，这样总入库沙量为2010万吨。淤砂浮容重为0.9吨/立米，内摩擦角为12度。淤砂高程157.5米（三）气象库区年平均气温为10℃左右，一月份最低月平均产气温为零下6.8℃，绝对最低气温达零下21.7℃(1969年)7月份最高月平均气温25℃，绝对最高达39℃(1955年)，本流域无霜期较短(90—180天)冰冻期较长(120—200天)，顺河站附近河道一般12月封冻，次年3月上旬解冻，封冻期约70—100天，冰厚0.4—0.6米，岸边可达1米，流域内冬季盛行偏北风，风速可达七、八级，有时更大些，春秋两季风向变化较大夏季常为东南风，多年平均最大风速为21.5米/秒，水库吹程D=3公里。（四）工程地质库区地质：顺河水库、库区属于中高山区，河谷大都为峡谷地形，只西城峪至北台子一带较为宽阔沿河两岸阶地狭窄，断续出现且不对称，区域内无严重的坍岸及渗漏问题。第四大岩层(ArI4)为角闪斜长片麻岩。具粗粒至中间细粒纤状花岗变晶结构，主要矿物为斜长石、石英及角闪石，本层岩体呈厚层块状、质地均一、岩性坚硬、抗风化力强、工程地质条件较好，总厚度185米左右。岩石物理力学性质：岩石容重为2.68—2.70吨/立米，饱和抗压强度，弱风化和微分化岩石均在650公斤/厘米2以上，有的可达1100公斤/厘米2，混凝土与岩石的磨擦系数微分化及弱风化化下部，可取ˊf=1.10、cˊ=7.5kg/cm2。地震：库区附近历史地震活动较为频繁，近年来微繁。弱震仍不断发生，其中1936年和1976年两次发生6度左右地震，1977年6月国家地震局地震地质大队对本区域地震问题作了鉴定，水库的基本烈度为6度，考虑到枢纽的重要性，和水库激发地震的可能性拦河坝设防烈度采用7度。 （五）枢纽建筑物特性指标项目单位指标备注水位校核洪水位米227.2设计洪水位米225.7p=0.01%正常蓄水位米224.7p=0.1%汛期限制水位米216.0死水位(发电)米180.0校核洪水位尾水位米156.8设计洪水尾水位米152.0正常尾水位米138.4库容总库容亿立米25.5计入十年淤积调洪库容亿立米7.4兴利库容亿立米19.5共用库容亿立米5.6死库容亿立米4.2计入十年淤积坝型混凝土重力坝坝顶溢孔数孔19堰顶高程米210.0闸墩的中墩厚度为3米每孔净宽米15.0（横缝设在闸墩中间）工作闸门尺寸米×米15×15弧形钢闸门启闭机(2×70吨)台19固定式卷扬机设计洪水下泄能力米3/秒32300校核水位下泄量42900限泄275003泄水孔进口底高程米160.0底孔数目孔4工作闸门尺寸(宽×高)米×米5×7弧形钢闸门启闭机台4设计水位泄水能力米3/秒4340校核水位泄水能力米3/秒4430 电站引水管道水管道进口底高程米170.0三条引水管管线长度米121.0管径米5.0最大引水流量米3/秒104每条引水道工作闸门扇－米×米3－5×7平板钢闸门工作闸门启闭机台3240×70吨液压平板检修门米×米5×8.5式共用一扇检修门启闭机台1400/25吨门机电站主厂房尺寸(长×宽×高)米×米×米72×19.1×39.00机组间距米16水轮发电机组台3装机容量万瓦3×6=18水轮机型号HL702-LJ－330额定出力万瓦6.18发电机型号TS-750/190－36额定出力万瓦6.0主要压器型号SSPL-80000/220输电线电压千伏220共3台'