水工建筑物课程设计任务书土石坝设计.doc

'坝工课程设计任务书（土石坝组）课程名称：坝工课程设计课程代码：AXB学分：2学分周数：2周集中设计教室：同学们可以在集中设计教室内进行设计，或自由安排。18-19周早8:30点及下午3点指导教师会去设计教室答疑，并签到，若答疑时间外有问题，请直接电话联系。）指导教师电话：一、课程设计的目的与任务本课程是本专业的专业平台实践课程，以水工建筑物课程作为先导和基础，着重锻炼学生的动手能力，为毕业设计和今后的工作、学习打下坚实基础。通过坝工课程设计使学生进一步巩固课堂所学理论知识；培养学生运用水工建筑物理论知识独立解决工程实际问题的初步能力；并使学生在考虑问题的思想方法和工作方法上、在计算技术和绘图技巧以及编写说明书等方面能得到初步训练。二、设计要求要求学生在技术上可靠、经济上合理、施工方便、运转安全的基础上，根据枢纽自然条件、社会条件和枢纽任务提出具有一定论据的枢纽布置方案。在已确定的总体布置方案上，以挡水建筑物为重点进行详细的设计；对泄水建筑物进行粗略设计，即在水力计算的基础上拟定出泄水建筑物各个组成部分的轮廓尺寸，进行构造设计和地基处理设计等。三、设计步骤与内容以下为该课程设计的题纲，同学们可参照此做课程设计目录。1基本资料及设计数据2、枢纽布置仅要求根据地形地质条件确定挡、泄水建筑物布置。本工程指定坝型为土石坝，泄水建筑物为岸边溢洪道。（1）确定工程及水工建筑物等级、防洪标准。（2）进行枢纽布置。从技术经济方面作定性比较，选定一个合理的布置方案，要求设计全部完成后在给定的地形、地质图上绘制枢纽布置图。3、泄水建筑物设计（1）溢洪道的型式选择、布置及组成建筑物初选。（2）控制堰段设计。①确定堰形及孔口个数（要求绘制简图）。②确定堰顶高程。 ③确定校核洪水位。④确定闸孔及闸墩尺寸。（绘制简图，要考虑横缝布置）⑤确定控制段总长。（3）引水渠设计包括平面、底坡、剖面尺寸设计（要求绘制简图）。（4）泄槽段设计（要求绘制简图）剖面设计以泄槽进口断面为例进行，初选衬砌材料即可。（要求绘制简图）（5）消能设计（要求绘制简图）（6）尾水渠设计4、大坝设计（1）坝型选择根据当地材料及工程实际情况，初选一个合理的土质防渗体土石坝坝型。（2）河床及河岸基本开挖轮廓线的确定（确定两岸山体坡度及大坝建基面高程）。（2）坝体剖面设计（要求绘制简图）。结合工程经验，初拟大坝的轮廓尺寸，包括坝顶高程、坝顶宽及坝坡、马道等，坝顶高程的确定必须严格按照土石坝设计规范进行。（3）坝体防渗体设计（要求绘制简图）。（4）坝体排水设计（要求绘制简图）。（5）渗流计算（要求绘制简图）（要求确定坝体浸润线、溢出点高程、及渗流单宽流量，进行渗透破坏的判断）。（6）坝坡稳定计算（要求绘制简图）仅做校核洪水位上游一个滑动面的验算即可。（7）护坡及下游坝面排水设计（要求绘制简图）（8）坝顶构造设计（要求绘制简图）（9）地基处理及坝体与地基岸坡的连接（要求绘制简图）5、设计成果小结本章为二、三、四章设计成果的总结，要求设计者在本章内将前面几章设计的最终结果概括性的交待清楚，包括选择的方案、型式，相关结构的尺寸、布置等。注，以上2、3、4点为设计过程中的设计计算书部分，第5点为设计说明部分，1-5部分共同组成了设计说明书，其中设计部分应包括设计依据、计算过程和计算结果分析，对某些设计参数的选取应有必要的分析论证，并附有必要的计算图表。要求文字简明扼要，条理清楚，能表达出设计者的设计意图即可；设计图纸布局合理、图面美观。四、进度安排1、布置任务、借资料和参考书、熟悉设计资料。　　0.5天2、枢纽布置。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0.5天3、大坝设计。　　　3.0天4、溢洪道设计。　　2.5天 5、整理设计计算说明书及绘图。3.5天6、将设计计算说明书装订成册，打印大图。自由支配五、课程设计主要参考资料1、《水工建筑物》教材。2、《水工设计手册》（第四卷－土石坝）。3、《水工设计手册》（第五卷－混凝土坝）。4、《水工设计手册》（第六卷泄水与过坝建筑物）。5、《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）。6、《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2005）。7、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）。8、《溢洪道设计规范》（DL/T5166-2002）。9、《水利水电工程制图标准》（SL73.2-95）。10、其它相关规范资料。六、设计成果要求1、完成设计计算说明书一份。设计说明书一份，要求字迹清晰，约7000字，具体格式见设计计算说明书参考提纲。要求有封面及目录，封面用科技学院教务处实践教学中下载的标准封面。设计说明书应为手写，且统一用三峡大学科技学院课程设计专用纸完成，否则课程设计成绩为不及格。2、绘设计图两张（1）枢纽平面布置图立面及平面图各一张。可直接绘制在给定的地形图上，与计算说明书一起装订成册。（2）大坝剖面图、细部构造图和泄水建筑物纵剖面图整合为A1图纸一张，手绘或打印均可。要求按照《水利水电工程制图标准》（SL73.2-95）绘制。注：①提交的大图尺寸数据必须与设计说明书尺寸数据相符，否则课程设计成绩为不合格。②提交打印图纸的同学，一并上交个人诚信保证书一份，一经发现图纸与他人雷同，课程设计成绩为不合格。※计算机图线条绘制参考标准：①图框线，格式按工程制图绘制，外边框线0.2mm，内边框线0.7mm。②主要结构线：虚线和实线均为0.35mm，但虚线应略比实线细些。③标注线及非结构性虚线：0.2mm。④点画线：0.35mm。⑤填充线：0.2或0.25mm。⑥钢筋配筋图：0.5mm。原则上比例协调、直观为准。3、设计过程中其余计算简图、附图、计算成果图均需与设计说明书一起装订成册。4、课程设计成果统一装入档案袋提交，档案袋上应标明学生姓名、班级、学号，指导老师，内装资料等。袋内资料包括课程设计任务书一份，设计说明书一份，A1大图一张。七、课程设计成绩：分五级，分别为优秀、良、中、及格、不及格。 课程设计基本资料一、　基本资料1、概况甘淘水库位于Ｇ县城西南5公里处的甘淘河中游，该河系睦水的主要支流，全长30公里，流域面积为600平方公里，坝址以上控制流域面积450平方公里；沿河道有地势比较平坦的小平原，地势比较平坦的小平原，地势自南向东由高变低，最低高程为62.5m左右；河床比降3‰。由于甘淘河为山区性河流，雨后山洪常给农作物和村镇造成灾害，另外，当雨量分布不均时，又易造成干旱现象，因此有关部门对本地区作了多次勘测规划以开发这里的水利资源。2、枢纽任务枢纽主要任务以灌溉发电为主，并结合防洪，航运，养鱼及供水等任务进行开发。根据初步规划，本工程的工程任务相关指标参数如表1.1所示。表1.1　工程任务参数表组别灌溉面积（万亩）装机（万kW）总库容＞（万m3）一组82.520950二组3542720三组4.22004000另在流域规划中规定本枢纽通过的最大泄流流量不超过1000m3/s。3、地形地质概况（1）地形情况：甘淘河流域多为丘陵山区，在甘淘枢纽上游均为大山区，河谷山势陡峭，河谷边坡一般为600~700,地势高差都在80~120m，河谷冲沟切割很深，山脉走向大约为东西方向，岩基出露很好，河床一般为100m左右，河道弯曲相当厉害，尤其枢纽布置处更为显著形成Ｓ形，沿河沙滩及坡积层发育，尤以坝址下游段的甘淘嘴下游一带及坝下陈家上游一带更为发育，其他地方则很少，在坝轴下游300m处的两岸河谷呈马鞍形，其覆盖物较厚，岩基产状凌乱。（2）地质情况：靠上游有泥盆五通砂岩靠下游为二叠纪灰岩，几条坝轴线皆落在五通砂岩上面。地质构造特征有：在甘淘嘴以南，即石灰岩与砂岩分界处，发现一大断层，其走向近东西，倾向大致向北西，在第一坝轴线左肩的五通砂岩，特别破碎，在100多米范围内就有三，四出小断层，产状凌乱，坝区右岸破碎达60米的钻孔岩芯获得率仅为20%，可见岩石裂隙十分发育。岩石的渗水率都很小，右岸一般为0.001~0.01，个别达到0.07~0.08，而左岸多为0.001~0.01。坝区下游石灰岩中，发现两处溶洞，甘淘嘴大溶洞和大泉眼大溶洞，前者对大坝及库区均无影响，但后者朝南东方向延伸的话，则可能通向库壁，待将来蓄水后，库水有可能顺着溶洞漏到库外，为此，目前正在加紧地质勘探工作，以便得出明确的结论和提出处理意见。坝址覆盖层沿坝轴线厚度达1.5~5.0m，Ｋ＝110-4cm/s，浮容重γ′=10.7kN/m3，内摩擦角Φ=35˚。 4、水文，气象（1）水文：由于流域径流资料缺乏，设计年月径流量及洪水流量不能直接由实测径流分析得到，必须通过降雨径流间接推求。根据省水文站由C城站插补延长得三天雨量计算频率：1000年一遇雨量498.1mm，200年一遇雨量348.2mm，50年一遇雨量299.9mm，暴雨洪峰流量Q0.1%＝1860m3/s，Q0.5%=1550m3/s，Q1%=1480m3/s，多年平均来水量为4.55亿m3。(2)气象：多年平均风速10m/s（各种工况计算均以此参数为准），当地主风向为北偏西45·，库区气候温和，年平均气温16.9˚C，年最高气温40.5˚C，年最低气温－14.9˚C。计算中假定hm/Hm=0。5、其他(1)坝顶无交通要求(2)对外交通情况水路：由B城至溪口为南江段上水，自溪口至C城系睦水主流，为内河航运，全长256公里，可通行3～6吨木船，枯水季只能通行3吨以下船只，水运较为困难。公路：附近公路线为AF干道，B城至C城段全长365KM，晴雨畅通无阻，但C城至坝址尚无公路通行。铁路：D城为乐万铁路车站，由B城至D城180KM,至工地有53公里。(3)地震：本地区为5度。二、设计数据1、工程等级：根据规范自定。2、水库规划资料表1.2水库规划资料组别正常蓄水位(m)正常蓄水位对应下游水位（m）对应下游最高尾水位（估）（m）一组1207982二组1167881三组11277803、筑坝材料（1）土料：主要有粘土和壤土，可采用坝下1.5-3.0km丘陵区与平原地带，储量多，质量尚佳，可作为筑坝材料，其性能见表1.3。（2）砂土：可从坝上下游0.5-3.5km河滩上开采，储量多，可供筑坝使用，其性能见表1.4。（3）石料：可在坝址下游附近开采，石质为石灰岩及砂岩，质地坚硬，储量丰富，其性能见表1.5。 表1.3土料特性表土壤类别浮容重γ’(KN/m3)湿容重γ(KN/m3)土粒比重GS干容重γd(KN/m3)最优含水率W（％）孔隙率n（％）有效内摩擦角Φ’内摩擦角Φ有效粘聚力Ｃ’（Ｋpa）粘聚力Ｃ(Ｋpa)渗透系数Ｋ(cm/s)粘土13.519.52.716.2253116°18.5°19412×10-7壤土14.5182.81614.53321°23°12161×10-6坡土15.5192.916.822.54023°33°8105×10-3表1.4砂土特性表干容重γd（KN/m3)孔隙率n（％）有效内摩擦角Φ’内摩擦角Φ有效粘聚力Ｃ’（Ｋpa）粘聚力Ｃ(Ｋpa)渗透系数Ｋ（cm/s)湿容重γ(KN/m3)土粒比重GS浮容重γ′（KN/m3)18.539.222°32°6132×10-221.52.9812.5表1.5石料特性表干容重γd（KN/m3)孔隙率n（％）有效内摩擦角Φ’内摩擦角Φ有效粘聚力Ｃ’（Ｋpa）粘聚力Ｃ(Ｋpa)渗透系数Ｋ（cm/s)湿容重γ(KN/m3)土粒比重GS浮容重γ′（KN/m3)19.540.523°39°4112×10-1223.0513.2'