水工建筑物课程设计1

前前言言 根据水工建筑物课程教学大纲的要求，安排一周的时间进行土 石坝课程设计。 此次进行土石坝课程设计的地点是在教室里面，其目的是为了 提高学生综合运用知识的能力，将理论与实际相结合，将自己学的 知识运用到实际工程中。要求是： 1、课程设计安排在《水工建筑物》课程内容之后进行，课程设 计作为综合性实践环节，是对平时作业的一个补充，课程设计包括 土石坝设计的主要理论和计算问题，通过课程设计可以达到综合训 练的目的。 2、课程设计的目的，是使学生融会贯通《水工建筑物》所学专 业理论知识，完成土石坝较完整的设计计算过程，以加深对所学知 识的理解和运用，培养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。 3、培养设计计算、绘图、编写设计文件、使用规范手册和应用 计算机的能力，以及各种软件的使用。 4、提高查阅和应用参考文献和资料的能力。 此次课程设计的内容是在颍河上进行联平土石坝的设计，根据 已有的资料将水利枢纽布置在颍河上，需要我们充分发挥自己动手 动脑的能力，从整体到局部在回到整体的这样一个认识的过程，充 word 文档 可自由复制编辑 分运用所学的知识，借用参考文献和规范，设计出此套方案来的。 2012 word 文档 可自由复制编辑 编者 年 5 月 实习目的实习目的 课程设计的目的，是使学生融会贯通《水工建筑物》所学专业理论 知识，完成土石坝较完整的设计计算过程，以加深对所学知识的理解和 运用，培养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。 实习内容实习内容 一一基本资料及数据设计基本资料及数据设计 第一节 基本资料 ( (一一) )概况概况 联平水库位于颍河干流上，控制流域面积 94.1 平方千米。流域内南 部多石山，小部分为丘陵，已耕种，北部为丘陵，大部分为梯田，山区 平均地面坡度为 1/10～1/15，丘陵山区平均地面坡度 1/50 左右，水土 流失严重，河流平均纵坡为 1/130。 ( (二二) )枢纽任务枢纽任务 该水库主要任务以灌溉为主，结合灌溉进行发电。灌溉下游左岸 2 万亩耕地， 灌溉最大引水量4m /s， 引水高程347.49m， 发电装机容量75kW。 ( (三三) )地形地质概况地形地质概况 水库位于低山丘陵地区，南部多山，高程在400~500m 之间，发育南 北向冲沟。 北、 西、 东多位第四纪黄土覆盖的丘陵阶地， 高程在 300~400m word 文档 可自由复制编辑 3 之间，颍河由西向东流经坝区。 坝址两岸河谷狭窄。 坝址及库区岩层均为第三季砂页岩，无大的不利地质构造。 坝址岩层为黄色石英砂岩与紫色砂质页岩互层，岩层走向 SE110 ~120 ，倾向 NE20 ~30 ，倾角 20 ~40 。 坝址两岸为黄色石英砂岩，岩石坚硬，但裂隙较为发育，上覆 6~10m 黄土，左岸有部分粘土。地震基本烈度为 6 度。 ( (四四) ) 气象气象 1、气温:气温温和 2、风速：多年平均最大风速：14m/s。水库最大吹程 3km。 3、降雨：流域年平均降雨量690mm/年，其中2/3 降于 6-9 月，约有45% 的降水集中于 7、8 两个月。 （五）水文（五）水文 坝址处河流多年平均流量 0.5m /s，年总径流量 1684.39 万 m 。 第二节设计数据 （一）工程等级（一）工程等级：根据规范自定。 （二）水库规划资料水库规划资料 1、死水位 340m。 2、最高兴利水位 360.00m，相应库容 1413.07 万 m ，相应下游水深 0 word 文档 可自由复制编辑 3 33 oooooo 3、设计洪水位 363.50m（频率 2%）相应库容 1998.36 万 m3，相应最大 泄洪量 540 m3/s，相应下游水位 338.0m 4、校核洪水位 364.50m（频率 0.2%） ，相应库容 2299.68 万 m3，相应最 大泄洪量 800 m3/s，相应下游水位 339.0m。 5、水能指标：装机容量 75kW，安装高程 348.69m。 （三）枢纽组成建筑物（三）枢纽组成建筑物 1、大坝：布置在 1＃坝轴线上； 2、水电站：装机容量 75kW，安装高程 348.69m。 （四）筑坝材料（四）筑坝材料 1、土料 在坝址附近 400-1500m 的河道右岸有丰富的土料，大部分为中粉质 壤土，储量在 150 万方以上，坝址下游有 30 万方左右的重粉质壤土。 2、砂卵石料 颍河河槽及两岸滩地也有大量砂、砾石及卵石，上下游河滩地表层 0-2m 黄土覆盖，下为 3-7m 厚砂卵石，在枯水季节河水位降低，上游在 坝脚 100m 以外 2000m 以内卵石平均取深为 1.5m，约 86 万方，下游在坝 脚 100m 以外 2000m 以内平均取深 1.3m，约 86 万方，其休止角经现场试 验最小 30 ，最大 37 ，平均值 33 。物理力学性质指标如下 word 文档 可自由复制编辑 ooo 土石料物理力学性质指标 指标 饱和 快剪 饱和固 结快剪 坝基砂卵 单位中粉质 石 壤土 φ（o）2816.9 ckPa035 φ（o） ckPa 28 0 20.1 76 重粉 质壤土 13.86 98 17.8 111 坝体 砂卵石堆石 水上水下水上水上 33304038 0000 33 0 30 0 40 0 38 0 27.1 19 3 19.4 22 颗粒重度 干重度 含水量 湿重度 饱和重度 渗透系数 塑限含水量 料场含水量 kN/m327.127.127.1 kN/m31916.516.5 %19.218.3 kN/m319.520.1 kN/m32020.520.7 cm/s 6.1×10-3 1.2×10-5 1.18×10-7 %1718.5 %19.321.3 27.1 20 7 21.4 22.5 6.1×10-3 二、枢纽布置二、枢纽布置 （一）工程等别及建筑物级别（一）工程等别及建筑物级别 1. 水库枢纽建筑物组成 根据水库枢纽的任务，该枢纽组成建筑物包括：拦河大坝、溢洪道、 水电站建筑物、灌溉渠道、水库放空隧洞（拟利用导流洞作放空洞） 、筏 道。 2. 工程规模 根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》以及该工程的一些 指标确定工程规模如下： （1）各效益指标等别：根据枢纽灌溉面积为 2 万亩，属小（Ⅰ）等 工程；根据电站装机容量 75 千瓦即 75kW，小于 10MW，属小（Ⅰ）等工 word 文档 可自由复制编辑 程；根据总库容为 0.1413 亿 m3，在 1.01～0.1 亿 m3，属Ⅲ等工程。 （2）水库枢纽等别：根据规范规定，对具有综合利用效益的水电工 程，各效益指标分属不同等别时，整个工程的等别应按其最高的等别确 定，故本水库枢纽为Ⅲ等工程。 （3）水工建筑物的级别：根据水工建筑物级别的划分标准，Ⅲ等工 程的主要建筑物为 3 级水工建筑物，所以本枢纽中的拦河大坝、溢洪道、 水电站建筑物、灌溉渠道，水库放空隧洞为 3 级水工建筑物；次要建筑 物筏道为 4 级水工建筑物。 （二）（二）各组成建筑