水工建筑物设计与施工
水工建筑物教案
水工建筑物教案一、教学目标1. 知识目标：使学生掌握水工建筑物的基本概念、类型、功能和设计原则。
2. 能力目标：培养学生分析水工建筑物问题的能力，掌握水工建筑物的设计、施工和维护技能。
3. 情感态度与价值观：培养学生热爱水利事业，增强环境保护意识，关注可持续发展。
二、教学内容1. 水工建筑物的定义与分类2. 水工建筑物的功能与作用3. 水工建筑物的设计原则与步骤4. 常见的水工建筑物及其特点5. 水工建筑物的施工与维护三、教学难点与重点难点：水工建筑物的设计原则与步骤，特别是水利枢纽的联合设计和优化。
重点：常见的水工建筑物及其特点，水工建筑物的施工与维护。
四、教具和多媒体资源1. 黑板：用于讲解基本概念和绘制简单示意图。
2. PPT：展示水工建筑物的图片和视频，使教学更加生动形象。
3. 教学软件：模拟水工建筑物的设计和运行，帮助学生更好地理解实际操作。
五、教学方法1. 讲授法：通过讲授水工建筑物的基本概念、分类、功能等，使学生对水工建筑物有初步了解。
2. 直观演示法：利用PPT、图片和视频等多媒体资源，展示水工建筑物的实际应用和特点，加深学生的理解和记忆。
3. 讨论法：组织学生进行小组讨论，探讨水工建筑物的设计、施工和维护中遇到的问题，培养学生的交流和合作能力。
4. 案例分析法：通过分析实际工程案例，让学生了解水工建筑物的实际应用和设计思路，提高其分析问题和解决问题的能力。
六、教学过程1. 导入：通过提问导入新课，引导学生思考水工建筑物的重要性和应用。
2. 讲授新课：按照教学内容的顺序，逐一讲解水工建筑物的相关知识，注意结合实际工程案例进行讲解。
3. 巩固练习：布置相关练习题，让学生巩固所学知识，同时检查学生的学习效果。
4. 归纳小结：对本节课所学内容进行总结，强调重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。
水工建筑物荷载设计规范[DL5077-1997]条文说明
![水工建筑物荷载设计规范[DL5077-1997]条文说明](https://img.taocdn.com/s3/m/6dfdfdd950e2524de5187ee3.png)
>中华人民共和国电力行业标准水工建筑物荷载设计规范条文说明目次总则作用分类和作用效应组合作用分类及作用代表值作用效应组合建筑物自重及永久设备自重建筑物自重静水压力一般规定枢纽建筑物的静水压力水工闸门的静水压力管道及地下结构的外水压力扬压力一般规定混凝土坝的扬压力水闸的扬压力水电站厂房和泵站厂房的扬压力一般规定渐变流时均压力反弧段水流离心力水流对尾槛的冲击力脉动压力水锤压力地应力及围岩压力一般规定围岩岩力土压力和淤沙压力挡土建筑物的土压力上埋式埋管的土压力淤沙压力风荷载和雪荷载风荷载雪荷载冰压力和冻胀力静冰压力动冰压力冻胀力浪压力一般规定直墙式挡水建筑物上的浪压力斜坡式挡水建筑物上的浪压力楼面及平台活荷载水电站主厂房楼面活荷载水电站副厂房楼面活荷载其他要求及作用分项系数桥机和门机荷载桥机荷载门机荷载温度作用一般规定边界温度温度作用标准值地震作用一般规定设计地震动加速度及设计反应谱地震作用的水库计算水位灌浆压力总则长期以来按照本规范第章基本上陈述了该标准中第章及第结构上的作用也可称为两类作用不加区分均称为荷载为使规范名称简化和照顾习惯用语起见本规范不可能对所有的作用进行全面行具体分析作用分类和作用效应组合作用分类及作用代表值本本规范在确定各种永久作至于水工结构设计中的两项主要偶然作用校核洪水位时的静水压力及地震作用的代表值作用效应组合态可划分为承载能力极限状态和正常使用极限状态作用对结构所产生的内力挠度和裂缝等统称为作用效应结构设计状况可分为下列三种一般与结构设计基准期为同一数量级的设计状况因此由其它仅考虑永久作用与可变作用的效应组合因此在偶然应于和用以考虑结构在不同的设计状况下应有不同的可靠度水平对应于持久和但不反映由施加于结构上材料性能分项系数结构系数和由本规范针对各种作用分别给出其余在偶然组合中但考虑到某些可变作用与偶然作用同时出现的概率较小作出了可对其标准值作适当折减本规范规定其计算风速采用多年平均年最大风速根据可变作用在结构上总持续期的长短短期效应组合中的可变作用可直接采的长期组合系数中给组合设计作用和可变作用的作用分项系数均可采用建筑物自重及永久设备自重建筑物自重附录表系参照材料重度根据通过试验确定混凝土的重度时异系数为只之规定其重度可按其概率分布的附录表中土的分类遵循了测的水层等约个测点的厚度和部分重度进行统计个样本进行统计结果表明自重均值与标准值的比值为在土石坝的稳定分析中土体或堆石部位不同因此规定其分项系数采用静水压力一般规定结构设计时应根据在结构在施工和运用过程中的具体情况分别考况下的静水压力属可变作用为使条文简明起见枢纽建筑物和闸门结构在不同设计状况下静水压力代表值的计算水位一般为水库的特征影响坝内中确定的原则和方法并规定其作用分项系数采用枢纽建筑物的静水压力可采用定义形式规定其标准值枢纽建筑物的静位鉴于坝下游防护对象的防洪标准一般都在年一遇的洪水范围以内洪作用的水库校核洪水出现的概率很低属稀遇事件水库设计洪水位系指水库遇到大坝的设计洪水时在坝前达到的最高水位它介于正常蓄水位确定泄水建筑物的泄洪在坝后式和岸边式水电站厂房承受的静水压力作用用由有关设计标准规定的厂房防洪设计洪水位和校核洪水位水工闸门的静水压力根据国内工程资料本条所列水工建筑物在其上游或下游侧一般设有检修闸门除河床式水电站有可能安排在汛期检修外一般安排在枯水期进行应根据设计预定的该建代表值的计算水位可参照规定的有关洪水标准结合设计预定的挡水水位管道及地下结构的外水压力本条系参照目前工程设计中折减系数值多采用对于靠近水库的地段对于内水压力较大的引水隧洞本条沿用故本规范对附录云峰水电站阀鉴于国内水电工程的实践经验采用适当的加劲措施即可满足排水洞的排水降压效果与其如花木桥水电站在下水平段顶部以上而美国巴斯康蒂抽处开挖了条头由结合工程地质条件倍水头折减系数采用地下水含有析离的矿物质时可能导致排水管堵塞扬压力一般规定计算截面上扬压力的作用面积系数为日本的有关设计规范中关于基面上的扬压力均作用于计算截面全部截面积上坝等坝基面上的扬压力分布图形是不同的同一种坝型在不同的地基地质条件及防渗排水措施的在扬压力分布图形中混凝土坝的扬压力种情况式中分别统计分析主排水孔处的扬压力强度系数和副排水孔处的残余扬压力强度系数并定义为式中副排水孔处的实测水头统计分析排水孔处的渗透压力强度系数本规范编制时收集到多座混凝土坝的坝基面实测扬压力观测资料及残余扬压力强度系数分别进行了概率统计分析结果表明在最终确定扬压力分布图形中的渗透压力强度系数和扬压力强度系数时作了如下考虑和同扬压力强度系数和测资料表明采用比河床坝段大可不区分坝型也不区分下游是否设帷幕一律采用例如丹江口坝右岸个坝段的坝基为弱透水的云母钙质片岩其渗透压力强度系数值可按照既设中在拱坝拱座稳定分析中岸坡拱座侧面排水孔处的渗透压力强度系数一般可按其靠上游一侧在所调查的现为即采用数采用当扬压力按浮托力和渗透压力分别计算时浮托力主要取决于相应设计状况下的下游计算渗及残余扬压力强度系数的变异性而它们均可采用随机变量概率模型来多座混凝土坝坝基扬压力的观测资料分类进行统计分析的结果表明分位值与现行规范同时取其概率分布的最后按这两种情况计算渗从而确定其作用分项系数为渗透压力除实体重力坝采用压力和主排水孔后的残余扬压力分别采用和混凝土坝坝前淤积泥沙对坝基的防渗效果可以从刘家峡坝该坝段处从年月至年月连续观测资料反映扬压力强度系数为年又在与年月已有年连续观测的资料该孔扬压力强度系数亦为表盐锅峡大坝防渗帷幕前实测渗透压力强度系数坝坝踵的实测扬压力强度系数均在前苏联高本条系根据葛洲坝二江泄水闸闸底面及消力池护坦底板年连续年的扬压水闸的扬压力为了研究软基上水闸扬压力的统计特征曾经调查了江苏省沿海和内陆个软基上的水根据不同的工程规模和地基地形条件每个剖面布置根测压管观测资料的整理方法与岩基上混凝土坝上采用方法相同以三河闸从江苏省虽然改进阻力系数法计算成果与电拟试验成果比较接近天然地基在土层分布上很少是均尽管理论计算在目前难以通过观测资料的统计分析或其他更好的方法确定水闸扬压力代表值之前本规范仍沿用现行表本条文系基于下述理由侧向渗透速率较慢用相应部位闸底扬压力的计算值偏于安全故理应按侧向绕流计算确定水电站厂房和泵站厂房的扬压力由于接缝处排水沟或本条与动水压力一般规定其力学本质是由水流的紊当水流脉动对结构物的安全有影响或会引起结构振动时恒定流建筑渐变流时均压力对于恒定流渐变流的动水压强接近于静水压强分布规律考虑到在某些情况下受到图反弧底面压强分布反弧段水流离心力的范围内对反弧半径等条件下进行的组试验所得压强分布如图中反弧底面测点处的压约为计算的离心力平均压强比模型试验的平均压强平均小弧段水流的曲率半径简化为等同于反弧半径图边墙压强分布试验表明在靠近底部倍水深的范围内墙各点距底面水深压强与底部压强按规定的线性分布假定所求得的荷载值比试验值大确定其作用分项系数采用水流对尾槛的冲击力影响水流对尾槛冲击力的因素较多流态流态关于流态的水流阻力系数流态是从流态于关于流态其阻力系数较流态小按拉贾拉南公式的计算结果为力池内形成了水跃且脉动压力涉及脉动压强和面本规范根据国研究成果和由日本新成羽工程原型观测得出的时间空间函数按指数型衰减的规律导出面值为当结构块顺流向长度届国际大坝会议上发表的关于但目前此项研究尚不够充分对重要工程宜通过适当的其统计特征包括脉时间空间相关特征及频谱按照水力学定义压力系数定义脉动压强系数为式中计算断面的平均流速本规范取前者属紊流边界层型后者属强分离流紊流边界层内壁上脉动压强系数的理论值约为急流区平顺边界层的脉动力幅值不大关于溢流式厂房顶的脉动压强系数池潭为新安江为类比于平溢流厂房此外尚可参考两项工程的模型试验资料二滩为三峡主厂房为模式口陡槽槽身为反弧段中部为乌江渡左岸滑雪道反弧最低点为溢流面为乌江渡号溢流孔反弧最低点为平桥试验陡槽槽身处小于由于故取流脉动压力和沿水跃长度方向距离的不的影响仅区分大于和小于为时达到最大值考虑到一其较低的水锤压力对于中小型工程附录修正系数本条系参照按公式计算的对于设置调压室的压力水道而当调压室水位升高到最高时用特征线法可以计算出涌波与水锤压力各自通常只能根据调压室的型式考虑二者的相遇效应式或差动式调压室涌波水位的相互影响通过部分水电站的验算表明值一般在地应力及围岩压力一般规定实践证明围岩具有很好的自稳能岩其力学性质表现为正交各向异性的连续介质体的崩落和滑移外对于这类岩体的围由这类岩这具有大量夹泥且块状呈棱面接触的岩体通常称之围岩岩围岩的变形和破坏机理有其特殊性或仅对其取值原则作出对此两项作用的作用分项系数采用大于初始地一般情况下当工程所在地区或附近具备少量实测地应力资料时可建立区域地应力场的有限元计算模型进行模拟计算使各已知点的计算地应力与实测地应力达到最佳的拟合某些情况下也可根据少数实测变形资料进行反演分析综合分析确定岩体初始地应力的数据后经统计分析得出这一结论与弹由重力和构造应力场叠加而成的岩体初始地应力场极为复杂根据国内造应力影响系数值在以上的占以下的仅占的占考虑到值为确定值采用般在二滩水电站是国内地下洞室个测点的水平测压力系数为根据国内外统计资料本规范推荐采用时力状态围岩大多不稳定当围岩强度比系数小于时由于地应力状态受各种复杂因素的影响仅以应力的量级评价地应力状态不一定完全可围岩压力一般都根据围岩的松脱若监测结果表明施工加固措施已使围岩达到稳定或基本稳定时由于开挖后形成的临空面使岩体失去了形成了作用于支护结构或衬砌上的压力由统计资料和工程实践表同时考虑到规范的连续性计算公参照普氏理论方法本规范对水平压力的计有人认为埋深大致为人认为土压力和淤沙压力挡土建筑物的土压力根表产生主动和被动压力所需的墙顶位移当挡土建筑物有背向填土的位移并达到一定量且墙后填土达成到极限平衡状态时作用于建挡土墙静止不动时填土作用于墙背面的土压一般认为极限土压力的发生表由表中数值可见压力来设计挡土墙如关于被动土压力由于水利工程中很少遇到挡土建筑物向填土方向位移的情形且被动土压力由于库仑方法能考虑较多的影响因素并对于粘聚力以前常用等代内摩擦角加以考虑导出可考虑土的粘经实际工程统计分析其变异系数多小于也可作为定值因此主动土压力系数的规定可采用其概率分布的较不利的某个分位值作为其标准概率分布的主动土压力系数是墙后填土内摩擦角垂面的夹角数具有较大的变异性对于的分位值大致对应于的分位值由此可确定土压力参数的及墙体高度方法求得取值的因素较多中所列计算式和表中参数为低于其概率分布土压力计算参数给出了不同土类的取值范围规范中的土类是按照需要指出的是附录和表第二破裂面填土将沿第二破裂面而不是沿墙背滑动此时应考虑按第二破裂面计算作用于墙背的当墙后填土表面作用无均布荷载时可将该荷的计算方法常用的有两种使用弹性理论需要知道填土的泊松比公式可以很方便地计算本规范将这两种方法一并列入其标准值按静止土压力系数的分位值试验统计资料不充分取值表其静止土压究对主动土压力和静止土压力均采用上埋式埋管的土压力对其应用条件作如下说明要求埋管上填土的压实度应不低于对于未能压实的疏对于在地基中挖沟埋设的沟埋式管实际上管侧填土并未达到主动极限平衡根据管道的结构受力情况分按照土压力的计算理论压力及管水平直径下部倒拱的减载作用对埋深淤沙压力在计算坝前淤积高程时根据已建工程的实计算库区淤积分布的设计沙量邻近泄水排沙建筑物的坝段当排沙效果可靠时若设计基准期内坝当电站坝段或临近坝段设置排沙底孔淤沙的浮重度也与淤沙的级配及形状对于同一淤积深度的泥沙设计淤沙压力的变异性取决于计算参数及数的因素错综复杂及的实测值分别比原计算取值增大和仅增加风荷载和雪荷载风荷载关于风荷载标准值的计算本规范沿用了时规范修订组根据全国年到年或年到次定时记年一遇的年最大风速换算为基本风压总则范规定的风雪荷载也应作为设计的取值依据因此本规范基本风压引用了其本规范规定的系数和年和水工建筑物大都建在山区其风压值不能直接在有条件的情况下测和调查得出山区与附近台站的相关关系在大气边界层内对风速沿高度的分布式中与地面粗糙度有关的系数相当于和水工建筑物的风荷载体型系数除可按照及基本风压是根据年的最大风在水工结构中须考虑风振的结构不多风振系数的计算方法较为复杂及当采用作用分项系数年设计基准期内风荷载概率分布的雪荷载基本雪压是从建站起到在统计中当缺乏平行观测的积雪密度时东北及新疆北部地区取华北及西北地区取因此一在无实测资料的情况下可考虑将基本雪压增大服从极值当采用作用分项系数年设计基准期内雪荷载概率分布的冰压力和冻胀力静冰压力自调查其中黑龙江省胜利水库具有连续在此基础上根据东北和华北地区根据公式计算与实测静冰压力值比较其误差在故作用分项系数采用动冰压力也可能只有撞击而不破本条采用了前苏联规范的计算方法融解温度下的小冰块取前苏联建筑法规冰初期可采用国内齐齐哈尔铁路局冰压力试验研究组的现本条中的值是综合国内关于形状系数本条前苏联规范中采用一个结构物前沿宽度与冰厚的比值部河流冰的抗挤压强度在流冰期不大于有关的可见由上述各种方法得参考前苏联确定动冰压力的作用分项系数采用冻胀力例如加拿大如黑龙江省低温建筑物科研所的结果和为本规范规定的单位切向冻胀力年原型观测结果以及大量的实际工程调查资料参设计冻深及有效冻深系数本条给出的单位表给出的单位水平冻胀力中墙体变形影响系数及边坡修正系数冻胀力资料表中的单位竖向冻胀对于的不利影响故取其作用分项系数为浪压力一般规定海堤的风浪压力主要河堤的浪压力同时受波浪实测短期分布的某一累积频率波高的年最大值系列进行频率分析然后按某一重现期确定设计但对岸距离小于速和对岸距离计算同一重现期的波浪要素河川水利枢纽工程几乎难以行水工建筑物设计规范基本上遵循了这一原则但对于设计波浪的标准包括两个方面当按风速资料间接确定不同重现期的设计波浪时设计波浪的重现期问题即计算风速的重现现行水工建筑物设计规范采用风速加成法均最大风速的倍约相当于年重与偶然作用同时出现的可变作用可根据观测因此本规范规定当浪压力参与作用基本组合参与偶然组合时关于设计波浪的波列累积频率均在鉴于本规范不适用于海堤工建筑物级别的差异可在结构重要性系数设计波浪的波列累积频率一律采用莆田试验站公式是由南京水利科学研究院从田海浪试验站进行年的波浪观测现行采用了前者的波长计算公式和后者的波高计算公式而我故本规范通过对由年最大风速系列推算的某一累积频率波高进行概率统计分析和浪压力的分项系年重现期年最大风速计算的波高波高概率分布的计波高计算的波浪总压力与由标准波高计算的波浪总压力之间的比值对直墙式挡水建筑物为左右对斜坡式挡水建筑物为为简便起见规定浪压力的作用分项系数采用直墙式挡水建筑物上的浪压力立波的波状运动系世纪年代由森弗罗的研究得出的斜坡式挡水建筑物上的浪压力关于斜坡式建筑物上的浪压力计算前苏联国家建设委员会年颁布的建筑法规累积频率为要大得多因此可以认为研究结果尚表明累积频率为波浪反压力的分布图形沿用了前苏联法规的规定同时参照计算有效波浪反压力然后乘以的系数转换为累积频率为楼面及平台活荷载水电站主厂房楼面活荷载各层楼面的荷载情况均本规范编制时广泛收集了国内近容量分为大于表主厂房楼面设计荷载统计参数汇总参考已建工因此其取值在一定程度上包含了考虑到统计分析时按单机容量划分的区间较大比照列出表水电站副厂房楼面活荷载副厂房各房间按其使用功能的不同表中所列副厂房的楼面活荷载标准值系根据对国内近座已建水电站设计荷载资料的统其他要求及作用分项系数实际上在整应按楼面参照国际标准确定折减系数采用按照实际情况考虑故规定在一般情况下的作用分项系数采用用桥机和门机荷载桥机荷载均为软钩体的硬钩只有在机组安装或大修时才在额定负荷工况下运其运行速度缓慢以内大车运行速度控制在该荷载由两部分式中单台桥机总质量大车行走时的加可参照表规定道上所有制动轮最大轮压之和的采用年代全苏起重运输机械制造科学研究所的建系数采用况且当时苏联的有关资料表速时间由于水电站桥机运行速度低对五强溪等值均在轮的最大轮压之和的采用制动轮数目等于全部车轮数目的动轮最大轮压之和的该荷载由两部分组另一部式中尽管受力可能不均匀对五强溪等考虑到受力的不均匀取其比值为动力系数采用考虑到桥机吊重物时停放位置的偏差桥机竖向荷载和水平荷载的作用分项系数均采用门机荷载门机一般都在露天工且均为此类门机的运行速度缓慢主钩升降速度一般控制在根据以上特点故此类门机运行机构的量引起的惯性力以及悬挂吊物摆动产生的水平分力由于实际工程门机纵向水平荷载主要由两部分组成一部分为门机自身惯性力另一部分为悬挂在吊索但轮最大轮压的比值均在考虑到制动轮轮压的不均匀性和风压力作用的影响轮压之和的第二部分是当悬挂该风压物及吊具重力之和的比值均在风压力作用的影响温度作用一般规定则取决于结构所出现温度变化包括温升和温降温度作用系指可能出现且对结构产生作用效应的根据混凝土结构的特点其温度作用的发展过程可分为三个阶段早期自混凝土浇筑开始中期自水泥水化热作用基本结束起晚期混凝土完全冷却以后的运行期但早期水施工期的温因此本章只规定温度作用的计不同对前无论考虑温度的年周期变化及月变幅的影响杆件结构通常按结构力学方法计构的温度作用非线性温差虽然是引对于坝体混凝土浇筑块与其他形状复杂的结构则必须按连接介质热传导理论根据其边值条件计算结构的温度场。
世界各国的港湾设计教育参考书
世界各国的港湾设计教育参考书一、港口规划与设计1. 《港口规划与设计》：这本书深入浅出地介绍了港口规划与设计的理论和实践，包括港口选址、规模确定、泊位设计、仓库布局、集疏运系统设计等方面的内容。
2. 《Port Planning and Design》：这本书由国际知名的港口规划师撰写，涵盖了港口规划的最新理念和实践，重点介绍了港口战略规划、集装箱码头设计、多模式运输等方面的内容。
二、航道与疏浚工程1. 《航道与疏浚工程》：这本书系统地介绍了航道与疏浚工程的基本原理、设计方法和施工技术，包括航道整治、疏浚设备与工艺、航道维护等方面的内容。
2. 《Navigation and Dredging》：这本书详细阐述了航道与疏浚工程的各个方面，注重理论与实践相结合，特别关注于复杂地形和恶劣气候条件下的航道设计与维护。
三、海岸动力学1. 《海岸动力学》：这本书全面介绍了海岸动力学的理论和实践，包括潮汐、海浪、海流、风暴潮等方面的内容，为港湾设计和海岸防护提供了重要的基础。
2. 《Coastal Dynamics》：这本书由国际海岸工程师协会主席撰写，重点介绍了海岸动力学的最新研究成果和应用实践，包括数值模拟和预测方法。
四、水工建筑物设计与施工1. 《水工建筑物设计与施工》：这本书详细介绍了水工建筑物设计与施工的基本原理和方法，包括重力坝、拱坝、土石坝等方面的内容，为港口和水工建筑物的设计和施工提供了重要的参考。
2. 《Hydraulic Structures Design and Construction》：这本书涵盖了水工建筑物设计与施工的各个方面，注重工程实例和实践操作，为实际工程应用提供了有力的支持。
五、河口治理与航道工程1. 《河口治理与航道工程》：这本书系统地介绍了河口治理与航道工程的基本原理、设计方法和施工技术，包括河口整治、航道疏浚、水沙调控等方面的内容。
2. 《Estuary Management and Navigation Engineering》：这本书重点介绍了河口治理与航道工程的最新研究成果和应用实践，包括复杂河口的三维数值模拟和航道的智能监测技术。
水工建筑物中挡土墙设计内容及施工质量要求的探讨
定破坏 ， 土墙 的整体稳 定破坏 主要有滑 动破坏 、 挡 倾覆破
坏 和 不 均 匀 下 沉 破 坏 ３种 。 为 保 证 挡 土 墙 的 设 计 不 产 生 上 述 稳 定 破 坏 ， 进 行 需 整体稳定验算 。
［ 关键词 ］ 挡 土 墙 种 类 ； 型 ； 选 问题 ； 理 方 法 处
［ 中图分类号 ］ Ｔ ６ ８ Ｖ ９ ［ 文献标识码 ］ Ｂ ［ 文章编号 ］ １０ ７ ７ （０ １ ０ ０ ２ ０ ０ ６— １５ ２ １ ）３— ０ ３— ２
技 术 比较 确 定 。
挡 土 墙 在水 库 枢 纽 、 引水 枢 纽 、 电站 及 各 种 渠 系 建 水 筑 物 工 程 中 有 着 广 泛 应 用 ， 几 乎 所 有 的 水 工 建 筑 物 设 在 计 中都 会 遇 到 挡 土 墙 的设 计 。水 工 挡 土 墙 多 在 有 水 的 条 件 下 应 用 ， 用 广 泛 和 运 用 条 件 复 杂 是 水 工 挡 土 墙 的 两 应
４ 挡 土墙 的稳 定 验 算
挡 土 墙 稳 定 验 算 的 目的 是 保 证 挡 土 墙 不 产 生 整 体 稳
３ 挡 土墙 设 计 的基 本 内容 和 步骤
３ １ 挡土墙 设计 的基本 要 求 ．
挡土墙合 理 的结 构 型 式应 根 据 建 筑物 总 体 布置 要 求、 墙的高度 、 基条 件 、 地 当地 材料 及施工 条 件通 过经 济
２ 水 工 挡 土 墙 的 运 用 和 结 构 型 式
水 工 挡 土 墙 不 但 具 有 一 般 挡 土 墙 的 挡 土 作 用 ， 且 而 还具有岸边连接 、 挡水 、 水 及 侧 向防 渗 等 多 种 功 能 。 导 水 工 挡 土 墙 有 多 种 结 构 型 式 。其 主 要 和 常用 的结 构 型 式 有 重 力 式 、 重 式 、 重 力式 、 臂 式 、 臂 式 、 衡 半 悬 扶 Ｕ形 结
水利建筑物施工细则和技术
重点水利建筑物施工细则和技术要点1．材料质量1.1水泥。
必须选用旋窑普通硅酸盐水泥。
标号42.5以上，有质保单。
不得使用过期发硬受潮水泥，存放不超过三个月，不得使用熟料加工包装的水泥。
所有建筑物底板和小水库护坡必须使用“青龙”牌水泥。
其它水泥要选用较大水泥厂的水泥。
如鲸塘天平水泥厂、新街水泥厂、丁山水泥厂等。
1.2黄砂。
要求质地坚硬、清洁、级配良好、含泥量不超过1%。
砼和浆砌块石，原则上要使用广德、郎溪、梅渚等优质天然砂，禁用石砂石粉和长江细砂。
1.3碎石。
应选用质地坚硬、有棱角、洁净、表面粗糙的块状碎石。
根据不同用途和部位选用不同级配碎石，石子最大粒径不得超过断面最小尺寸的1/4，不大于钢筋最小间距的2/3，对混凝土空心板允许最大粒径为壁厚的1/2。
1.4块石。
要求质地均匀、石质坚硬、无裂纹，禁用风化石，烂黄石。
砌筑埋填石料应清洗干净，一般不少于2个平面，尺寸不小于20厘米。
1.5钢筋。
通常采用热轧Ⅰ级（3号）钢，Ⅱ级（20锰硅）钢。
钢筋要选用大型钢厂的产品，有出厂证明书或试验报告单，使用前要进行试拉，符合要求方可使用。
1.6木材。
根据不同用途选用不同材质、形状的木材。
承重桩木梢径一般不小于10厘米，模板木要求材质紧密，变形小。
1.7砖。
砖主要用于房屋建筑，水工建筑物主体常水位以下部分不允许采用。
1.8土工布或复合防渗膜，一般采用无纺土工布和PE、PVC复合土工膜，土工布的孔隙和渗透系数要与土体的孔隙和渗透系数相匹配，产品要有出厂合格证。
2．土石方开挖工程2.1基坑开挖2.1.1施工围堰。
围堰筑坝土料应选用粘土或壤土，坝顶高程比施工期可能出现的最高水位要高出0.5米左右，坝顶宽度视工期长短而定，一般不小于2米。
围堰坝脚与作业面间应留有足够距离，条件允许一般不少于40米，以利立模及排水保证。
2.1.2施工排水。
要以保证基底脱水为原则，排水龙沟一般超深0.5米左右。
对粉砂淤泥地基和有承压水的地层宜采用井点排水。
水工建筑物施工中的防水措施解析
水工建筑物施工中的防水措施解析水工建筑物是指用于修建、管理或控制水体的建筑物，如水坝、渠道、堤坝等。
在水工建筑物的施工过程中，防水是一个重要的环节。
本文将从不同角度论述水工建筑物施工中的防水措施。
一、防水设计与施工在水工建筑物的设计和施工过程中，防水是必不可少的。
防水设计需要考虑结构的特点、施工环境等因素。
首先，根据工程需要选择合适的防水材料，如水泥、沥青等。
其次，需要进行合理的施工布局和施工方式，确保每一处细节都得到妥善处理。
防水施工时，要注意施工质量和施工工艺，避免施工中出现疏漏和缺陷。
二、防渗和隔渗措施防水工程的主要目的是防止水体渗透到建筑物内部，因此需要进行防渗和隔渗措施。
防渗措施包括地下防渗和地上防渗。
地下防渗主要是通过给水工建筑物基底做加固措施，如嵌入防水板、灌浆注浆等。
地上防渗则需要使用合适的涂料、油漆等防水材料进行处理。
三、排水与防涝水工建筑物的施工过程中，需要考虑排水与防涝问题。
排水是为了保证建筑物周围的水流能够畅通，避免积水。
为此，可以采取合适的排水设施，如排水沟、排水管等。
同时，还需要进行防涝措施，以防止建筑物内部遭受洪水侵袭。
这需要建设合适的排水系统，如设立排水泵站，确保建筑物内外的水位保持平衡。
四、涂层和密封材料在水工建筑物施工中，涂层和密封材料是常用的防水手段。
涂层是指在建筑物表面涂刷防水材料，以增强其防水功能。
密封材料则是用于填补建筑物的裂缝和缝隙，以防止水分渗透。
常见的涂层和密封材料有聚合物涂料、胶粘剂等。
五、防水监测与维护水工建筑物的防水措施只有在施工完成后才能起到作用，因此防水监测和维护非常重要。
在施工完成后，需要进行防水层的质量检测，以确保其达到设计要求。
同时，还需要定期对防水层进行维护和修复，避免因长期使用而产生磨损和老化。
六、环境保护在水工建筑物施工中，环境保护也是一个重要的考虑因素。
施工过程中产生的污水、废弃物等需要进行合理处理，以减少对周围环境的影响。
水工建筑物课设实训报告
水工建筑物课设实训报告
一、引言
水工建筑物是水利工程中的重要组成部分，其设计和建设对于保障人民生命财产安全、促进经济发展具有重要意义。
本实训报告旨在通过实际操作和案例分析，深入了解水工建筑物的设计、施工和管理过程，提高我们的实践能力和综合素质。
二、实训内容
水工建筑物基础知识学习。
在实训初期，我们通过课堂讲解和资料查阅，系统学习了水工建筑物的基本概念、分类、设计原理和施工方法等知识，为后续的实训操作打下了坚实的基础。
水利工程案例分析。
通过对典型水利工程案例的分析，我们深入了解了水工建筑物的实际应用和设计思路，提高了解决实际问题的能力。
水工建筑物模型制作。
在教师的指导下，我们分组进行了水工建筑物模型制作。
通过实际操作，我们更加熟悉了水工建筑物的构造和特点，提高了动手能力和团队协作精神。
水利工程安全管理实践。
在实训期间，我们还参与了水利工程安全管理的实践，了解了水利工程安全监管的基本要求和实施方法，提高了自身的安全意识。
三、实训成果
通过本次实训，我们深入了解了水工建筑物的基本知识和设计原理，掌握了水工建筑物模型制作的方法和技巧，提高了解决实际问题的能力和动手能力。
同时，在实践过程中，我们深刻认识到了水利工程安全管理的重要性，增强了自己的安全意识。
四、总结与展望
本次水工建筑物课设实训让我们受益匪浅。
我们不仅学到了许多有关水工建筑物的理论知识，还通过实际操作和案例分析，提高了自己的实践能力。
在未来的学习和工作中，我们将继续努力，将所学知识运用到实践中去，为我国水利事业的发展贡献自己的力量。
水工建筑物课程设计
水工建筑物课程设计一、引言水工建筑物是指用于控制、利用和改变水资源的工程构筑物，广泛应用于水利工程、水资源管理和环境保护等领域。
水工建筑物课程设计旨在培养学生掌握水工建筑物的设计原理、方法和技术，为实际工程项目的设计和施工提供理论和实践基础。
本文将从水工建筑物的概念、分类、设计原理以及实际案例等方面进行探讨。
二、水工建筑物的概念和分类水工建筑物是指用来改变水流动状态、控制水体运动、调节水位、提供水资源利用和保护环境的工程构筑物。
按照功能和用途的不同，水工建筑物可以分为以下几类：1. 水坝：用于拦截、堵塞水流，形成水库，储存水资源，供应生产和生活用水。
常见的水坝有重力坝、拱坝、土石坝等。
2. 水闸：用于控制水流量、调节水位、分洪、排涝等。
水闸根据结构形式可以分为移门式水闸、斗门式水闸等。
3. 泵站：用于提升、输送水体，供应特定区域的用水需求。
泵站通常包括水泵、输水管道、控制设备等。
4. 渠道：用于引导和分配水流，向特定地区输送水源。
渠道可以分为主渠、支渠、排水渠等。
5. 塘坝：用于水库蓄水、灌溉和养殖。
塘坝一般是由土石材料构筑而成，根据不同的用途可以有不同的形状和尺寸。
三、水工建筑物的设计原理水工建筑物的设计需要考虑多个因素，包括水文学、土力学、结构力学、材料力学等知识。
设计过程需要遵循以下原则：1. 安全性原则：水工建筑物必须具备足够的强度和稳定性，能够承受水压、水流、地震等外力作用。
2. 经济性原则：水工建筑物的设计应尽量减少成本，提高效益。
在满足安全要求的前提下，选取合适的材料和结构形式，降低建设和维护成本。
3. 可持续性原则：水工建筑物的设计应考虑环境保护和资源利用的问题，减少对自然环境的影响，提高水资源的利用效率。
四、水工建筑物设计实例以某水库大坝设计为例，介绍水工建筑物的设计过程和要点：1. 水文数据分析：收集并分析水文数据，包括降雨量、径流量、洪水过程等。
确定设计洪水位和设计洪水量。
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绪论1.水利工程：对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目的而兴建的各项工程，总称为水利工程。
2.水利枢纽：在水域的适当地点，为了一种或多种目的而集中布置若干个不同类型的水工建筑物，各自发挥不同作用并协调工作，构成一有机综合体，称为水利枢纽。
3.水工建筑物按用途及其功能分类：水工建筑物按用途可分为多种用途的通用性建筑物和专门用途的专门性建筑物两大类（1）通用性建筑物按作用分类有：①挡水建筑物：用于拦截河流，形成水库或壅高水位。
如各种坝、堤和海塘、水闸等。
②泄水建筑物：用以宣泄水库（或渠道）在洪水期间或其他情况下的多余水量，以保证坝（或渠道）的安全。
如各种溢流坝、溢洪道、泄水隧洞、分洪闸、泄水涵管等。
③取水建筑物：用以从水库或河流放水、引水、提水的各种水工建筑物。
是输水建筑物的首部，如进水闸、抽水站、各类深式取水口等。
④输水建筑物：将水流输送到用水地点的各种水工建筑物。
如河渠中的隧洞、涵洞、渡槽、倒虹吸管、管道等；⑤整治建筑物，为改善水流状态，防止水道冲淤破坏的各种水工建筑物。
如丁坝、顺坝、导流堤、护岸、护底等。
4.水利枢纽和水工建筑物规范标准:1雪野水利枢纽工程,以防洪为主，兼有城市供水、灌溉、养殖和旅游开发等综合利用功能，。
总库容2.21亿m3，兴利库容11400万立方米，死库容280万立方米。
该枢纽的水工建筑物包括大坝（30.3m）、溢洪闸、输水洞、电站等组成。
2泰安胜利水库枢纽工程，库容4600万立方米，该枢纽的水工建筑物包括大坝（27.1m）、溢洪道、放水洞、电站等组成。
试确定该枢纽等别和各水工建筑物级别。
第一章重力坝1.工作原理：①满足稳定——利用自重在坝基面产生的摩擦力以及坝与地基间的凝聚力来抵抗水平水压力而维持稳定。
②满足强度——利用自重引起的压应力来抵消由水压力产生的拉应力。
2.工作特点优点：(1)安全可靠。
重力坝剖面尺寸大，应力较低，筑坝材料强度高，耐久性好，因而抵抗水的渗漏、洪水漫顶、地震和战争破坏的能力都比较强。
据统计，重力坝在各种坝型中失事率是较低的。
(2)对地形、地质条件适应性强。
重力坝段类似于固结在地基的短悬臂梁，所以在任何形状的河谷都可以修建。
因为坝基承担的压应力不高，所以对地基的要求也较低，当坝的高度不大时甚至可以修建在土基上。
(3)枢纽泄洪问题容易解决。
重力坝可以做成溢流的，还可以设置坝身泄水孔辅助泄洪，一般不用另设河岸式泄水道，枢纽布置紧凑。
(4)便于施工导流。
在施工期间可以利用坝体导流，不需另设导流洞。
(5)施工方便。
大体积混凝土，可以采用现代机械化施工，在放样、立模和混凝土浇筑方面都比较简便。
(6)结构作用明确。
重力坝沿坝轴线用横缝分成若干坝段，各坝段独立工作，结构作用明确，应力分析和稳定计算都比较简单。
缺点：断面较大，带来一系列问题(1)坝体剖面尺寸大，水泥用量多，坝体应力普遍较低，材料强度不能充分发挥(2)施工期大体积混凝土的温度应力和收缩应力较大，对温度控制的要求较高；(3)坝体与地基接触面积大，因而坝底的扬压力较大，对稳定不利；3.重力坝的类型（1）坝体高度高（>70m）、中（30-70m）、低坝（<30m）（2）坝体筑坝材料混凝土重力坝和浆砌石重力坝（3）泄水条件有溢流重力坝和非溢流重力坝（4）坝体结构型式分类4.作用在重力坝上的重要荷载：8个自重、上下游坝面静水压力、溢流坝反弧段动水压力、扬压力、浪压力、泥沙压力、冰压力、地震荷载5.扬压力：重力坝挡水后，在水位差作用下，上游水将通过坝体的孔隙和坝基裂隙向下游渗透，渗透水对坝体和坝基产生渗透水压力（水力学中称为“渗透动水压力）6.扬压力：含坝基和坝体内扬压力7.渗透水压力的特点：①同一点上各向压强相等——各向同性②垂直于作用面——方向③其铅直分力称为扬压力8.坝基扬压力包括两部分①下游水深引起的浮托力；②由上下游水位差引起的渗透压力；即：坝基扬压力＝浮托力＋渗透压力9.一般情况下：设计烈度=基本烈度特殊情况下：设计烈度=基本烈度+1°（抗震设防类别为甲类）10.对于设计烈度6度以下时，地震荷载相对较小，设计中不考虑。
对于7～9度时，应进行抗震设计，而大于9度时，应专门研究。
11.重力坝的稳定分析（1）抗剪强度公式: 坝体与坝基间看成是一个摩擦接触面，而不是胶结面。
(a)当接触面呈水平时，其抗滑稳定安全系数为：b)当接触面倾向上游时，并有β的夹角时，其抗滑稳定安全系数为：（2）抗剪断公式认为坝体与基岩胶结良好，直接采用接触面上的抗剪断参数f ′、c ′计算抗滑稳定安全系数，即：∑∑-⋅=PU W f K s其中：∑W—— 接触面上的总重力P —— 接触面上的总水平力U —— 作用在接触面上的扬压力f —— 接触面间的摩擦系数∑∑-⋅=PU W f K s其中：∑W—— 接触面上的总重力∑P —— 接触面上的总水平力U —— 作用在接触面上的扬压力f —— 接触面间的摩擦系数f′——抗剪断摩擦系数c′——抗剪断凝聚力12.抗剪强度公式和抗剪断公式选用抗剪公式形式简单，f选择经验丰富，应用广，忽略了凝聚力，不合乎实际；抗剪断公式直接用接触面上的抗剪断参数f’、c’，物理概念明确，比较符合坝体的实际情况，逐渐采用较多。
我国《SDJ21—78》补充规定中建议：当坝基内不存在可能导致深层活动的软弱面时，应按抗剪断强度公式计算；对中型工程中的中、低坝，也可按抗剪强度公式计算。
13.抗滑稳定措施：（1）上游加斜坡，利用坝上水重（2）将坝基面开挖成倾上上游的斜面（3）横缝灌浆（4）抽水措施14.基本剖面：基本剖面是指坝体在自重、上游水压力和扬压力三个主要荷载作用下，满足稳定和应力要求并使其剖面最小的三角形剖面。
形状：三角形剖面，顶点与水库最高水位齐平15.实用剖面：(1)图（a）上游面铅直，n=0适用条件：适于基面f、c值较大or坝内布置泄水孔情况，垂直面易于布置孔口进口设备缺点：重心偏于上游，空库or低水位时下游坝面易产生拉应力。
(2)图(b)：工程中经常采用特点：上游坝面上部铅直而下部呈倾斜，既可利用部分水重来增加稳定性，又可保留铅直的上部便于管道进口布置设备和操作的优点。
上游折坡的起坡点位置应结合应力控制条件和引水、泄水建筑物的进口高程来选定。
一般在坝高的1/3～2/3的范围内。
(3)图(c)：为上游面呈倾斜的基本三角形加坝顶而成适用于基岩面f、c值较低情况。
倾斜的上游坝面可以增加坝体自重和利用一部分水重，以满足抗滑稳定的要求。
修建在地震区的重力坝，可采用此种剖面。
16.泄水重力坝:坝身设有溢流面、底孔、中孔等泄水措施的重力坝称为泄水重力坝。
——既是泄水建筑物，又是挡水建筑物。
17.泄水重力坝的下游消能形式:(1)挑流消能(2)底流消能(3)面流消能(4)消力戽消能坝身泄水孔－无压坝身泄水孔－有压挑流消能方式应用最广，底流消能方式次之，而戽流和面流消能方式一般应用较少18.地基处理的目的1）保证坝基具有足够的强度。
若不满足要求，可采取挖除、置换或灌浆措施。
2）防止坝基渗漏。
以减小渗流量，减小扬压力，防止砼渗透破坏。
3）使坝基有足够的整体性、均匀性和刚度。
以满足抗滑稳定的要求和减少不均匀沉降。
4）使坝基有足够的耐久性。
防止岩体性质在水的长期作用下发生恶化。
19.坝基处理的内容(措施)（一）开挖、清基（二）岩基的固结灌浆（三）岩基的帷幕灌浆（四）岩基排水（五）断层破碎带处理第三章土石坝1.土石坝：使用当地材料（土料、石料）采用一定的施工方法（抛填、碾压、水力）填筑的挡水坝2.土石坝的类型：（1）碾压式土石坝（2）水力冲填式坝（3）水中填土坝（4）定向爆破坝3.按材料在坝体内的配置和防渗体位置分：（1）均质土坝（2）心墙坝（3）斜墙坝（4）多种土质坝4.浸润线：土石坝横断面与浸润面的交线称为浸润线。
5.常见的渗透变形的型式：管涌，流土，接触流失，接触冲刷。
6.土石坝的构造（内部）：防渗体，排水设施，反滤层，护坡，坝顶构造，各种连接措施。
7.土坝的排水设备：坝体排水，坝坡排水，坝基排水。
坝体排水：表面排水—贴坡排水，堆石棱体排水，坝内排水。
坝坡排水：纵向排水沟，横向排水沟，岸坡排水沟。
坝基排水：减压井，排水沟，砂井。
8.排水设施主要作用：降低坝体浸润线，有利于下游坝坡稳定并防止土坝可能出现的渗透破坏。
9.贴坡排水：不能有效地降低浸润线，适用场合：中小型且下游无水的均质坝及防渗体浸润线较低的中等高度的土坝。
堆石棱体排水：能降低浸润线，适用场合：较高的土坝及石料较多的地区。
坝内排水：当下游无水时，能有效地降低浸润线，适用场合: 下游无水或水位较低的情况.常用于水力冲填坝。
10.反滤层作用：滤土排水，防止土工建筑物在渗流逸出处遭受管涌、流土等渗流变形的破坏以及不同土层界面处的接触冲刷。
对下游侧具有承压水的土层，还可起压重的作用。
11.反滤层设计原则：a.一层的颗粒不能穿过下一层的孔隙，同一层内的颗粒不应移动；b.土料除0.1mm以下颗粒不应穿过反滤；c.反滤不应被堵塞。
12.反滤层位置：按《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定：土质防渗体（心墙、斜墙、铺盖、截水槽等）与坝壳或坝基透水层之间以及渗流逸出处都必须设置反滤层。
13.土石坝的组成：均质坝，防渗体，坝壳，排水、护坡，反滤料及过渡层。
14.均质坝土料：绝大多数采用粘性壤土。
防渗体土料：一般可用粘性土。
坝壳土料：级配良好的无粘性土（砂、砾石、卵石、碎石等）。
排水、护坡土料：用新鲜岩石、卵石、碎石，不宜用风化料。
反滤料及过渡层土料：应尽量采用天然砂砾筛分，也可用人工碎石。
15.土石料填筑标准的确定：土料填筑标准的确定是土石坝设计的重要内容，它直接影响到施工过程和造价的大小。
对粘性土，主要是确定填筑干容重及含水量；对非粘性土，主要是确定孔隙比和相对密度。
16.对粘性土，主要是确定填筑干容重及含水量；对非粘性土，主要是确定孔隙比和相对密度。
17.渗流分析任务：（1）确定坝体浸润线和下游渗流出逸点的位置，为坝体稳定、应力与变形的计算和排水体的选择提供依据。
（2）计算坝体与坝基的渗流量,以便估计水库渗漏损失和确定坝体排水设备的尺寸。
（3）计算坝体与坝基渗流逸出处的渗透坡降，以及不同土层之间的渗透坡降，以验算其渗透稳定性。
18.渗流分析方法：流体力学法，水力学方法，流网法。
19.防止渗透变形的工程措施：1、设置水平或垂直防渗体，以延长渗径，减小渗透坡降和阻截渗流；2、设置减压设备和盖重；3、设置反滤层。
20.选择1.关于土石坝坝坡，下列说法不正确的有（）。
A、上游坝坡比下游坝坡陡B、上游坝坡比下游坝坡缓C、粘性土料做成的坝坡，常做成变坡，从上到下逐渐放缓，相邻坡率差为0.25或0.5D、斜墙坝与心墙壁坝相比,其下游坝坡宜偏陡些,而上游坝坡可适当放缓些2.反滤层的结构应是（）。