水工建筑物课程设计(doc 18页)
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目录
第一部分设计资料...0 (1)
一、设计资料 (1)
二、设计依据 (4)
第二部分枢纽布置 (7)
一、坝型的选择 (7)
二、泄水建筑物型式的选择 (8)
三、其它建筑物型式的选择 (8)
四、枢纽的组成建筑物及等级 (8)
五、枢纽布置 (9)
第三部分土石坝的设计 (9)
一、土石坝坝型的选择 (9)
二、大坝断面尺寸及构造型式 (9)
三、渗流计算 (12)
四、稳定计算 (13)
五、材料及细部构造 (14)
第四部分溢洪道设计 (16)
一、溢洪道的形式 (16)
二、堰面形式 (16)
三、溢洪道的水力计算 (16)
四、工程布置 (17)
六、掺气水深 (23)
七、消能防冲 (23)
八、溢洪道的其它构造设计 (24)
第五部分施工图纸 (24)
附图 (25)
1
1
1
山脉走向大约为东西方向，岩基出露较好，河床一般为100m 左右河道弯曲相当厉害，沿河沙滩及坡积层发育，尤以坝址下游段的更为发育，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。
地质情况：靠上游有泥盆五通砂岩，靠下游为二迭纪灰岩，几条坝轴线皆落在五通砂岩上面，地质构造特征：在平山咀以南，即灰岩与沙岩分界处，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为五通砂岩，特别破碎，在100多米范围内就有三四处小断层，产状凌乱，坝区右岸破碎深达60m 的钻孔芯获得率仅为20%，岩石裂隙十分发育。 岩石的渗水率很小。坝区下游石灰岩中发现两处溶洞，平山咀大溶洞和大泉眼大溶洞，前者对大坝及库区均无影响，后者朝南东方向延伸的话，可能通过库壁，库水有可能顺着溶洞漏到库外。 坝址覆盖层沿坝轴线厚度达1.5~5.0m ，K=1×10-4cm/s ，浮容重V 浮=10.7KN/ m 3，内摩擦角Ф=350
4、水文、气象 （1）、水文：千年一遇雨量498.1mm ，二百年千年一遇雨量348.2mm ，五十年千年一遇雨量299.9mm ，雨洪峰流量Q 0.1%=1860 m 3/s ，Q 0.5%=1550m 3/s ，Q 1%=1480m 3/s ，多年平均水量为4.55亿m 3
（2）、气象：多年平均风速10m/s ，水库吹程D=9Km ，多年平均将雨量430mm/年，库区气候温和，年平均气温16.9℃，年最高气温40.5℃，年最低气温-14.9℃ 5、其它 （1）、坝顶无交通要求 （2）、对外交通情况
水 路:可通行3~6吨木船，枯水季只能通过3吨以下的船只，水运较困难 公 路：尚无公路通行
铁 路：到工地有53公里处有乐万铁路车站 二、设计依据
1、工程等级:
工程的灌溉面积为2万亩,装机容量9000KW ,总库容2.00亿3m
判定此工程为二等工程
主要建筑物：挡水坝，溢洪道，电站厂房。
次要建筑物：筏道，泻洪洞，导流洞（后改为泻洪洞）。 2、水库规划资料
（1）正常水位：113.10m ，设计洪水位：113.30m ，校核洪水位：113.50m 死水位：105.0m （发电极限工作深度8m ），灌溉最低水位：104.0m
（2）总库容：2.00亿3m ，水库有效库容：1.15亿3m （3）库容系数：0.575
1
（4）发电调节流量P Q =7.35s m /3，相应下游水位68.2m
发电最大引用流量max Q =28 s m /3，相应的下游水位68.65m ,通过设计洪水位流量（Q 0.1%）时。溢洪道最大泄量max Q =1340 s m /3，相应的下游最高洪水位74.3m
3、枢纽组成建筑物
（1）大坝：布置在1#坝轴线上 （2）溢洪道：堰顶高程为107.50m
（3）水电站：装机容量9000KW ，3台机组，厂房尺寸30×9平方米
（4）灌溉：主要灌溉区在河流的右岸，渠首底高程102m ，灌溉最大引用流量8.15 m 3/s ，相应渠道最大水深1.75m ，渠底宽3.5m ，渠道边坡1：1
（5）水库放空隧洞：为便于检修大坝和其它建筑物，拟利用导流隧洞作为防空洞。洞底高程70.0m ，洞直径3.5m
（6）筏道：为干筏道，上游坡不陡于1：4，下游坡不陡于1：3，转运平台高程115.0m ，平台尺寸为30×20m 2
4、筑坝材料
枢纽大坝采用当地材料筑坝
（1）土料：主要有粘土和壤土，可采用坝下1.5~3.0公里丘陵区与平原地带，储量多，质量尚佳可作为筑坝材料，其性能见表1
（2）砂土：可从坝上下游0.5~3.5公里河滩上开采，储量多，可供筑坝使用，其性能见表2
（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，便于开采，其性能见表3.
土
壤 类别 干容重rc （KN/m 3） 最优含水率（%） 孔隙率 n （%） 内摩擦角Ф 粘着力 C （Kpa ） 透水系数 K （cm/s ） 粘
土 15.4 25 40 18o 30′ 37 1×10-6
壤
土 15.8 14.5 41.7 23o 41′ 12 1×10-5
坡土 16.0 22.5 39.8 22o （湿）
33o
（干）
7.5（湿） 1×10-3
1
干容重c γ（KN/m 3）
孔隙率 n （%）
内摩擦角Ф
1.8
33
38o
第二部分 枢纽布置
一、坝型的选择
在基岩上筑坝有三种类型可选择:重力坝、拱坝、土石坝。
重力坝方案：重力坝虽然对地形，地质条件适应性强，且枢纽泄洪问题容易解决等优点，但是建重力坝清基开挖量大，且不能利用当地筑坝材料，故重力坝不经济。
拱坝方案：修建拱坝理想条件是河岸左右对称，岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩的峡谷段，而该水利枢纽布置处成S 形，沿河沙滩及坡积发育，坝轴线下游河谷程马鞍形，无建拱坝的可能。
土石坝方案：土石坝对地形、地质的要求低，几乎在所有的条件下都可以修建，且该工程在坝轴线的附近丘陵区与平原地带的土料储量很多，土质佳，可作筑坝之用，并且有丰富的质地好，开采容易的筑坝用的砂土和石料。故修建土石坝，其材料来源广泛，开挖量小，可减小工程投资，综合考虑地形，地质条件，建筑材料，施工条件，综合效益等因素，最终选择土石坝方案。 二、泄水建筑物型式的选择
溢洪道选择：根据当地地质条件，确定为开敞式溢洪道，开敞式溢洪道分为正槽式和侧槽式，正槽式溢洪道中，泻水槽与堰上水流方向一致，水流平顺，泄流能力大，结构简单，运行安全可靠，适用于各种水头和流量，且坝轴线下300m 处两岸河谷呈马鞍形，选该形式最合理。
放空隧的选择：洞水库放空隧洞其进口高程可以很低，因此除了担负泄洪任务，还可以承担灌溉放水，施工导流，排泄泥沙和防空水库等任务。所以本工程利用施工期的导流隧洞作为水库放空隧洞。 三、其它建筑物型式的选择
引水建筑物的型式：河道水量丰沛，水位较底，引水量较大，无坝取水不能满足要求，则选用有坝取水枢纽即溢流坝。
施工导流方式：选用导流隧洞，可以作为坝修建好之后的泄水隧洞，减小工
土壤类别
干容重rc （KN/m 3）
孔隙率 n （%） 内摩擦角Ф 渗透系数 K （cm/s ） 浮容重
γ′
砂土
16
40.6
30o
1×10-2
10.06
1
程量。
四、枢纽的组成建筑物及等级
建筑物名称 土石坝 溢洪道 放空隧洞 灌溉 电站厂房 筏道 级 别 2 3 3 3 2 3
挡水建筑物：土石坝布置在1#坝轴线上
泄水建筑物：溢洪道布置在左岸的垭口上，可减小工程的开挖量，并且与大坝离开，有利于大坝的安全。
电站厂房应该设在平坦的地方，引水隧洞布置在凸岸，可以缩短长度，减小工程量。所以电站厂房布置在凸岸，即河的右岸比较合理。
第三部分 土石坝的设计
一、土石坝坝型的选择
在坝址附近有丰富的饿土料，坝址上下游及两岸滩地又有大量的砂、石灰岩及砂岩，质地坚硬，储量丰富，可作为坝壳材料，从建筑材料上说，斜墙坝、心墙坝均可。
斜墙坝由于抗剪强度较低的防渗体位于上游面，故上游坝坡较缓，坝的工程量相对较大，并且斜墙对坝体的沉降变形比较敏感，与陡峻河岸的连接较困难，故不选择此方案。
心墙坝的防渗体位于坝体的中央，适应变形的条件好，粘土心墙所用的粘土量少，施工较方便。所以选择粘土心墙坝。 二、大坝断面尺寸及构造型式
1、坝坡：采用三级变坡，在变坡处设置马道，其宽度取2m 。 上游坝坡：1：3.0、1：3.25、1：3.5 下游坝坡：1：2.5、1：2.75、1：3.0
2、坝顶宽度：本坝无交通要求，坝高115.106649.10H m =?-?=-=顶底，在30m-60m ，所以坝顶宽度B =6~8
m 且无交通要求，取B =7m
对中低坝最小宽度B ＞5m ，取=7m 。 3、坝顶高程计算： 超高：A e h d
a ++=
a h —波浪在坝坡上的爬高 m
e —风浪引起的坝前水位壅高 m
1
A —安全加高 m
a h =0.45hlm -1
n
-0.6
3
1451116.0D V h = 2cos 2KV e gH
α
=
1h ：设计波高
m ：坝坡坡率取2.5
n ：坝坡护面糙率，选干砌石取0.0275
V ：
（多年平均）计算风速s m / D ：吹程Km
K ：综合摩擦系数 取3
106.3-? 3
H ：水库水域平均水深 m α：风向与坝轴线方向的夹角
g ：重力加速度 取s m /81.92 坝顶高程：
校
校设设d H d H +=?+=? 二者取大值
运用情况 静水位
（m ） a h （m ） e(m) A(m) 防浪墙高程(m) 坝顶高程（m ）
设计洪
水 113.3 1.40 0.0198 0.5 115.42
115.42
114.22
（取114.3） 校核洪
水
113.5 0.84 0.0089 1.0 115.14
＞校核洪水位113.5 满足要求。 4、坝体排水设备及尺寸拟定
常用坝体排水主要有以下几种形式：贴坡排水、棱体排水、褥垫排水。
贴坡排水不能降低浸润线，多用于浸润线很底和下游无水情况。
褥垫排水对地基不均匀沉降适应性较差，易断裂，且难以检修，不宜采用。 棱体排水可以降低浸润线，防止坝坡冻胀，保护下游坝脚不受尾水淘刷且有支持坝体，增加稳定的作用。坝址附近有丰富的石料可开采，其石料质地坚硬，可以利用，做堆石料棱体排水。棱体顶面的高程高出下游最高水位至少m 0.2~0.1，取1.7m ，下游最高水位为校核时的水位74.3m ，棱体顶面的高程为76.0m 。棱体内坡坡度取1：1.5，外坡取1：2.0，顶宽取2.0m 。
1
5、防渗体
本设计粘土允许坡降4][=J 。承受最大水头为47.9m ，墙厚T ≥
H /[J ]=11.98m ，心墙的顶宽取5m ＞3m 满足机械化施工的要求。上下游坡度均取1：0.2。墙顶高程为设计洪水位加0.3-0.6m 超高，取0.3m ，所以墙顶高程为113.4m 。 6、大坝基本剖面
三、渗流计算
心墙采用粘土料，渗透系数很小，因此计算时可以不考虑上游水头降落，下游坝壳的浸润线比较平缓，水头主要在心墙部位损失。
大坝剖面图
1:3.0
1:3.2
5
1:3.5
1:2
.5
1:2.7
5
1:3.0
1:2
.0
1:1
.52.0
2.0
2.0
2.0
浸润线
将心墙看成等厚的长方体 12()/215m δδδ=+= 143.5S m = s cm K /10121-?= s cm K /10162-?= s cm K /10143-?=
274.3668.3H m =-= 1113.36647.3H m =-= 4.0T m =
通过心墙段的单宽流量 δ2/])()[(22221T h T H K q +-+?=
通过心墙下游坝壳段的单宽流量T
S H h T K S H h K q 44.0)
(2)(232
2212+-+-?=
1
21q q = 得 h =2.96m ，
6
0.8310q -=?m 3/s,
浸润线方程为S x H h y /)(222
-= 即：12
(0.0014)y x =
心墙之后的坝壳防渗坡降及渗透性很小，发生破坏的可能不大。 四、稳定计算
无粘性土的坝坡常形成折线形的滑动面，在此只考虑上游水位在1/3坝高处上游坝坡的稳定。
0)tan()/1()cot()cot(/'221'1'321=-+----δφφθβφW W W W
)/(tan tan 11'1c K φφ-= )/(tan tan 21'2c K φφ-= )/(tan tan 31'3c K φφ-= 由图测的角度为 4.2β=；28θ=； 11=δ； '''12314.5φφφ=== 2.035 1.25c K => 12/ 1.12W W = 所以该假想滑动面是稳定的。
五、材料及细部构造
1、坝 顶
坝顶无公路要求，故路面采用黄泥浆砌石路面，为排除雨水，将扒顶向下游向下游倾斜（2%-3%）取i=2%。
2、护 坡
上游采用干砌石护坡，块径一般为30cm 以上。选双层，约厚为0.4-0.6m ，砌石下面设碎石垫层，其厚约为0.15-0.25m ，取0.25m 。护坡范围自坝顶起延至水库最低水位以下一定距离，一般为2.5m ，护坡的最低高程为105m ，下游护坡为碎石护坡厚25cm 。
3、坝的防渗体及排水设施
坝的防渗体为粘土心墙，心墙上下游设置反滤层，坝体排水为堆石棱体排水，在排水与坝体，坝基之间设置反滤层，下游马道在靠近坡处设置排水沟，并在坝坡设置横向排水沟以汇集雨水，岸坡与坡体交接处也设置排水沟，以汇集岸坡雨水，
1
防止雨水掏刷坝坡。
4、反滤层设计
（1）设计标准：被保护土相邻的第一层反滤料
D 15/d 85≤4-5 式中： D 15：反滤料的特征粒径，小于粒径土占总土重的15% D 15/d 15≥5 d 85，d 15：被保护土粒径，小于该粒径土分别占总土重的85%，15% （2）防渗体周边部位：
第一层d 50=0.5mm 厚20cm 第二层d 50=2.0mm 厚30cm
排水部位：
第一层d 50=30mm 厚20cm 第二层d 50=90mm 厚60cm 坝顶及
心墙反滤层，棱体排水及反滤层、岸坡排水、护坡详图见图纸。
2、 坝基处理
需将防渗体部位进行开挖，挖去覆盖层3m ，并下挖0.3m ，将防渗体坐落在岩基上形成截水墙，隔断渗流，岩面不平整或存在微小裂缝处，通过灌浆，喷水泥砂浆或浇筑混凝土进行处理。在基岩面建混凝土齿墙作用不明显，受力条件不好，易产生裂缝。在基岩内部防渗处理的主要设施是帷幕灌浆，用以提高其不透水性，强度，完整性，减小防渗坡降。
第四部分 溢洪道设计
一、 溢洪道的形式。
选在垭口处，见图示平面位置，并采用开敞式的正槽溢洪道。 二、堰面形式：
采用WES 型堰面形状
m m H H d 7.5~2.4)95.0~7.0(6%)95~%70(max =?== 取 4.5d H m =
1
三、溢洪道的水力计算 1、孔口尺寸设计 （1）、单宽流量的确定。
校核洪水高程 113.5m 堰顶高程 107.5m
m H 65.10750.1130=-=
230
2H g m q ε=
q ——单宽流量
根据堰顶形式可选 48.0=m 95.0=ε 则 327.9/q m s = 取 328/q m s =
s m Q /13403max = m q Q L 7.4430
1340
max ===
取孔口宽度为9m 4.5710
L
n =
= 则 5=n d n nb L )1(0-+=
b ——孔口宽度 d ——闸墩厚度（取2.0m ） 则 05934461L m =?+?+= 进
行验
算：
33322
max 2590.950.4829.8161443/Q nb g H m s Q ε==????=>溢
ε——闸墩侧收缩系数，取0.95 m ——流量系数，取0.48 g ——重力加速度，9.81s m /3
溢洪道在开挖的时候，为了增强防冲刷能力，需要设置衬砌，粗糙率取016.0=n 。 四、工程布置 1、进水渠 （1）、拟定引水渠的形式
引水渠采用梯形断面，低坡平坡，边坡采用1：1.5且流速小于s m /3渠底宽度大于堰宽，取1m ，渠底高程取87.5m 。
1
（2）、引水渠尺寸
校核水位 m H 50.113= s m Q /13403= vA Q = H mH B A )(+=
A ——为过水断面
B ——渠底宽度 假设s m v /2= 为了安全取 70B m =
进水渠与控制堰之间20m 为渐变段，采用弧线连接。 2、控制段
（1）拟定控制段的形式
为了控制泻流能力，设置弧形闸门，堰型选用WES 标准剖面堰，顶高程m 50.107，
96b h m m ?=? m m H H d 7.5~2.40.6)95.0~7.0()95.0~7.0(0=?== d H P 3.01≥ d H P 5.02≥ 取 120P m = 222P
m = 查表：467.0=m d H x )85.0~282.0(-= d H y )37.0~0(= 与泄槽底版相连采用反弧曲面，h R )6~3(=（其中h 为校核洪水位全开时的反弧最低点） 3、泄 槽
泄槽布置在基岩上，断面为挖方，为适应地形，泻槽分为收缩段、泻槽一段、泻槽二段，根据已建的工程拟定收缩段收缩角为12度。首端与控制堰同宽B=61m 。末端采用矩形。
4、出口消能
溢洪道出口段为冲沟，岩石质地较好，离大坝较远，采用挑流消能。水流冲刷不会危及大坝安全。 五、溢洪道的计算
泄槽水面线计算：对称布置由地质平面图可知堰顶到下游水面高程（74.3m ）处的水平距离是86m ，高差33.2m 。坡降i=33.2/86=0.386＞i K ，属急流，槽内形成b Ⅱ型降水曲线，属于明渠非均匀流的计算。 （1）、基本计算
采用各段试算的方法计算 （2）、基本计算公式
1
流段距离：
J
i g
v h g
v h l -+
-+
=
?-)
2cos ()2cos (2
11122
2221αθαθ
3
42
2R
v n J =
式中收缩断面处开始计算
)
cos (2101θφh H g q
h -=
h q v = h
L h
L R 200+=
（3）、用试算法进行求1h
'06H m = 222P m =
'
00
262228H H P m =+=+= 3max 134028/45
Q q m s b =
== 取几组1h 的值，进行试算，使得两公式算的1h 相等 95.0=φ cos 0.933θ=
1h 的值
2.0 1.7 1.4 1.35 1.34 )cos (210θφh H g -
21.51
21.63
21.75
21.77
21.77
1
)
cos (210θφh H g q
-
1.35 1.34 1.34 1.34 1.34
以34.11=h ，求两断面点的距离S ?
bh A = A Q V =
015.0=n 31623.0=i h b x 2+= x
A R = h
v v 平均 R R 平均 v 2/2g J △S ∑△S
1.34 21.79 2
2.21 1.28
1.26 24.20 0.07 6.90 6.90 1.29 2
2.64 1.24 26.11 1.24 2
3.55 2
4.04 1.19 1.17 28.26 0.09 9.29 16.19 1.19 24.54 1.15 30.69 1.14 2
5.61 2
6.20 1.10 1.08 33.44 0.12 13.31 29.50 1.09 26.79 1.05 36.58 1.04 28.08 28.79
1.01 0.98
40.18 0.16 21.12 50.62
0.99 29.49 0.96
44.34
（4）、堰的剖面的确定
10.500.50 4.5 2.25d R H m ==?= 20.200.20 4.50.9d R H m ==?= 30.040.04 4.50.18d R H m ==?= 10.175 4.50.788x m =-?=-
20.276 4.5 1.242x m =-?=- 30.282 4.5 1.269x m =-?=-
1
O 点下游的曲线方程 85
.1
)(5.0)(
d
d H x H y = 1.850.139y x =
)(m x
1 2 3 4 5 6 7 8 9
)(m y 0.139 0.502 1.063 1.810 2.734 3.831 5.095 6.523 8.112
坡度0.6a m =的下游直线段与曲线段相切点的坐标值，作一阶导数：
0.850.851.850.1390.258dx
x x dy
=?= 直线的坡度
11==a
m dy dx 故 1
0.85
1(
)9.00.60.258
x ==? 1.850.139(9)8.112y =?= 则C （9.0，8.112）。
1
反弧线圆心的确定：反弧半径d max (0.250.5)(H +Z )R = 式中：
上下游水位差：Z man =113.3-74.2=39m, (0.51)(4.539)(21.75
43.5)R m =+= 取R=22m 。
六、掺气水深 （1）、掺气发生的位置
按经验公式： 0.530.5314.714.72885.96k L q m ==?= q ——单宽流量
理论上是不需要考虑的，但是一般还是在4段末考虑掺气，从而减小影响。
从水面线上得到此点的流速28.4/v m s =，0.97h =，代入 h v
h a )100
1(ξ+=
h ——不计波动和掺气的水深
v ——不计波动和掺气的计算断面的平均流速
ξ——修正系数，一般为4.1~0.1
则 1.228.4
(1)0.97 1.3100
a h m ?=+
?= 边墙的超高一般为m 5.1~5.0，取0.6m 槽面到墙顶的垂直距离为1.30.72m += 七、消能防冲
用挑流进行消能 （1）、鼻坎形式：平顺连续式
（2）、为了减小冲坑深度，应该选取角度 30~20，则选用28 （3）、反弧半径：采用双圆弧，半径分别取为 118R m = 224R m = （4）、鼻坎高程：高于下游最高水位m 2~1， 取m S 2.1=? 则高程为m 50.75 （5）、冲刷深度t 0.50.250.50.251.528 2.03(74.366) 1.02t t kq z h m =-=??--= t ——冲刷坑深度 k ——抗冲系数，取1.5
q ——单宽流量 z ——上下游水位差 t h ——下游水深
八、溢洪道的其它构造设计
（1）、如果流速超过土壤或岩石的抗冲刷时的流速时，要用混凝土衬砌，厚度取0.5m
（2）、横纵向温度分缝距离10m
（3）、挑流消能的鼻坎用连接面版和齿墙两部分组成。
第五部分施工图纸
施工图见图纸。
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水工建筑物课程设计报告书
水工建筑物课程设计设计书 平山水利枢纽设计说明书 Ⅰ枢纽布置
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SDJ12-78《水利水电工程枢纽等级划分及设计标准（山区、丘陵区部分）》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20万亩，属Ⅲ等工程，工程规模为中型；根据电站装机容量9000千瓦即9MW，小于10MW，属Ⅴ等工程，工程规模为小（2）型；根据总库容为2.00亿m3，在10～1.0亿m3，属Ⅱ等工程，工程规模为大（2）型。 （2）水库枢纽等别：根据规规定，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，故本水库枢纽属于Ⅱ等工程，工程规模为大（2）型。 （3）水工建筑物的级别：根据水工建筑物级别的划分标准，Ⅱ等工程的主要建筑物为2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2级水工建筑物；次要建筑物筏道为3级水工建筑物。 二各组成建筑物的选择 1泄水建筑物的选择 土石坝最适合采用岸边溢洪道进行泄洪。在坝轴线下游300m处的两岸河谷呈马鞍型，右岸有垭口，布置正槽式溢洪道。采用正槽式溢洪道可以节省土石方开挖量，若布置在基岩上，可以节省混凝土衬砌工程量，并有利于工程安全。由于正槽式溢洪道全部是开敞的，正向进流，水流平顺，泄洪能力大，结构比较简单，运行安全可靠，便于施工，管理和维修。 2其它建筑物型式的选择 （1）灌溉引水建筑物 由于主要灌区位于河流右岸，但右岸坝区破碎深达60m的钻孔岩芯获得率仅为20%，岩石裂隙十分发育，可以考虑采用适当的地基处理，将溢洪道布置在右岸。 （2）水电站建筑物 由于土石坝不宜采用坝式和坝后式厂房，而宜采用岸边引水式厂房，采用单元供水式引水发电较为合理。 （3）过坝建筑物 根据枢纽任务，为满足航运及过木要求，需建竹木最大过坝能力为25t的干筏道。起运平台高程为115.00，平台尺寸为30×20m2,上游坡不陡于1：4，下游坡不陡于1：3。 （4）施工导流洞及水库放空洞 为便于检修大坝和其他建筑物，拟采用导流隧洞作为放空隧洞。洞底高程为70.00m，洞直径为3.50m. 施工导流洞及水库放空洞,均采用有压。 三枢纽总体布置方案的确定
(水工)钢筋混凝土考试复习重点
1.在普通钢筋混凝土结构中，采用高强度钢筋是否合理？为什么？ 不合理。。 2.试画出软钢和硬钢的应力应变曲线，说明其特征点，并说明设计时分别采用什么强度指 标作为他们的设计强度？ 软钢以屈服强度作为设计强度；硬钢以协定流限作为设计强度。 3.画出混凝土一次短期加载的受压应力应变曲线。标明几个特征点，并给出简要说明。 4.什么是混凝土的徐变？混凝土为什么会发生徐变？ 混凝土在何在长期作用下，应力没有变化而应变随着时间的增长的现象称为徐变。产生徐变的原因：a水泥凝胶体的粘性流动；b应力较大时混凝土内部微裂缝的发展 5.混凝土的徐变主要与哪些因素有关？如何减小混凝土的徐变？ 影响因素：a内在因素：水泥用量、水灰比、配合比、骨料性质等；b环境因素：养护时的温度湿度，使用时的环境条件；c应力因素：应力较小时徐变与应力成正比，称为线性徐变，应力较大时，徐变增加得更快，甚至不能稳定。 减小徐变：a减少水泥用量，降低水灰比，加强混凝土密实性，采用高强度骨料等；b 高温高湿养护；长期所受应力不应太大，最好小于0.5fc。 6．轴心受压构件中混凝土徐变将使钢筋应力及混凝土应力发生什么变化？ 假定轴心受压构件在承受何在初期的长度为l，如果构件内未配钢筋，即为素混凝土构件，由于混凝土徐变的影响，在持荷一定时间以后，构件的长度将缩短为l1.当构件内配有纵向受力钢筋是，钢筋对混凝土的徐变变形将起阻碍作用，因此，钢筋的压应力将增大，而混凝土的压应力则将减小，构件的长度为l2，且l1＜l2＜l 7.徐变对钢筋混凝土结构有什么有利和不利的影响？ 有利影响：徐变能缓和应力集中，减小支座内线引起的内力以及温度变化形成的温度应力。不利影响：加大结构变形；在预应力混凝土结构中，造成预应力的巨大损失。 8.钢筋混凝土板内，为何在垂直受力钢筋防向还要布置分布钢筋？分布钢筋如何具体选配？ 在板中，布置分布钢筋的作用是将板面荷载更均匀的传布给受力钢筋，同时在施工中用以固定受力钢筋，并起抵抗混凝土收缩和温度应力的作用。 9.正常配筋的钢筋混凝土梁从加载到破坏，正截面应力状态经历了哪几个阶段？每个阶段的主要特点是什么？与计算有何联系？ 10.有两根条件相同的钢筋混凝土梁，但正截面受拉区纵向受力钢筋的配筋量不同，一根梁配筋量大，另一根梁配筋量小，试问两根梁的正截面开裂弯矩Mcr与正截面极限弯矩Mu 的比值是否相同？如有不同，则哪根梁大，哪根小？ 对钢筋混凝土构件抵抗开裂能力而言，钢筋所起的作用很小，所以两根梁的正截面开裂弯矩大小差不多，与配筋量关系不大。而配筋量大的梁的正截面极限弯矩要大于配筋量小的梁。由此可见，比值是配筋量小的梁大。 11.试分析纵向钢筋配筋量对受弯构件正截面的承载力、抗裂性、裂缝宽度及挠度的影响？ 当受弯构件的截面尺寸和材料强度给定时，其正截面承载力几乎与配筋率成线性关系增长，直到配筋率很大，混凝土先被压坏（超筋破坏）时，配筋率才与承载力无关。 抗裂性主要与截面尺寸和混凝土的抗拉强度有关。配筋量的增加虽也可使折算截面面积A0稍有增加，但这是极其有限的。如果截面尺寸随着配筋率的提高而减小时，则配筋率越高，抗裂性就越低。 当截面尺寸给定后，构件的刚度也随着配筋量的增加而有一定程度的增加，但增加的速度比承载力增加的速度要缓慢得多。
《水工建筑物》课程标准
附件1 重庆交通职业学院 《水工建筑物》课程标准 1．范围 本标准适用于重庆交通职业学院水利水电工程技术专业。 学时范围：68 学时。 2．制定本标准的依据 2.1 教育部教高[2000]2号：《高等职业学校、高等专科学校和成人高等学校教学管理要点》。 2.2教育部教高［2006］16号：《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》。 2.3重庆交通职业学院各相关《专业人才培养计划》。 2.4 《中华人民共和国职业技能鉴定规范·各相关工种》。 3. 课程性质与作用 《水工建筑物》是水利水电工程技术专业核心课程，其基本任务是让学生初步掌握各种水工建筑物的设计理论和方法、运行管理及科学研究的基本知识，了解各种水工建筑物在水利枢纽中的相互关系及布置原则。其作用是：使学生运用所学知识解决实际工程问题的基本训练，能够绘制一般的水工建筑物的设计图纸，对水工建筑物的模型实验有所了解，并初步掌握某些水工建筑物的施工方法及工序安排。为今后从事大中型水利水电工程的施工、管理打下基础。同时，为学习后续专业知识和专业技能，打下坚实基础。 4．本课程与其它课程的关系 5. 课程总体设计思路 5.1课程设置依据
以工程项目中相关典型工程测量任务和职业能力分析为依据，确定课程目标，设计课程内容，以各阶段工作项目为线索构建各项任务，引领课程。 课程结构以各种工程的勘测设计、施工、竣工运营管理顺序为线索进行设计，包括角度、距离、高差等基本测量、点位放样方法步骤、高程放样方法步骤、工业与民用建筑施工测量、工程建筑物变形测量等项目。通过课堂实习，训练学生的实际动手能力。 5.2课程目标定位 该课程的教学目标是培养学生具备各种工程施工中平面点位测设和高程位置测定、测设的能力，能进行各种工程轴线(中线)测设、施工放样测量；具有各种工程项目的变形观测能力。即 （1）掌握各种工程施工放样的原理、方法； （2）掌握各种工程变形观测的原理、方法。 通过本课程的学习，能够正确应用工程测量理论、知识解决各种工程实际问题，熟练使用全站仪、水准仪等测量仪器、设备，形成实事求是、严谨、细致、真实、客观的良好素质，在此基础上形成以下职业能力。 （1）熟练操作各种仪器完成各种工程施工放样工作； （2）熟练操作各种仪器完成各种工程变形观测工作； 5.3课程内容选择原则 课程内容的选取，紧紧围绕完成工作项目的需要，突出我校交通特色，以工程施工测量基本测量工作为重点，充分考虑学生对理论知识的掌握和应用，融合相关“工程测量工”（包括中级工和高级工）职业资格证书、测绘技能大赛对知识、技能和态度的要求。 5.4课程项目设计（或学习情景设计等） 采用校企结合、工学结合的“项目引导、任务驱动”教学模式。每个任务的学习都以工程项目建设过程为载体，设计相应教学活动，以工作任务为中心整合理论与实践，实现教、学、做一体。 模拟工程现场任务完成情况，培养学生综合运用所学理论知识解决实际问题的能力和团队协作精神，体现“在做中学”的教学思路。 6.课程目标 6. 1知识目标
水工建筑物重力坝课程设计报告书
水工建筑物课程设计 ——重力坝 ：武亮 学号： 2011101812 班级： 11水利水电工程（本）04 指导老师：洁
目录 一、原始资料(数据) (2) 二、坝体剖面拟定 (3) 三、稳定分析 (5) 四、应力分析 (13) 五、溢流坝面设计 (15) 六、细部构造设计 (17) 七、地基处理设计 (19) 附录1：参考资料 (21) 附录2：坝体剖面图 (21)
一、原始资料(数据) 某枢纽以发电为主，兼顾防洪灌溉。水库建成后，还可以提高下游二个水电站的出力和发电量。该工程坝型为混凝土重力坝。 1、水库特征： 1.1、水库水位： ①正常蓄水位—349米 ②设计洪水位—349.9米 ③校核洪水位—350.4米 1.2、下泄流量及相应下游水位：①千年一遇洪水的下泄流量13770s m 3，相应下游水位271.90米；②五千年一遇洪水的下泄流量15110m 3，相应下游水位27 2.63米 1.3、库容：总库容为17.9亿立方米 考虑开挖后，坝基面高程269m 2、综合利用效益： 2.1、装机容量20万千瓦，年发电量7.4亿度。 2.2、防洪：可将千年一遇洪峰流量以18200s m 3削减至13770s m 3；可将五千年一遇洪峰流量从21200s m 3削减至15110m 3；可灌溉农田30万亩；此外还可改善航运条件，库区可从事养殖。 3、自然条件： 3.1、地形：坝址位于峡谷出口段，左岸地势较低，山坡较缓；右岸地势较高，山坡较陡。 3.2、地质：坝址出露岩层为志留系圣母山绿色含砾片岩。岩性坚硬完整，新鲜岩石饱和极限抗压强度在60-80Mpa 以上，坝上游坡角为绢云母绿泥石英片岩, 饱和极限抗压强度为30-40 Mpa 。 坝基坑剪断摩擦系数f 经野外试验及分析研究确定为1.0-1.1；坝基坑抗剪断凝聚力为0.6-0.8 Mpa 。 3.3、水文地质：坝址水文地质较简单。相对不透水层埋藏深度一般在35米以，
水工建筑物重点知识总结
水利专业《水工建筑物》复习资料 第一章绪论 1.水利工程的分类方法及其分类(重点) (1)按工程承担的任务分类:防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、供排水工程、港航工程、环境水利工程、综合利用水利工程 (2)按工程对水的作用分类:蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化及污水处理工程 2.水利枢纽的概念 由不同类型的水工建筑物组成的综合体。 3.水工建筑物的类别有哪些？ 按其作用分为以下几类： （1）挡水建筑物：坝、闸和堤防等 （2）泄水建筑物：坝身泄水孔、溢洪道、泄洪洞等 （3）输水建筑物：输水洞、引水涵管、渠道、渡槽 （4）取水建筑物：输水建筑物的首部建筑物：进水闸、泵站 （5）专门建筑物：电厂、船闸、升船机、鱼道、筏道 （6）整治建筑物：用来整治河道、改善河道的水流条件，如丁坝、顺坝、导流堤、护岸等。*注意：有时分类不十分严格，闸可取水也可挡水；渠道可取水也可输水；溢流坝可挡水也可泄水…… 4.水利工程的特点（了解） （1）工作条件复杂，考虑因素多；（2）受自然条件制约，施工难度大；（3）效益大，对环境的影响也大；（4）失事后后果严重；（5）工程量大，投资巨大，工期长
第二章水工建筑物设计综述 1.水电工程和水工建筑物如何分等分级？依据是什么？(重点) （1）水利工程(水利枢纽)的分等 水利工程分等工程失常影响效益，工程失事造成灾难 工程规模有大小，安全程度有高低 分等依据：工程规模、效益、重要性级别：五等 （2）水工建筑物的分级 永久性主要建筑物：大坝、厂房、泄洪闸… 水工建筑物永久性次要建筑物：挡墙、导墙、护岸… 临时建筑物：施工围堰、导流建筑物… 分级依据：工程等别、作用、重要性级别：五级 2.永久性建筑物、临时性建筑物(重点) 永久性建筑物是指工程运行期间使用的建筑物。 临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物。 3.表达水工建筑物安全储备的方法(重点) （1）单一安全系数法（2）分项系数极限状态设计法 4.极限状态的类型(重点) （1）承载能力极限状态 当出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：①刚体失去平衡；②材料强度不足而破坏；③结构失稳；④结构转变为机动体系；⑤结构体产生渗透失稳等现象； （2）正常使用极限状态 定义：当结构或构件影响正常使用或达到耐久性的极限值时，认为达到了正常使用极限状态。
港口海岸水工建筑物课程教学大纲
港口海岸水工建筑物课程教学大纲 课程代码：74120110 课程中文名称：港口海岸水工建筑物 课程英文名称：Harbor Coastal and Hydraulic Engineering Construction 学分：2.5 周学时：2.0-1.0 面向对象： 预修要求：理论力学、材料力学、结构力学、土力学、钢筋混凝土结构基本原理、工程地质与水文地质、工程水文学、海岸动力学等 一、课程介绍 （一）中文简介 《港口海岸水工建筑物》课程是港口、航道与海岸工程专业的一门主要专业课，课程主要讲授港口水工建筑物设计计算的基本理论和构造知识。通过本课程的学习，需要掌握港口水工建筑物上的作用及其组合，掌握港口水工建筑物上各种荷载的计算方法，掌握重力式码头、板桩码头、高桩码头、修造船水工建筑物、防波堤设计计算的基本原理、内容、方法、步骤和构造知识，掌握码头设备的性能、作用、设备选型及设备的布置方式，掌握直立式、斜坡式防波堤结构型式及计算方法，掌握防波堤新的结构型式及计算方法。为将来从事港口工程的设计、施工、科研和管理等工作奠定基础。 （二）英文简介 The course “Harbor Coastal and Hydraulic Engineering Construction”is one of the most important basic undergraduate courses in Harbor, Coastal and Offshore Engineering. The course mainly introduces the calculation principle of the different structure design in coastal and offshore engineering. After taking this course, the basic theoretical principles and method for the design and plan of different ports and breakwaters will be well understood. The student will be capable of design the structures after several structure designs will be performed using the above methods during the course. 二、教学目标 (一)学习目标 了解各种型式码头结构构造、受力特点、适用条件以及国内外新型码头结构的发展情况，
水工建筑物课程设计
前进闸设计计算说明书 学号: 1100301041 专业: 水利水电工程 姓名: 黄文浩 指导教师: 潘起来 2014年12 月15日
目录 第一章设计资料和枢纽设计 (4) 1.设计资料 (4) 2.枢纽设计 (5) 第二章闸孔设计 (6) 1.确定闸室结构型式 (6) 2.选择堰型 (6) 3.确定堰顶高程及孔口尺寸 (6) 第三章消能防冲设计 (10) 1.消力池设计 (10) 2.海漫的设计 (12) 3. 防冲槽的设计 (13) 第四章地下轮廓设计 (13) 1.地下轮廓布置形式 (13) 2. 闸底板设计 (14) 3.铺盖设计 (14) 4. 侧向防渗 (15) 5. 排水、止水设计 (15) 第五章渗流计算 (16) 1.闸底板渗透压力计算 (17) 2. 闸基渗透变形验算 (21)
第六章闸室结构布置 (21) 1. 闸室的底板 (21) 2. 闸墩的尺寸 (21) 3. 胸墙结构布置 (21) 4. 闸门和闸墩的布置 (22) 5. 工作桥和交通桥及检修便桥 (22) 6. 闸室分缝布置 (23) 第七章闸室稳定计算 (24) 1.闸室抗滑稳定计算 (24) 2. 闸基应力计算 (27) 参考文献 (28)
第一章设计资料和枢纽设计 1、设计资料 1.1工程概况 前进闸建在前进镇以北的团结渠上，是一个节制闸。本工程等别为Ⅲ等，水闸按3级建筑物设计。该闸有如下的作用： （1）防洪。当胜利河水位较高时，关闸挡水，以防止胜利河的高水入侵团结渠下游两岸的底田，保护下游的农田和村镇。 （2）灌溉。灌溉期引胜利河水北调，以灌溉团结渠两岸的农田。 （3）引水冲淤。在枯水季节，引水北上至下游红星港，以冲淤保港。 1.2 规划数据 （1）团结渠为人工渠，其断面尺寸如图1所示。渠底高程为2194.5m，底宽50m，两岸边坡均为1：2 。（比例1：100） 图1 团结渠横断面图（单位：m） （2）灌溉期前进闸自流引胜利河水灌溉，引水流量为300s m/3。此时相应水位为：闸上游水位2201.83m，闸下游水位2201.78m；冬春枯水季节，由前进闸 m/3，此时相应水位为：闸上游水位自流引水至下游红星港，引水流量为100s 2201.44m，闸下游水位2201.38m。 （3）闸室稳定计算水位组合：设计情况，上游水位2204.3m，下游水位2201.0m；校核情况，上游水位2204.7m,下游水位2201.0m。消能防冲不利情况是：上游 m/3。 水位2204.7m,下游水位2201.78m，引水流量是300s
港口水工建筑物知识点总结
绪论 1、港口水工建筑物包括码头、防波堤、护岸、船台、滑道和船坞等。 2、码头是供船舶停靠、装卸货物和上下旅客的水工建筑物，它是港口的主要组成部分。 3、防波堤是防御波浪对港口水域的侵袭，保证港口水域有平稳的水面，是船舶在港口安全停泊和进行装卸作业。 4、护岸的作用是使港口或水域的岸边在波浪、冰、流的作用下不受破坏，从而保证护岸上的建筑物、设备和农田等。 5、船台、滑道和船坞是修造船水工建筑物，供船舶下水、上墩和修造之用。 6、港口水工建筑物的共同特点是承受的作用复杂（包括波浪、潮汐、海流、冰凌、风、地震等自然力和使用、施工荷载），施工条件多变，建设周期长，投资较大。 7、我国沿海主要港口在大型化、机械化和专业化方面步入了世界水平。 一．码头概论 8、按平面布置，码头分为顺岸式、突堤式、墩式等。 9、顺岸式根据码头与岸的连接方式分为满堂式和引桥式。 10、突堤式又分为窄突堤式码头和宽突堤式码头。 11、墩式码头由靠船墩、系船墩、工作平台、引桥、人行桥组成。 12、按断面形式，码头分为直立式、斜坡式、半直立式、半斜坡式、多级式等。 13、按结构形式，码头分为重力式码头、板桩码头、高桩码头、混合式码头。 14、重力式码头、板桩码头和具有前板桩的高桩码头，码头前沿有连续的挡土结构，故又称为实体式码头。 15、按用途，码头分为货运码头、客运码头、工作船码头、渔码头、军用码头、修船码头等。 16、货运码头按不同的货种和包装方式，分为杂货码头、煤码头、油码头、集装箱码头等。 17、码头有主体结构和码头附属设施两部分组成。主体结构又包括上部结构、下部结构和基础。 18上部结构的作用是：a将下部结构的构件连成整体；b直接承受船舶荷载和地面使用荷载，并将这些荷载传给下部结构；c作为设置防冲设施、系船设施、工艺设施和安全设施的基础。 19、下部结构和基础的作用是：a支承上部结构，形成直立岸壁；b将作用在上部结构和本身上的荷载传给地基。 20、施加在结构上的集中力和分布力，以及引起结构外加变形和约束变形的原因，总称为结构上的作用，分为直接作用和间接作用。 21、码头结构上的作用可按时间的变异、空间位置的变化和结构的反应进行分类，分类的目的主要是作用效应组合的需要。 22、按时间的变异可将作用分为永久作用、可变作用、偶然作用。 23、按空间位置的变化将作用分为固定作用和自由作用。 24、按结构的反应将作用分为静态作用和动态作用。 25、对于承载能力极限状态可分为持久组合、短暂组合、偶然组合。持久组合是永久作用和持续时间较长的可变作用组成的作用效应组合，短暂组合是包括持续时间较短的可变作用所组成的作用效应组合，偶然组合是包含偶然作用所组成的作用效应组合。 26、对于正常使用极限状态，分为持久状况和短暂状况，持久状况分为短期效应（频遇）组合和长期效应（准永久）组合。 27、作用的代表值分为标准值、频遇值、准永久值。 28、码头地面使用荷载包括：堆货荷载、流动起重运输机械荷载、铁路荷载、汽车荷载、人群荷载等。
水工建筑物教学大纲
《水工建筑物》教学大纲 第一部分大纲说明 一、课程性质、目的与任务 水工建筑物课程是中央广播电视大学水利水电工程与管理专业的专业必修课程。通过本课程的学习，使学生掌握各种常见水工建筑物的型式及设计基本理论和方法，各种常见水工建筑物在各种水利枢纽中的布置原则，以及运行管理技术。通过本课程的学习，使学生能够运用所学知识解决基层水利单位的工程实际问题，配合其它有关课程的学习，为今后从事水利水电工程施工、运行、管理和维修等工作打下基础。 二、与其它课程的联系 学习本课程应具备数学、工程力学、工程制图、水力学、工程地质与土力学、建筑材料、水资源管理等基础课和专业基础课的基本知识。 本课的后续课程：水利工程施工、水利工程管理等。 三、课程的特点 本门课是一门理论性与实践性都较强的综合性专业课，涉及的知识面广。在学习过程中，要综合运用基础理论，通过课程实训等环节，锻炼培养解决实际问题的能力。水工建筑物种类繁多，型式多种多样，在学习过程中，只能重点学习几种典型建筑物，了解其一般规律。 四、教学总体要求 根据本课程的特点，学生学完本课以后，应达到下列基本要求。 １、对重力坝、拱坝、土石坝、水闸及河岸泄水建筑物（其中包括溢洪道和泄水隧洞）的工作原理及工作条件，有较深的理解；对其它水工建筑物的基本型式和工作原理有一般的了解。 ２、懂得从安全、经济、适用的原则出发，根据任务和具体条件选择水工建筑物的型式、确定其基本尺寸，初步掌握其设计方法和步骤。 ３、能根据水工建筑物的工作原理和特点，设计其主要细部构造。 4、了解水利枢纽中各种水工建筑物的布置原则，以及具体的地形、地质、水文、施工、运用等条件对水工建筑物的影响。 五、课程教学要求的层次
《水工建筑物课程设计》-混凝土重力坝设计
《水工建筑物课程设计》 题目：混凝土重力坝设计 学习中心：江苏扬州市邗江区教师进修学校奥鹏学 习中心[11]VIP
1 项目基本资料 1.1 气候特征 根据当地气象局50年统计资料，多年平均最大风速14 m/s，重现期为50年的年最大风速23m/s，吹程：设计洪水位 2.6 km，校核洪水位3.0 km 。 最大冻土深度为1.25m。 河流结冰期平均为150天左右，最大冰厚1.05m。 1.2 工程地质与水文地质 1.2.1坝址地形地质条件 （1）左岸：覆盖层2～3m，全风化带厚3～5m，强风化加弱风化带厚3m，微风化厚4m。 （2）河床：岩面较平整。冲积沙砾层厚约0～1.5m，弱风化层厚1m左右，微风化层厚3～6m。坝址处河床岩面高程约在38m左右，整个河床皆为微、弱风化的花岗岩组成，致密坚硬，强度高，抗冲能力强。 （3）右岸：覆盖层3～5m，全风化带厚5~7m，强风化带厚1～3m，弱风化带厚1～3m，微风化厚1～4m。 1.2.2天然建筑材料 粘土料、砂石料和石料在坝址上下游2~3km均可开采，储量足，质量好。粘土料各项指标均满足土坝防渗体土料质量技术要求。砂石料满足砼重力坝要求。 1.2.3水库水位及规模 ①死水位：初步确定死库容0.30亿m3，死水位51m。 ②正常蓄水位：80.0m。 注：本次课程设计的荷载作用只需考虑坝体自重、静水压力、浪压力以及扬压力。 表一 本设计仅分析基本组合(2)及特殊组合(1)两种情况： 基本组合(2)为设计洪水位情况，其荷载组合为：自重+静水压力+扬压力+泥沙
压力+浪压力。 特殊组合(1)为校核洪水位情况，其荷载组合为：自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。 1.3大坝设计概况 1.3.1工程等级 本水库死库容0.3亿m3，最大库容未知，估算约为5亿m3左右。根据现行《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180-2003），按水库总库容确定本工程等别为Ⅱ等，工程规模为大（2）型水库。枢纽主要建筑物挡水、泄水、引水系统进水口建筑物为2级建筑物，施工导流建筑物为3级建筑物。 1.3.2坝型确定 坝型选择与地形、地质、建筑材料和施工条件等因素有关。确定本水库大坝为混凝土重力坝。 1.3.3基本剖面的拟定 重力坝承受的主要荷载是水压和自重，控制剖面尺寸的主要指标是稳定和强度要求。由于作用于上游面的水压力呈三角形分部，所以重力坝的基本剖面是三角形，根据提供的资料，确定坝底宽度为43.29m（约为坝高的0.8倍），下游边坡m=0.8，上游面为铅直。
水工建筑物及水电站重点整理
水工建筑物及水电站重点整理 2．挡水建筑物是指用以拦截江河，形成水库或壅高水位，如各种坝和水闸；以及为抗御洪水或挡潮，沿江河海岸修建的堤防、海塘等。3．水利技术工作的有以下六项任务：①勘测②规划③工程设计④工程施工⑤工程管理⑥科技开发。 4．设计水利工程与设计机械工程、电气工程相似，都是一个人工系统工程，但也有自身的特点，主要有：个性突出；工程规模一般较大，风险也大；重视规程、规范的指导作用；在施工过程中，不可能以避让的方式摆脱外界的影响。 5、碾压砼重力坝是将土石坝施工中的碾压技术应用于砼坝，采用自卸汽车或皮带输送机将超干硬性砼运到仓面，以推土机平仓，振动碾压实的筑坝新方法。 ?6、重力坝的工作原理是主要依靠坝体自重，在坝体和地基的接触面上产生抗滑力来抵抗库水的推力，以达到稳定的要求。?7、拱坝对坝址地质条件的要求比重力坝和土石坝高，河谷两岸的基岩必须能承受由拱端传来的推力，要在任何情况下都能保持稳定，不致危害坝体安全。 ?8、适宜于修建拱坝的理想地形应是左右两岸对称，岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩的峡谷段；坝端下游侧要有足够的岩体支承，以保证坝体的应力满足要求稳定。?9、防渗体的作用是：控制坝体内浸润线的位置，并保证渗流稳定。
? 10、排水体的作用是：降低浸润线和孔隙压力，改变渗流方向，防止渗流出逸处产生渗透变形，保护坝坡土不产生冻胀破坏。? 11、辅助消能工的作用是使水流受阻，在墩后形成涡流，加强水跃中的紊流扩散，从而达到，稳定水跃；减小消力池深，缩短池长。 ? 12、海漫的作用是防冲加固，使水流均匀扩散，调整流速分布。 ? 13、侧槽溢洪道一般由溢流堰、侧槽、泄水道和出口消能段等部分组成。溢流堰大致沿河岸等高线布置，水流经过溢流堰泄入与堰大致平行的侧槽后，在槽内转向约90，经泄槽或泄水隧洞流入下游。? 15、水闸是一种低水头的水工建筑物，它具有挡水和泄水双的作用；开启闸门，可以泄洪、排涝、冲沙或根据下游用水需要调节流量；关闭闸门，可以拦洪、挡潮、抬高水位以满足上游引水和通航的需要。? 17、洞室开挖前，岩体处于天然产状所具有的内应力叫做岩体的初始应力，或称为天然岩体内应力，在地质学领域中，通常叫地应力。?
《水工建筑物》教学大纲
《水工建筑物》教学大纲 一、课程编号: 0201085 二、课程名称:水工建筑物 （Hydraulic Structure） 三、学分/学时： 4.0/（课内64学时，课外64学时） 四、教学对象:水利水电工程专业本科生 五、先修课程:理论力学、材料力学、结构力学、土力学、水力学、钢筋混凝土、建筑材 料、工程地质等 六、课程属性：专业必修课 七、开课单位：水利水电工程学院水电系 八、使用教材：《水工建筑物》沈长松王世夏林益才刘晓青编著中国水利水电出版社2008.01 九、教学目标： 水工建筑物是水利水电工程专业的一门重要的专业课，本课程的主要任务是使学生掌握各种水工建筑物的基本原理、设计方法用主要构造等。培养学生掌握专业知识的能力、分析和解决实际工程问题的能力。 十、课程要求： 水工建筑物是水利水电工程专业的一门重要的专业课，要求学生熟练掌握各种水工建筑物的工作原理、设计方法和步骤，具体包括剖面设计、应力分析、稳定分析、地基处理、些水建筑物的水利设计、消能防冲设计等，要求学生掌握和了解输水建筑物的选型、组成和布置、水利枢纽布置等，为使学生更好地掌握本课程的知识要点，配置如下实践性环节： 1、作业4-5次； 2、进行一次期中测验； 3、课内随堂小作业3-4次； 4、课程设计1次（具体内容要求单列）。 十一、教学内容基本要求： 第一章绪论（4学时） ?知识要点：水资源、水利枢纽、水工建筑物、水利枢纽对环境的影响、水利水电工程的建设程 序、水工建筑物的设计方法等。 ?重点难点：水工建筑物的设计方法及研究途径。
?教学方法：课堂讲授，利用大量工程图片介绍我国水利建设成就。 第二章岩基上的重力坝（16学时） ?知识要点：重力坝的工作原理和特点、重力坝的稳定分析、重力坝的应力分析、非溢流重力坝 的剖面设计、溢流重力坝和坝身泄水孔、重力坝的材料与构造、重力坝的基础处理、宽缝重力坝与空腹重力坝及碾压混凝土重力坝等。 ?重点难点：安全系数法、极限状态法、增稳措施、材料力学法、垂直正应力呈线性分布、坝顶 溢流、大孔口、坝身泄水孔、四种消能方式、横缝、止水、纵缝、帷幕灌浆等。 ?教学方法：讲授、自学、讨论相结合。 第三章拱坝（10学时） ?知识要点：拱坝的工作原理和特点、拱坝布置、拱坝应力分析、拱座稳定分析、拱坝的构造及 地基处理等。 ?重点难点：拱梁交点变位一致、拱梁应力自行调整、应力分析方法、温度对稳定应力的影响等。 ?教学方法：讲授、自学、讨论相结合。 第四章支墩坝（2学时） ?知识要点：支墩坝的工作原理和特点、平板坝、连拱坝、大头坝及支墩坝坝身过水设施等。 ?重点难点：结构计算分析。 ?教学方法：课堂讲授。 第五章土石坝（10学时） ?知识要点：土石坝的特点、土石坝的剖面和基本构造、土石坝的筑坝材料、土石坝的渗流分析、 土石坝的稳定分析、土石坝应力应变分析、土石坝的裂缝及其控制、土石坝的地基处理、混凝土面板堆石坝等。 ?重点难点：土石坝的类型、坝顶不能过水、坝身不宜埋管、渗流分析的水力学方法、坝坡失稳 的几种破坏型式及相应的稳定分析方法、排水设备的型式及对浸润线和坝坡稳定的影响、渗流破坏的类型及发生部位、防止渗透破坏的措施、地基处理措施。 ?教学方法：讲授、自学、讨论相结合。 第六章河岸溢洪道（4学时） ?知识要点：正槽溢洪道、侧槽溢洪道及其它形式的溢洪道。 ?重点难点：收缩段、弯曲段设计。 ?教学方法：课堂讲授、自学。 第七章水工隧洞（4学时）
水工建筑物
《水工建筑物》课程设计 土石坝设计指导书 一、目的 通过这次设计，综合运用工程制图、工程地质、水力学、土力学等课程知识，进一步掌握〈〈水工建筑物〉〉课程中“土石坝”的总体布置、土料设计、剖面拟定、渗流及坝坡稳定计算等内容。 二、资料及工程任务 工程设计资料包括地形、地质资料，水文、水利计算资料、筑坝材料资料等。 三、设计要求和设计步骤 1、考虑泄洪和输水要求进行总体枢纽布置，其建筑物包括土石坝、溢洪道、输 水洞等。 2、综合分析比较确定土石坝坝型。 3、根据提供的料场资料，确定防渗料及坝壳堆石料填筑标准。防渗粘土料按压 实度98%控制，堆石料按孔隙率20%~28%控制。 4、利用已给的水库特征水位，考虑风浪及安全加高因素，按正常运行和非常运 行情况中的最大值确定坝顶或防浪墙顶高程。地震作用引起的沉降和涌浪综合考虑可取2.0m。 5、按使用要求及工程经验确定坝顶宽度、上下游坝坡坡比，初步拟定大坝剖面 尺寸。 6、选择最大横剖面进行渗流计算，确定单宽渗流量并绘制浸润线，同时进行渗 透稳定性校核。这部分可只进行正常蓄水位稳定渗流计算。 7、以渗流计算剖面和相应工况为基准，进行下游坝坡稳定校核。计算采用计及 条块间作用力的简化毕肖普法，抗剪强度指标按表4-8选用。注意为计算简便，堆石料强度指标不需按非线性强度包线修正；下游可按无水情况考虑。 8、进行细部构造设计：坝顶、护坡、反滤过渡层。 9、坝基防渗处理，帷幕灌浆深度及灌浆孔距、排距确定。 10、由于设计时间有限，初拟尺寸无论合适与否，均不需再做调整。但要对结果 加以评述。
四、设计成果 需提交的最终设计成果包括： ●平面布置A1图； ●坝纵横剖面图，包括帷幕灌浆深度、标准横剖面、坝顶及护坡大样A1图； ●设计计算说明书； 图纸用AutoCAD绘制或手绘均可。 五、进度计划 本课程设计为2周，全天设计，具体安排： ●第1~3天熟悉资料、枢纽布置、建筑物级别，坝顶高程及初始剖面确定； ●第4~5天渗流分析计算； ●第6~8天坝坡稳定计算； ●第9天坝基防渗及坝体细剖设计。 ●第10~12天绘图 ●第13~14天整理设计计算说明书 六、参考资料 [1] 中华人民共和国水利部. 碾压式土石坝设计规范SL274-2001. 北京：中国水 利水电出版社，2002. [2] 中华人民共和国建设部. 土工试验方法标准GB/T50123-1999. 北京：中国计 划出版社，1999. [3] 顾慰慈. 土石（堤）坝的设计与计算. 北京：中国建筑工业出版社，2006. [4] 华东水利学院. 水工设计手册·第四卷·土石坝. 北京：水利电力出版社， 1984.
水工建筑物 知识点汇总
水利水电工程建筑物授课教案 章节名称第四章水闸教学日期第二学期 授课教师姓名职称授课时数 22 本章的教学目的与要求 掌握水闸的类型、工作特点、组成及各组成部分的作用；掌握水闸孔口设 计的影响因素分析和计算方法；掌握消能防冲设计中水闸下游不利水流流态及 相应的防止措施；掌握防渗排水设计中水闸地下轮廓线长度拟定、布置、渗流 计算方法和防渗排水措施；水闸的布置与构造；在闸室稳定应力分析中，重点 从荷载计算、稳定应力分析方法等方面比较与重力坝的异同。了解水闸布置与 构造、闸室结构计算内容及方法等方面的内容。 授课主要内容及学时分配 掌握水闸的类型、工作特点、组成及各组成部分的作用（2学时）；掌握 水闸孔口设计的影响因素分析和计算方法（4学时）；掌握消能防冲设计中水 闸下游不利水流流态及相应的防止措施（4学时）；掌握防渗排水设计中水闸 地下轮廓线长度拟定、布置、渗流计算方法和防渗排水措施（6学时）；水闸 的布置与构造（2学时）；在闸室稳定应力分析中，重点从荷载计算、稳定应 力分析方法等方面比较与重力坝的异同（2学时）。了解水闸布置与构造、闸 室结构计算内容及方法等方面的内容（2学时）。 重点和难点 水闸的类型、工作特点、组成及各组成部分的作用，水闸孔口设计的水闸 孔口设计，如何不知谁炸的消能防冲设计，水闸的渗流计算，水闸的整体布 置。
思考题和作业 1．水闸按其承担的任务和结构形式分为哪些类型？水闸的工作特点如何？ 2．水闸的组成部分及各组成部分的作用是什么？ 3．水闸孔口设计的影响因素有哪些？如何确定？ 4．水闸下游不利水流流态及相应的防止措施是什么？ 5．何谓水闸地下轮廓线？其长度如何拟定？布置方式有哪些？ 6．试述用“改进阻力系数法”计算闸底板下渗压力和渗透坡降的方法步骤。 7．试述水闸荷载计算和稳定应力分析方法与重力坝有何异同？ 8．试述闸门、启闭机的分类与选型方法如何? 9．水闸两岸连接建筑物的型式有哪些? 如何选用？ 10．闸室结构计算的内容有哪些? 试述有限深的“弹性地基梁法”的计算步骤？
环境水利学课程教学大纲
环境水利学课程教学大纲 第一部分大纲说明 一、课程的性质、目的与任务 《环境水利学》是中央广播电视大学工学科水利水电工程专业的一门专业必修课。通过本课程的学习，使学生了解环境水利的发展过程，认识水环境干扰与变化的规律，掌握水环境保护与修复的基本知识和技术、水利水电工程的环境影响及其评价方法，了解水利水电工程的环境管理。课程主要包括：环境水利基础知识；水体污染与水体自净；水利工程的环境影响；水环境的修复与管理；水质模型与水环境容量；水利工程的环境影响评价；了解水利工程的环境管理等内容。为从事与环境有关的专业技术工作打下基础。 二、与其它课程的联系 学习本课程应具有水力学、水资源管理、水工建筑物的基础知识。 三、课程特点 本课程是理论性和实践性较强的课程。水环境问题的内容和影响非常广泛，对水利工程涉及的环境问题自上个世纪60、70年代，才逐渐受到人们的重视。环境水利学是研究水利工程对环境的影响以及变化的环境给水利科学提出新问题的学问。对环境水利的问题和规律的认识是建立在大量惨痛教训、历史经验与实验研究基础上的，而且随着人类社会对环境问题的日益重视，研究环境水利的方法、解决水环境问题的技术措施也不断提高。因此学习本课程在掌握水环境问题的基本概念、基本规律的同时，要注意理论的发展以及理论与实践的紧密结合。 四、课程教学要求的层次 本课程教学按以下3个层次进行要求： 1. 了解：要求对有关教学内容有一般的了解。 2. 理解：要求理解有关内容的基本概念、基本理论、基本方法，并能在理解的基础上对相关问题进行分析和判断，得出正确结论。 3. 掌握：对于今后实际工作中需要应用的重要内容，要求熟练掌握。这些内容，不仅要深入理解，还能够应用所学的知识进而解决实际工程问题。 五、教学总体要求 根据课程的特点，对学习本课程提出如下要求：
水工建筑物土石坝课程设计
《水工建筑物课程设计》 课题名称：土石坝设计 专业班级：水工(本科) 13-3 姓名：袁明炜 编写日期： 2016年7月1日 水利与环境学院
摘要 适当修建大坝可以实现一个流域地区发电、防洪、灌溉的综合效益。通过对地形地质、水文资料、气候特征的分析，结合当地的建筑材料，设计适合的枢纽工程来帮助流域地区实现很好的经济效益。根据防洪要求，对水库进行洪水调节计算，确定坝顶高程及泄洪建筑物尺寸；通过分析，对可能的方案进行比较，确定枢纽组成建筑物的形式、轮廓尺寸及水利枢纽布置方案；详细作出大坝设计，通过比较，确定坝的基本剖面与轮廓尺寸，拟定地基处理方案与坝身构造，进行水力、静力计算；对泄水建筑物进行设计，选择建筑物的形式、轮廓尺寸，确定布置方案。水库配合下游河道整治等措施，可以很大程度的减轻洪水对下游城镇、厂矿、农村、公路、铁路以及旅游景点的威胁；可为发展养殖创造有利条件。
目录 第1章基本资料 (1) 1.1工程概况 (1) 1.2水文与水利规划 (1) 1．气象 (1) 2．水利计算 (1) 1.3地形地质条件 (1) 1.库区工程地质条件 (2) 2.坝址区工程地质条件 (3) 1.4建筑材料及筑坝材料技术指标的选定 (4) 3．当地建筑材料 (6) 2 枢纽布置 (8) 2.1坝轴线选择 (8) 2.2工程等级及建筑物级别 (9) 2.3枢纽布置 (10) 2.3.1 导流泄洪洞 (11) 2.3.2 溢洪道 (11) 2.3.3灌溉发电洞及枢纽电站 (11) 3.1坝型确定 (12) 第3章坝工设计 (14) 3.1土石坝断面设计 (14)
3.1.1坝顶高程 (14) 3.1.2坝顶宽度 (16) 3.1.3上下游边坡 (16) 3.1.4 坝底宽度 (17) 3.2防渗体设计 (17) 3.2.1.坝体的防渗 (17) 3.2.2防渗体的土料要求 (18) 第4章坝体渗流计算 (19) 4.1设计说明 (19) 4.1.1土石坝渗流分析的任务 (19) 4.1.2渗流分析的工况 (19) 4.1.3渗流分析的方法 (19) 4.2渗流计算 (20) 4.2.1基本假定 (20) 4.2.2计算公式 (20) 4.2.3三种工况计算 (21) 4.2.4渗流校核 (23) 4.2.5浸润线计算 (24) 4.2.6理正软件校核 (27) 第5章土石坝坝坡稳定分析及计算 (30) 5.1坝体荷载 (30) 5.1.1渗流力 (30) 5.1.2孔隙压力 (30)
水利机械考试复习要点
填空题： 1水利机械的分类：（按能量转换方式） （1）水力原动机：如水轮机。（2）水力工作机如：水泵。（3）可逆式水利机械：（水泵水能机）即可作水能机又可作水泵工作,用于二机组式抽水蓄能电站。（4）水力传送装置：如水轮泵的齿轮，叶片的转动。（5）水力推进器：如船舶螺旋桨。 2水轮机的特征水头1最大工作水头2最小工作水头3设计水头(计算水头)Hr4加权平均水头。 3反击式水轮机类型：按转轮区水流相对于主轴方向不同可分为混流式(水轮机水流径向流入、轴向流出转轮；适用水头范围为30-700m。)轴流式(水流轴向流入流出转轮；根据浆叶是否可以转动可分为转桨式（工作水头3—80米）和定桨式（工作水头3—50米）两种。)、斜流式(斜流式水轮机水流斜向进入斜向流出转轮；适用水头范围一般为4-120m。)和贯流式。 4冲击式水轮机的类型：水斗式，斜击式，双击式。 5汽蚀的破坏作用：机械破坏，化学反应破坏，电解作用破坏。 6水轮机模型与原型之间主要是考虑的水流运动之间的相似，包括几何相似、运动相似和动力相似。 7水轮机的损失：水力沿程损失，漏水容积损失和机械摩擦损失。 8几何形状相似包括：(1) 过流通道的所有对应角相等；(2) 所有对应尺寸成比例；（3）相对糙度相同。 9混凝土蜗壳：断面呈梯形，特别适用于低H大Q的ZL水轮机。 1、Hmax≦40m，为节省钢材，蜗壳用钢筋混凝土浇筑，简称砼蜗壳。 2、当Hmax>40m，蜗壳内壁可用钢板衬砌，作为防渗与磨损的保护层，厚10-16mm。金属蜗壳：适用于Hmax>40m时，其断面为圆形，多用于中高水头的HL水轮机。铸钢蜗壳：适用于H>200m或D1>3m时。10混流式水轮机的模型综合特性曲线包括：等开度线、等效率线、5%出力限制线、等汽蚀系数线。 11轴流转桨式水轮机的模型综合特性曲线包括：等开度线、等效率线、等汽蚀系数线、等叶片装置角Φ线。12水泵的种类：叶片式水泵、容积式水泵、水锤泵、射流泵等。 13叶片式水泵的分类：1、离心泵：水流轴向流进，径向流出。2、轴流泵：水流轴向流进，轴向流出。3、混流泵：水流轴向流进，与轴向有一定角度流出。4、深井泵 名词解释： 1水利机械：将液体能与固体能相互转换的机械。 2水轮机的工作水头（净水头）即等于水电站毛水头扣除压力引起水系统中水头损失后的净水头，这也就是水轮机利用的有效水头。3Hm称为水电站的毛水头：1、反击式水轮机为上下游水位之差；2、冲击是水轮机为上游水位与喷嘴处的高度差。 4导叶开度a0：用相邻两导叶之间可能通过的最大圆柱体直径表示。 5水轮机汽蚀的定义：汽泡在溃灭过程中，因汽泡中心压力发生周期性变化，使周围的水流质点发生巨大的反复冲击，对水轮机过流金属表面产生汽蚀破坏(机械剥蚀和化学腐蚀破坏)的现象，称为水轮机的汽蚀。6汽蚀系数：将动力真空值除以水轮机的工作水头H，用来表示汽蚀系数。 7轮系：对于满足(1)、(2)两个几何相似条件的大大小小的一套水轮机系列称为轮系。 8单位参数：将模型试验的结果化引为D1M=1m，HM=1m标准情况下的参数。 9额定转速ne：一般我国所用的电流频率为50Hz。对于一定的发电机，其磁极对数也一定，因此为了保证供电质量，使电流频率保持50Hz不变，在正常情况下，机组的转速也应保持为相应的固定转速，该转速称为水轮机或机组的额定转速，并与发电机的同步转速相等。水轮机的比转速ns的定义：同一轮系水轮机，当其工作水头H=1m，出力N=1kW时，所具有的转速。单位（mkw） 10飞逸转速nf 的定义：当水流能量与转速升高时的机械摩擦损失能量相平衡时，转速达到某一稳定的最大值，这个最大空转n称为水轮机的飞逸转速。 11水轮机工作特性曲线：反映原型水轮机在各种工况下参数之间的关系曲线。 12水轮机运转特性曲线（水轮机运转综合特性曲线）：综合反映各运行工况下H、N、η、HS等参数之间关系的曲线。