网络教育学院《水工建筑物课程设计》题目：混凝土重力坝设计
学习中心：奥鹏学习中心[24]
专业：水利水电工程
年级：专升本
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学生：
指导教师：
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。
2 设计及计算内容
2.1 坝高计算
据大坝特性表资料，坝高H=坝顶高程-坝底高程=84.90-31.00=53.90m,为中坝。
2.2 挡水坝段剖面设计
2.2.1 坝顶构造设计
坝顶宽度取8%～10%坝高，且不小于3m，设计坝顶宽度取4.80m。
坝顶上游设置防浪墙，墙身采用与坝体连成整体的钢筋混凝土结构，高度取
1.35m(按设计洪水位计算)，宽度取0.50m, 坝顶下游侧设拦杆。
2.2.2 坝底宽度计算
根据大坝特性表资料，坝底宽度T=（84.90-31.00）×0.8=43.12m。
2.2.3 坝体检查排水廊道、排水管幕设计
为了便于检查、观测和排除坝体渗水，在坝体高程65.00处设一检查兼作排水用的廊道，廊道断面采用城门洞形，宽度取1.5m，高度取2.5m，其上游侧至上游坝面的距离取0.05～0.07倍作用水头，且不小于3m，设计取4.00m。
为了减小坝体的渗透压力，靠近上游坝面设置排水管幕，排水管幕至上游坝面的距离取1/15～1/25倍作用水头，且不小于2m，设计取3.00m，间距取2.50m，管径取200mm，排水管幕做成铅直，与纵向排水检修廊道相通，渗入排水管的水可汇集到下层纵向廊道，排水管幕上端通至坝顶。
2.2.4 坝基灌浆排水廊道设计
坝基灌浆排水设置在上游坝踵处，廊道上游侧距上游坝面的距离取0.05～0.1倍作用水头，且不小于4～5m，设计取4.0m，廊道断面采用城门洞形，宽度取3.00m，高度取3.50m，廊道上游侧设排水沟，下游侧设排水孔及扬压力观测孔，廊道底面距离基岩面不小于1.5倍廊道宽度，设计取4.00m。
为减少坝基渗漏，防止较大渗流对坝基产生渗透破坏，减小坝基底面的防渗扬压力，提高坝体的抗滑稳定性，在廊道上游侧布置一排帷幕灌浆，帷幕灌浆深度取0.05～0.07倍作用水头，帷幕灌浆深度设计取20.00m。灌浆帷幕中心线距上游坝面4.50m。帷幕灌浆必须在浇筑一定厚度的坝体混凝土后进行，灌浆压力表层不宜小于1.0～1.5倍坝前静水头，取60m*10KN/m3=600KPa；在孔低不宜小于2～3倍坝前静水头，取130m*10KN/m3=1300KPa。
为了充分降低坝底扬压力和排除基岩渗水，在廊道下游侧布置一排排水孔幕，
排水孔深度为帷幕灌浆深度的0.4～0.6倍，且坝高50m以上的深度不小于10m，排水孔深度设计取10.00m，孔距取2.50m，孔径取200mm，排水孔略向下游倾斜，与帷幕灌浆成10°交角。排水孔中心线距帷幕中心线2.00m。
2.2.5 地基处理
基岩开挖的边坡必须保持稳定，两岸岸坡尽量开挖成有足够宽度的台阶状，以确保坝体的侧向稳定。对于靠近坝基面的缓倾角软弱夹层，埋藏不深的溶洞、溶浊面应尽量挖除。开挖至距利用岩面0.5～1.0m时，应采用手风钻钻孔，小药量爆破，以免产生裂隙或增大裂隙。遇到易风化的页岩、黏土岩时，应留0.2～0.3m 的保护层，待浇筑混凝土前再挖除。坝基应清到比较坚硬完整的完整的岩面，基面平整、水平即可，地基开挖后，在浇筑混凝土前，必须彻底清理、冲洗和修凿,风化、松动、软弱破碎的岩块都要清除干净，突出的尖角要打掉，光滑的岩面要凿毛，并用水冲洗干净，基岩表面不得残留有泥土、石渣、油渍等其它污物，排除基岩面上全部积水，基坑内原有的勘探钻孔、井、洞等均应回填封堵。
2.2.6 坝体材料分区
(1)上、下游最高水位以上坝体表层采用C
15、W
4
、F
100
厚3.00m的混凝土。
(2)下游水位变化区的坝体表层采用C
15、W
8
、F
200
厚3.00m的混凝土。
(3)上、下游最低水位以下坝体表层采用C
20、W
10
、F
100
厚3.00m的混凝土。
(4)坝体靠近基础的底部采用C
20、W
10
、F
200
厚8.00m的混凝土，满足强度要求。
(5)坝体内部采用C
10、W
2
低热混凝土。
2.3 挡水坝段荷载计算
本设计荷载仅分析基本组合(2)及特殊组合(1)两种情况。
2.3.1 荷载基本组合(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。
设计洪水位坝体尺寸与荷载
（m）
(1)自重。坝体断面分为一个三角形和一个矩形分别计算，混凝土容重采用24KN/m3，因廊道尺寸较小，计算自重时不考虑。
(2)静水压力。静水压力包括上下游的水平水压力和下游斜坡上的垂直水压力。
(3)扬压力。坝踵处的扬压力强度为γωH1，排水孔线上为γωH2+αγω△H，
α=0.25。
坝址处为γ
ωH2，其间均以直线连接，扬压力折减系数
(4)泥沙压力。大坝迎水面前泥沙的淤积高度计算至死水位51m，大坝迎水面前泥沙的淤积高度h s=51.0-31.0=20.0m，水平泥沙压力在垂直方向上呈三角形分布，泥沙干重度γsd取13.5KN/m3，孔隙率n取0.42，内摩擦角φs取18°，泥沙的浮重度γsb=γsd-(1-n) γω=13.5-(1-0.42)×10=7.7 KN/m3。单位长度大坝迎水面上的
水平泥沙压力值按公式P sk=1/2γsb h s2tan2（45°-φs/2）。坝址处河床岩面高程约在38m左右，大坝背水面前泥沙的淤积高度h s=38.00-31.00=7.00m，除计算水平泥沙压力外还应计算竖直泥沙压力，其值按泥沙浮重度与泥沙体积的乘积求得。
(5)浪压力。计算风速取重现期为50年的年最大风速23m/s，风区长度取2600m，按鹤地水库试验公式gh2%/v02=0.00625v0(1/6)(gD/v02)(1/3)和gL m/v02=0.0386(gD/v02)(1/2)计算得累积频率为2%的波高h2%=2.07m，平均波长L m=14.45m，经查表求得h1%=2.25m。
=L m/(4π)ln[(L m+2πh1%)/(L m-2πh1%)]=5.19m。
使波浪破碎的临界水H
cr
和H＞L m/2，发生深水波，单位因为坝前水深H=82.50-31.00=51.50m，H＞H
cr
长度大坝迎水面上的浪压力值按公式P wk=1/4γωL m(h1%+h z)计算。
波浪中心至计算静水位的高度h z=πh1%2/L m cth(πH/L m)=1.10m。
防浪墙顶高程为：82.50+h1%+h z+h c=82.5+2.25+1.10+0.40=86.25m。
上述荷载计算见计算表。
重力坝基本荷载组合计算表
2.3.2荷载特殊组合(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。
校核洪水位坝体尺寸与荷载
（m）
(1)自重。坝体断面分为一个三角形和一个矩形分别计算，混凝土容重采用24KN/m3，因廊道尺寸较小，计算自重时不考虑。
(2)静水压力。静水压力包括上下游的水平水压力和下游斜坡上的垂直水压力。
(3)扬压力。坝踵处的扬压力强度为γωH1，排水孔线上为γωH2+αγω△H，
α=0.25。
坝址处为γ
ωH2，其间均以直线连接，扬压力折减系数
(4)泥沙压力。大坝迎水面前泥沙的淤积高度计算至死水位51m，大坝迎水面前泥沙的淤积高度h s=51.00-31.00=20.00m，水平泥沙压力在垂直方向上呈三角形分布，泥沙干重度γsd取13.5KN/m3，孔隙率n取0.42，内摩擦角φs取18°，泥沙的浮重度γsb=γsd-(1-n) γω=13.5-(1-0.42)×10=7.7 KN/m3。单位长度大坝迎水面上的水平泥沙压力值按公式P sk=1/2γsb h s2tan2（45°-φs/2）。坝址处河床岩面高程约在38m左右，大坝背水面前泥沙的淤积高度h s=38.00-31.00=7.00m，除计算水平泥沙压力外还应计算竖直泥沙压力，其值按泥沙浮重度与泥沙体积的乘积求得。
(5)浪压力。计算风速取多年平均最大风速14m/s，风区长度取3000m，按鹤地水库试验公式gh2%/v02=0.00625v0(1/6)(gD/v02)(1/3)和gL m/v02=0.0386(gD/v02)(1/2)计算得累积频率为2%的波高h2%=1.03m，平均波长L m=9.45m，经查表求得h1%=1.12m。
=L m/(4π)ln[(L m+2πh1%)/(L m-2πh1%)]=1.45m。
使波浪破碎的临界水H
cr
因为坝前水深H=84.72-31.00=53.72m，H＞H
和H＞L m/2，发生深水波，单位
cr
长度大坝迎水面上的浪压力值按公式P wk=1/4γωL m(h1%+h z)计算。
波浪中心至计算静水位的高度h z=πh1%2/L m cth(πH/L m)=0.42m。
防浪墙顶高程为：84.72+h1%+h z+h c=84.72+1.12+0.42+0.30=86.56m。大坝特性表资料提供的坝顶高程不足。
上述荷载计算见计算表。
重力坝特殊荷载组合计算表
2.3.3挡水坝段荷载计算成果
本设计荷载仅分析基本组合(2)及特殊组合(1)两种情况，荷载组合作用计算成果见表二和表三。
表二：坝体基本荷载组合作用计算成果
表三：坝体特殊荷载组合作用计算成果表
2.4 挡水坝段建基面抗滑稳定计算
沿坝轴线方向取1m长进行抗滑稳定分析计算。
2.4.1 荷载基本组合(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。
参照类似工程资料，微、弱风化的花岗岩抗剪断摩擦系数及黏聚力分别取f′=0.85，C′=0.65MPa，基岩允许抗压强度取1430KPa。
建基面抗滑稳定根据抗抗剪断强度公式计算得：K′= (f′∑W+ C′A)/∑P
=(0.85*19778+650*43.12)/13044=3.44＞[K′]=3.0，满足抗滑稳定要求。
2.4.2荷载特殊组合(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。
参照类似工程资料，微、弱风化的花岗岩抗剪断摩擦系数及黏聚力分别取f′=0.85，C′=0.65MPa，基岩允许抗压强度取1430KPa。
建基面抗滑稳定根据抗抗剪断强度公式计算得：K′= (f′∑W+ C′A)/∑P
=(0.85*19372+650*43.12)/13984=3.18＞[K′]=2.5，满足抗滑稳定要求。
2.5 挡水坝段建基面边缘应力计算和强度校核
2.5.1 荷载基本组合(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。
(1)当计入扬压力时，建基面上、下游边缘垂直正应力分别为：
δu y=∑W/B+6∑M/B2=19778/43.12+6*（-79461）/43.122=202.27(KPa)＞0，满足要求。
δd y=∑W/B-6∑M/B2=19778/43.12-6*（-79461）/43.122=715.09(KPa)＜1430Kpa，满足抗压强度要求。
(2)当计入扬压力时，建基面上、下上游面剪应力分别为：
τu=(P-P u u-δu y)m1=(51.5*10-51.5*10-202.27) *0=0(KPa)。
τd=(δd y+P d u-P′)m2=(715.09+14.5*10-14.5*10)*0.8=572.07(KPa)，满足要求。
(3)当计入扬压力时，建基面上、下游边缘水平正应力分别为：
δu x=(P-P u u)-(P-P u u-δu y)m12=(51.5*10-51.5*10)- (51.5*10-51.5*10-202.27)*0
=0(KPa)。
δd x=( P′-P d u)+ (δd y+P d u-P′)m22=(14.5*10-14.5*10)+ (715.09+14.5*10
-14.5*10)*0.82=457.66(KPa)，满足要求。
(4)当计入扬压力时，建基面上、下游上游边缘主应力分别为：
δu1=(1+m12)δu y-(P-P u u)m12=(1+0)*202.27 -(51.5*10-51.5*10)*0=202.27(KPa)，满足要求。
δu2= P-P u u=51.5*10-51.5*10=0(KPa)。
δd1=(1+m22)δd y - (P′-P d u)m22=(1+0.82)* 715.09-(14.5*10-14.5*10) *0.82
=1172.75(KPa)，满足要求。
δd2= P′-P d u=14.5*10-14.5*10=0(KPa)。
(5)当不计入扬压力时，建基面上、下游边缘垂直正应力分别为：
δu y=∑W/B+6∑M/B2=29227/43.12+6*（-46139）/43.122=528.92(KPa)＞0，满足要求。
δd y=∑W/B-6∑M/B2=29227/43.12-6*（-46139）/43.122=826.69(KPa)＜1430Kpa，满足抗压强度要求。
(6)当不计入扬压力时，建基面上、下上游面剪应力分别为：
τu=(P u-δu y)m1=(51.5*10-528.92)*0=0(KPa)。
τd=(δd y–P d)m2=(826.69-14.5*10)*0.8=545.35(KPa)，满足要求。
(7)当计入扬压力时，建基面上、下游边缘水平正应力分别为：
δu x=P u-(P u-δu y)m12=51.5*10-(51.5*10-528.92)*0 =515.00(KPa)，满足要求。
δd x=P d+(δd y-P d)m22=14.5*10+ (826.69-14.5*10)*0.82=581.28(KPa)，满足要求。
(8)当不计入扬压力时，建基面上、下游上游边缘主应力分别为：
δu1=(1+m12)δu y- P u *m12=(1+0)*528.92-(51.5*10-51.5*10) *0=528.92(KPa)，满足要求。
δu2= P =51.5*10=515.00(KPa)，满足要求。
δd1=(1+m22)δd y-P d*m22=(1+0.82)* 826.69-14.5*10*0.82=1262.97(KPa)，满足要求。
δd2= P′=14.5*10=145.00(KPa)，满足要求。
2.5.2荷载特殊组合(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)当计入扬压力时，建基面上、下游边缘垂直正应力分别为：
δu y=∑W/B+6∑M/B2=19372/43.12+6*（-106966）/43.122=104.08(KPa)＞0，满足要求。
δd y=∑W/B-6∑M/B2=19372/43.12-6*（-106966）/43.122=794.43(KPa)＜1430KPa，满足抗压强度要求。
(2)当计入扬压力时，建基面上、下上游面剪应力分别为：
τu=(P-P u u-δu y)m1=(53.72*10-53.72*10-104.08) *0=0(KPa)。
τd=(δd y+P d u-P′)m2=(794.43+15.45*10-15.45*10)*0.8=635.54(KPa)，满足要求。
(3)当计入扬压力时，建基面上、下游边缘水平正应力分别为：
δu x=(P-P u u)-(P-P u u-δu y)m12=(53.72*10-53.72*10)- (53.72*10-53.72*10-
104.08)*0=0(KPa)。
δd x=( P′-P d u)+ (δd y+P d u-P′)m22=(15.45*10-15.45*10)+ (794.43+15.45*10
-15.45*10)*0.82=508.44(KPa)，满足要求。
(4)当计入扬压力时，建基面上、下游上游边缘主应力分别为：
δu1=(1+m12)δu y-(P-P u u)m12=(1+0)*104.08 -(53.72*10-53.72*10)*0=104.08 (KPa)，满足要求。
δu2= P-P u u=53.72*10-53.72*10=0(KPa)。
δd1=(1+m22)δd y - (P′-P d u)m22=(1+0.82)* 794.43-(15.45*10-15.45*10) *0.82
=1302.87(KPa)，满足要求。
δd2= P′-P d u=15.45*10-15.45*10=0(KPa)。
(5)当不计入扬压力时，建基面上、下游边缘垂直正应力分别为：
δu y=∑W/B+6∑M/B2=29341/43.12+6*（-72493）/43.122=446.52(KPa)＞0，满足要求。
δd y=∑W/B-6∑M/B2=29341/43.12-6*（-72493）/43.122=914.38(KPa)＜1430Kpa，满足抗压强度要求。
(6)当不计入扬压力时，建基面上、下上游面剪应力分别为：
τu=(P u-δu y)m1=(53.72*10-446.52)*0=0(KPa)。
τd=(δd y–P d)m2=(914.38-15.45*10)*0.8=607.90(KPa)，满足要求。
(7)当计入扬压力时，建基面上、下游边缘水平正应力分别为：
δu x=P u-(P u-δu y)m12=53.72*10-(53.72*10-446.52)*0 =537.20(KPa)，满足要求。
δd x=P d+(δd y-P d)m22=15.45*10+ (914.38-15.45*10)*0.82=640.82(KPa)，满足要求。
(8)当不计入扬压力时，建基面上、下游上游边缘主应力分别为：
δu1=(1+m12)δu y- P u *m12=(1+0)*446.52-(53.72*10-53.72*10) *0=446.52(KPa)，满足要求。
δu2= P =53.72*10=537.20(Kpa)，满足要求。
δd1=(1+m22)δd y-P d*m22=(1+0.82)* 914.38-15.45*10*0.82=1400.70(KPa)，满足
要求。
δd2= P′=15.45*10=154.50(KPa)，满足要求。
2.5.3挡水坝段坝体稳定应力计算计算成果
本设计荷载仅分析基本组合(2)及特殊组合(1)两种情况，坝体稳定应力计算成果见表四，正常工况考虑自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力，非正常工况不计入扬压力。
表四:坝体稳定应力计算成果表
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，
1.2 水工建筑物安全监测的目的意义 水工建筑物安全监测的目的是认真贯彻“预防为主、安全第一”的方针，通过安全监测工作及早发现问题和隐患，及时补强加固，防患于未然，保证水工建筑物持久安全地运行。 安全监测是水工建筑物管理工作的耳目，是水工建筑物管理工作中必不可少的重要组成部分。如果不对水工建筑物进行检查观测，不了解其工作情况和状态变化，盲目地进行运用是十分危险的。如法国的马尔帕塞拱坝，高66.5m，1954年建成，由于该坝运行期未进行安全监测，1959年左岸拱座发生异常变形导致整个坝瞬间溃决。另一方面，水工建筑物的任何事故和破坏，都不是偶然发生的，均有一个量变至质变的发展过程。对其进行认真系统的检查观测，就能及时掌握其性态变化。发生不正常情况时，及时采取处理和加固措施，把事故消灭在萌芽状态中，就能确保水工建筑物的安全运行。如果马尔帕塞拱坝在运行期间进行系统的变形监测，及时掌握拱座的变形情况（事后分析，该坝在1958年拱座就发生了异常变形），采取有效措施，就可以避免垮坝事故。如我国梅山连拱坝因坝基地质问题在运行期通过安全监测发现右岸山坡有严重渗漏，变形监测测出13#坝垛向左岸倾斜达57mm，后及时放空水库进行加固处理，避免了一起恶性事故。此类正反例子屡见不鲜。 总体上讲，水工建筑物的安全监测工作具有十分重要的意义，可以达到下述目的： 1）监视掌握水工建筑物的状态变化，及时发现不正常迹象，分析原因采取措施，改善运用方式，防止发生破坏事故，确保其安全。 2）掌握水位、蓄水量等情况，了解水工建筑物在各种状态下的安全程度，为正确运用提供依据，确定科学合理的运行方案，发挥工程最大效益。 3）及时掌握施工期间水工建筑物的状态变化，据以指导施工，保证工程质量。 4）分析判断水工建筑物的运用和变化规律，验证设计数据，鉴定施工质量，为提高设计施工和科学研究工作水平提供资料。 做好大坝安全监测及管理，施工及运行期间管理都十分重要。当然一个好的施工管理，对工程的影响极大，往往会建造成一座高质量的大坝。需要提出的是施工期间对工程各种质量检查和大坝的安全监测十分重要，特别是大坝蓄水前的监测初始值尤为重要。这些资料对今后大坝的查考、分析和研究是非常重要的，甚至对大坝的安危也是至关重要的。 要按照规定经常对大坝安全进行监测，定期进行安全检查和鉴定。对监测资料及时进行整理和分析。大坝监测具有长期性、连续性，必须持之以恒，同时它还具有一定的特殊性和突发性等。故大坝监测资料整理分析必须及时，发现异常情况必须及时处理，否则会延误时机，酿成大祸。国外有的工程，设有预警装置，一旦监测分析知有险情，当即发出警报，必要时通知下游居民转移，这些经验值得借鉴。近年来我国大坝安全监测进展较快，监测资料分析除统计模型外，在反分析的基础上又发展了确定性模型，这样可以预测在今后高水位或其他特殊情况下大坝的性态，以判断大坝的实际安全度。如发现异常迹象，可及时进行加固或处理，以保证大坝安全。大坝的及时监测分析和及时维护处理对提高大坝安全具有重要的现实意义。 1.3 安全监测工作的内容及要求 1）监测设计：包括监测项目、监测方法的确定和布置，监测设备的采用，仪器设备的埋设和安装，并绘制监测设计总图、主要监测设备布置和结构图。所需投资和设备应一并列入基建计划。 各监测项目、测次、时间要确定，要有明确的目的和针对性，既要全面，又要有重点，以便监视工程的工作情况，掌握工程状态变化规律。
《水工建筑物》复习提纲 教材：林继镛主编《水工建筑物》第5版 复习重点： 第一章绪论 1．水工建筑物的有哪些类型？ 2．什么叫水利枢纽？ 第二章水工建筑物设计综述 1．水利工程分等的指标有哪些？共分为几等？ 2．水工建筑物的级别如何划分？共分为几级？ 第三章重力坝☆☆☆ 1．重力坝的工作原理是什么？ 2．重力坝上作用荷载有哪些？各种荷载如何计算？什么叫荷载组合？ 3．重力坝的抗滑稳定分析应掌握的内容： 1）沿建基面抗滑稳定分析方法； 2）沿建基面抗剪断安全系数计算； 3）按抗滑稳定承载能力极限状态设计法复核沿建基面抗滑稳定； 4）坝基深层抗滑稳定分析方法； 5）提高坝体抗滑稳定的工程措施，基面倾斜对建基面抗滑稳定影响。 4．边缘应力分析和强度校核应掌握的内容： 1）材料力学法基本假定； 2）边缘应力计算； 3）抗压强度承载能力极限状态表达式； 4）抗拉正常使用极限状态表达式； 5．挡水重力坝剖面拟定 上、下游坝面坡度如何影响重力安全？如何通过调整上、下游坝面坡度来实现坝的安全？ 6．溢流重力坝剖面拟定需要掌握的内容： 1）堰型选择与堰面曲线拟定； 2）上、下游坝坡拟定，溢流重力坝剖面与基本三角形剖面的关系； 3）反弧半径选择。 7．溢流坝常用的消能方式有哪些？各有什么优缺点？适用条件是什么？
8．重力坝对地基有哪些要求？ 第四章拱坝☆ 1．拱坝的工作特点是什么？ 2．拱坝对地形、地质条件有什么要求？地形、地质条件对拱坝的坝型选择、应力和稳定有哪些影响？ 3．拱坝上的作用荷载有哪些？水压力及温度变化对拱圈应力有什么影响？ 4．拱坝的类型有哪些？如何进行拱坝的平面布置？平面布置有哪些步骤？ 5．拱坝应力分析的方法有哪些？各方法的特点是什么？ 6．坝肩稳定分析的方法有哪些？ 第五章土石坝☆☆ 1．土石坝有哪些结构特点和工作特点？为什么土石坝一般只会发生只发生局部失稳而不是整体滑移？ 2．土石坝设计有哪些基本要求？ 3．土石坝基本剖面拟定包括什么内容？在确定坝顶高程时和重力坝在什么不同？ 4．不透水地基上土石坝渗流分析 1）土石坝渗流的特性是什么？什么情况下土石坝渗流的可以看作是层流？ 2）渗流分析的目的和内容分别是什么？ 3）土石坝渗流分析有哪些方法？ 4）渗流分析的水力学法做了有哪些基本假定？如何用水力学法进行土石坝渗流计算？ 5）渗透变形有哪些种类？ 5．土坝坝坡稳定分析有哪些常用的方法？瑞典圆弧法和简化毕肖普法的特点是什么？分别引入了什么假定？ 6．简述土坝坝坡稳定分析的步骤 7．土坝的防渗和排水设施有哪些种类？ 第六章水闸 1、水闸有哪些部分组成？ 2、软土地基上的水闸有哪些工作特点？ 3、什么是水闸的地下轮廓线和防渗透长度？粘性土地基和砂性土地基的地下轮廓线如何布置？ 4、水闸渗流分析的目的是什么？渗流计算有哪些方法？
第一章 一、试叙述码头按不同方式分类的主要形式、工作特点及其适用范围 答：1、按平面布置分类： 1)、顺岸式：可分为满堂式和引桥式。满堂式装卸作业、堆货管理、运输运营由前向后 连成一片，具有快速量多的特点、联系方便；引桥式装卸作业在顺岸码头完成，堆货、运输需通过引桥运载到后方的岸上进行。适用于建设场地有充足的码头岸线。 2)、突堤式：可分为窄突堤和宽突堤主要运用于海港前者沿宽度方向是一个整体结构， 后者沿宽度方向的两侧为码头结构，码头结构中通过填料筑成码头面。主要运用于海港。 3)、墩式码头：非连续性结构，墩台与岸用引桥链接，墩台之间用人行桥链接、船舶的 系靠由系船墩和靠船墩承担，装卸作业在另设的工作平台上进行。在开敞式码头建设中应用较多。 2、按断面形式分类： 1)、直立式：便于船舶的停靠和机械直接开到码头前沿，有较好的装卸效率。适用于水 位变化不大的港口。 2)、斜坡式：斜坡道前方没有泵船作码头使用机械难以靠近码头前沿，装卸效率低。运 用于水位变化大的上、中游河港或海港。 3)、半斜坡式：用于枯水期较长而洪水期较短的山区河流 4、半直立式：用于高水位时间较长，而低水位时间较短的水库港 3、按结构形式分类： 1)、重力式：分布较广，使用较多，依靠结构本身及其上面填料的重力来保持结构自身 的滑移稳定和倾覆稳定，其自重力大。地基承受的压力大。适用于地基条件较好的 地基。 2)、板桩式：依靠板桩入土部分的侧向土抗力和安设在码头上部的锚碇结构来维持其整 体稳定。除特别坚硬会哦过于软弱的地基外，一般均可采用。 3)、高桩码头：在软弱地基上修建的，工作特点：通过桩台将作用在码头上的荷载经桩 基传给地基 4) 混合结构 二、码头由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 答：1、码头可分为：主体结构、码头附属结构。主体结构包括上部结构、下部结构和基础。 2、各部分作用： 上部结构：1、将上部结构的构件连成整体2、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3、作为设置防冲设施、系船设施、工艺设施和安全设施的基础下部结构和基础：1、支承上部结构，形成直立岸壁2、将作用在上部结构的和本身荷载传给地基。 码头附属设施用于船舶系靠和装卸作业。 三、码头结构上的作用如何分类？其作用代表值如何取值？ 答：A作用分类： 1、按时间的变异分类： 1)、永久作用：在设计基准期内，其量值随时间的变化与平均值相比可忽略不计的，其作用代表取值仅有标准值
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
一、名词解释（包括填空题） 监测—对某个对象的运行发展过程进行抽查、测量以便掌握其发展状况的行为。 检测—对某个对象进行量测，与要求的指标进行对比，以便判定其质量是否发到要求的行为。 水工建筑物类型：水坝、水闸、水工隧洞、泵站、渠道、堤防、竖井··· 水电工程安全由科学先进的设计、高质量的施工和运行中的维护管理所决定，其中后两者离不开检测和监测。 大坝破坏的7种类型：管涌、散浸、滑坡、空洞、脱坡、崩岸、漫顶。 安全监测的目的：设置安全监测系统，按时科学观测，并用科学的方法进行资料分析，及时发现问题，及时处理；除了及时掌握建筑物的工作状态，确保期安全外，其还有诊断、预测、法律、研究等方面的作用。（1）诊断的需要：包括验证设计参数、改进设计；对施工技术进行评估和改进；对不安全迹象和险情的诊断并采取措施进行加固等。（2）预测的需要：运用长期积累的观测资料掌握变化规律，对建筑物的未来状态做出及时有效的预报。（3）法律的需要：对由于工程事故而引起的责任和赔偿问题，观测资料有助于确定原因和责任，以便法庭作出公正判决。（4）研究的需要：观测是建筑物工作形态的真实反映，可为未来设计提供定量信息等。 传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 数据采集器（Bar code Hand Terminal），又称盘点机、掌上电脑。它是将条码扫描装置与数据终端一体化，带有电池可离线操作的终端电脑设备。具备实时采集、自动存储、即时显示、即时反馈、自动处理、自动传输功能。 大坝安全监测技术的现状与发展：国外——人工观测（人工观测是观测人员用仪器测量、用肉眼观察的方法）；自动化观测（监测系统通常包括传感器、数据采集器、传输网络和中心数据处理系统。） 自动化监测系统经历了如下几个发展阶段：（1）自动数据记录仪；（2）自动化采集系统（自动化监测采集系统根据其结构形式的不同分为集中式系统、分布式系统和混合式系统。）（3）自动化采集系统的现代化。集中式数据采集系统结构如下：
网络教育学院《水工建筑物课程设计》 题目：混凝土重力坝设计 学习中心：黑龙江 专业：水利水电工程 年级： 2014年春季 学号： 201403807681 学生：狄建国 指导教师：
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
《港口水工建筑物》课程设计指导书 课程名称：《港口水工建筑物》课程设计 学时数：96学时 学分数：3 开课系（部）、教研室：河海建筑工程系港工教研室 执笔人：周世良王多垠 编写时间：2001年10月 一、设计目的 《港口水工建筑物》是港航工程专业重要的专业技术课之一，具有很强的理论性和实际应用性。通过课程设计，可以使学生较系统地掌握港口水工建筑物特别是高桩码头的设计理论和计算方法，培养学生综合利用所学的理论知识分析解决实际问题的能力、利用和查阅资料的能力、独立工作的能力以及计算机应用能力，为使学生成为合格的工程师或设计师打下扎实的基础。 二、设计任务 完成顺岸式码头一个泊位的设计，结构设计部分重点完成面板设计及横 向排架计算，并绘制码头的平面、立面及横断面图各一张。 三、基本内容与要求 （一）、设计基本内容 1、概述 设计任务书所给定的码头是顺岸式码头泊位中心的一个泊位。该码头前 方平台的施工程序大致如下： 1）、预制桩、面板、纵梁等所有预制构件； 2）、挖泥； 3）、打桩、夹桩； 4）、抛填块石； 5）、安装靠船构件、现浇下横梁； 6）、砼强度达70%后，安装纵梁、靠船构件、水平撑、面板； 7）、现浇上横梁、纵梁接头、面板面层； 8）、安装码头设备。 设计中必须考虑施工程序和施工方法对计算图式和荷载取值的影响。 2、面板设计 1）、设计内容及步骤 （1）、拟定断面尺寸，这一步已由设计任务书给出； （2）、荷载分析及计算； （3）、内力计算； （4）、配筋计算（略）； （5）、绘制面板的配筋图（略）。 2）、荷载分析及计算
面板所受荷载有：自重：20Kpa的堆货荷载，10T轮胎式起重机和铁路 荷载。冲击系数1+μ=1.15。 轮胎吊可能沿板跨行驶，也可能垂直板跨行驶，应按最不利布置进行计算。 3）、板的内力计算 （1）、计算跨度 按规范第五篇2.3.1条规定确定。 （2）、设计中可只进行中板计算。 （3）、预制板为简支板，迭合板为整体板，应注意所受荷载的不同。 （4）、关于集中力的有效分布宽度 b，在跨中和支座附近应分别计算。 （5）、10T轮胎吊的荷载取值。 ①、不打支腿吊重3T时，取同一断面上的较大两个轮压。例如，垂直板跨行驶时， 只取E、F轮压计算。如图1示。 ②、打支腿吊重10T时，只取最大支腿压力计算。 （6）、关于机车轮压在板上的传递。 ①、轨道采用P43钢轨，直接铺设在面板上； ②、假定轮压通过钢轨按45°传递（见图2），作用在一根钢轨上的荷载为轴重的一 半； ③、在计算时，铁路荷载图式中的集中荷载计算： q=187/1.5=125KN/m 4）、配筋计算（略） 3、横向排架计算 梁板式高桩码头横向排架计算，主要是确定桩力和横梁内力。计算情 况一般分为施工期和使用期两种。施工期只考虑下横梁和桩受力，使用期应分析最不利荷载情况，分别考虑高、低水位时与相应的最不利荷载情况的组合。 由于码头作用荷载情况复杂，一般可先对各种单位力进行内力计算，然后与相应的荷载值相乘得出其内力值，再按可能的情况组合迭加，求出横梁的内力以及最大压桩力和最大拉桩力。 1）、计算方法 横向排架的计算采用精确法，注意施工时期和使用时期的计算简图以及结构断面的不同。 2）、荷载 （1）、横向排架所受的自重是分阶段加上去的，计算时应加以注意。 （2）、门机和铁路荷载的布置，以排架受力最大为原则，一线火车和二线火车有可能单独作用，也有可能同时作用，应分别计算。铁路荷载作用在门机梁（L2）上的作用力按简支梁用比例法求得（如图4示），然后按刚性支承连续梁求得作用在排架上的计算荷载。为减轻工作量，可只计算两台门机同时工作的情况。 （3）、船舶荷载中系缆力和撞击力不可能同时出现，组合时应加以注意。 3）、横行排架计算 本次设计的横向排架为三跨，未知弯矩有二个，除两端悬臂以外，横向排架上的集中力均为作用在纵梁放置处，计算时先分别求出在单位竖向力及单位弯矩作用下，横梁的内力及桩力，然后再乘以实际相应荷载值。水平力可考虑全部由叉桩承受。 横梁的计算跨度取单桩轴线和叉桩的桩轴线交点的垂线与梁底面交点之间的距离。由于计算图式的取用与实际结构情况有差异，一般应对支座处的内力值进行削峰处理。 在进行横向排架计算时，轮胎吊不计算，每个同学都应完成各种荷载作用下横向排架的
《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》课程测验作业 及课程设计 一．平时作业 （一）绪论 1、我国的水资源丰富吗？开发程度如何？解决能源问题是否应优先开发水电？为什么？ 我国水资源总量丰富，但人均拥有量少，所以应选不丰富。 我国水资源开发利用程度接近25%，从全国而言，不完全一样，呈现“北高南低”，南方特别是西南，水资源丰富而利用量少，利用程度低，而北方尤其是西北干旱地区和华北地区利用程度高。 解决能源问题应优先开发水电，因为水能在可再生能源中是开发技术最成熟，开发经验最丰富，发电成本最经济。 2、什么是水利枢纽？什么是水工建筑物？与土木工程其他建筑物相比，水工建筑物有些什么特点？ 水利枢纽是修建在同一河段或地点，共同完成以防治水灾、开发利用水资源为目标的不同类型水工建筑物的综合体。 水工建筑物是控制和调节水流，防治水害，开发利用水资源的建筑物。 水工建筑物特点：工作条件的复杂性、设计选型的独特性、施工建造的艰巨性、失事后果的严重性。 3、水工建筑物有哪几类？各自功用是什么？ 挡水建筑物：用以拦截江河，形成水库或壅高水位。如拦河坝、
拦河闸。 泄水建筑物：用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或为人防、检修而放空水库等，以保证坝和其他建筑物的安全。如溢流坝、溢洪道、隧洞。 输水建筑物：为灌溉、发电和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物。如：引水隧洞、渠道、渡槽、倒虹吸等。 取（进）水建筑物：是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进口段、进水闸等。整治建筑物、专门建筑物。 整治建筑物（改善河道水流条件、调整河势、稳定河槽、维护航道和保护河岸）。 专门性水工建筑物（为水利工程种某些特定的单项任务而设置的建筑物）。 4、河川上建造水利枢纽后对环境影响如何？利弊如何？人们应如何对待？ 河流中筑坝建库后上下游水文状态将发生变化。上游水库水深加大，流速降低，河流带入水库的泥沙会淤积下来，逐渐减少水库库容，这实际上最终决定水库的寿命。较天然河流大大增加了的水库面积与容积可以养鱼，对渔业有利，但坝对原河鱼的回游成为障碍，任何过鱼设施也难以维持原状，某些鱼类品种因此消失了。水库调蓄的水量增加农作物灌溉的机会；但水温可能不如原来情况更适应作物生长。此外，库水化学成分的改变，营养物质浓集导致水的异味或缺氧等，也会对生物带来影响。 人们应该充分考虑生态等因素及影响，合理开发河流。
绪论、设计综述 1、什么是水利工程？水利工程按其承担的任务可分为哪几种？按其对水的作用 可分为哪儿种？ 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。 其承担的任务可分为:防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、城市供水及排水工程、航道及港口工程、环境水利工程. 综合利用水利工程等。 按其对水的作用可分为：蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、扌是水工程. 水质净化和污水处理工程等。 2、什么是水利枢纽？什么是水工建筑物？水工建筑物按其作用可分为哪儿种？ 水工建筑物：为了满足防洪要求，获得灌溉、发电、供水等方面的效益，需要在河流的适宜地段F爹建不囘类型的建筑物，用来控制和分西己水流，这些建筑物统称为水工建筑物。水利枢纽：由不同类型水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。 按其作用可分为：挡水理筑物. 泄水建筑物、输水建筑物、取（进）水理筑物. 楚治理筑物、专门建筑物。 3、水工建筑物的特点（也是水利工程的特点）有哪些？ ①工作条件复杂 ②受自然条件制约，施工难度大 ③效益大，对环境影响也大 ④失事后果严重。 4、我国水利部颁发的规范中水利枢纽和水工建筑物各划分了几个等别？水工建筑物的结构安全级别划分了几级？ 水利水电工程根据其规模、效益和在国民经济中的董要性分为五等（1-V） 水利水电工程中的永久性水工理筑物和临时性水工理筑物，根据其所属工程等别及其在 工程中的作用利重要性划分为五级和三级。水工建筑物的结构安全界别分为三级（I-III ）o 重力坝 1、重力坝的概念、重力坝的工作原理是什么？重力坝的特点有哪些？按构造分、按作用分重力坝分别有哪些类型？ 重力坝是用混凝土或石料等材料修筑，主要依靠坝体自重保持稳定的坝。 重力坝的工作原理：重力坝在水压力及其他荷载作用下，主要依靠坝体自身产生的抗滑力来满足稳定要求，同时依靠坝体自重产生的压力来抵消由于水压力所引起的拉应力，以满足强度要求。 重力坝的特点： 优点： ①安全可靠 ②对地形地质条件适应性强 ③枢纽泄洪问题容易解决 ④便于施工导流 ⑤施工方便 ⑥结构作用明确。
第一章 1.何为实体式，何为透空式？为什么说实体式比透空式适应超载和工艺变化的能力强？ 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，称为实体式码头。一般的高桩码头和墩式码头的下部不连续，为透空式码头。实体式码头大多依靠结构本身及填料的重力来保持结构自身的滑移稳定和倾覆稳定，能够承受较大的船舶和冰凌的撞击力，耐久性好，对不均匀沉降适应性好，主要计算荷载是水平荷载，而透空式码头耐久性差，所以相比透空式码头，更适应超载和工艺变化。 2.作用按时间变异分哪几种？如何选取作用的代表值？ 按时间的变异分类： 作用的代表值分为标准值、频遇值、准永久值三种。 永久作用：在设计基准期内，其量值随时间的变化与平均值相比可忽略不计的，其作用代表取值仅有标准值 可变作用：在设计基准期内，其量值随时间变化与平均值相比不可忽略的作用，其作用代表取值有标准值、频遇值和准永久值 偶然作用：在设计基准期内，不一定出现，但一旦出现其量值很大而且持续时间很短的作用，其作用代表取值一般根据观测和试验资料或工程经验综合分析确定。 3、何为安全系数设计方法？何为可靠度设计方法？为什么说可靠度设计方法比安全系数设计方法优越？ 安全系数设计方法：传统的设计原则是总抗力不小于总荷载效应，其可靠性用单一的安全系数K表示，即： 可靠度设计方法：采用概率可靠度的方法，把安全系数K改为对应基本变量的分项系数的方法进行设计。 优点，定量的考虑了抗力和荷载作用的随机性，不同的荷载效应采用不同的系数，可靠度的指标更好的反映了工程安全度的实质。 4试述三种设计状况，两种极限状态与作用组合之间的关系？（要给出必要的公式）两种极限状态：承载能力极限状态、正常使用极限状态 三种设计状况：持久状况、短暂状况、偶然状况 A、在正常条件下，结构使用过程中的状况为持久状况，按承载能力极限状态的持 久组合 B、结构施工和安装等持续时间较短的状况为短暂状况，对此状态宜对承载能力极 限状态的短暂组合进行设计 C、在结构承受设防地震等持续时间很短的状况为偶然状态，应按承载能力极限状 态的偶然组合进行设计 5.如何确定码头的前沿地带，前方堆场和后方堆场，对于集装箱码头如何选择这三个区域的荷载值？ 前沿地带：码头前沿线向后一定距离的场地，其宽度根据装卸工艺确定。对于有门机的码头，
《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)
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。
网络教育学院《水工建筑物课程设计》题目：非溢流段混凝土重力坝设计 学习中心：安徽**奥鹏学习中心 专业：水利水电工程 年级： 2012年春季 学号： 学生： 指导教师：
《水工建筑物》课程设计基本资料 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。