土坝(枢纽)课程设计指导书.doc

土坝(枢纽)课程设计指导书

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9

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土坝课程设计指导书
一、了解任务书及分析原始资料
设计任务及原始资料是设计工作的依据，因此必须首先全面了解本设计的任务.熟悉该河流的一般自然地理条件，坝址附近的水文、气象特性、枢纽及水库的地形、地质条件。当地材料、对外交通及有关规划设计的基本数据，只有在熟悉资料的基础上才能正确地选择建筑物的类型，进行枢纽布置、建筑物设计等，因此应该把必要的资料整理到说明书中去，了解每一项资料在设计中的用处,通过对资料的了解和分析,初步掌握原始资料中对设计和施工有较大的影响的主要因素和关键性的问题,为以后设计工作的进行和进一步深入掌握资料打下基础。
二、坝轴线选择
根据坝址地形、地质、建筑材料、施工条件、工程量、投资并结合枢纽布置，对给出的上、下两条坝轴线进行比较，选定一条有利的坝轴线。
三、坝型选择
选取三种坝型，根据地形、地质、建筑材料、气候条件、施工情况及工程量、投资等方面，综合比较，选定坝型。
四、枢纽布置
根据选定的坝轴线从地形、地质、施工、运用等方面大致确定建筑物的相对位置、建筑物形式，并加以定性分析和论述，确定枢纽工程的等别及建筑物级别。
五、建筑物设计
主要建筑物—-坝工设计，每个同学都要详细设计。
（1)确定断面尺寸及平面布置：
根据规范要求,参照已建工程并考虑本工程的具体情况,确定坝坡、坝顶高程、坝顶宽度、防渗体及排水体尺寸，确定岸坡坝段的坝型及断面尺寸。绘出坝的剖面及平面布置图(考虑河岸坝段与岩坡坝段的连接).
（2）渗流计算：
用水力学法,计算正常高水位时最大断面及各控制断面的浸润线及单宽渗流量、总渗流量.
（3)坡稳定计算:
用圆弧滑动有效应力法校核最大坝高断面的上、下游坝坡的稳定。
（4）沉陷量计算及裂缝校核：
用单向压缩分层总和法计算坝身及坝基的最终沉陷量，预留大坝的沉陷加高。
计算坝身坝基竣工后沉陷量，用不均匀沉陷斜率法计算大坝纵向、横向斜率,以校核裂缝。说明防止裂缝发生的工程措施。
（5)细部构造设计
包括坝顶、护坡、反滤、坝体及坝基有防渗透、排水。
六、设计成果的具体要求：
1、设计图
设计图是毕业设计的主要成果，一律用1#白道林纸、绘图铅笔绘制.要求制图正确，图面饱满，没有重复，线条分明，字体工整，尺寸齐全，比例尺及材料符号等应符合《水利水电工程制图》要求。
每个同学应完成设计图2—3张，即：
土坝枢纽平面布置图 1张
土坝断面图、细部构造图 1－2张
设计图应边设计边绘制草图，最后加工完成。
2、设计说明书与计算书
设计说明书也是毕业设计的主要成果，要求章节分明，文字简练通顺;字迹工整,内容着重分析论证,并说明计算条件、假定方法和成果。还要引用必要的附图及表格。说明书应用钢笔书写，每章、节应有标题，页数统一编号，一般以20—30页为宜。
计算书应分开编写，计算简图应用方格纸按比例绘制，计算过程应书写清楚.说明书及计算书均用统一的毕业课程设计用纸书写，并按阶段编写，不要累积到最后形成慌乱。
说明书编写可参考附例。

七、时间分配
1、了解任务书、指示书及分析原始资料 0.5天
2、坝轴线选择，确定枢纽布置方案 0.5天
3、坝型选择，坝的剖面设计及平面布置 1.0天
4、渗透及稳定计算(编程序上机计算) 3。0天
5、沉陷量计算及裂缝校核 0.5天
6、细部构造设计，基础处理 0.5天
7、绘制枢纽及建筑物图纸 1。5天
8、整理设计说明书、设计计算书 1.5天

土坝课程设计

设计依据
根据规划确定本工程的等级
1。 通过水文计算而得到的水库主要技术数据：
正常高水位 米（见附表） 有效库容 万立方米（见附表)
设计洪水位 米（见附表） 死库容 4300万立方米
校核洪水位 米（见附表） 防洪库容 3300万立方米
死水位 米（见附表） 共用库容 1400万立方米
设计洪水时下游水位 米(见附表） 设计洪水时总库容 14300万立方米
校核洪水时下游水位 米（见附表) 校核洪水时总库容 17500万立方米
2 风向及风速
多年平均最大风速18米/秒
3 吹程:由万分之一库容地形图量得为0。4公里
4 工程地形，地质条件：
枢纽区工程地质条件良好
坝区峡谷中，地形尚对称
左岸:地形坡度为1：1.5—1：2 覆盖层2-3米，下为岩石
河床：冲积砂层0—1.5米，下为微风化岩石
右岸：地形坡度为1：2左右，覆盖层3—4米,地下水位高于规划中的正常高水位
5 天然建筑材料
土料：
坝区土料天然含水量偏低，土层厚度10米左右，土质多为红黄色砾砂壤土，土质均可用来建均质土坝，储量约107万立方米，运距从0。5—0.2公里。
级配见曲线1
砂料：
沿河有5个砂滩，产中粗砂,储量不多，可作反滤料用，级配见曲线2,曲线3。
卵石料：
沿河砂滩有卵石料，储量不多,供反滤层用，级配见曲线4
石料：
在右岸上游200米处有花岗岩露头，可开采用。
6 土、石料物理力学指标
土料 石料
干容重 1.5吨/立方米 1.78吨/立方米
湿容重 1。8吨/立方米
浮容重 0.944吨/立方米 1.12吨/立方米
比重 2.7吨/立方米 2.7吨/立方米
饱容重 1.94吨/立方米 2。12吨/立方米
孔隙比 e=0.802 0。515
孔隙率n 44。5%
渗透系数 0.000022厘米/秒
凝聚系数 2.0吨/平方米
内摩擦角 22° 33°
最优含水量 20％
塑性指数 8
土粒直径
曲线1 D50=0。225 D15=0.0075 D85=1。3
曲线2 D50=0.6 D15=0。22
曲线3 D50=11
7 坝体土料压缩曲线［(P-∑)关系曲线]
P(千克/平方厘米) 0 1 2 3 4 5 6
∑ 0.802 0。770 0.743 0。718 0.690 0.664 0。664
P(千克/平方厘米) 7 8 9 10 11 12
∑ 0。624 0.606 0.590 0。578 0.570 0.563

坝体在施工期间完成总沉降量的45％

附分组情况表:

第1组
第2组
第3组
第4组
第5组
第6组
第7组
正常高水位（米)
165
163。5
162
160.5
159
157。5
156
设计洪水位（米)
166。7
165。3
163。9
162.5
161。1
159。7
158。3
校核洪水位(米)
168.6
167.2
165.8
164。4
163。1
161.7
160。3
死水位（米)
145。3
143。7
142。1
140。5
138。9
137.3
135。7
设计洪水时下游水位（米）
139.6
137.9
136.2
134。5
132。8
131.1
129.4
校核洪水时下游水位（米）
141。3
139。7
138。1
136。5
134.9
133.3
131。7
有效库容（万立方米)
18000
16000
14300
10000
9000
8200
7800

附：“土石坝枢设计说明书”编写提纲
第一章 工程概况
第二章 设计的基本资料及水库工程特性
第一节 设计的基本资料
一：水文气象
二:工程地质
三:筑坝材料及其物理力学性质
四：水库的运用要求
第二节 水库工程特性
第三章 枢纽布置及工程等级
第四章 坝工设计
第一节 坝型选择
第二节 坝的断面设计
一:坝顶高程确定
二：坝顶宽度确定
三：边坡确定
四：防渗体尺寸确定
五:排水设备的形式及其基本尺寸的确定
第二节 土坝的渗透计算
一：计算情况（包括计算断面的确定，上下游水位各计算断面的尺寸)
二：计算方法及计算公式
三:各断面的渗量及浸润线坐标
四：全坝长的总渗流量
第三节 土坝的稳定计算
一：计算的基本数据及计算情况
二：计算方法及计算公式
三:各种情况下上下游坝坡的安全系数值
四：计算情况的讨论
第四节 土坝的沉降计算
一：计算的基本数据及计算断面(包括各计算断面坝体及地基)
二:计算情况、方式及计算公式
三：各断面沉降计算的结果
四：裂缝校核
第五节 土坝的细部结构
一:坝体结构（指河床及河岸坝体)
二:坝顶的构造(包括防浪墙的结构及尺寸)
三:上游护坡的结构尺寸
四：下游护坡的结构及尺寸等
五:反滤层及过渡层的设计
六:排水的结构
七:截水槽的结构及尺寸
八：地基处理
1：清基
2:基岩灌浆
3:削坡
九：坝与两岸的连接