水工建筑物课程设计
水工建筑物课程设计
目录第一章基本资料 ........................................ 1 ......... 第二章坝体坡面拟定..................................... 7••…第一节坝体坡面拟定.................................. …......第二节荷载计算...................................... 10 ...... 第三章抗滑稳定分析....................................... 13...第四章应力分析......................................... 15••...第五章细部结构设计....................................... 16...第六章地基处理与两岸连接.. (24)第一节地基处理....................................... 24 ........第二节重力坝与两岸连接.................................. 46 ....第一章基本资料（一）工程概况顺河水量丰沛，顺河中游与豫运河上游的礼河、还乡河分水岭均较单薄，并处于低山丘陵区，最窄处仅10余公里。
通过礼河、洲河及输水渠道，可通向唐山市；经还乡河、陡河可通秦皇岛市。
为解决唐山市、秦皇岛市两地区用水，国家决定修建顺河水库。
顺河水库位于河北省唐山、承德两地区交界处，坝址位于迁西县扬岔子村的顺河干流上，控制流域面积33700平方公里，总库容为25.5亿立方米。
水库距迁西县城35公里，有公路相通。
水库枢纽由主坝、电站及泄水底孔等组成，水库主要任务是调节水量，供天津市和唐山地区工农业及城市人民生活用水，结合引水发电，并兼顾防洪要求，尽可能使其工程提前竣工获得收益，尽早建成。
水工建筑物课程设计
重力坝设计第一章基本资料1.1基础数据由图1-1下游水位流量关系曲线可知当流量为零时，水位为1253m，即河床高程为1253 m。
假设向下开挖地基3 m，则坝基面高程为1253-3=1250 m。
图1-11.2工程等别经查表1-1（课本P10），由水库总库容为1490万m3(0.149亿 m3)可判断该工程为中型Ⅲ级工程；由灌溉面积6.28万亩可判断该工程为中型Ⅲ级工程；由电站装机容量为2×250=500kw<1万kw可判断为小（2）型Ⅴ级工程。
对于综合利用的水利水电工程，其工程等别应按其中最高等别确定，所以该工程为中型Ⅲ级工程。
我们所设计的建筑物为大坝，属永久性水工建筑物，查表1-2（课本P10）可得该大坝属于3级主要建筑物，再查表1-3（课本P11）可得该水工建筑物的结构安全级别为Ⅱ级。
1.3坝基的力学参数由于岩体较完整，有一定强度，抗滑、抗变形性能受结构面和岩石强度控制，可根据表1-4（《混凝土重力坝设计规范》坝基岩体工程地质分类及岩体力学系数表）判断该坝基岩体的工程地质分类为中硬岩Ⅲ等。
从而根据规范可查得混凝土与坝基接触面的抗剪断参数为：''1.10~0.90, 1.10~0.70()f c Mpa ==，抗剪参数为：0.65~0.55f =。
1.4水文条件本枢纽属于中型Ⅲ等工程，永久性建筑物为3级，按规范要求，采用50年一遇洪水设计，500一遇洪水校核。
1.4.1淤积高程的确定该工程多年平均输沙量为3.57万吨，本工程考虑正常运行期为30年，查得淤沙的饱和容重为19.5KN/m3,则淤积库容为：43.5710309.853.8m 19.5m V r ⨯⨯⨯===3万由图1-2查得相对应的淤积高程为1265m,淤沙高度为1265-1250=15m,由于淤积库容相对于总库容很小，故可不设排沙系统。
1.4.2死水位及死库容的确定在满足一定生态要求的条件下，死水位越低死库容越小，兴利库容越大，经济效益越高，所以一般死水位取略高于淤积高程，即取1270m 。
水工建筑物基础课程设计
水工建筑物基础课程设计背景介绍水工建筑物基础课程设计是一门重要的课程，它着重研究水利结构的建设和设计方式。
在水利工程领域中，水工建筑物的建设是至关重要的一环。
本文主要介绍水工建筑物基础课程设计，探讨课程设计的重点和难点，以期帮助学生更好地学习课程。
课程设计的重点水工建筑物基础课程设计的重点在于以下几个方面：建筑材料的选择建筑材料的选择是决定水工建筑物建筑质量的关键因素。
建筑材料的选择必须满足水工建筑物的要求，具有一定的耐水、耐腐蚀、耐候性和抗震性等特殊的物理性质。
在材料的选择上，需要综合考虑材料的经济性、可用性、施工条件和环保要求等因素。
基础工程的设计水工建筑物的稳定性和安全性主要依赖于基础工程的设计。
基础工程必须具有良好的承载力，能够承受水资源的压力和材料自身的重力等作用。
在基础工程的设计上，需要考虑地质条件、工程的稳定性和经济性等多方面因素。
施工技术的熟练掌握水工建筑物建设过程中，施工技术的熟练掌握是一个不可或缺的步骤。
在施工中，需要能够掌握各种工具和设备的使用方法，严格遵守建筑施工规范和安全要求，并及时发现和修正施工中存在的问题，保证水工建筑物的建设质量。
课程设计的难点水工建筑物基础课程设计也面临着以下几个难点：建筑承载力的计算水工建筑物在使用过程中，面临着各种天气和液态水的冲击，因此建筑承载的能力需要经过精密的计算。
建筑承载力的计算需要结合建筑材料的物理性质和地质条件等多个因素，考虑全面精准，计算方法繁琐复杂。
基础工程的施工技术水工建筑物的基础工程施工过程中，需要运用各种计算和测量工具，比如说地面测量和水下测量，具有一定的技术难度。
在建筑施工完成后，还需要进行结构的加固和巩固工作，承担各种恶劣环境下的耐受压力和对抗力的面临。
这些方面的技能需要由学生强化学习和实践操作。
环保要求的满足在水工建筑物的建设过程中，环保要求是至关重要的一个方面。
对于建筑材料的选择、施工工艺、废水处置等方面，都有着一定的环保标准。
水工建筑物课程设计
一、主要建筑物型式的选择1、确定枢纽的建筑物组成本水利枢纽工程同时兼有防洪、发电、灌溉、渔业等综合作用。
故枢纽组成建筑物应包括：挡水建筑物、泄水建筑物、水电站建筑物、输水建筑物、其他建筑物。
2、确定工程等别和建筑物级别枢纽工程的等别：根据水利部、原能源部颁布的水利水电工程的分等分级指标，考虑到本枢纽工的任务和资料的某些要求，同时由于坝址处河床较窄，河道陡，调蓄能力低、汇流快，汛期洪峰流量大等因素，枢纽工程等别定为I等。
水工建筑物的级别：永久性主要建筑物为1级，永久性次要建筑物为3级。
3、建筑物型式选择（1）挡水建筑物型式的定性选择在岩基上修建挡水坝有三种基本类型：重力坝、拱坝、土石坝。
通过对各种坝型的定性比较，综合考虑建筑材料、地形、地质自然条件、应用要求、施工条件后认为：拱坝对地形、地质的要求较高，理想地形是，左右两岸对称，岸坡平顺无突兀，在平面上向下游收缩的河谷段，坝端下游侧要有足够的岩体支撑，岸坡稳定，本工程中两岸山坡为第四系覆盖层，且左右岸各有走向互相垂直的二组陡倾角节理，约35˚~90˚，是修建拱坝的不利条件；土石坝的修建考虑充分利用当地建筑材料，虽然坝区附近砂石料易解决、且符合规范要求，但坝址处缺乏筑坝的土料，故土石坝方案不可取；考虑到坝址附近对外交通方便，当地砂石料可充分利用，重力坝对地形、地质条件适应性强，故选择混凝土重力坝方案。
（2）泄水建筑物型式的定性选择泄水重力坝既要挡水又要泄水，其泄水方式有坝顶溢流和坝身泄水孔泄水。
设计泄水重力坝，除应满足稳定和强度要求外，还需要根据洪水特性、水利枢纽布置、地形地质等问题确定其位置等的选择。
坝身泄洪是经济的，表面溢流孔泄流能力大，又具有较大的超泄潜力，宜优先考虑；深水泄水孔虽然泄流能力不及表面溢流孔，但进水口淹没在水面下，放水条件好、给水库的运用带来了很大的灵活性，可提高水库的利用率和安全度。
表面泄水孔具有排沙、放空水库、导流等功能，表面泄水孔泄流能力大、可以选择不同的溢流堰顶高程，故本工程的泄水建筑物选择兼有表面溢流孔和深水泄水孔。
《水工建筑物》课程设计
前进闸设计计算说明书学号: 41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。
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，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300sm/3。
此时相应水位为：闸上游水位，闸下游水位；冬春枯水季节，由前进闸自流引水至下游红星港，引水流量为100sm/3，此时相应水位为：闸上游水位，闸下游水位。
水工建筑物课程设计
第一章基本资料1.1 工程概况某水库是一座以农业灌溉为主兼顾生活、工业和防洪功能的中型水利工程。
水库总库容3594.0万m3，兴利库容2701.0万m3。
水库建成后，每年可供水4858.4万m3。
水库枢纽由主坝、电站及泄水底孔等组成，水库主要任务是调节水量，供当地工农业用水和城市人民生活用水，结合引水发电，并兼顾防洪。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)，水库工程为Ⅲ等工程。
水库枢纽工程主要建筑物大坝为3级建筑物。
临时建筑物导流围堰、导流隧洞为5级建筑物。
施工期下游无供水要求，无须考虑通航、过木问题。
2.1 气象水文资料水库位于某江上游右岸一级支流上，属珠江流域西江水系，河流大致呈西南～东北向。
2.1.1气象流域是典型的高原季风气候，其特点是：冬无严寒，夏无酷暑，干湿季分明，春暖干旱，秋凉湿润，日照丰沛。
流域内水汽主要来源于印度洋孟加拉湾的西南暖湿气流和太平洋东南季风带入的丰沛水汽。
根据气象站的资料统计，多年平均气温13.4℃，极端最高气温33.9℃，极端最低气温-14.9℃，最热月平均气温19.4℃(7月)，最冷月平均气温5℃(1月)；多年平均日照2183.4小时，日照百分率为49%；多年平均相对湿度72%，多年平均风速3.4m/s，多年最大平均风速为19m/s，最大风速25m/s；全年主导风向南南西(SSW)；20cm蒸发器多年平均蒸发量2051.8mm；多年平均气压80.18kPa。
霜冻期最长可达198天，多年平均147天，对农作物的生长有所不利。
2.1..2 年径流流域内设有雨量站。
水库的设计径流成果，如表1所示。
表1 水库设计年径流成果表单位：万m3年内分配采用典型年法。
按各月所占比值计算得各月的相应径流，如表2所示。
表2 水库径流设计代表年年内分配成果表单位：万m32.1.3 洪水3310～11月为汛后期，11～4月为枯期。
枯期施工导流标准根据有关规范，确定为5年一遇，即P=20%。
水工建筑课程设计
水工建筑课程设计一、引言水工建筑是土木工程的一个重要分支，主要涉及水利工程、水处理工程和港口工程等领域。
水工建筑课程设计旨在培养学生对水工建筑的理论知识和实践技能的掌握，以及解决水工建筑问题的能力。
本文将以水工建筑课程设计为标题，介绍该课程的教学内容和设计要点。
二、课程目标水工建筑课程的目标是培养学生对水工建筑的基本概念、原理和设计方法的理解，能够运用相关知识解决水工建筑问题，并具备设计水工建筑的能力。
课程设计旨在通过理论教学、实验实践和案例分析等方式，帮助学生全面掌握水工建筑的基本知识和技能。
三、课程内容1. 水工建筑概论：介绍水工建筑的基本概念、发展历程和应用领域，使学生对水工建筑有一个整体的认识。
2. 水力学基础：讲授水力学的基本理论和公式，包括流体静力学、流体动力学和水力机械等内容，为后续水工建筑设计打下基础。
3. 水工结构力学：介绍水工建筑结构的基本力学原理和计算方法，包括材料力学、结构力学和有限元分析等内容，培养学生进行水工建筑结构设计的能力。
4. 水工材料与施工技术：介绍水工建筑常用的材料及其性能，包括混凝土、钢筋、水泥和岩石等，以及水工建筑的常见施工工艺和技术要点。
5. 水工建筑设计：通过案例分析和实际工程项目，教授水工建筑设计的方法和步骤，培养学生的设计思维和创新能力，使其能够独立完成水工建筑设计任务。
6. 水工建筑安全与环境保护：介绍水工建筑的安全管理和环境保护要求，培养学生的安全意识和环境保护意识，提高水工建筑项目的安全性和可持续性。
四、课程设计要点1. 教学方法：采用理论教学、实验实践和案例分析相结合的教学方法，注重理论与实践的结合，培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
2. 实践环节：设置实验课和实习实训环节，让学生亲自参与水工建筑的实践操作和工程项目，加深对理论知识的理解和应用。
3. 项目设计：要求学生参与实际水工建筑项目的设计，包括设计方案的制定、计算分析和施工图纸的绘制等，培养学生的设计能力和团队合作精神。
水工建筑物课设
1.水闸根本设计资料1.1.根本资料1.1.1工程概况东风渠起自魏县北寨村南卫XX岸，经广平、肥乡，于曲周县城南入滏阳河，是黑龙港流域老沙河系的较大排水渠之一，担负东风渠以XX区排涝任务，排涝控制流域面积765k m2。
东风渠兼有输水任务，主要引蓄黄河水和卫河水，为XX市水网、魏县“梨乡水城〞及下游黑龙港地区提供灌溉用水和环境用水。
东风渠也是引黄入冀补淀输水渠道的重要组成局部。
1..2工程地质工程区位于XX平原南部，地势根本平坦开阔，总体自东南向西北略倾。
该段渠道水流方向亦由东南流向西北。
两岸地面高程45.75～55.10m，渠底高程为43.78～46.66m，现状渠道河口宽度为46～72m。
岸坡存在冲蚀、坍塌现象，渠底多处坑洼不平。
渠底浅部多分布有淤泥和杂物，厚度约0.5～1.0m。
1.1.3水文规划资料本水闸合理使用年限为50年,设计排沥流量为83.2m3/s，引黄设计流量为58m3/s，上游设计排沥水位为44.82m，下有设计排沥水位为44.72m，上游引黄设计水位为44.08m，下游引黄设计水位44.03m，蓄水位为46.02m，河底高程为40.30m，渠底宽度为17m，边坡顶部高程为48.5m。
1.2设计标准本水闸主要建筑物级别为3级，水闸等级为四级，闸室康华稳定平安系数，根本组合时［k］不小于1.20，特殊组合时［k］不小于1.05。
本水闸本身并无交通要求，考虑到农田耕作及水闸自身施工运行要求设人行便桥。
1.3设计任务1.3.1闸孔设计包括闸孔型式与尺寸，闸底板型式及高程。
1.3.2消能防冲设计包括消力池、海漫、防冲槽型式与尺寸，上下游护坡湖底等。
1.3.3 防渗排水包括地下轮廓线设计，渗流计算，抗渗稳定验算，反滤层设计等。
1.3.4闸室构造设计布置，分缝，止水布置，闸室稳定计算。
1.3.5两岸建筑物设计包括闸室与上下游连接与两岸岸坡的连接，侧向防渗设计与验算。
2.闸孔设计2.1闸孔型式确实定此处东风渠上建一排水闸，无通航要求，因此底板采用宽顶堰式水平底板。
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。
水工建筑物水闸课程设计
水工建筑物水闸课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握水工建筑物水闸的基本概念、结构形式、工作原理和设计要求。
具体包括：1.知识目标：（1）能够正确理解水闸的定义、分类和功能；（2）熟悉水闸的主要结构组成及其作用；（3）掌握水闸的工作原理和设计要求。
2.技能目标：（1）能够运用所学知识分析和解决实际工程问题；（2）具备一定的绘图和计算能力，能够阅读和理解水闸设计图纸。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对水工建筑物的兴趣和热爱，提高学生的工程意识；（2）培养学生团队协作、自主学习和创新思维的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.水闸的基本概念：介绍水闸的定义、分类和功能，使学生了解水闸在水工建筑物中的重要性。
2.水闸的结构组成：讲解水闸的主要结构组成，包括上游连接段、下游连接段、闸室、工作闸门、启闭设备等，并分析各部分的作用。
3.水闸的工作原理：阐述水闸的工作原理，包括上游水位上升、下游水位下降、闸门开启和关闭等过程，使学生掌握水闸的运行规律。
4.水闸的设计要求：介绍水闸设计的主要依据和原则，包括结构稳定性、泄洪能力、过船条件等，为学生后续学习水闸设计打下基础。
5.案例分析：分析一些典型的水闸工程案例，使学生更好地理解和运用所学知识。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用多种教学方法相结合的方式：1.讲授法：教师讲解水闸的基本概念、结构组成、工作原理和设计要求，引导学生掌握知识点。
2.案例分析法：通过分析典型水闸工程案例，使学生更好地理解和运用所学知识。
3.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生团队协作和创新思维的能力。
4.实验法：安排学生参观水闸工程，亲身体验水闸的运行原理，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的水工建筑物水闸教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
水工建筑物课程设计完整版
《坝工课程设计》平山水利枢纽设计计算说明书姓名班级：学号：指导老师：完成时间：目录1 基本资料及设计数据 (1)1.1基本资料 (1)1.2设计数据 (2)2 枢纽布置 (4)2.1 枢纽的组成建筑物及等级 (4)2.2各组成建筑物的选择 (4)2.3 枢纽总体布置方案的确定 (5)3 土石坝设计 (6)3.1坝型选择 (6)3.2坝体剖面设计 (7)3.3防渗体设计 (8)3.4 坝体排水设计 (9)3.5 反滤层和过渡层 (9)3.6 护坡设计 (11)3.7 顶部构造 (11)3.8 马道和坝顶、坝面排水设计 (11)3.8 地基处理及坝体与地基岸坡的连接 (12)3.9 渗流计算 (12)3.10 坝坡稳定计算（只作下游坡一个滑弧面的计算） (14)4 溢洪道设计 (16)4.1 溢洪道路线选择和平面位置的确定 (16)4.2 溢洪道基本数据 (16)4.3 工程布置 (16)4.4溢洪道水力计算 (17)4.5构造设计 (2)4.6地基处理及防渗 (2)5 设计成果说明 (8)附图一：枢纽布置平面图 (8)附图二：坝轴线处地质剖面图 (8)1 基本资料及设计数据1.1基本资料1.1.1概况平山水库位于Ｇ县城西南３公里处的平山河中游，该河系睦水的主要支流，全长28公里，流域面积为556平方公里，坝址以上控制流域面积431平方公里；沿河道有地势比较平坦的小平原，地势比较平坦的小平原，地势自南向东由高变低．最低高程为62.5m左右；河床比降3 ‰,河流发源于苏塘乡大源锭子，整个流域物产丰富，土地肥沃，下游盛产稻麦，上游蕴藏着丰富的木材，竹子等土特产．由于平山河为山区性河流，雨后山洪常给农作物和村镇造成灾害，另外，当雨量分布不均时，又易造成干旱现象，因此有关部门对本地区作了多次勘测规划以开发这里的水利资源。
1.1.2枢纽任务枢纽主要任务以灌溉发电为主，并结合防洪，航运，养鱼及供水等任务进行开发。
水工建筑课程设计
水工建筑课程设计一、引言水工建筑作为土木工程的重要分支，是指利用水力学原理和土木工程知识，进行水利工程的规划、设计、施工和维护的工作。
水工建筑课程设计旨在培养学生在水利工程领域的专业能力，使其能够独立完成水利工程的设计和实施。
二、课程目标1. 熟悉水工建筑的基本理论和方法，掌握水工建筑的设计原理和规程；2. 能够运用水工建筑的理论和方法，解决实际工程中的问题；3. 具备水工建筑的设计和施工能力，能够独立完成水工建筑工程项目；4. 培养学生的团队合作能力和创新意识，使其能够适应不同的工作环境和需求。
三、课程内容1. 水工建筑基础知识1.1 水工建筑的概念和分类1.2 水工建筑的基本原理和设计要点1.3 水工建筑的施工工艺和质量控制1.4 水工建筑的监测和维护2. 水工建筑的设计方法2.1 水工建筑设计的基本步骤2.2 水工建筑设计的理论模型和计算方法2.3 水工建筑设计的软件工具和技术手段2.4 水工建筑设计的经济性和可行性评价3. 水工建筑工程实践3.1 水工建筑工程的调研和勘测3.2 水工建筑工程的方案设计和施工图设计3.3 水工建筑工程的施工和监理3.4 水工建筑工程的验收和维护四、课程教学方法1. 理论讲授：通过教师讲解、案例分析等形式，传授水工建筑的基本理论和设计方法。
2. 实践操作：组织学生进行水工建筑的实际操作和设计实践，培养其实际操作能力和创新意识。
3. 实验教学：组织学生进行水工建筑相关实验，加深对水工建筑原理和方法的理解和掌握。
4. 课程论文：要求学生根据课程内容，撰写水工建筑相关的课程论文，提高其论文写作能力和学术研究能力。
五、课程评估与考核1. 平时成绩：包括课堂表现、实验报告、课程论文等。
2. 期末考核：包括理论考试和实践操作考核。
3. 课程设计：要求学生完成一个水工建筑工程项目的设计和报告，综合考察学生的综合能力和实际操作能力。
六、课程资源1. 教材：《水工建筑设计与施工》、《水工建筑原理与设计》等。
水工建筑物课程设计——土石坝设计[1]
![水工建筑物课程设计——土石坝设计[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/ee5373642e60ddccda38376baf1ffc4ffe47e218.png)
水工建筑物课程设计——均质土坝设计一、设计目的：通过综合运用专业基础知识及水工建筑物课程的有关原理方法进行实际建筑物的设计，帮助学生加深对本课程知识的理解，提高学生理论联系实际的能力、绘图计算等能力，树立科学意识、责任意识和经济意识。
二、基本资料：1、河谷地形见附图。
2、天然材料。
在坝址附近3公里范围内渗透系数为k=10-5cm/s的土料储量丰富，砂石料分布较为广泛。
覆盖层厚度：岸坡3——5m，河床5——7m。
覆盖层渗透系数平均为10-2cm/s ——10-3cm/s.3、内外交通。
工程紧靠公路，与铁路线相距约10公里，交通便利，不需另外修建对外临时施工道路。
4、水库规划资料。
该工程主要为下游城市和农田供水，供水工程的最大引用流量为20m3/s。
水库正常蓄水位590 m、设计洪水位592 m、校核洪水位593m。
设计洪水流量1200m3/s,下泄允许最大单宽流量18m3/s。
水库最大风速12m/s，吹程D=5km。
三、设计任务：1、确定主要建筑物类型、尺寸并在地形图上进行布置；2、土坝渗流计算。
计算渗流坡降、，校核是否发生渗透变形，计算大坝总的渗流量。
根据需要设置防渗、排水、反滤层构造。
3、土坝稳定计算。
以圆弧滑动法或毕肖普法进行稳定分析。
4、其他细部构造设计，如护坡、马道、防浪墙等。
5、绘制设计图纸。
6、设计步骤：1、在分析基本资料的基础上拟定土坝的布置方案。
2、选定布置方案，拟定各部分的尺寸和构造；3、进行渗透、稳定和沉陷计算，确定满足设计要求的各项尺寸；4、各部分详细尺寸和细部构造设计；5、绘制设计图纸。
五、设计安排：1、提交成果：（1）每人提交设计计算书一份；（2）设计图纸一套（1号图纸）。
图纸内容：大坝建筑物总体布置图；大坝剖面图，护坡、防渗、排水、反滤层、防浪墙等细部构造图；溢洪道平面布置图，溢流堰设计图、下游消能防冲设施设计图。
引水隧洞纵、横剖面设计图。
2、设计时间：见设计任务安排。
水工建筑物课程设计38746219.doc
水工建筑物课程设计重力坝编写：田明武水工教研室2009年一、设计要求：（一）题目：混凝土实体重力坝（二）内容：1、拟定溢流重力坝（或非溢流重力坝）的典型剖面2、确定溢流坝段前缘宽度、堰顶高程，拟定溢流孔口尺寸。
3挑流消能计算。
4、进行一个典型剖面的稳定分析及强度验算。
（1）稳定分析计算采用抗剪强度公式。
（2）强度验算只计算坝基面的边缘应力。
并考虑扬压力及不考虑扬压力分别计算。
5、绘制1#工程图一张（白图纸或50×75cm方格纸），至少包括大坝平面图，下游主视图，一个或两个典型剖面图及横缝止水细部图。
6、编写说明书，整理计算书。
（二）任务：1、设计内容中1、2、3、5、6每人必须全部完成。
2、设计内容中第4项内容，一大组内可分为两组计算，一组计算溢流重力坝，一组计算非溢流重力坝。
（三）时间：整个课程设计时间为一周，其中设计、计算部分应在三天内完成，其余时间用来绘制工程图，编写说明书，整理计算书。
二、基本资料（一）气象资料本坝址位于四川仁寿县境内的鲫江上，流域内多年平均气温17.13℃，最高气温43℃，最低气温-4℃，霜期在11-2月间，约100天，每次霜期约为3-4天。
流域内雨量充沛，多年均雨日121天，多年平均降雨量1036.3mm，雨量年内分布不均，7-8月雨量占全年总雨量的50%左右。
流域内多年平均最大风速为20m/s。
（二）地形、地质坝址位于仁寿县鲫江上游峡谷地段，由于地质构造运动及长期风化剥蚀，库区多为平顶圆丘及丘陵间凹地，坝址处河谷不对称，谷地宽约为40m，覆盖层厚度小于3m。
库区位于龙泉山背斜末端仁寿背斜西翼轴以东，属于中生代上侏罗纪、白垩纪地层以及新生代第四纪沉积。
坝址区地质构造处于仁寿背斜西翼的单斜层上，地层平缓，一般倾角5-8°。
坝址属白垩纪嘉定统，为砖红色细粒、中细粒泥质、钙质胶结的块层砂岩。
岩层一般强度不高，易风化，风化层深度5-7m。
坝址地震设计烈度为7度。
《小型水工建筑物设计》课程标准
《小型水工建筑物设计》课程标准一、前言（一）课程基本信息1.课程名称：小型水工建筑物设计2.课程类别：专业核心课3.课程编码：0210044.学时：605.适用专业：水利工程专业（二）课程性质1.地位：水工建筑物课程是水利工程专业的核心专业课，是大部分学生将来工作必须掌握的专业技能。
2.作用：《水工建筑物》课程是以水利工程各类水工建筑物为对象，依其各自施工技术、施工组织特征，使学生掌握常见水工建筑物的工作特点、型式、构造及设计基本理论和方法，解决一般水利工程施工过程中的相关设计、计算问题，为学生毕业后顶岗参与水利工程及单体水工建筑物的初步设计、施工现场的技术、组织管理、监理、工程运行管理等工作奠定基础。
3.功能：该课程以“工程土力与地质”、“工程水文及水力计算”和“建筑材料”的学习为基础，同时与“水利水电工程施工”、“水利工程管理”以及“灌溉排水工程技术”等课程相衔接，打造学生的专业核心技能。
（三）课程标准的设计思路1.课程设置的依据本课程是根据教育部有关指导精神和意见，结合高职高专陕西省重点建设专业水利工程专业人才培养模式和课程体系、学院“四位一体”人才培养模式、教育部创新发展行动计划骨干专业建设等综合要求，在与校外企业专家共同制定的水利工程专业人才培养方案基础上设置的。
2.课程改革的基本理念该课程改革的基本理念为：以学生为主体，以职业岗位能力培养为核心，以学习目标为本位，以项目为载体、用任务训练职业岗位能力，采用工学交替，理论、实践、素质一体化的培养模式，凸显工学特色，追求创新与持续发展能力，实现受教育者的全面发展。
实行过程考核与终结考核相结合，保障培养目标的实现。
3.课程目标、内容制定的依据本课程立足于实际工作职业能力的培养，以实际水利工程设计任务为切入点，以水利行业职业资格标准为依据，构建课程内容和知识体系。
课程内容和知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要，同时又充分考虑了高等职业教育对理论知识学习的需要，并融合了相关职业资格证书对知识、技能和素质的要求。
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前进闸设计计算说明书学号: **********专业: 水利水电工程**: *******: ***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300sm/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100s2201.44m，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（4）下游水位流量关系：（5）地质资料：① 根据地质钻探报告，闸基土质分布情况见下表：②根据土工试验资料，闸基持力层坚硬粉质粘土的各项参数指标为：凝聚力C=60.0Kpa ；内摩擦角19=ϕ°；天然孔隙比e=0.69；天然容重3KN/m 3.20=γ 建闸所用回填土为砂壤土，其内摩擦角26o ϕ=，凝聚力0c kPa =，天然容重318kN m γ=。
（6）本工程等别为III 等，水闸按3级建筑物设计。
（7）闸上有交通要求，闸上交通桥为单车道公路桥，桥面净宽4.5m,总宽5.5m ，采用板梁结构。
每米桥长约重80KN 。
（8）该地区“三材”供应充足。
闸门采用平面钢闸门，尺寸自定，由工厂加工。
本地区地震烈度在6度，不考虑风浪的作用，胜利河为少泥沙河道（含少量推移质泥沙）。
2. 枢纽设计2.1进水口防沙设施设计胜利河为少泥沙河流，防沙要求不高，为防止泥沙进入引水渠，防沙设施设拦沙坎即可，《水电站进水口设计规范》DL/T5398-2007中规定其高度为2.5m~3m ，取其高度为2.5m 。
2.2 引水渠的布置① 取水方式确定: 由于胜利河为少泥沙河道，防沙要求不高，且取水期间河道的水位和流量能够满足取水要求，故取水方式可设计成无坝取水。
② 引水口位置选择: 胜利河在流经灌区时有一个明显的弯道，可利用弯道环流原理，将引水渠的引水口设在胜利河凹岸顶点位置稍偏下游处，该位置距弯道水流拐点的长度可由公式计算：1/4+=B R KB L式中：L ——进水闸至引水口弯道起点的距离K ——与渠道分沙比有关的系数一般取0.6～1.0（K=0.8）R ——河道的弯道半径B ——河道河槽的宽度由此可确定引水口位置③ 引水渠的方位确定:为使弯道水流平顺进入引水渠，根据规范，取引水渠中心线与河道水流方向夹角即引水角不超过30度。
（取25度）第二章 闸孔设计1. 闸室结构型式的确定由于闸室地基土质为坚硬粉质粘土,土质均匀,承载力较大,因此选用整体式平底板闸室，且闸前水位最大可达到10.2m ，最低水位可达 6.94m ，水位变幅3.26m ，为减少闸门高度，因此设计成胸墙式闸室。
2. 堰型选择由于水闸有防洪冲淤的任务，故堰型采用宽顶堰，它有利于泄洪，冲沙，排污，且泄流能力稳定，结构简单，施工方便。
3.确定闸顶高程及孔口尺寸3.1确定闸顶高程设计情况下，上游水位2204.3m ，下游水位2201.0m ；校核情况下，上游水位2204.7m,下游水位2201.0m 。
不考虑风浪情况，由水闸设计规范(SL265-2001)⎩⎨⎧=+=+=⎩⎨⎧++=mm h h c c c 2.22055.07.22040.22057.03.2204max H 校△△△ 考虑风浪，取m 0.2206H =△3.2确定闸底板高程闸底板应尽可能置于天然坚实的土层上，在满足强度等条件下，高程应尽可能高一些。
一般情况下，闸底板高程定为2194.5m ，和河底齐平。
3.3确定闸门孔口尺寸3.3.1计算闸孔总净宽①灌溉期：上游水位2201.83m ，下游水位2201.78m ，流量300s m /3上游水深m H 33.75.219483.2201=-=，下游水深m h s 28.75.219478.2201=-= 过水断面296.47333.7)33.7250(m A =⨯⨯+= 上游行近流速s m A Q v /633.096.4733000=== 行近水头m g v H H 35.781.92633.00.133.722200=⨯⨯+=+=α 8.099.035.728.70>==H h s 属淹没出流。
由《水闸设计规范》SL265—2001查得当99.00=H h s 时，36.0=σ 初步设计认为385.0=m ，94.0=ε，m e 5=，65.068.0>=He ，为堰流。
由公式m H g m QL 10.2635.781.92385.094.036.030022/32/300=⨯⨯⨯⨯⨯==σε②枯水季节：上游水位2201.44m ，下游水位2201.38m ，流量100s m /3 上游水深m H 94.65.219444.2201=-=，下游水深m h s 88.65.219438.2201=-= 过水断面233.44394.6)94.6250(m A =⨯⨯+= 上游行近流速s m A Q v /226.033.4431000=== 行近水头m g v H H 943.681.92226.00.194.622200=⨯⨯+=+=α 8.0991.0943.688.60>==H h s 属淹没出流。
由《水闸设计规范》SL265—2001查得当99.00=H h s 时，36.0=σ 初步设计认为385.0=m ，94.0=ε,m e 5=，65.072.0>=H e ，为堰流。
由公式m H g m QL 472.9943.681.92385.094.036.010022/32/300=⨯⨯⨯⨯⨯==σε由于应选用最大过闸单宽流量，故应选最大闸孔总净宽，因此综合两种情况,闸孔总净宽取值为26.10m 。
此时单宽流量)*/(50.111.2630030m s m L Q q ===，由地质资料知闸地基处为坚硬粉质粘土，可取5)*/(3m s m ，故满足要求3.3.2孔数及单孔宽度的选定为了保证闸门对称开启，使水流过闸均匀，孔数宜采用单数。
我国大中型水闸单孔宽度一般采用8-12m,故选3=n 孔，选单孔净宽m l 100=。
根据规范上游闸墩头部均采用半圆形，下游闸墩头部采用流线形，厚m d 2=，边墩取1.5m 。
闸孔总宽度为：m d n nl L 3422103)1(01=⨯+⨯=⨯-+=。
渠道宽50.0m ，闸室总宽度应与渠道宽度相适应，两者的比值为34/50=0.68大于0.6~0.75，符合要求。
闸孔尺寸示意图见图2-1（比例1：100）图3-1闸孔布置图（ 单位：m ）3.3.3水闸泄流能力验算（查阅《水闸设计规范》SL265-2001）3.3.3.1灌溉期过流验算：上游水位2201.83m ，下游水位2201.78m ，流量300s m /3对于中孔：m l 100=，m d 2=973.021010)210101(171.01)1(171.01440000=+⨯+-⨯-=++--=d l l d l l z ε 对于边孔：m l 100=， m b b 16.21233.72/)3750(=⨯+-=912.016.2111010)16.21110101(171.012)21(171.01440000=++⨯++-⨯-=++⨯++--=b b b b d l l b d l l ε则 953.03912.0)13(973.0)1(=+-⨯=+-=nn bz εεε 水闸泄流能力sm H g mL Q /75.34935.781.9230385.0953.036.0232/32/300=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=σε大于300s m /3满足要求 。
3.3.3.2 枯水期过流验算：上游水位2201.44m ，下游水位2201.38m ，流量100s m /3对于中孔：m l 100=，m d 2=973.021010)210101(171.01)1(171.01440000=+⨯+-⨯-=++--=d l l d l l z ε 对于边孔：m l 100=， m b b 38.20294.62/)3750(=⨯+-=9124.038.2011010)38.20110101(171.012)21(171.01440000=++⨯++-⨯-=++⨯++--=b b b b d l l b d l l ε则 953.039124.0)13(973.0)1(=+-⨯=+-=nn bz εεε 水闸泄流能力：sm H g mL Q /90.32094.681.9230385.0953.036.0232/32/300=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=σε大于100s m /3满足要求 。
第三章 消能防冲设计1. 消力池设计1.1确定消能型式由于本闸所处渠道底部为粉质粘土，抗冲刷能力较低，故采用底流式消能。