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湖南水利水电职业技术学院HunanTechnicalCollegeofWaterResourcesandHydroPower毕业设计指导书课题名称潘家口水库水库—重力坝及设计适用专业：水利工程指导老师：丁琼设计开始日期：年月日设计结束日期：年月日水利工程系编潘家口水库水库—重力坝设计指导书一、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、主要水工建筑物设计，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，进行方案比较，选定一条有利的坝轴线。三、坝型选择选取三种或以上坝型，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，选定最优坝型。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1、主要建筑物——坝工设计，每个同学都要详细设计。(1)选择坝线、坝型。选定枢纽布置方案：根据规范要求，参照已建工程并结合坝址处气候，日气温变化，各条坝线的河谷不对称或对称，河谷宽度与坝高之比，坝基及两岸岩层是否夹有软弱岩层或夹泥层等等情况说明该处不宜修建拱坝或其它类型的轻型混凝土坝。绘出坝的剖面及平面布置图。（2）对枢纽布置也应进行方案比较。主要比较各个方案的优缺点。例如某枢纽有如下两个方案：方案I。主河槽从右到左为溢流坝、底孔及电站，两岸为溢流坝。优点是电站进口紧临底孔，可利用底孔冲沙。缺点是建筑物拥挤，底孔放水影响电站尾水。电站及其引渠开挖量大。方案II：从右到左为溢流坝，底孔，两岸山坡为非溢流。右岸修建电站引水隧洞。优点是利用自然地形增加6m发电水头。电站厂房自成系统，场地开阔。缺点是增加了隧洞工程量。比较：方案II虽增加一条引水隧洞，相应增加了工程费用，但由于减少了土石开挖方量，且增加了6m发电水头，河床的主要建筑物布置相对容易，故以方案II为推荐方案。2、进行非溢流坝的剖面设计。(1)确定挡水重力坝的剖面①基本三角形顶点。②下游坝面坡比，以水荷载为主要作用依据，并参考已建工程拟定；③确定坝顶高程及坝顶宽度。坝顶高程确定参考教科书或规范当中的确定方法。坝顶宽度常取坝高的1/8~1/10，最小不低于3m。如需要满足两岸交通要求，还需参考公路交通规范，确定坝顶宽度。④实用剖面，一定的坝顶宽度(见③)，一定的超高(按规范规定或教材)，坝段划分(12~20m)。(2)坝体强度验算：①计算方法：材料力学法，概率极限状态设计。②荷载及荷载组合。每个学员要求分别对一种基本组合和一种特殊组合进行验算。③计算公式见《水工建筑物》第2章第4节。(3)坝基接触面抗滑稳定验算①计算方法：安全系数法。②荷载及荷载组合。每个学员要求分别对一种基本组合和一种特殊组合进行验算。③计算公式见《水工建筑物》。④成果分析。根据以上计算结果，分析所拟断面是否安全可靠、经济合理，是否需要修改断面，最后确定坝体剖面。3、进行溢流坝的剖面设计。(1)确定溢流坝的剖面；①泄流型式②单宽流量③堰顶高程首先由调洪演算求出设计洪水位和相应的下泄流量Q。当采用开敞式溢流时，堰顶水头H0由开敞式溢流堰泄流能力计算公式反算得出，由设计洪水位减去堰上水头H0即为堰顶高程。④溢流面体型设计组成：顶部曲线段、中间直线段和下部反弧段。顶部曲线可采用WES曲线。Hd为定形设计水头，按堰顶最大作用水头Hmax的75%~95%计算。反孤段的反弧半径R=(4-10)h，h为校核洪水位闸门全开时反弧段最低点处的水深。当反弧段流速v＜16m/s时可取下限，流速越大，反弧半径也宜选用较大值。中间的直线段与坝顶曲线和下部反弧段相切，坡度一般与非溢流坝段的下游坡相同。选择消能方式(2)坝体强度验算（与非溢流坝段相同）(3)坝基接触面抗滑稳定验算（与非溢流坝段相同）4、细部构造设计①标号分区设计根据应力计算成果和大坝各部位的工作条件的不同对强度、抗冻、抗渗、抗热、抗冲磨等各种性能提出不同要求，并确定各区的位置、尺寸。②廊道、分缝止水、排水设计廊道：设计断面尺寸、剖面位置以及平面、立面布置和相互联接等。分缝止水：包括横缝设计和溢流坝段、挡水坝段的止水设计。排水：包括对溢流坝段的坝身和坝基排水的布置及排水管(孔)的直径、间距等的确定。③地基处理包括开挖清理、灌浆、断层处理等。开挖与清理：提出开挖要求、方法和清理标准，并对一些简单的工程问题提出解决措施；灌浆：包括帷幕灌浆和固结灌浆，确定灌浆排数、深度、孔距、排距、灌浆压力等；断层处理：根据基本资料所给的断层性质和破碎程度以及对坝体影响的大小分别提出相应的处理措施。5、泄水建筑物设计——每个同学选择做溢洪道设计或导流泄洪洞设计。A、溢洪道设计B、导流泄洪洞设计六、毕业设计进度计划内容周次一、收集基本资料及图书、规范1天二、坝型选择及坝身断面尺寸确定2天三、主要建筑物的设计3天四、坝体稳定应力分析4天五、坝体细部构造设计2天六、地基处理1天七、绘图及整理计算书和说明书5天八、机动1天九、答辩1天七、设计成果的具体要求：1、文字：(1)按章节叙述。要先拟好提纲，然后编写。(2)包括基本资料和基本数据。(3)说明设计标准、设计情况及依据。(4)阐述设计思想、原则及方法。(5)对具体设计要说明设计的前提，设计原理、方法、主要过程及阶段成果，最后成果。(6)对成果的分析及结论。(7)要求简明扼要、叙述清楚，字迹工整。2、图纸：(1)枢纽平面布置图1张(2)坝体断面图2张(3)细部构造图1～2张要求图面合理、设计正确、整洁、清晰，绘图认真仔细。不乱改乱写，图幅尺寸、规格、图的比例、线条、标注高程、尺寸符号和说明等均按工程制图标准。参考书、参考资料：[1]DL5021－93，水利水电工程初步设计报告编制规程[S]。[2]中华人民共和国行业标准．《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（山区丘陵）》（SDJ217-87）．北京：水利电力出版社，1988。[3]中华人民共和国行业标准．《水利水电工程水利计算规范》（SL104-95）．北京：水利电力出版社，1995。[4]《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》，中华人民共和国电力行业标准，DL5180-2003。[5]《水工混凝土结构设计规范》SL/T，191-96。[6]中华人民共和国行业标准．《水电站进水口设计规范》（SDJ335-89）．北京：水利电力出版社，1989。[7]《水利水电工程专业毕业设计指南》，索丽生等，中国水利水电出版社。[8]《水工设计手册》（第七册），水电站建筑物，华东水利学院主编，水利电力出版社，1989。