水利枢纽工程重力坝设计
学生：
指导老师：
1工程概况
1.1流域概况
辽河是某地区较大的河流之一。发源于X县，自东向西流，在C县附近于B河汇合，于I市西入海。全长418公里，流域面积13880平方公里。其中山区占总数的66%，丘陵占4%，平原占30%，流域面积内有耕地430万亩，人口约400万人，是该地主要的产粮区之一，并且是极重要的重工业基地，交通发达，铁路、公路运输方便。
辽河多年平均径流量40多亿立方米，是本地区水利资源最丰富的河流，辽河干、支流上都没有控制性工程，每年有几十亿立方米的水白白流向大海。
该水库位于该地区L县境内，为辽河的控制性工程，水库控制面积为6175平方公里，占流域面积的44.5%，选定S水库为开发辽河的第一期工程是适宜的。水库任务以防洪、灌溉为主，并改善农田除涝条件，扩大灌溉面积，供给灌溉及工业用水发电。
1.2工程地质
在水库回水内部范围渗漏区（长6.4公里）由寒武纪奥陶系的灰岩、泥灰岩、页岩、砂岩等组成。根据勘测结果，渗漏量不大。不致影响水库蓄水，坝址区河谷为侵蚀堆积，0～3060米，右岸山坡两岸山顶高米～500米，250米左右，河床高程300坝址处河谷底宽000 2040～，左岸山坡坡度较缓，约15，逐渐变陡。地貌形态较为单一，坝址区为前震旦系大弧山统变质岩。岩性单一，层理不明，它是含团块黑云母变粒岩，石英变粒岩，粗度细，致密。
坝址区断裂构造的发育时期，相互切割关系及变化规律比较复杂。节理裂隙也很发育。F8,F10是较大断层，断层面在坝基内最大的出露宽度不超过50厘米，一般在30厘米左右，根据压水试验断层属于不透水的。
覆盖层厚度，右岸厚度不大，一般1-2米为碎石块及砂琅土组成。河床部分砂卵石厚2～1米。左岸山坡为坡积土其中夹有石英岩滚石厚7.9米，最大厚度4米到3度一般为
米，弱风化岩3～5米。
2本工程设计的目的和意义
课程设计包括重力坝设计的主要理论与计算问题，通过课程设计可以达到综合训练的目的。
学会融会贯通“水工建筑物”课程所学知识以及水利水电工程专业所学的理论知识，完成重力坝较完整的设计工程，以加深对所学理论的理解与应用。培养综合运用已学的基础理论知识和专业来解决基本工程设计问题的初步技能，全面分析考虑问题的思想方法,工作方法。
培养设计计算，绘图，编写设计文件，使用规范手册和应用计算机的能力。提高查阅和应用参考文献和资料的能力。
在姚老师的指导和帮助下，学习关于今后设计工程方面的相关解决方法，为自己将来在工作中更快地适应和处理实际工程、独立完成工作任务打下坚实的基础。
3 本毕业设计的具体内容、步骤和成果
3.1毕业设计的具体内容
(1) 枢纽布置：分析地形地质、水文气象、施工条件等基本资料，根据已知资料选择坝轴线和坝型，确定坝址和枢纽的总体布置。坝轴线的位置应根据附近的地形及地质条件通过定性分析来确定。坝型和枢纽布置的选择应根据坝址处的地形、地压、建筑材料、宣泄洪水的能力以及抗震性能等特点，通过定性分析，初步选择两种以上的方案进行比较详细的技术经济比较，从中选出既满足工程要求又比较经济的方案从而进行初步设计。
(2) 调洪演算：根据拟定的设计洪水过程线、泄洪建筑物的泄洪能力曲线及水位库容关系等基本资料，按确定的防洪调度规则，采用线性内插法求出库水位和下泄流量的变化过程线。确定设计洪水位、校核洪水位、防洪库容等水库特性参数。
(3) 非溢流坝段剖面设计：包括坝顶高程的拟定、下游水位的拟定、坝顶宽度和坝坡的拟定。在计算出校核洪水的情况下,根据在校核洪水下溢流坝和泄水坝段的水面线计算来确定坝体高度。然后考虑与溢流坝段的连接情况对坝顶宽度、坝顶高度、上下边坡位置等初步拟定，绘制出挡水坝段的最大剖面图。
抗滑稳定及应力分析：包括抗滑稳定、应力分析和强度校核等。采用刚体极限平(4)
衡法计算，分别计算各坝段不同水平截面上的外加荷载及应力，并计算出抗剪和抗剪断稳定安全系数，以及坝基截面的垂直应力。
(5) 溢流坝段设计：包括溢流坝的剖面设计、消能防冲设计、泄水方式的选择、泄流能力的校核等。泄水建筑物可布置在河床中央，也可布置在河岸某处合适的地方,要根据当地的地形地质条件选择合适的泄流方案。然后根据水库运行和泄洪以及排漂浮物的要求，坝址地形地质条件、下游河床及两岸抗冲性能、下游水深及消能要求、坝体分段情况与相邻建筑物间的关系、闸门形式,工过条件及运行方式等因素确定孔口尺寸和堰顶高程。
(6) 地基处理：包括坝基开挖与清理、固结灌浆、帷幕灌浆、坝基排水和断层破
碎带处理等。
(7) 细部构造设计：包括坝体的分缝与止水结构设计，坝顶构造和坝体廊道系统设计和坝体混凝土的分区设计。
3.2毕业设计的步骤
⑴进行坝线、坝型选择及枢纽布置方案的论证；
⑵进行剖面设计;
⑶进行消能工设计；
⑷验算孔内压力余幅安全度；
⑸验算坝体稳定及应力；
⑹细部构造设计；
⑺两岸连接设计与地基处理；
⑻整理设计说明书；
⑼绘制设计图纸；
3.3毕业设计的成果
本次毕业设计的成果包括: (外文翻译、开题报告、设计或研究报告正文的数量和质量，设计图纸的内容、张数、图幅等要求）
1、开题报告：6页2500字；
2、设计说明书：50-60页20000字，要求说理清楚，层次分明，文句简练通顺
并附有必要的插图、表格及主要设计成果；
3、计算说明书：40-60页15000字，内容要求写明原始数据、计算原则、计算
公式及详细的计算过程和计算结果等；
张；1 ②坝体上下游立视图张；1 张（①枢纽平而布置图3纸：一号图纸、图4．
③中孔坝段最大剖面图1 张）；
5、译文：外文译文（3000字）及原文影印件。
4 本设计需要阅读的主要文献、资料名称
要求阅读或检索的参考资料及文献（包括指定给学生阅读的外文资料）：
林继镛.水工建筑物（第5版）[M] .北京:中国水利水电出版社，2009. [1]祁庆和.水工建筑物（第四版）[M] .北京:中国水利水电出版社，2006. [2]张光斗、王光纶. 水工建筑物[M] .北京:中国水利水电出版社，1994. [3]陈胜宏(主编). 水工建筑物(第1版) [M] .北京:中国水利水电出版社，2004. [4]周建平,党林才.水工设计手册(第5卷):混凝土坝[M] .北京:中国水利水电出版[5]社,2014. 刘志明，温续余. 水工设计手册(第7卷): 泄水与过坝建筑物[M] .北京:中国水[6]利水电出版社,2014.
混凝土重力坝设计规范（SL319-2005）[7]混凝土重力坝设计规范(DL 5108-1999) [8]水工建筑物荷载设计规范（DL5077-1997）[9]水利水电工程制图标准基础制
图（SL73.1-2013）[10]水利水电工程制图标准水工建筑图（SL73.2-2013) [11]水电水利工程基础制图标准（DL/T5347-2006）[12]水电水利工程水工建筑物制图标准（DL/T5348-2006）[13]水力发电工程CAD制图技术规定（DL/T5127-2001）
[14]防洪标准(GB 50201-2014)
[15]水电枢纽工程等级划分及设计安全标准（DL 5180-2003）[16]武汉大学水利水电学院水力学教研室(主编)：水力计算手册(第二版) [M].北京：[17]中国水利水电出版社，2006.
潘家铮. 《重力坝设计》. 水利电力出版社.1987.
[18]《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000），中国水利电力出版社，2001. [19]《混凝土坝设计图册》[20]北京：中国水利水电出版社，2006.
[21]
5工作的主要阶段、进度
根据老师下达的任务书以及学院的毕业设计进度要求，毕业设计时间进度如下：(1)2016年1月完成并上交外文翻译和开题报告。2015年底了解毕业设计任务书的主要内容，熟悉并分析工程资料，查阅有关资料和文献，阅读外文资料，于2016年1月初完成外文翻译和开题报告；
(2)2016年春季学期第1-2周了解课题内容，熟悉查找参考资料。广泛查阅相关工程资料和文献，重点资料细读。
(3)第3-4周完成坝型选择和枢纽布置。通过对工程资料的分析和相似工程的借鉴，确定S水利枢纽的坝型及枢纽布置。
(4)第5-9周完成坝剖面的设计与计算。通过对坝段的应力分析及参考相应的设计规范，拟定S水利枢纽的溢流坝段和非溢流坝段断面，对坝段的强度和稳定分析进行校核。
(5)第10周主要内容为整理资料，完成设计说明书和计算说明书的编写。进一步检查计算过程是否正确及设计过程中的细节问题，认真编写设计说明书和计算说明书。
(6)第11-12周完成大图及细部结构放大图的绘制。通过设计说明书和计算说明书所得的数据，完成S水利枢纽横剖面图、大坝上游立面图、枢纽布置图及细部结构放大图等相关图纸的绘制。
(7)第13周的主要内容为将毕业设计所得成果交由指导老师评阅。进一步改善毕业设计成果的不足，并做好答辩准备。
(8)第14周，答辩。、
6现有条件及必需采取的措施
首先，通过大学近四年专业知识的学习，使自己对工程设计和工程的相关知识有了一定的了解，在一定程度上也能将自己所学的知识运用到实际工程中；同时，通过之前的坝工课程设计，也让我对坝工设计的步骤和内容有了一定的认识，能熟练运用CAD、Office等相关软件，为毕业设计的计算和制图提供了便捷的条件；其次，在我校图书馆及水利水电特色阅览室中藏有大量工程设计的规范及与工程有关的相关文献，保证了我们在设计过程中能有足够的资料进行学习和参考；最后，我校拥有卓越的师资资源，在我们进行毕业设计的过程中，指导老师也能为我们进行答疑解难，帮助我们发现毕业设计的错误，使我们可以更快的掌握新知识，更好地完成毕业设计。