土石坝课程设计任务书.docx
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土石坝课程设计任务书
土坝课程设计大纲
黑龙江农垦林业职业技术学院
土坝课程设计大纲
一、课程地位、作用与任务
土石坝课程设计是《水工建筑物》教学中的一个重要的教学环节之一，它是高职教育中培养水利水电工程专业应用型高等专门人才的一次专题实训环节，是在定岗实践的基础上通过对典型的，有代表性的已建或在建工程的实际资料分析，结合生产实际，进行水利水电工程枢纽设计，提高专业基本技能及工作能力的一次指导性实训课程。
其任务主要有：
1、通过课程设计使学生学会综合运用基础知识和专业理论知识，进行水利工程设计的方法和步骤。
2、培养学生善于运用设计图册、国家标准规范、熟悉计算方法，提高计算能力，专业绘图以及编写设计文件等基本技能。
3、提高学生分析问题、解决问题、独立工作的能力。
4、通过课程设计全面考察，了解学生在校期间的学习质量，从而发现教学中存在的问题，为进一步进行教学改革提供依据。
二、内容和要求
（一）确定断面尺寸及平面布置：
1、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，确定大坝最大坝高的断面尺寸。
2、绘出坝的剖面及平面布置图。
（二）渗流计算：
用水力学法，计算正常高水位、设计洪水位、或校核洪水位时最大断面的浸润线及单宽渗流量。
并按一定比例绘出坝体内的浸润线图
（三）坝坡稳定计算：
绘图并计算最大坝高断面的上、下游坝坡的稳定系数，判断坝坡是否稳定或说明判断坝坡是否稳定的判断方法。
（四）细部构造设计
1、包括坝顶、护坡、反滤层、坝体及坝基有防渗透、排水、坝坡排水沟等。
2、绘出各个细部构造图
三、成果要求
1、设计图
设计图是课程设计的主要成果，用1#图纸、绘图铅笔绘制或用autocad绘图。
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1张，
2、设计说明书与计算书
设计说明书也是课程设计的主要成果，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30页为宜。
计算部分应尽量汇总成表格形式，计算简图应用方格纸按比例绘制，计算过程应书写清楚。
四、时间安排
本课程设计时间为一周。
具体学时分配如下：
序号
内容
时间（d）
1
剖面尺寸的拟定、渗流计算
0.5d
2
稳定分析
0.5d
3
土坝的细部结构
0.5d
4
绘图
2.5d
5
整理说明书
1d
合计
5d
土石坝课程设计任务书
一、设计任务及基本要求
（一）设计任务
1、根据地形、地质、筑坝材料、水文气象、施工条件和枢纽建筑物的组成等因素进行坝轴线选择。
2、根据已知基本资料选择坝型。
3、根据枢纽建筑物的组成，进行枢纽布置方案的比较，确定枢纽布置方案。
绘制枢纽平面布置图
4、坝工设计，包括：
断面设计、渗透计算、稳定计算、细部构造设计、基础处理、坝与两岸的连接。
（二）设计要求
1、设计者必须发挥独立思考能力，
2、设计成果：
设计说明书一份；设计图1张。
图题栏如下格式：
二、基本资料
（一）、工程概况某水库位于某河流的中游，控制流域面积4990平方公里，最大库容2.1亿立方米。
水库以灌溉为主，并防洪、发电，可引水灌溉土地面积20万亩，水电站的总装机容量9万千瓦，以解决高灌及工业用电。
水库建成后能收到灌溉、发电、防洪、解决工业用水和人蓄吃水等多方面效益，是一座综合利用的水库。
（二）、地形、地质：
1、地形：
见1:
2000坝址地形图。
2、库区工程地质条件。
河床高程72m，约有1.5~5m的砂卵石覆盖层，其下为砂岩，较完整，节理不发育，在大地构造上处于相对稳定区，未发现有大的断裂构造迹象。
（三）、水利规划成果
经计算如下表：
（四）、建筑材料坝址上、下游均有土料场、砂石料，储量丰富，能满足筑坝要求，平均运距小于1.5公里。
土石料的物理、力学指标如下：
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、建筑物设计及施工组织设计，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，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。
首先根据给出的土石料判断有可能选择的坝型，由水库最高水位初估坝顶高程，并按该种坝型的一般情况初拟其剖面尺寸，再按河谷形状估算所需的土石方量，由此确定一种坝型。
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
（一）、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）。
（1）、坝坡设计。
土石坝的坝坡一般与坝型、坝高、土石料的性质等因素有关，其范围大致在1：
2-1：
4之间。
当坝较高时，可每隔8-15m变一次坡，相邻坡率差取0.25-0.5，变坡处下游通常设置1.5—2.0m宽的马道。
设计坝坡时，可参照已建工程进行类比，初拟一个坝坡。
（2）、确定坝顶高程。
计算水库静水位以上的超高值时，风速值的选取采用多年平均最大风速。
坝顶高程分别按正常情况和非正常情况计算。
正常情况的库水位可取设计洪水位，非正常情况的库水位可取校核洪水位。
按上述两种情况计算后，取两者中的高值。
（3）、坝顶宽度。
坝顶的最小宽度按下面的方法确定：
当坝高"小于lOOm时，坝顶最小宽度bmin取为H／10，并不小于3m；当坝高"大于100m时，坝顶最小宽度bmin取为，并不小于lOm；当坝顶有公路通过时，应满足交通要求以及防汛抢险等要求。
（4）、排水体设计。
可根据实际情况选择贴坡排水或棱体排水，再进行构造设计。
（二）、渗流计算：
用水力学法，计算正常高水位时最大断面浸润线及单宽渗流量。
（三）、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。
（四）、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。
（1）、坝顶构造。
坝顶如果没有公路运输要求，可以不做特殊路面，只需铺设碎石、砾石或草皮即可。
若有公路通过，要按交通要求铺设。
坝顶上下游两侧要铺设路缘石。
为了排水，坝顶应有2％-3％的倾斜度。
当上游设置防浪墙时，防浪墙应由坚固、稳定、不透水并与防渗体紧密结合的浆砌石或钢筋混凝土构成。
墙高自坝顶起应高于1m。
此时坝顶下游侧应设置沟槽，以汇集雨水，经坡面排水沟排走。
（2）、护坡设计。
若坝址附近石料充足，通常采用砌石或堆石护坡；此时上、下游护坡的下面需设碎石或砾石垫层。
下游坡面上要设置表面排水系统（纵、横排水沟及坝坡与岸坡连接处的排水沟）。
此外还应布置阶梯等通行道路。
（3）、反滤层、过渡层、垫层的设计。
选择合适的土料，确定其各自的厚度。
六、“土石坝枢设计说明书”编写提纲
书中包括土坝的最大剖面、细部大样、坝顶构造、护坡、马道、反滤层、排水、基础防渗设施等细部构造图，要求内容全面，但不重复。
且图幅布置匀称美观，可利用50x75cm方格纸绘制。
说明与计算书包括设计中的全部计算步骤和过程，对自己的设计阐明设计思想，说明充分，文字既要简明扼要，又能表达出设计者的设计思想。
说明与计算书的最后应对设计成果进行分析和评论。
第一章基本资料
第二章 土坝设计
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
第三节 土坝的渗透计算
一：
计算情况
二：
计算方法及计算公式
三：
渗量及浸润线计算
第四节土坝的稳定计算
一：
计算的基本数据及计算情况
二：
计算方法及计算公式
三：
上下游坝坡的安全系数值
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
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