《水工建筑物》学习指南

1、水工建筑物学习指南1课程信息课程名称水工建筑物适用专业水利水电建筑工程学 时120学 分82课程定位水工建筑物课程是水利水电建筑工程专业的一门专业核心技能课程。本 课程的基本任务，是使学生掌握典型水工建筑物的工作特点、型式、构造、设计 基本原理等知识，具备根据水利工程设计和工程图阅读能力，理解水工建筑物结 构、构造、功能的能力。通过本课程的学习，为专业技能和岗位能力培养奠定基 础。在培养对水利工程设计施工管理一线的技术应用型人才具有现实意义。该课 程培养的岗位是水利设计辅助人员、施工员等，通过本课程学习，可以初步掌握 水利工程设计的基本技能和方法，为学生顶岗实习、毕业后能胜任岗位工作及技 能证

2、书考核起到良好的支撑作用。3教学单元和课程目标3.1教学单元及职业能力本课程的教学单元及职业能力分析见下表1表1教学单元与职业能力分析表课程教学项目教学单元职业能力水工 建 筑 物项目一 绪论单元1绪论（第一次课）能进行水利枢纽分等及水工建筑物分级项目二 重力坝设计单元1重力坝的认知能进行重力坝分类单元2非溢流坝剖面设计能非溢流重力坝的剖面设计单元3重力坝的荷载级组合能进行重力坝的荷载计算单元4重力坝的抗滑稳定分 析能进行坝基抗滑稳定分析计算单元5重力坝的应力分析能进行重力坝应力分析计算单元6溢流重力坝能进行溢流坝的剖面设计单元7重力坝的深式泄水孔能进行泄水孔设计单元8重力坝的材料及构造能进行

3、重力坝细部构造设置单元9重力坝的地基处理能进行重力坝的地基处理项目三 拱坝设计单元1拱坝的认知能对拱坝进行分类单元2拱坝的荷载级组合能计算拱坝的设计荷载单元3拱坝的布置能进行拱坝的布置单元4拱坝的泄流和消能能进行拱坝的消能和防冲布置单元5拱坝的构造能进行拱坝的构造设置。项目四 土石坝设计单元1 土石坝的认知能进行土石坝的分类单元2 土石坝的基本剖面能进行土石坝的基本剖面设计单元3 土石坝的渗流分析能进行土石坝的渗流分析计算单元4 土石坝的稳定分析能进行土石坝的稳定分析单元5筑坝材料选择与填筑 标准能查阅土石料的填筑标准单元6 土石坝的构造能设计土石坝的细部构造单元7 土石坝的地基处理能进行土石

4、坝的地基处理单元8 土石坝与坝基、岸坡 及其他建筑物的连接能进行土石坝与坝基、岸坡的连接项目五 水闸设计单元1水闸的认知能进行水闸的分类单元2闸址选择和闸孔设计能进行闸孔设计单元3水闸的消能防冲设计能进行水闸的消能防冲设计单元4水闸的防渗排水设计能进行水闸的防渗排水设计单元5闸室的布置和构造能进行闸室的布置和构造单元6闸门与启闭机能进行阅读闸门与启闭机结构图单元7水闸的稳定分析及地 基处理能进行水闸的稳定分析及地基处理单元8水闸的两岸连接能进行水闸的两岸连接设计项目六 河岸溢洪道设 计单元1溢洪道的认知能进行溢洪道的分类单元2正槽溢洪道能进行正槽溢洪道设计单元3侧槽溢洪道能阅读侧槽溢洪道结构图

5、单元4非常溢洪道能阅读非常溢洪道结构图项目七水工隧洞与坝 下涵管设计单元1水工隧洞的认知能进行隧洞分类单元2水工隧洞的布置和构 造能进行水工隧洞的布置单元3作用在水工隧洞衬砌 上的荷载能进行计算水工隧洞衬砌上的荷载单元4圆形有压隧洞的结构 计算能进行圆形有压隧洞的结构计算单元5坝下涵管能阅读坝下涵管结构图项目八 渠系建筑物单元1渠道与渠首工程能阅读渠道与渠首工程图单元2渡槽能进行渡槽设计单元3桥梁能阅读桥梁结构图单元4倒虹吸管能阅读倒虹吸管布置及结构图单元5跌水与陡坡能阅读跌水与陡坡布置及结构图项目九 水利枢纽布置单元1水利枢纽布置能阅读水利枢纽布置图单元2水利枢纽布置实例3.2课程目标通过本

6、课程的学习，使本专业的学生具备从事水工建筑物等所必需的专 业知识、专业技能及相关的职业能力，培养学生实际岗位的适应能力，提高学生的职业素质，具体的课程教学目标如表2。表2水工建筑物教学目标名称教学目标知识目标（1）理解重力坝、土石坝、拱坝、溢洪道、隧洞、水闸、渠系建筑物设计的基 本方法和思路；（2）理解重力坝、土石坝、拱坝、溢洪道、隧洞、水闸荷载分析和计算，掌握 稳定、渗流等分析计算方法；（3）掌握重力坝、土石坝、拱坝、溢洪道、隧洞、水闸、渠系建筑物有关绘图 方法绘制设计图纸；（4）掌握重力坝、土石坝、拱坝、溢洪道、隧洞、水闸、渠系建筑物的型式、 尺寸、构造和作用；技能目标（1）会正确运用有关

7、规范、手册等资料进行初步设计计算；（2）能进行重力坝、土石坝、拱坝、溢洪道、隧洞、水闸、渡槽等建筑物荷载 分析与结构分析计算能力；（3）能使用绘图工具和计算机绘制重力坝、土石坝、拱坝、溢洪道、隧洞、水 闸、渠系建筑物设计图的能力；（4）能阅读重力坝、土石坝、拱坝、溢洪道、隧洞、水闸、渠系建筑物工程设 计和施工图纸；（5）会编写重力坝、土石坝、拱坝、溢洪道、隧洞、水闸、渠系建筑物工程设 计报告；态度目标（1）能按时到课，遵守课堂纪律，积极回答课堂问题，按时上交作业；（2）课下能配合小组积极完成老师布置的各项任务；（3）同学间能对疑难问题相互讨论；（4）能勇于表达个人的观点和见解。4教学组织根据本

8、课程的工作任务与职业能力分析，为使学生会水工建筑物结构、构造、 设计原理，识读重力坝、土石坝、拱坝、溢洪道、隧洞、水闸、渠系建筑物结构 图，本实训课程设计了 9个课程模块，包含57个教学单元任务，教学组织见表 3。表3教学组织表项目名称教学单元任务学时项目一 绪论第一次课12单元1绪论1项目二 重力坝设计单元1重力坝的认知222单元2非溢流坝剖面设计2单元3重力坝的荷载及组合2单元4重力坝的抗滑稳定分析2单元5重力坝的应力分析4单元6溢流重力坝4单元7重力坝的深式泄水孔2单元8重力坝的材料及构造2单元9重力坝的地基处理2项目三 拱坝设计单元1拱坝的认知212单元2拱坝的荷载级组合2单元3拱坝的

9、布置4单元4拱坝的泄流和消能2单元5拱坝的构造2项目四 土石坝设计单元1 土石坝的认知220单元2 土石坝的基本剖面2单元3 土石坝的渗流分析4单元4 土石坝的稳定分析2单元5筑坝材料选择与填筑标准2单元6 土石坝的构造4单元7 土石坝的地基处理2单元8 土石坝与坝基、岸坡及其他建筑物 的连接2期中课程分才T22项目五 水闸设计单元1水闸的认知222单元2闸址选择和闸孔设计2单元3水闸的消能防冲设计4单元4水闸的防渗排水设计4单元5闸室的布置和构造4单元6闸门与启闭机2单元7水闸的稳定分析及地基处理2单元8水闸的两岸连接2项目六 河岸溢洪道 设计单元1溢洪道的认知28单元2正槽溢洪道4单元3侧

10、槽溢洪道1单元4非常溢洪道1项目七 水工隧洞与 坝下涵管设 计单元1水工隧洞的认知212单元2水工隧洞的布置和构造4单元3作用在水工隧洞衬砌上的荷载2单元4圆形有压隧洞的结构计算2单元5坝下涵管2项目八 渠系建筑物 设计单元1渠道与渠首工程216单元2渡槽6单元3桥梁4单元4倒虹吸管2单元5跌水与陡坡2项目九单元1水利枢纽布置22水利枢纽布it期末课程总仑与22合计1201205教学参考材料5.1参考教材1）天津大学祁庆和主编.水工建筑物.第三版.北京：水利电力出版社，19862）天津大学 祁庆和主编.水工建筑物.北京：水利电力出版社，19813）张光斗，王光纶等.水工建筑物.上、下册.北京：

11、水利电力出版社，1992、 19944）吴媚玲编著.水工建筑物.北京：清华大学出版社，19915）杨邦柱，焦爱萍主编，水工建筑物.水利水电出版社，20096）焦爱萍主编.水利水电工程水工建筑物毕业设计指南，第一版.郑州：黄 河水利出版社出版2003.37）陈胜宏主编.水工建筑物.第四版.北京：中国水利水电出版社，2004.028）陈德亮主编.水工建筑物.第四版.北京：中国水利水电出版社，2005.109）郭宗闵主编.水工建筑物.第二版.北京：中国水利水电出版社，1998.0810）麦家煊主编.水工建筑物.第一版.北京：清华大学出版社，2005.0111）任德林、张志军主编.水工建筑物.第二版.

12、南京：河海大学出版社， 2004.0612）陈宝华，张世儒编著.水闸.第一版.北京：中国水利水电出版社，2003.0913）郑万勇，杨振华.水工建筑物.黄河水利出版社，200314）武汉水利电力学院王宏硕，翁情达.水工建筑物.基本部分.北京：水利 电力版社，199115）武汉水利电力学院王宏硕，翁情达.水工建筑物.专题部分.北京：水利 电力出版社，199116）武汉水利电力学院主编.水工建筑物（供农田水利工程专业）.下册.北 京：水利出版社，198117）潘家铮主编.水工建筑物设计丛书.重力坝.北京：水利电力出版社，198318）毛 熙.渗流计算分析与控制.北京：水利电力出版社，199019）

13、高坝大流量泄洪建筑物.北京：水利电力出版社，198820）潘家铮主编.水工建筑物设计丛书.拱坝.北京：水利电力出版社，198221）华东水利学院主编.水工设计手册.5.混凝土坝.北京:水利电力出版社， 198722）能源部、水利部水利水电规划设计总院.碾压式土石坝设计手册.北京:水利电力出版社、198923）潘家铮主编.水工建筑物设计丛书.土石坝.北京:水利电力出版社，199224）谈松曦.水闸设计.北京：水利电力出版社，198625）华东水利学院主编.水工设计手册.泄水与过坝建筑物.北京：水利电 力出版社，198726）潘家铮，何璟主编.中国大坝50年.北京：中国水利水电出版社，2000.0

14、95.2参考网站水利工程网中国水利网5.3参考期刊（1）中国水利水利部主办（2）水利学报中国水利学会主办（3）人民黄河水利部黄河水利委员会主办（4）水利水电技术进展河海大学主办（5）黄河水利职业技术学院学报黄河水利职业技术学院主办表4项目一学习指南课程模块1项目一绪论（第一次）参考课时（学时）2教学（1）我国水资源分布和开发状况;（2）水利工程建设程序；内容（3）水利工程的定义、分类；（4）水利枢纽、水工建筑物定义；（5）水利枢纽分等；（6）水工建筑物分级。（7）本课程的教学方法、学习方法、考核方法；重点难点重点：水工建筑物、水利枢纽的概念与分类；水利枢纽的分等、水工建筑物的分级、洪水标准 的

15、确定方法。难点：水利枢纽的分等、水工建筑物的分级、洪水标准的确定方法。考 核 要 点知 识（1）掌握水工建筑物、水利工程概念与分类；（2）掌握水利枢纽分等、水工建筑物分级；（3）掌握洪水标准的确定方法；（4）了解我国水资源分布和开发状况；（5）掌握本课程的教学方法、学习方法、考核方法；（5）了解设计规范、设计标准的使用。技 能（1）能确定水利枢纽等别、建筑物级别；（2）能确定建筑物设计的洪水标准；（3）能够正确使用设计规范、设计标准。态度（1）能按时到课，遵守课堂纪律，积极回答课堂问题，按时上交作业；（2）课下能配合小组积极完成老师布置的各项任务；（3）同学间能对疑难问题相互讨论；（4）能勇于

16、表达个人的观点和见解。教 学 实 施用工程实例引出问题，重点分析讨论水工建筑物、水利枢纽的概念与分类；水利枢纽的分等、水工建 筑物的分级、洪水标准的确定方法，学生完成案例任务。自我测验 见工作任务书表5项目二学习指南课程模块1项目二重力坝设计参考课时（学时）22教学内容（1）非溢流坝剖面设计；（2）重力坝的荷载级组合；（3）重力坝的抗滑稳定分析；（4）重力坝的应力分析；（5）溢流设计；（6）重力坝的深式泄水孔；（7）重力坝的材料及构造；（8）重力坝的地基处理。重点难点重点：重力坝的基本剖面、非溢流重力坝的剖面设计方法、主要荷载（自重、扬压力、浪压力、 泥沙压力、地震荷载）计算方法、滑稳定计算、

17、提高重力坝抗滑稳定措施、边缘应力坝体应力 的计算方法、溢流重力坝的剖面设计、深式泄水孔的设计方法。难点：溢流重力坝的剖面设计、深式泄水孔的设计方法。考 核 要 点知 识（1）掌握重力坝定义、特点、分类；（2）掌握重力坝的基本剖面设计；（3）掌握重力坝荷载作用计算及组合；（4）掌握坝基抗滑稳定分析计算；（5）掌握应力分析计算方法；（6）掌握溢流坝的剖面设计；（7）掌握泄水孔的分类和作用；（8）掌握泄水孔设计；（9）掌握重力坝的材料与分区方法；（10）掌握重力坝细部构造方法；（11）掌握重力坝坝基开挖方法；（12）掌握重力坝基础处理方法。技能（1）能拟定非溢流重力坝的剖面尺寸；设计非溢流坝剖面；（

18、2）能设计溢流坝剖面；（3）能正确计算荷载，利用公式计算坝体应力、验算抗滑稳定性；（4）能够绘制和阅读重力坝剖面构造图和重力坝细部构造图。（5）能正确使用重力坝设计规范和水工设计手册。态度（1）能按时到课，遵守课堂纪律，积极回答课堂问题，按时上交作业；（2）课下能配合小组积极完成老师布置的各项任务；（3）同学间能对疑难问题相互讨论；（4）能勇于表达个人的观点和见解。教 学 实 施用工程实例引出问题，重点分析讨论非溢流重力坝的剖面设计方法、主要荷载（自重、扬压力、浪压 力、泥沙压力、地震荷载）计算方法、滑稳定计算、提高重力坝抗滑稳定措施、边缘应力坝体应力的 计算方法、溢流重力坝的剖面设计、深式泄

19、水孔的设计方法，学生完成案例任务。自我测验见工作任务书表6项目三学习指南课程模块1项目三拱坝设计参考课时（学时）12教学内容（1）拱坝的结构特点、组成、分类；（2）拱坝的荷载及组合；（3）拱坝的布置；（4）拱坝的应力分析；（5）拱坝拱肩的稳定分析；（6）拱坝的泄流和消能；（7）拱坝的构造；重点难点重点：拱坝拱冠梁设计、拱坝的平面布置方法、拱坝坝肩滑稳定核算方法（平面分层稳定分析 方法）。难点：拱坝拱冠梁设计、拱坝的平面布置方法。考 核 要点知 识（1）掌握拱坝结构特点、分类；（2）掌握拱坝的平面布置型式及参数选择；（3）掌握拱冠梁定义及拱冠梁剖面设计；（4）掌握拱坝平面布置步骤；（5）掌握拱坝

20、荷载计算及组合方法；（6）掌握拱坝应力分析计算方法；（7）掌握拱坝拱肩的稳定分析；（8）掌握拱坝的泄流和消能布置；（9）了解拱坝的地基处理方法。技能（1）能进行拱坝平面布置的参数选择；（2）能设计拱冠梁剖面；（3）能正确计算荷载，利用公式计算坝体应力、验算拱肩抗滑稳定性；（4）能够绘制和阅读拱坝拱冠梁剖面构造图和拱坝平面布置图。（5）能正确使用拱坝设计规范和水工设计手册。态度（1）能按时到课，遵守课堂纪律，积极回答课堂问题，按时上交作业；（2）课下能配合小组积极完成老师布置的各项任务；（3）同学间能对疑难问题相互讨论；（4）能勇于表达个人的观点和见解。教 学 实 施用工程实例引出问题，重点分析

21、讨论拱坝拱冠梁设计、拱坝的平面布置方法、拱坝坝肩滑稳定核算方 法（平面分层稳定分析方法），学生完成案例任务。自我测验 见工作任务书表7项目四学习指南课程模块1项目四土石坝设计参考课时（学时）20教学内容（1）土石坝的工作特点及类型；（2）土石坝断面尺寸的拟定方法；（3）土坝的构造；（4）土坝的渗流计算方法、渗流破坏形式判别及防止措施；（5）土坝的稳定计算方法；（6）筑坝材料的选择和填筑标准的确定方法；（7）土坝地基处理方法；（8）土坝与坝基、岸坡及其他建筑物的连接。重点难点重点：土石坝的基本剖面设计方法、渗流计算方法（水力学分析方法、手绘流网法）、土石坝 滑稳定计算方法（瑞典圆弧法、简化毕肖普

22、法）、土石坝主要结构构造尺寸拟定与设计。难点：渗流计算方法（水力学分析方法、手绘流网法）、土石坝滑稳定计算方法（瑞典圆弧法、 简化毕肖普法）。考 核 要 点知 识（1）熟悉土石坝的类型、基本特点；熟悉资料分析的方法；（2）明确坝型选择的思路；（3）掌握剖面设计的方法；（4）掌握渗流分析的方法；（5）掌握稳定分析的方法；（6）掌握细部构造与地基处理的方法；（7）了解土坝与坝基、岸坡及其他建筑物连接。技 能（1）能熟练划分水利工程等别及水工建筑物级别；（2）能熟练布置水利枢纽；（3）能熟练设计土石坝；（4）能熟练绘制土石坝设计图。态度（1）能按时到课，遵守课堂纪律，积极回答课堂问题，按时上交作业；

23、（2）课下能配合小组积极完成老师布置的各项任务；（3）同学间能对疑难问题相互讨论；（4）能勇于表达个人的观点和见解。教 学 实 施用工程实例引出问题，重点分析讨论土石坝工作特点、剖面结构设计、渗流分析、稳定计算、基础处 理方法，学生完成案例任务。自我测验 见工作任务书表8项目五学习指南课程模块1项目五水闸设计参考课时（学时）22教学内容（1）水闸的定义、工作特点和类型。（2）水闸孔口尺寸的确定方法及验算泄流能力的方法；（3）水闸下游的消能方式选择及设计方法；（4）地下轮廓线的概念及渗流计算方法；（5）水闸的布置和构造；（6）水闸的稳定计算方法及提高闸室抗滑稳定性的方法；（7）闸基应力计算方法。

24、（8）闸底板的结构计算方法；（倒置梁法、弹性地基梁法）（9）闸墩的结构计算；（10）软土地基处理的常用方法；（11）掌握两岸连接建筑物的平面布置方式；（12）闸门与启闭机类型。重点难点重点：闸孔计算方法（确定水闸孔数、单孔宽度、闸孔总宽、校核水闸的过流能力）；确定消 能防冲最不利条件、计算消力池池深、池长；计算海漫的长度，拟定防冲槽的尺寸；水闸抗滑 稳定分析计算；水闸各主要结构构造尺寸拟定与设计。难点：消能防冲最不利条件、水闸抗滑稳定分析计算。考 核 要点知 识（1）掌握水闸的定义、工作特点和类型；（2）掌握水闸孔口尺寸的确定方法及验算泄流能力的方法；（3）掌握水闸下游的消能方式选择及设计方法

25、；（4）掌握地下轮廓线的概念及渗流计算方法；（5）掌握水闸的布置和构造；（6）掌握水闸的稳定计算方法及提高闸室抗滑稳定性的方法。（7）掌握闸基应力计算方法；（8）掌握闸底板的结构计算方法（倒置梁法、弹性地基梁法）；（9）了解闸墩的结构计算；（10）掌握软土地基处理的常用方法；（11）掌握两岸连接建筑物的平面布置形式，结构型式；（12）了解闸门与启闭机。技 能（1）能熟练划分水利工程等别及水工建筑物级别；（2）能熟练布置水利枢纽；（3）能熟练设计土石坝；（4）能熟练绘制土石坝设计图。态度（1）能按时到课，遵守课堂纪律，积极回答课堂问题，按时上交作业；（2）课下能配合小组积极完成老师布置的各项任务

26、；（3）同学间能对疑难问题相互讨论；（4）能勇于表达个人的观点和见解。教 学 实 施用工程实例引出问题，重点分析讨论土石坝工作特点、剖面结构设计、渗流分析、稳定计算、基础处 理方法，学生完成案例任务。自我测验 见工作任务书表9项目六学习指南课程模块1项目六河岸溢洪道参考课时（学时）8教学内容（1）河岸溢洪道的类型划分；（2）河岸溢洪道位置选择；（3）正槽溢洪道构造要求（4）正槽溢洪道结构尺寸设计；（5）正槽溢洪道水力计算；（6）侧槽溢洪道法结构组成及构造要求；（7）非常溢洪道类型。重点难点重点：正槽溢洪道的布置、构造组成、进水渠的水力计算、控制堰的水力计算、过渡段的水力 计算、泄槽的水力计算能

27、力。难点：正槽溢洪道的水力计算。考 核 要点知 识（1）熟悉河岸溢洪道的类型划分；（2）熟悉河岸溢洪道位置选择；（3）掌握正槽溢洪道构造要求（4）掌握正槽溢洪道结构尺寸设计；（5）掌握正槽溢洪道水力计算；（6）了解侧槽溢洪道法结构组成及构造要求；（7）了解非常溢洪道类型。技能（1）能熟练选择溢洪道位置及结构布置；（2）能熟练进行溢洪道过流能力计算；（3）能熟练绘制正槽溢洪道平面布置图、纵剖面图。态度（1）能按时到课，遵守课堂纪律，积极回答课堂问题，按时上交作业；（2）课下能配合小组积极完成老师布置的各项任务；（3）同学间能对疑难问题相互讨论；（4）能勇于表达个人的观点和见解。教 学 实 施用工

28、程实例引出问题，重点分析讨论河岸溢洪道结构特点、工程布置、水力计算、非常溢洪道的类型 和作用，学生完成案例任务。自我测验见工作任务书表10项目七学习指南课程模块1教学（1）水工隧洞的工作特点及类型;项目七水工隧洞与坝下涵管设计参考课时（学时） 12内容（2）水工隧洞的线路选择及工程布置；（3）水工隧洞各组成部分形式及构造；（4）作用在隧洞衬砌上的荷载计算方法及其组合；（5）有压隧洞衬砌的结构计算方法；（6）无压隧洞衬砌的结构计算方法。重点难点重点：水工隧洞的线路选择、工程布置及各部分的结构组成；作用在隧洞衬砌上的结构计算方 法及其组合；有压隧洞衬砌的结构计算方法。难点：作用在隧洞衬砌上的结构计

29、算方法及其组合；有压隧洞衬砌的结构计算方法。考 核 要 点知 识（1）掌握水工隧洞的工作特点及类型；（2）理解水工隧洞的线路选择及工程布置；（3）掌握水工隧洞各组成部分形式及构造；（4）掌握作用在隧洞衬砌上的荷载计算方法及其组合；（5）掌握有压隧洞衬砌的结构计算方法；（6）了解无压隧洞衬砌的结构计算方法。技 能（1）熟练掌握水工隧洞线路选择；（2）能对水工隧洞各组成部分的尺寸拟定；（3）能对水工隧洞衬砌的荷截组合及计算；（4）可以对水工隧洞的结构计算。态度（1）能按时到课，遵守课堂纪律，积极回答课堂问题，按时上交作业；（2）课下能配合小组积极完成老师布置的各项任务；（3）同学间能对疑难问题相互讨论；（4）能勇于表达个人的观点和见解。教 学 实 施用工程实例引出问题，重点分析讨论水工隧洞工作特点和类型，理解水工隧洞路线选择及工程布置，