水工建筑物课程设计任务指导书-秀山河堤防工程设计

PAGE1PAGE8水工建筑物课程设计任务指导书秀山河堤防工程设计（K0+000~K0+500段）目录第一章水工建筑物课程设计指导书……………2第一节水工课程设计的目的与要求………………2第二节主要建筑物型式选择与工程布置……………2第三节堤防工程的主要建筑物设计………………2第四节课程设计的成果要求、学时分配、注意问题和参考书目………3第五节设计计算书参考提纲……4第二章秀山堤防工程设计资料…………………5

第一章水工建筑物课程设计指导书第一节水工课程设计的目的与要求课程设计是重要的教学环节。要求每个学生在教师指导下，独立、系统、全面、深入地完成规定的设计任务，提交高质量的设计成果。通过课程设计，使学生初步掌握枢纽布置和主要建筑物设计的一般原则、方法和步骤，加深和巩固基础课和水工课的基础理论知识，培养学生独立工作和分析、解决实际问题工程的能力。通过课程设计，培养学生的正确设计思想、严谨的工作作风、踏实肯干和求实奋进的精神。通过课程设计，使学生在设计、计算、查阅参考文献及资料、绘图和编写说明书等方面提高能力，掌握技巧。第二节主要建筑物型式选择与工程布置主要建筑物型式选择和工程布置是重点研究的问题之一。通过这一锻炼可有效地培养学生思维、知识和能力。一、透彻掌握工程资料首先，应全面理解课程设计任务；其次，熟悉河流的一般自然地理条件、修建堤防的作用和意义；第三，重点掌握枢纽地址的水文气象、地形、地质、建筑材料、规划设计的基本数据、动力供应、对外交通等资料。只有真正掌握资料才有可能做好建筑物选型和工程布置及建筑物设计。二、确定工程的建筑物组成三、确定工程的等别和建筑物级别四、建筑物型式选择（1）堤防工程的型式选择应按照因地制宜、就地取材的原则，根据堤段所在的地理位置、重要程度、堤址地质，筑堤材料、水文级风浪特性、施工条件、运用和管理要求、环境景观、工程造价等因素，经过技术经济比较，综合确定。（2）根据筑堤材料，可选择突堤、石堤、混凝土或钢筋混凝土防洪墙、分区填筑的混合料堤等；根据断面型式，可选择斜坡式堤、直墙式堤或直斜复合式堤等；根据防渗体设计，可选择均质土堤，斜墙式或心墙式土堤等。（3）同一堤线的各堤段可根据具体条件采用不同的堤型。在堤型变换处应做好连接处理，必要时应设过渡段。五、工程布置方案定性比较与选择由于定性选择的各个建筑物型式与位置不是一个，而且可能争夺某同一位置，因此可形成若干个工程布置方案，此时应根据堤防工程布置原则逐一分析比较，从中选择较优方案。选择方案应是可行的、合理的，可作为深入技术经济比较的方案之一。第三节堤防工程的主要建筑物设计1堤防结构设计（1）筑堤材料与土堤填筑标准选择（2）堤顶结构（3）护坡与坡面排水（4）防渗与排水设施（5）堤基处理2堤岸防护，根据需要可选择以下护岸形式（1）坡式护岸（2）坝式护岸（3）墙式护岸（4）其他形式护岸3堤防稳定计算（1）渗流及渗透稳定计算（2）抗滑稳定计算第四节课程设计的成果要求、学时分配、注意问题和参考书目一、设计成果课程设计内容包括设计、计算、设计图三部分。设计成果分设计计算书和设计图两大部分，它们均是评分的主要依据。由于课程设计时间短，将设计说明书和计算书和二为一，按设计顺序，统一编写，称为设计计算书。设计说明部分是设计原则、设计内容与方法、设计依据和成果的文字说明，而不是计算公式与运算的流水帐。它要求立论正确，数据可靠，分析合理，论证充分，结论明确。计算部分要求公式正确，计算精确，判定和判别成果无误。设计计算书要求做到内容充实，文理通顺，章节分明，条理清楚，还应有必要的插图、计算见表格等，做到图文并茂。设计计算书字数约8000~10000字。工程设计图（2＃图纸），包括1工程平面布置图；2工程纵剖面图；3典型横断面图及大样图。设计图要求表达正确，尺寸齐全，比例恰当，布局合理，线条清晰，图面整洁，图例和注释清楚。二、时间安排（1）布置任务，熟悉指导书和基本资料0.5d（2）建筑物形式选择与工程布置2.0d（3）堤防建筑物设计4.0d（4）绘图和成果整理3.5d三、注意问题（1）在课程设计中，学生应在充分钻研的基础上，提出自己的设计方案、看法和意见，切不可变相地请教老师代做。（2）为保证按时完成设计任务，要求加强计划性。要求了解各阶段的设计内容和比重，参考上述的时间安排，结合自己的实际情况，作出控制性计划。四、参考文献1.各种水工建筑物教材2.各种水力学教材3.武汉水电学院编.水力学计算手册4.华东水利学院主编.水工设计手册.北京：水利电力出版社5.水利水电枢纽工程等级划分及设计标准SDJ12-78.北京：水利电力出版，19796.《堤防工程设计规范》（GB50286-98）。第五节设计计算书参考提纲第1章基本资料和设计依据1-1基本资料1-2设计依据第2章主要建筑物型式选择与枢纽布置2-1工程及建筑物的分等分级2-2堤防建筑物型式选择2-3工程布置一、布置原则二、布置拟定三、布置方案比较与选择第3章堤防建筑物设计3-1堤防结构设计一筑堤材料与土堤填筑标准选择二堤顶结构三护坡与坡面排水四防渗与排水设施五堤基处理3-2堤岸防护设计一护岸型式选择二护岸结构设计3-3堤防稳定计算一渗流及渗透稳定计算二抗滑稳定计算第二章秀山河堤防工程设计资料基本资料1.流域概况秀山河位于某地，地处流溪河中下游地区，属流溪河支流。秀山河发源于鸡枕山，沿鸡枕山大坑向南流经秀山，穿过九湾潭西灌渠，途经华侨农厂、流溪河右总干渠梨园分水口、秀山大道，于李溪拦河坝秀山汇入流溪河。干流河长17.08km，总流域面积41.51km2，平均坡降2.51‰，属低丘陵及平原河网区。秀山河下游汇水区内多为农田及鱼塘，河道两岸堤岸不完善，堤身残缺，且多为砂质河床，冲刷严重，部分河段滩岸紊乱，加之人工采砂等影响，阻水建筑物较多，影响行洪。2气象秀山河地区属南亚热带温湿性季风气候区域，受季风环流影响以及临近南海的海洋调节，北有南岭山脉为屏障，形成气候温和，雨量充沛，日照充足，冬夏气候变化明显的特点。区域主要气象特征为：2.1雨量本工程位于某地，区域内降雨多以锋面雨和台风雨为主，其次是对流（热雷）和地形雨，区域多年平均降雨量为1651mm。区域降雨年内分配不均，有较强的季节性，全年降雨多集中在4～9月份，约占全年降雨量的80％，其中前汛期（4～6月）占全年雨量的48％，后汛期（7～9月）占全年雨量的33%。实测最大日暴雨量为269.5mm（1997年5月8日）。2.2气温某镇多年平均气温21.8℃，最高月平均气温为28.2℃，最低月平均气温为12.3℃，极端最高气温为38.7℃，极端最低气温为0.0℃。多年平均相对湿度约75～85％，月平均相对湿度变化在62～93％之间。2.3蒸发区域内多年平均蒸发量约在1200～1300mm之间。2.4风区域夏季盛吹偏南风，冬季盛吹偏北风，年常风向为北偏东，其次为东南风，多年平均风速1.9m/s，每年7～9月是台风盛行期，风力一般为6～9级，风速10.8～24.4m/s，最大风力12级以上，最大风速35.4m/s（1964年9月5日）。3洪水及设计标准秀山河设计洪水按20年一遇设防。秀山河集雨面积为26.12km2（水库坝下至河口），秀山河20年一遇设计洪峰流量见表1，秀山河常水位2年一遇设计洪峰流量见表2。表1秀山河20年一遇设计洪峰流量流域面积（km2）河段长度（km）水库坝下区间设计流量（m3/s）水库调洪错峰流量（m3/s）设计洪水（m3/s）推理公式综合单位线1.311.6510.312.877.587.84.353.3529.336.376.710610.174.8360.771.175.913712.656.3171.487.675.214722.469.0812014374.519525.5411.53145163014548.011.5326530672.133751.6612.5827832372.1350注：表中没有计入秀山水库的集雨面积及河长。表2秀山河2年一遇设计洪峰流量流域面积（km2）河段长度（km）水库坝下区间设计流量（m3/s）水库调洪错峰流量（m3/s）设计洪水（m3/s）推理公式综合单位线1.311.653.94.827.030.94.353.3510.412.527.037.410.174.8320.524.726.54712.656.3123.528.226.55022.469.0838.64726.064.625.5411.5346.256046.248.011.5383.410226.0109.451.6612.5891.011026.0117注：表中没有计入秀山水库的集雨面积及河长。4工程地质4.1地貌特征秀山河发源于秀山区东北部的鸡枕山，在某镇石角汇入流溪河。秀山河流整治工程段位于广花盆地北部的盆地边缘，属珠江三角洲北部边缘。秀山河大体南北走向，自北向南流，秀山坝下起点标高约31.0m，河流北部属低缓丘陵区，中部及南部为冲积平原，部分为剥蚀丘陵地貌，河流中段漫滩较发育，河床宽度10m～40m，岸坡高度1～3m，岸坡变化较大，下段河道较宽，达50～70m，较弯曲，植被发育，注入流溪河，河口标高为10.39m。秀山坝下至河口全长约11.5km。4.2区域地质特征及地层秀山河流域在区域构造上位于佛岗与肇庆两纬向构造带之间，广从大断裂带的北西侧；在局部构造上位于广花似复向斜的东翼。在印支运动与燕山运动的影响下，形成了构造形迹较为复杂的褶皱和断裂，褶皱总体走向为北北东向。秀山河流域属于广从断裂以西构造区，位于北东向的广花凹陷的南西部，主体构造是北东向。秀山河沿线均被第四系地层覆盖，勘探范围内未揭示较大规模的断裂构造。第四系包括全新统（Q4）和上更新统（Q3），其下缺失中更新统和下更新统，全新统由人工填土（Q4ml），陆相淤积的淤泥、淤泥质土层和淤泥质砂层（Q4mc）组成。上更新统为冲积—洪积砂层、土层（Q3al+pl）、坡积土层以及残积土层。4.3工程地质条件评价1.根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），某地的抗震设防烈度为6度，地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱周期值为0.35s，综合评定场地土的类型为中软土，建筑场地类别划分为Ⅱ类，属于对建筑抗震一般地段。2.堤基稳定性评价根据广州地区基岩地质图和有关区域地质地震资料，秀山河整治段位于广从断裂以西构造区，沿线均被第四系地层覆盖，勘探范围内未揭示较大规模的断裂构造。工程范围内地势比较平缓，植被良好，大部分堤段岸坡是稳定的，局部稳定性较差。3.地基承载力堤防工程为4级堤防，堤身结构较简单，自重较小，对地基承载力要求不高，堤基浅部土层一般可满足堤基承载力要求，一般软塑粉质粘土承载力150KPa，可塑粉质粘土约180KPa，粗砂200KPa，但局部地段存在的②6淤泥质土，属于高压缩性软土，工程性质不稳定。可能存在堤基不均匀沉陷问题，对其稳定性应进行验算。4.河岸、河床稳定性大部分为砂质河床，抗冲能力较差，应予注意。5.水文地质条件本区第四系松散层多为粉砂、中粗砂、砾砂，透水性强，砂层渗透系数5.2×10－3～5.09×10－3cm/s，富含地下水。地下水受大气降雨及河水位影响，应注意堤基渗透稳定性及地下水补给关系。综合判定地表水体对混凝土无腐蚀性，地下水对混凝土具有分解类弱腐蚀。6.不良地质影响主要不良地质作用零星分布在沿线的淤泥质土，含水量高，压缩性高，从软塑到流塑，有腐植质，但该层呈透镜体分布，上覆土层较厚，虽对堤基无大影响，但对于建筑物应注意避开。砂层分布较广，注意渗透稳定性，当水位变化时，应避免不利的渗透边界条件。本区灰岩中发现溶槽、溶洞现象，但埋藏较深（