14年水电专业毕业设计指导书

昆明理工大学电力工程学院

2010级水利水电工程专业

毕业设计指导书

水利水电工程专业教研室

指导教师：孙帆帆

2014年3月

1 毕业设计（论文）的目的和作用

毕业设计（论文）是完成教学计划、实现培养目标的重要的教学环节，是培养学生综合素质和工程实践能力的实践性教育环节，对学生的思想品德、工作态度、工作作风和独立工作能力具有深远的影响。其目的和作用是：

1.1 使学生进一步巩固加深所学的基础理论、基本技能和专业知识，使之系统化、综合化； 1.2 培养学生独立工作、独立思考并运用已学的知识解决实际工程技术问题的能力，掌握实际工程设计的基本步骤；探索创新的能力；

1.3 加强学生对文献检索与翻译、计算、绘图、实验方法、数据处理、编辑设计文件、使用规范、手册等工作实践能力的培养；

1.4 使学生树立起具有符合国情和生产实际的正确设计思想和观点，树立起严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索并具有创新意识及与他人合作的工作作风。

2 毕业设计任务与要求

2.1 设计题目：M水库枢纽布置设计及主体建筑物深入设计（方案X） 2.2 设计任务

本设计以实际工程（深圳市和尚径水库扩建工程）作为设计背景，无通航要求，开发任务为供水、蓄洪和滞洪。

本设计题目结合生产实际进行，为工程设计型。设计的范围和深入程度，近似于水利枢纽工程的初步设计阶段。

本设计内容主要包括：大坝、溢洪道、隧洞兼有施工导流、输、供水及放空四结合、输供水管线、泵站、跨河钢管桥、管理处、上坝及进站道路等建筑物，其中大坝是砼心墙均质土坝。学生根据情况争取完成枢纽大部分建筑物的布置设计（不做专门方案比较，但需说明建筑物选择与布置的理由），同时完成一个主体建筑物的深入设计。 2.3 设计内容及工作计划（设计总时间为13周）

下述各阶段设计内容和时间之间是相互穿插的，所列时间为所需时间，而非连续时间。 2.3.1 了解、熟悉设计任务及水文、地形、地质等资料，了解施工条件，查阅设计所需资料及参考书等（时间1周）。

本阶段的目的在于全面了解设计任务，认识设计题目的现实意义，熟悉河流的一般地理自然条件和枢纽所属区域的水文、气象特征、地形地质条件及建筑材料设计基本数据。只有在熟悉资料的基础上才能正确选定建筑物类型，进行枢纽布置和建筑物设计。同时，通过了解和分析资料检查资料的合理性，明确各种资料在设计过程中的用途，为以后的设计打下坚实基础。设计中资料若存在不足或不妥由指导教师补充或改正。 2.3.2主要建筑物形式选择和枢纽布置（时间4周）

主要工作内容是决定建筑物形式和枢纽的总体布置，这是河川水利水电枢纽设计中的一项重要和比较复杂的工作，因为建筑物形式和枢纽布置的选定在很大程度上决定了枢纽的技术经济特性和设计的合理性，因此设计中要善于综合运用专业基础知识和专业知识。

具体内容根据地质、地形条件、筑坝材料、施工条件和枢纽建筑物的作用进行挡水建筑物、泄水建筑物、取水建筑物、引水建筑物、厂房等建筑物所必须的形式选择、水力学计算、施工导流和总体布置的一般考虑，通过初步分析和计算，选定枢纽布置方案，结合下一步主体建筑物深入设计内容，绘制枢纽平面布置草图。

枢纽布置应遵循的一般原则是：(1)枢纽中的泄水建筑物应能满足设计规定的运用条件和要求；(2)选择泄洪建筑物形式时，宜优先考虑采用开敞式溢洪道为主要泄洪建筑物，并经技术经济比较确定；（3）泄水引水建筑物进口附近的岸坡应有可靠的防护措施，当有平行坝坡方向的水流可能会冲刷坝坡时，坝坡也应有防护措施；（4）应确保泄水、引水建筑物进

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口附近的岸坡的整体稳定性和局部稳定性；（5）尽可能地考虑同时满足结构可靠性和经济性；(6)枢纽中各建筑物布置紧凑，尽量将同一工种的建筑物布置在一起，以减少联结建筑； (7)枢纽的外观应与周围环境相协调，在可能条件下注意美观。

2.3.3 主要建筑物设计（时间5周） 土石坝蓄水枢纽“三大件”：土石坝、溢洪道、隧洞。 深入设计

该部分内容根据所选择深入设计内容的不同而各不相同，可按输供水管道的设计、大坝稳定及强度计算、溢洪道设计，隧洞设计，泵站设计、施工组织设计等部分选择。待该阶段设计结束后完善枢纽平面布置图，并绘制相应建筑物的剖面图。

下面仅以大坝部分设计指导为例说明设计内容及深度，其余部分在设计过程中由指导教师根据实际情况作要求和指导。

2.3.3.1 坝体剖面拟定

土石坝剖面是指坝顶宽度，坝坡和坝顶高程。

(1). 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。

(2). 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。

(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100m时，坝顶最小宽度取为H/10，并不小于5m；当坝高大于100m时，坝顶最小高度取为H0.5，并不小于10m; 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，但需经稳定性计算来确定。

2.3.3.2 计算部分

渗流计算： 用水力学法，计算正常水位时最大断面浸润线及单宽渗流量

稳定计算： 用简化毕肖普法计算分析正常运用条件和校核水位运用条件下上下游坝坡的稳定性

固结沉降及应力计算：不要求做具体计算，但要求说明此部分的计算依据，内容等情况。 2.3.3.3 细部构造设计

包括坝顶，护坡，反滤层，防渗体，排水结构。

(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，跞石或草皮即可。若有公路通过，要按要求交通铺设。坝顶上下游两侧要铺设路缘石。

(2). 护坡设计。若坝址附近史料充足，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跞石垫层。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，过滤层，垫层的设计。选择合适的涂料，确定其各自的厚度。

2.3.3.4 溢洪道或隧洞设计

溢洪道布置包括引水渠，控制段，泄槽段，出口消能和尾水渠，做必要水力计算保证消能和泄流能力；此项目的隧洞兼有施工导流，输供水及防空四体结合的作用，应说明供水管线布置。

2.3.3.5 地基处理

应掌握不同厚度下坝基处理方式。 2.3.3. 6 本部分设计思考题

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本工程的枢纽布置是如何进行的，考虑了哪些因素？坝轴线选择应考虑哪些因素？你所采用的坝轴线是如何选取的？本工程的坝型为何选用土石坝？土石坝的工作特点是什么？与混凝土坝相比，土石坝的优缺点？土石坝的设计内容？其设计关注重点是什么？土石坝剖面设计基本要素是什么？ 土石坝渗流计算方法有哪些？水力学计算方法基本步骤有哪些？土石坝渗透变形方式及判据？土石坝稳定分析方法有哪些？ 指标选择依据是什么？稳定分析方法及其适应性？土石坝固结沉降计算方法？高坝应力和变形基本特性？筑坝材料选择标准？不同部位填筑标准？土石坝基础处理形式是什么，不同基础处理方案如何？如何考虑土石坝的抗震性？等等

2.3.4检查设计成果，整理计算书，编写设计说明书，绘制图纸，答辩前准备（时间3周）。

2.4 毕业设计成果及要求

具体要求请学生仔细阅读《昆明理工大学毕业设计（论文）管理工作对学生的基本要 求》，此处略。

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