西安理工大学毕业设计（论文）题目铜钱坝坝水利枢纽布置及泄水建筑物设计专业水利水电工程班级工082班学生王勋指导教师王飞虎2012铜钱坝水利枢纽工程布置及泄水建筑物设计摘要铜钱坝水库坝址位于汉江支流玉带河下游，该水库是以供某工厂工业用水为主，兼补偿下游农田灌溉用水，以及防洪、发电、养鱼等综合利用水利枢纽工程。
本次毕业设计分析了坝址的地形和地质条件，对比几种坝型最终选取常态混凝土重力坝和坝轴线并进行了枢纽布置。
枢纽建筑物包括泄水建筑物、挡水大坝、底孔、供水管道和电站等。
然后对该工程的溢流坝及底孔的形式和消能及防冲进行了设计。
坝体剖面的稳定和应力计算，荷载组合取了基本组合和特殊组合两种不同的情况，以正常蓄水位时的荷载组合作为基本组合；以校核荷载和地震荷载作为特殊组合。
设计中选取了坝基面和廊道底部截面作为计算截面，对坝体的两种稳定和强度都进行了计算，结果都满足要求。
本次设计的主要成果有：设计说明书1份，设计图纸6张以及其他相关附图附表等。
关键词：常态混凝土重力坝；溢流坝；底孔；设计。
Copper cash dam water conservancy hub project layout andWater discharge building designABSTRACTCopper cash dam located in hanjiang river dam site tributary jade belt linked to the downstream, the reservoir for a factory in industrial water is given priority to, and compensation of farmland irrigation water downstream, and flood control, power generation, fish, and other comprehensive use of water conservancy hub project. The graduation design analysis of the dam site topographical and geological conditions, compared several dam type selection ultimately normal concrete gravity dam and dam axis and the general layout.Hub buildings including outlet structure,Block water dam,underport,Water supply pipe and power stations.Then the spillway and bottom outlet in the form of engineering and the energy dissipationand scour protection design.The stability of the dam profile and stress calculation, the load combination to take thebasic combinations and special combination of two different situation, normal water level of theload combination as the basic combination; c hecking loads and seismic loads as special combinations.In the design of the dam foundation and corridor on the surface as the section at the bottom section on the dam two stability and strength are calculated, the result is meet the requirements. The design of the main achievements are: a design specifications, design drawings and other relevant drawings six pictures schedule, etc.Keywords: normal concrete gravity dam; Overflow dam; underport; Design.前言毕业设计是学生综合应用在校所学的知识、结合工程实际，进行一次系统的、有机的解决工程实际问题的实践性环节，其目的是巩固课本的专业知识，并使之系统化，培养学生综合应用所学知识解决实际问题的能力，并初步掌握设计水利枢纽工程的内容、原则、方法和步骤，进一步提高学生设计、计算、绘图和编写说明书的能力等。
本次毕业设计是在指导老师的悉心指导下，根据国家水利部及电力部颁发的关于水利水电工程的最新规范，同时参考了相关的教材、资料、设计手册等的基础上完成的。
本次设计的主要内容有：铜钱坝水库洪水分析及调洪计算；坝轴线、坝型的比选及枢纽布置；坝高及非溢流坝段的剖面拟定；溢流坝段剖面拟定及消能设计；排沙底孔的剖面拟定；构造设计；地基处理设计。
铜钱坝水库的建成能保证某工厂工业用水年平均流量，兼补偿下游农田灌溉用水，以及防洪、发电、养鱼的要求。
本次毕业设计从开题报告的撰写到最终成果答辩历时近四个月，经过学习基本上达到了预期的目的。
目录第1章铜钱坝工程概述......................... 错误!未定义书签。
1.1 工程概况 (1)1.2 工程特征表 (2)第2章水文气象 (3)2.1 流域水文概况 (3)2.2洪水分析计算 (3)第3章兴利调节和调洪计算 (7)3.1 底孔规模及死库容确定 (7)3.2 兴利库容确定 (7)3.3 调洪计算 (8)第4章工程地质 (14)4.1 区域地质概况 (14)4.2 库区工程地质条件 (14)4.3 坝址工程地质条件 (16)4.4 各坝轴线工程地质条件 (18)第5章枢纽布置 (19)5.1 坝址选择 (19)5.2 坝轴线选择 (20)5.3 坝型选择 (20)5.4 枢纽布置 (21)第6章建筑物设计 (23)6.1 非溢流坝坝体设计 (23)6.1.1 坝顶高程确定 (23)6.1.2 初拟坝体剖面 (25)6.1.3 荷载计算 (25)6.1.4 坝基面稳定计算 (31)6.1.5 坝体应力分析 (38)6.2 溢流坝设计 (41)6.2.1 溢流坝堰面体型设计 (42)6.2.2 挑流消能水利要素计算 (45)6.2.3 溢流坝面水面线计算 (46)6.3 排沙底孔设计 (51)6.3.1 体型设计 (51)6.3.2 挑流消能计算 (53)6.4 工业取水管设计 (55)第7章构造设计 (56)7.1 坝顶构造 (56)7.2 廊道系统 (56)7.2.1 基础灌浆及排水合用廊道 (56)7.2.2 坝体检查及排水廊道 (57)7.3 防渗系统 (57)7.4 横缝构造 (58)第8章地基处理 (59)8.1 地基开挖与清理 (59)8.2 帷幕灌浆与固结灌浆 (59)8.2.1 固结灌浆 (59)8.2.2 帷幕灌浆 (59)8.3 断层、软基夹层处理 (60)致谢 (61)参考文献 (62)第1章铜钱坝工程概述1.1 工程概况铜钱坝水库坝址位于汉江支流玉带河下游，该水库是以供某工厂工业用水年平均流量1.5m3/s为主，兼补偿下游农田灌溉用水3000万m3/s，以及防洪、发电、养鱼等综合利用水利枢纽工程，要求工业供水保证率97%，农田灌溉保证率75%。
该工程属Ⅲ等工程，主要建筑物按3级建筑物设计。
由于下游有重镇，因而设计洪水标准为百年一遇洪水，洪峰流量3100m3/s，校核洪水的洪峰流量4550 m3/s，正常蓄水位605m,死水位588m，相应死库容为1075万m3。
根据铜钱坝水库设计洪水标准,推求得典型洪水过程线与设计、校核洪水过程线，通过调洪计算得铜钱坝特征水位，其中正常蓄水位为605m，设计洪水位高程为611.1m，校核洪水位为613.3m。
根据坝址区工程地质概况比选出Ⅲ-Ⅲ′坝轴线和修筑常态混凝土重力坝。
根据重力坝的地基开完要求定出相应的开挖高程565m，从而确定了最大坝高48.3m。
根据理论及工程经验初步拟定坝体剖面图，经过计算得知稳定和应力均满足要求。
泄水建筑物主要为溢流坝段，经过计算得出实用堰的WES曲线坐标和下游挑流消能的反弧段，又由此推求出下泄水流的水面线、挑距和冲坑深度，得出泄流能力和挑流消能满足要求。
根据泄水、排沙等要求设计出排沙底孔的尺寸和闸门形式，根据供水要求确定出饮水管道的位置和尺寸。
在构造设计处详细选定了坝顶、廊道、排水系统及横分的形式、尺寸、位置及与相应建筑物的连接方式。
由于Ⅲ-Ⅲ′处得坝基和岸坡存在地址问题，故进行回填混凝土、固结灌浆和帷幕灌浆的措施，以加强坝体的稳定，防止坝周围的渗漏破坏，增加大坝的可靠性。
铜钱坝为常态混凝土重力坝，共分为14个坝段，1#-4#坝段为左岸挡水坝段，5#-9#坝段为溢流坝段，10#-14#为右岸挡水坝段，排沙底孔位于4#坝段，引水管道位于10#坝段，坝顶全长221.48m，坝顶高程为613.3m，最大坝高为48.3m。
采用溢流坝和排沙底孔联合泄洪的方式，消能方式都为挑流式。
1.2 工程特征表表 1-1 工程特征表第2章 水文气象2.1 流域水文概况玉带河发源于宁强县巴山箭竹岭，流贯宁强县境内，由南向北，于勉县铜钱坝处流入汉江，河道曲折，高山植被良好，海拔1000m 以下垦荒坡地少，河道总长110 km ，河床平均比降3‰，下游河床比降为1/600-1/800。
坝址以上集水面积798 km 2。
集水区呈狭长形，流域平均高程为1100m ，多年平均降雨量1000mm-1100mm ，由“陕西省年降雨量等值线图”上可见，降水量分布由上游向下游递减，且宁强、铁锁关一带为暴雨中心。
铜钱坝水库坝址位于武侯镇站与铁索关站之间，以武侯镇为控制站，进行汉江上游年平均径流平衡计算，推求出铁索关至铜钱坝的区间年径流，得铜钱坝处的径流。
洪水分析与计算见调洪计算。
2.2洪水分析计算根据铜钱坝水库设计洪水标准，频率为1％，0.1％所涉及洪峰、洪量及洪水过程线的有关资料如下：（1）设计洪峰铜钱坝位于铁索关与武侯镇站之间，经分析武侯镇站与铁索关之间产生洪峰基本相对应，两站洪峰间具有一定关系。