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1、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
2、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 designABSTRACT Copper cash dam located in hanjiang riv
3、er 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 gradua
4、tion 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 th
5、e 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
6、 combination as the basic combination; checking 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 o
7、f 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
8、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
9、预期的目的。目录第1章 铜钱坝工程概述11.1 工程概况11.2 工程特征表2第2章 水文气象32.1 流域水文概况32.2洪水分析计算3第3章 兴利调节和调洪计算73.1 底孔规模及死库容确定73.2 兴利库容确定73.3 调洪计算8第4章 工程地质144.1 区域地质概况144.2 库区工程地质条件144.3 坝址工程地质条件164.4 各坝轴线工程地质条件18第5章 枢纽布置195.1 坝址选择195.2 坝轴线选择205.3 坝型选择205.4 枢纽布置21第6章 建筑物设计236.1 非溢流坝坝体设计236.1.1 坝顶高程确定236.1.2 初拟坝体剖面256.1.3 荷载计算25
10、6.1.4 坝基面稳定计算316.1.5 坝体应力分析38- 5 -6.2 溢流坝设计416.2.1 溢流坝堰面体型设计426.2.2 挑流消能水利要素计算456.2.3 溢流坝面水面线计算466.3 排沙底孔设计516.3.1 体型设计516.3.2 挑流消能计算536.4 工业取水管设计55第7章 构造设计567.1 坝顶构造567.2 廊道系统567.2.1 基础灌浆及排水合用廊道567.2.2 坝体检查及排水廊道577.3 防渗系统577.4 横缝构造58第8章 地基处理598.1 地基开挖与清理598.2 帷幕灌浆与固结灌浆598.2.1 固结灌浆598.2.2 帷幕灌浆598.3
11、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，
12、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- 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
13、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- 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 工程特征表工程名称铜钱坝水利枢纽工程建设地点陕西省汉中市
14、勉县所在河流玉带河水文特征坝轴线全长224.48m 设计洪峰流量(P=1)2160m3/s二.泄洪建筑物形式溢流坝结合底孔校核洪峰流量 (P=0.1)3324m3/s1.溢流坝水库特征堰顶高程605m 正常蓄水位605m 单宽流量41.71m3/s.m设计洪水位(P=1)611.1m 消能方式鼻坎挑流校核洪水位(P=0.1)613.3m 每孔净宽13m 兴利库容5273万m3孔数5个防洪库容 (605-613.3m)2830万m32.底孔死库容 (588m以下)1075万 m3孔口尺寸3.5m3m.主要建筑物进口底部高程580m 一.大坝孔数1个坝型常态混凝土重力坝设计洪水最大流速21.60m/s地震基本烈度度3.闸门及启闭型式坝顶高程613.3m 底孔工作门弧形、液压启闭机最大坝高48.3m 事故检修门平板门、直升式启闭机第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
