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水利工程是用于控制和调配自然界的地表水和地下水,达到除害兴利的工程,它的安全使用关系国计民生。确保这类工程在施工和运营过程中的安全,对于保证整个工程的顺利建设和应用,为工程项目的决策提供科学依据等具有十分重要的意义。本文以涪江江油市城区河段综合治理规划的Ⅲ级闸坝工程区(包括闸址区和约4km长的库区)工程地质问题为研究对象,综合运用工程地质及水文地质、岩体力学、流体力学及数值模拟等理论和方法,研究了闸坝场地稳定性及地基变形与稳定性、水库渗漏和江油市城区沼泽化等工程地质及环境地质问题,获得了以下几个方面的研究成果:(1)通过区域地质资料收集分析和现场调研,对闸址及库区场地区域地质环境、地层结构及岩性分布、地质构造和场地稳定程度进行了分析论证;结果表明场地属于距离龙门山活动断裂带最小距离约20km的江油构造盆地相对稳定的地块内,场地基本稳定;工程区覆盖层主要为第四系冲洪积稍密至密实含漂砂卵砾石层,基岩为侏罗系中厚至厚层状缓倾角砂质泥岩与泥质粉细砂岩互层,岩性相对单一;闸址区为单斜构造,无断裂带发育,构造节理等弱面不发育,地质构造简单。地质结构和构造简单,闸址基岩岩体宏观上较为均一,没有倾向下游的贯通性构造结构弱面,对坝基稳定有利。(2)通过钻探资料和地面工程地质测绘资料分析,结果显示闸址区岩层走向与河流流向基本一致,没有控制闸基稳定性的层面和构造弱面,但中风化地层中发育断续分布的强风化夹层或透镜体;对此在确定最不利潜在滑动基础上,利用坝基岩体极限平衡方法进行了分析,其稳定性系数为2.03-2.32,表明坝基抗滑稳定。(3)利用数值计算对坝基的变形破坏特征进行了数值模拟分析,结果表明坝基变形以垂直变形为主,垂直变形和水平变形存在差异性,但其量值在相关规范规定的限值内;局部出现破裂现象但没有形成贯通性破裂面,其综合安全系数为1.80-2.20,与极限平衡稳定性分析结果基本一致,所以闸基稳定性及变形满足要求。(4)根据水库运行过程设计、水文资料和水文地质调查资料分析结果,利用理论及数值计算方法,对库区堤坝在不同工况下渗流的分析结果表明,堤基卵石层在水库正常水位时渗漏较为严重,影响水库枯季储水,需要封闭防渗。(5)利用理论及数值计算方法,预测分析了水库蓄水前后江油城区地下水位的变化特征,结合城区建闸前地下水位变化情况、地层结构和现有建筑物基础情况分析了建闸的环境效应。结果表明建闸及库区堤坝封闭防渗后,城区地下水位丰水期上升1.48m-2.69m,枯水期上升0.98m-2.73m;建闸蓄水不会出现浸没和沼泽化现象,也不会对建筑物造成影响。