土工膜防渗体的可行性研究

西霞院水利枢纽位于黄河干流小浪底水利枢纽下游17公里处，是一座具有日调节功能的反调节水库，总库容1.62亿立方米，正常蓄水位134.00米，电站装机容量14万千瓦。工程以防洪反调节为主要任务，兼具发电、灌溉和供水等综合效益，防洪标准按100年一遇设计、5000年一遇校核。坝体总长3122米，其中土石坝段占2609米。在方案论证阶段，虽然传统壤土防渗技术成熟且经济合理，但考虑到工程区取土将占用大量耕地，导致征地补偿和移民安置费用高昂，且易引发社会矛盾，最终创新性地采用复合土工膜作为坝体防渗材料。值得注意的是，尽管土工合成材料已广泛应用于我国公路、环保等领域，在堤防除险加固工程中也较为常见，但将其作为主要防渗体应用于黄河干流的大型水利枢纽工程尚属首次，缺乏可借鉴的大江大河工程实例，这一技术决策具有重要的开拓意义和示范价值。

根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）第3.3.3条规定，土工膜防渗体坝一般仅适用于3级低坝。西霞院工程作为Ⅱ等工程，其土石坝为2级建筑物，按规范要求本不应采用土工膜防渗方案。但设计单位通过深入调研发现，国内采用土工膜防渗的砂砾石坝实际运行状况良好。考虑到西霞院工程具有挡水水头低（最大14m）、坝高较小（最大20.2m）、库容适中且泄水能力充足等特点，结合国内外已有成功经验，设计单位创新性地突破了规范限制。为确保方案可靠性，专门组织科研院校联合攻关，并多次咨询国内土石坝专家。经充分论证后，最终采用便于检查维护的斜墙坝方案，将复合土工膜防渗体布置在坝体上游面，这一设计既保证了工程安全，又为类似工程提供了宝贵经验。

西霞院土石坝工程，是通过多方案经济、技术比较，结合本工程的坝体材料与施工条件等实际情况和类似工程的处理经验，设计选定采用复合土工膜作为坝体防渗方案。业主与设计单位多次邀请国内众多知名专家专门论证其可行性，专家们一致同意采用复合土工膜防渗方案。因在设计上突破了土石坝规范的规定，又报请水利部水利水电规划设计总院批准。复合土工膜防渗在黄河干流上的挡水工程应用仅是第一例，且是突破相关规范。其成功应用必将对我国复合土工膜防渗在水利工程上的应用起到非常重要的促进作用。

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