土工合成材料在我国的发展_土工合成材料在填埋场
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现对我国土工合成材料技术的应用与发展，进行一次较全面的回顾。回顾过去是展望未来的必备条件，所以仅凭着编者个人的回忆，难免不会出现差错，希鉴谅。现以条文形式，大体分为初始阶段、发展历程和与时俱进三个部分来表达。
1．上世纪70年代末80年代初
杜邦公司赠送铁科院土工织物被引用于铁道基床防治翻浆冒泥，试点达30多个。
黑龙江省将土工织物用于分散性土地区的水利工程； 吉林省、河北省将土工织物用于病险库土坝处理(反滤)；
辽宁省除将土工织物用于病险库处理之外，还应用土工膜在季节性河流上进行截潜灌溉。
这些都是我国农田水利工程中应用土工合成材料的先驱。
2．上世纪80年代初，江苏泰州地区南官河上，第一次引用土工膜袋护坡和无锡市第一毛纺织染厂研制模袋成功，是我国推广应用土工膜袋的基础。由于其整体性强、有利于水下施工，且施工速度快、工程质量便于掌控等特点，在水利、水运工程中，在缺少石料和运输条件下，有许多适用之处。但由于膜袋的成本较高，成了推广应用中的主要障碍。1998年三江特大洪水之后，人们对于膜袋使用的优点有所认识，与传统的护坡护底相比，知道了它们之间的真正贵贱，加之国外(澳大利亚)趁机的宣传，所以此后几年土工膜袋在我国的应用形成了一个高潮，生产厂家也迅速猛增，并出现辽宁大洼平原水库用量最多的护坡工程。然而企业间只顾价格上的竞争，忽视了质量和对产品应用优势的发展，反而造成了工程使用中的负面影响，也是导至不能持续大规模应用的教训。
3．天津新港北疆东突堤扩建工程最早大量使用塑料排水带，对软基进行真空预压处理并获得成功，对以后的软基处理中推广应用起到了关键作用；尤其是在国家沿海最先宣布的14个开放城市建设中，几乎都发挥了软基处理非常主要的作用。
4．上世纪80年代中期，我国公路建设速度比较慢，尤其是三北地区的无铺砌路面或经过一冬春尚未正式修建路面的公路，很多地段均发生翻浆冒泥现象，严重影响交通。针对这一弊病，辽宁省锦州市公路局，首次采用针刺土工织物，铺设在路面下50-60cm处，有效地阻止了冰冻期毛细水地向上转移，使路面下50-60cm厚的路基(压实)土的含水率保持基本稳定，不会在顶层形成大量冰结晶体，从而也不会在春暖时融化翻浆。这是一种不以保温方式来解决工程冻害的措施，效果出奇地好，随后在东北、华北几个省区都有所推广。严寒地区的新建铁道也有所效仿。
5．广西田村水库和甘肃夹山子水库是我国高坝大规模应用土工膜防渗的范例，前者主要解决了当地缺乏合适填料问题，后者包括坝体和砂石库区都需要防渗，实践证明是非常成功的，也同时取得了施工方面的经验与教训。为以后的防渗工程，特别是水头较大的防渗工程打下了应用基础。土工膜防渗的效果关键在工程全面的施工质量，国内外的实践都说明这一点。
6．河北省涿州市的人工湖和北京市的团结湖是我国应用土工膜防渗比较早的休闲水景设施；山西太原晋祠内的养鱼池也是应用土工膜防渗比较早的人工设施。此后又在山西榆次、河南的郑州、河北的廊坊、辽宁的沈阳等很多城市修建了人工湖和社区间的水上景观。其中用量最大的是近期济南市郊新建的人工湖，土工膜用量达150万m2。
7．我国第一条高速公路京津塘的天津至塘沽45km的全部，几乎都采用了塑料排水带加堆载(路堤)预压和土工织物的技术，获得了肯定效果；为以后的众多高速公路建设中，特别是东部及沿海地区道路的软基处理打下了基础；它与粉喷桩、砼搅拌桩等方案方案相比，多种情况下具有一定的优势。
8．上海市宝山陈行水库是我国首次采用大管袋充灌技术筑坝，并取得了多、快、好、省的突出效益。此后又在上海的船坞工程和金山湾化工基地用作围海筑堰(埝)的同时，积累了十分宝贵的经验；这些实践为管袋充灌技术的推广起到了非常积极的作用。
9．陕西公路界应用加筋带修建挡土墙和重庆市沿江的加筋土路堤，是我国加筋土工程的先锋，虽然都是从应用加筋带开始，但墙体填土和高度都是不一般的。表明了我们的工程师勇于实践的精神是很可贵的。对以后逐渐使用单向拉伸格栅筑挡土墙打下了很好的基础。
10．上世纪90年代土工网的陆续出现和协会1993年宜昌第一次加筋土会议之后，我国在扩坡工程方面有了较大的发展；同时由于土工网的结构形式与双向土工格栅相似，曾有一个阶段以土工网代替了双向土工格栅用以地基加固；而在较短时间内，土工网进口设备竟达8条生产线之多，有一定促进性，但对国外主要用于平面排水这一功能没有认真领会；同时由于三维网的出现和双向格栅的国产化，很快土工网的应用即日落西山，也暴露了引进项目的盲目性与重复性。
11．新疆石油开发第一次应用土工织物在沙漠地区多、快、好、省地修建了250多公里通向塔克拉莫干(死海)的公路，至今已正常运行近10年，为我国沙漠地区的交通工程树立了典范。目前正在快速修建第二条大沙漠公路，将为西部开发作出更大贡献。
12．秦(皇岛)沈(阳)客车专用铁道，是我国第一条全面采用土工合成材料技术修建铁路的实例，很多有关院校和科研院所都参与其子课题的研究，并且自始至终参与观测、分析和总结，获得了实实在在的、系统的经验和教训，为以后的客车专用线建设作出了示范。铁道的高速与路基的变形很有关系，但与机车性能乃至钢轨也不无重大关系，对我们而言要解决的是通过土工合成材料技术保证地基变形稳定。这在今后200km/时以上行车速度的铁道建设中会逐步得到体现。
13．长江在湖南和湖北境内的航道整治，是水运工程应用土工合成材料技术的首例；较早之前长江航道局科研所和湖北长江航道管理处的工程人员就十分致力于应用土工织物软体排和充填丁坝、顺坝技术来防冲、清淤，改变水流态势的探索；为长江航道工程建设所广泛重用，并在较短时间内取得了突出效应。
14．吉林省水科所针对化纤土工膜袋的许多优点和比较贵的缺点，刨造性采用编织物缝制成简易膜袋，在嫩江护岸和土坝护坡上应用，既凸显出它的经济性，又反映出它的优势。但是它不宜利用机械充灌和水下施工，所以用起来有一定局限性。
15．上世纪80年代，在“土工布”的名字响彻全国市场的时候，在岩土工程界注视到其反滤排水功能的时候，国内的机场、尾矿坝、粉煤灰库、自来水厂、隧道、地铁、球场等一些相关的工程，也纷纷开创试用，一般都获得较好的效果。其中尤以蓄水池及地下工程底板下的抗浮(拨)措施最为凸显，用土工布包裹砂石排水，可顺畅降低扬压力，比采用抗拨桩等方案要快、要省得多。
16．南京工程兵学院与舟桥部队曾为克服黄河滩地道路泥泞合作过课题研究，以土工织物复合排体攻克过辎重车快速抢过滩地渡河的难点，取得了成功。但毕竟限于粉土性的黄河滩地，且是相当临时性；而华北油田橡塑技术研究所，为配合浅海石油开发，在潮汐带滩地上主要依靠土工织物和土工格室的技术，经过潮汐的考验，完全满足了一定范围内多井开发的运输要求。
17．江苏省江都市，是我国在水闸前设置土工织物软体排防治闸前海漫受冲蚀的典范，他们曾多年观测，对其效果和耐久性都给予充分肯定。以后在江苏境内的长江边沿，也有用于防治冲蚀的。河北省张家口地区除用作软体排之外，还应用常州产防老化编织土工布，筑砂石丁坝、顺坝，虽然裸露在外，但经10年的汛期考验，其织物强度尚保持在60％以上。后来在河北唐山滦河下游等地，也有应用。
18．河北张家口地区应用编织土工布，挂在河槽断面的短桩上(高约1m)，用于汛期抬高水头，自动引水上岸进入灌溉渠道。虽受地形限制，但适用的地方非常受欢迎。
19．自从福建省水利部门针对汛期闽江大堤背后发生管涌、流土、潮泽化的问题，创造性地采用了在迎水面坡脚处，垂直开槽铺土工膜防渗的办法，取得很好的效果。以后在山东、江苏、辽宁等省陆续采用，并纷纷对开槽设施进行改进创新，使铺膜深度最大达到16m左右。1998年三江特大洪水之后，在江堤工程中为防止管涌而有所发展。
20．软式透水管和方便面式排水块的出现，是岩土工程中条带状集中排水的好方法、好设施，但由于初期都比较贵，难以推广；随着我国市场经济的不断发展，生产企业增多，竞争机制一形成，应用起来就没有“过贵”的顾忌。它们在高速公路的隔离带及一些地下工程等建设中发挥了很大的作用。软式透水管有全方位排水、无须再加滤层，以及运输、接头、三通等安装优势，目前应用较广。
21．上世纪80年代中期，国外公司与协作网合译了分层加筋法的资料给大家；我国第一次采用编织土工布，于北京亚运村安慧立交桥，修筑分层加筋式桥台(16座)，高度的达4m以上，垂直立面；预制桥面板操直接搭在加筋土体的砼枕上。后在海南岛的海口市，又有用分层加筋法修建世界首座加筋土桥墩。这两个首创工程至今运行情况良好。在江浙一带高校中，开展了与此有关的摩擦和拉拔试验仪的研制。
22．随着我国成立初期，对东北的丰满和桓仁水库混凝土坝裂缝，以表面防渗处理取得成功后；上世纪九十年代河北省的秦皇岛温泉堡水库碾压砼薄壳拱坝，又第一个应用复合土工膜作表面防渗设施；并且很快即验证了用与不用的区别。后经全面补设(增高)，至今效果良好。淮南煤矿为了减少巷道排水量，将相关河道采取土工膜防渗，也受到很好的效果。核四院对于高碱性尾矿的填埋，对土工膜的材质进行过应用研究，试验证明对PU值小于12的尾矿，用PE膜是可行的。
23．在不少防渗工程中，排水应是同时分不开的。特别是地下水位较高的地区和地下工程等都必须加以认真考虑。山东引黄济青工程是用得比较早的工程，京广铁路复线大瑶山隧道也是其中之一；各地垃圾填埋场、北京市地铁等也都在应用防渗设施之时应用了排水设置。近期在南水北调和济南人工湖湖底防渗中，也应用了新型排水阀设置；它们基本反应了我国在这方面的进步过程。
24．成都到达县的铁道，是大部分穿越山区的新线，铁道设计二院的工程师们，考虑到雨水及地下水对路基土的软化及翻浆冒泥问题，除加强各种排水设施外，还第一次在路床上下，铺设防渗复合土工膜，实践证明效果非常凸显。经过铁道部门的观测总结，现已大面积推广应用；近期又有所发展，用膜与排水网相复合，来增强膜上排水能力，进一步保证基床稳定。公路、市政工程以及其环境和条件相类似的工程也已在推广之。
25．在南(宁)昆(明)铁路上，有不少膨胀土分布，设计人员考虑到雨后膨胀土路堤的稳定性，而用土工网分层水平铺设，进行边坡加固；经过几年的运行证明，在连续降雨后，反映出(例如百色地区)用与不用而获得稳定与发生滑塌(坡)的不同；而这两个地段是紧相连的。
26．万泉河在汇入博鳌河时，应用三维网植草护坡防止冲刷获得成功；先后两次经受过较大洪峰及上游水库同时泄洪的考验，没有再发生未设防前的冲刷破坏。此后这种技术措施，在博鳌国际会议中心附近的海边及宜昌长江岸边，又发挥了同样的作用。总结其经验是，网与草的密切配合和草比较高(50cm左右)，形成了以柔克冲、以网保土、而不受淘刷的威胁。
27．哈尔滨市郊用袋装砂被(厚10cm左右)，治理哈尔滨市的“龙须沟”，他们认为既减少了淤泥的清理量，治理了污染，又保护了河坡的稳定及整个河槽的生态问题。编注：土工织物夹薄层中细砂做成类似GCL型式的垫子，在国际上也是早有的；它是针对缺砂和砂体易流失的情况而制作的一种材料；有其适用的地方与一定的条件限制。所以至今尚未发现有更多的实例。
28．80年代末，海河水利委员会以织造和针刺土工织物，预制成双抗洪抢险的各种排体，用在堤防或岸坡的迎水、背水面，可以迅速地防止冲刷、塌岸，散漫和管涌等险情；为国家防汛办所公认，并编入《土工合成材料工程应用手册》。实际这比织物袋替代草袋还要早；1998年我国三江连续发生特大洪水时，土工合成材料在抗洪抢险过程中再次发挥了很大作用，一些场景是国人有目共睹的。过后朱熔基总理也在外界建议的同时，就土工布作出了批示；并引起经贸委及有关职能部门的高度重视。当总理作出第二次批示后，我们协会向总理直接做了我国土工合成材料发展的书面汇报，具体告之国内产品和应用已具有一定规模(以后又有一次)。当然这也是土工合成材料进—步快速发展的大好机遇；各行业在宣传推广应用中的热情也空前高涨，建设部、水利部、交通部、铁道部在协会会员的参与下，用较短时间制订了全国及行业的应用技术标准和规范(共七本)；质量技术监督局、轻工、纺织等部门也统一制订国家产品标准。与此同时，水利、交通、铁道部门都组织了应用土工合成材料的示范工程，组织了宣贯标准学习班，并组织了检查、验收和鉴定。而这些都是在经贸委统一领导和部分拨款下进行的，最后以国家经贸委为主拿出了整个总结。这是有关我们事业发展过程中的一件大事！
29．自国产塑料拉伸格栅问世之后，单向格栅曾因材质的不同而引起“蠕变”问题的争论，但是都忽视了无论哪种材质，都必须重视其强度、变形和融熔指数的配方问题；只有这样，才能在一定的机械和工艺条件下，做到蠕变性最小。然而人为地扩大了PP与HDPE两材质的区别，起初有人提出PP的蠕变折减系数过分偏大，后来又因忽略了配方和工艺的改进，实际HDPE的强度与蠕变之间也不匹配，致使单向格栅的设计强度标准越做越大。一个不高的挡墙，竟要求格栅的强度达120KN／m，有的甚至要达到180KN／m以上。却忘记了分层布设筋材，本身的应力状况和允许的变形是多少，造成不切实际的浪费；也形成了片面追求单肋强度，而忽视结构效应和格栅与土之间的相互作用问题。于是各式各样的格栅应运而生，给工程设计人员眼花暸乱。目前这种现象仍在蔓延，有的不论软基性质，想以超高强双向格栅处理之，完全忽视了排水固结的基本要素，这是欠科学的。应当承认企业的积极性和对加筋材料发展的贡献；但是各种格栅都有其不同的特点和特征；也都有其相应的应用条件和环境(如不同填料。具体说塑料拉伸格栅、经编格栅、玻纤格栅、钢塑格栅，都有它们各自的优缺点，也就是有各自适宜的使用条件，不能随意相互替代。
30．1998年大洪水之后，模袋的应用曾形成高潮，其中澳式模袋因结构(连接)的不同，适宜充灌厚度在15cm以下的水泥砂浆，从而具有做铰链型、框格型、滤点型模袋的特点。特别是宜于水下大面积充灌及大面积连续铺设、连续浇筑、经过缝合而无接缝，并具有表面平整、凝固后无裂缝、充灌率高等优势。广东的东江、西江等都有用于防止江堤、江岸和江底冲刷的。但售价较高，不实行国产化恐很难推广。
31．土工合成材料的出现，也使屋面防渗引起了一场变革，起初是针刺织物加改性沥青，替代纸质沥青油毡；后又进一步发展到高密度聚乙烯复合土工膜防渗，不仅结构简单、省钱、更利于检查保养，而且经久耐用；已从黑龙江等省向全国各地扩展。现在房屋建筑的节能、保温又提到议事日程，已有工厂在配合建筑业进行这方面的试验研究，预计屋面(顶)保温与屋面防水将对合成材料的应用起到进一步的促进作用。
福州大学采用土工织物碎石桩作为房屋建筑地基的处理，开创了桩基工程应用土工合成材料的先例，实践证明对于不太高的楼层而言，其承载能力与沉降变形是能满足要求的。上海等地在桩位间或建筑物之间插入袋装砂井或排水带，能有效减小打桩发生的孔压和拥土现象，避免对周围建筑物的影响。深基坑开挖中及时对围桩之间垂直铺设土工布既利于排水，又能防止砂性土体坍塌。
32．扬州市古运河上的垂直加筋土岸坡是我国水利工程中比较早的加筋土挡墙，也是国内比较早的应用预制弧形模块和插屑(玻纤合成)结构的工程。它与对岸的堆石、砌石岸坡相比，在经济上和施工速度上有很强的优势，并在保护环境、少开山取石等方面形成了显明的对照。
33．自河北廊坊应用编织土工布预加应力铺设于公路加固路面后，经编格栅在江苏、浙江问世，起初并不引起广大工程师们的认同，经过节点结构的改革和外包层的处理，方才引起应用者的注意。特别是玻纤和涤纶经编格栅，在耐高温、抗低温和铺设服贴等方面的优势，在沪宁高速镇江段首次试用后，多数用于公路路面防治反射裂缝；也有取材于材料的高强和易于平整性，而作为复合制品或替代双向塑料拉伸格栅使用。今后在大规模公路建设中仍有较大的用量。
还有以化纤编制成立体形的植被网，在江苏常州、南通问世之后，在多雨的丘陵或缓坡地区使用，也显示出一定的优势；它比东南亚国家所用的黄麻绳网护坡植被，更具优越性。
34．我们的环保工程是由边坡的防护结合绿化开始的，接着是垃圾填埋，以经济发达比较早的深圳、北京、上海开始，应用土工膜作为填埋场防护，后逐步在全国普通应用：并进一步发展到土工织物膨润土垫(GCL)和用土工膜两层来防渗；这可以说是我国环保工程发展的里程碑。目前GCL在北京市等地已扩大应用到河流湖泊及地下工程中。
35．冰上沉排在我国东北三省都有过使用和尝试，都获得了成效；其中尤以第二松花江的冰上沉排次数多、规模大。水利部东北院考虑到冬天枯水季节，江上冰厚水浅、农闲有劳动力等特点，对易冲刷的位置在冰上布设缝制好的土工织物排体，然后在预设部位压载适当块石，并同时沿择体的三边线(上、下游与辽内侧)破冰沉排。这是一项技术与经验并重的工程，排体下的冰块绝大部分可在沉排的同时窜出水面，而使整个排体准确地服贴到江底设计位置。从而比汛前的水上沉排或水下施工，做得更快、更好，更省。
36．随着大规模工程建设中的软基处理，塑料排水带的用量日益俱增，排水带的产品设计和施工也不断改进。针对打设速度慢，改进了打设机械，可以做到一次插入多根，效率提高几倍；针对打设深度弄虚作假，最终改进了自主测深；针对国外羡慕我们的带芯，而改进了外包滤膜，促进了出口创汇。目前质量过次的排水带已逐步遭到淘汰。
37．在潮汐海滩中利用大管袋充灌围堰，常遇到合拢和必须抢速度，或对堰身进行防冲和产生负压倒吸的问题。天津港在管袋充灌围堰中，采用模袋沿堰身成马鞍形布设，并迅速浇筑，这会在做到及时防冲的同时，又能使模袋充灌后做到与软基、堰身整体变形的相对适宜性。此外对管袋就地充灌填料颗粒偏细的问题，采用人为掺砂促固结，或加水泥促凝固的办法，也是成功的尝试。
昆明滇池为解决环保清淤的堆场问题，由合力通公司用国外特种织物缝制的大直径充灌袋，经多次试验研究，能够使粒径小于0．075mm、含量大于80％的淤泥充进去，只排水、不漏土；从而形成由1．3m高的围埝清淤堆场。不仅完全免除了远处开山取土、取石(护坡)和运输、破坏自然环境，而且还减少了充灌围堰后的清淤量，围埝更适应地基变形。这可以算是解决应用条件十分苛刻的精典之作。
38．引额济乌(包括至克拉玛依及沙漠地区)工程创下了输水渠道土工合成材料用量之最以后，又迎来了南水北调中线方案设计的大用量。前者虽然整个处于西北严寒地区，但由于渠道主要用于季节性引水，第四季度输水即已停止；所以后者的华北段，保温问题反比前者更为重视。除去设保温层之外，还对外表保护层的建筑缝加以周密的防水设计，使其为脱离因水的冻胀破坏提供了双保险。
39．长江口深水航道的整治是我国水运工程应用土工合成材料的一个里程碑，在设计方案上，施工机具及方法上及所有材料制备上，都有所创新的记录。也可以说是我国应用土工合成材料技术以来节省造价、缩短工期最多的工程。参与的专家、工程师，边研究、边改进、边实践的科学作风和实干精神是值得学习的。
40．在高原严寒地区修建青藏铁路，对于冻土问题基本分两种，一种是多年冻土部分，所要应对的是，如何保护基土土温不上升，保持冻土层处于长期(冻结)稳定状态；另一种是海拔相对比较低，最低气温相对比较高，地层有随季节变化而发生较大差异的部分，所要应对的是如何使路基、路堤，在季节温差发生较大变化时，减轻冻融病害，保持稳定。其中相当多的措施是，采用各种土工合成材料技术所发挥的综合作用。实践证明，其成效在国际上也是少有的。
41．新疆建设兵团所开创的滴灌机具和设施，是农田水利工程中一项节水灌溉的上好佳作，这种合成材料制品还完全符合了经济实用和易操作的原则，在雨水稀少的干旱地区容易得到推广。浙江省的吕伟元先生是纺织行业的专家，却十分热爱土工合成材料事业，他在推动西北缺水地区的水窖工程贡献了力量。
42．自上世纪90年代天津一家(军工)企业参与研制膜结构材料之后，开启了协会内关于高强合成膜应用的序幕。辽宁省水科院依据橡胶坝的原理，在中小型水库的溢洪道上，以高强膜结构可以自由立闭、倒放的灵活性，无形中多拦蓄了几万方以上的水，大大提高了灌溉效益。后来纺织和轻工部门又引进国际先进经验，以玻纤织物与四氟乙烯塑料相复合，制成具有各种优点的膜结构材料，广泛用于大跨度的建筑物或街道、旅游区的挡风避雨点；在北京奥运会的体育场馆也有应用之处，是一种颇有前途的结构材料。
43．圆明园湖底采用土工膜防渗，这本来是一件很正常的工程设计，在施工过程中，却被一些高人和媒体炒得沸沸扬扬；借清理现场，砍伐了灌木，借土工膜下透水会影响地下水及自然环境，借高分子塑料的成分有污染水质之嫌等罪名，大有一杠子打死在世界上已发展40年左右的新生事物。加之当时国家的环保部门也参与其中，给我国的土工合成材料事业造成很大的压力，给一些正在或将要应用的工程带来负面影响；使土工膜的应用受到较大的挫折。但是科学的东西是不怕随意攻击的，实践才是检验真理的唯一标准，在协会广大会员的积极反应下，在许多业内老专家、老教授的参与下，写文章、讲道理、驳斥反击，先后达10多篇；并举出既改善了环境又获得成效的人工湖应用例证达几十处之多。相反他们在大小多次的听证会上，拿不出一个负罪(面)的人工湖名称，都是在哪里猜想、推论、空谈。尽管我们协会的内部《通讯》影响范围很小，但阅读者除平常会员外，还有我们的顾问院士们，各有关部的部长、司长们和相关社团及刊物出版社；他们不仅对土工合成材料有认识，而且接触、参与、领导或研究过工程与材料，对土工膜的应用是认知的、赞同的。连圆明园管理处也在网站上闻讯来电求知；最后所谓委托某高校再次论证的实情是什么?虽然不太清楚，但后来吉林省一次真正的环境污染大事，有人被免职，则是人人皆知的。
44．关于防止蒸发、净化水源在我国也有尝试和进展，利用合成材料的整体轻质的特点，设计成条块结构形式，一种是水平漂浮在水面上，起防止蒸发的作用。一种是垂直半潜半浮在水中，但入水深度要靠排架来控制，并做到基本不阻水流，只吸附水中杂物；特别在无一定流向的人工湖泊、池塘中使用，有很好的净化作用。
45．防渗与排水已用于屋顶绿化，西方国家在发展，我国上海等城市也有在尝试。这是在屋顶上首先铺设2-5cm厚的防渗、扩面(保护)及平面排水结构物，然后铺有一层4-12cm厚的培养基(主要为透气而松软的沃土及少量肥料)；最后种植绿化植物或花卉。对我们来说是提供防渗和排水，但对绿化而言，要依据当地的气候及屋顶结构条件而定。颇有前途。
46．我国是一个煤炭资源大国，广泛用于发电和生活及工业燃煤，为了保护环境，现在要求燃煤脱硫，摆脱硫的污染，但经脱硫工艺所排出的烟气湿度大，在雾状的烟气排出过程中，仍含有一定的腐蚀性，对砼或砖质烟囱易产生较强的腐蚀。这在河北、四川已有用特种合成材料，内衬烟囱壁进行防腐的策划；并已制订出必要的施工程序和规定，使广大电厂的已建烟囱得以按筹划实施和改进。此外在电厂的吹灰管道内，防结垢、保耐用；在石油管道和输水管道的防腐、保温等方面，也都有大量应用合成材料的地方。
发展中一些标志性的工程和典型还有许多，一时不易全部回顾周全，例如上世纪80年代中期云南曲靖与南科院合作，在麦子河水库应用土工布替代砂砾石反滤料，是很典型的带头工程。后来他们又以桩膜围堰的方式，于库区准确地探测出喀斯特溶洞，并以土工膜加以处理。
土工合成材料，又称“土工布”、“土工织物”，它是以合成纤维、塑料、合成橡胶等 为原料制成的不同种类产品，使用过程中具有分离、加固、排水、过滤、防护、防渗六大基 本功能。国外在三十年代就开始了使用，迄今其产品从单一纺织品发展到其它合成材料及其 复合材料。现在土工合成材料已被称作与钢材、水泥、木材齐名的“第四种工程材料”，并 广泛的应用于岩土、水利及土木工程等领域中。1 土工合成材料的种类及应用
土工合成材料种类很多，一般按功能及生产方法分为四大类，即土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特种材料。下面概述几种土工合成材料的特点及应用。
1.1 机织土工布
是我国使用最早的一种土工布。现我国使用较多的机织布材料有长丝机织布和扁丝机织 布两种，材料以聚丙烯为主，单位重量一般为100～300克/平方米。它的应用以制作反滤布的 土工模袋为多。机织土工布具有强度高、延伸率低的特点，广泛使用在水利工程中，用做防 汛抢险、土坡地基加固、坝体加筋、各种防冲工程及堤坝的软基处理等。其缺点是过滤性和 水平渗透性差，孔隙易变形，孔隙率低，最小孔径在0.05～0.08 mm，难以阻隔＜0.05mm 以下的微细土壤颗粒；当机织布局部破损或纤维断裂时，易造成纱线绽开或脱落，出现的孔 洞难以补救，因而应用受到一定的限制。
1.2 经编土工布
用经编机生产经编土工布的方法较少单独采用，经常与其他方法联合使用，如将经编布 与非织造布交织形成纤网型缝编土工布，也可与纸带一起编织成可降解的经编土工布。经编 土工布主要应用于排水沟、水坝或烟筒过滤，无中间层的海岸保护，阻截自流水压，加固垂 直地面、倾斜面和堤岸基层等。
1.3 非织造土工布
非织造土工布的出现比织造土工布晚，其生产方法主要有纺粘法和针刺法两种，其中针 刺法在我国所占比例较大。采用的原料以涤纶为主，其次是丙纶和维纶，单位重量为100～800克/平方米。非织造土工布具有较大的延伸率，能适应较大的变形，可以根据需要制成适当 大小的孔隙，并在水平与垂直方向均具有较好渗透力。因此，非织造土工布的发展速度很快，并已成为土工布的主要组成部分。现已广泛应用于解决路基沉陷及翻浆冒泥问题，用于土 石坝的排水系统、地下排水管道、软弱地基加固，各种堤岸的护坡垫肩等工程的滤层。此外，还可用于土加筋材料，使软基加固或修筑轻型挡土墙，同时，还能降低路堤下的孔隙水压。
1.4 土工格栅
我国以聚乙烯材料为主的塑料土工格栅居多，它是将高聚物薄膜经有规律的刺孔、加热，然后在一个方向拉伸，使高聚物中大分子链沿拉伸方向取向，并获得单轴向格栅。也可继 续在另一方向拉伸，得到双轴向土工格栅，使两个方向都有较高强度，土工格栅主要应用于 软土基础加固及护坡、护堤等工程中。
1.5 复合土工布
复合土工布是由两种或两种以上不同功能、不同种类的土工布及其他材料复合而成，复 合材料可以是纺粘或针刺型非织造布、机织布、聚乙烯薄膜、塑料网、塑料管等。其生产方 法主要有以下两种：(1)机械方法：采用针刺复合和缝编工艺技术；(2)热熔粘合法：采用超 声波粘合及热轧粘合技术。复合土工布在我国应用较多的是复合土工膜和塑料排水管，可应 用于软地基和地基下具有坑洼的路基，堤岸的增强，路边排水，桥座和挡土墙下排水，蓄水 池、废物处理池的密封层，传统沙石层排水系统的替代等。复合土工布在原有单层材料基础 上使其性能得到很大改善，如层压后的土工布力学性能得到很大提高，机织布与非织造布经 针刺复合后的过滤性能得到改善等。国内土工合成材料应用现状及存在问题
2.1 应用现状
土工合成材料在我国的发展较晚，大约在60年代中期开始，机织土工布应用于河道及涵 闸工程。80年代初，非织造布始在铁路工程和水利工程上试用，截止到1986年，我国累计土 工布总产量约100万平方米。进入90年代，土工布应用发展更快，1992年机织土工布耗用量 达9000多万平方米。1998年发生特大洪水，编织布用量已超过1亿平方米/年。非织造土工布1995 年耗用量达到6500万平方米，至今其使用量也已超过1亿平方米/年。目前，土工布在我国应用 规模较大、效果较好的有以下几方面：
(1)水利工程建设方面。江苏省采用土工布对沿江沿海堤坝进行加固，这些航道、河道 护坡成功地经受了1998年的特大洪水侵袭的考验；河北省黄壁庄水库下游减压进井冒浑水，采用土工布封堵后，在1998年特大洪水冲击下没有出现险情；天津北塘水库使用土工布后，工程质量明显提高；我国最大的水运工程长江深水航道疏浚工程，在工程设计中决定试用土 工布构筑导堤，经试验段测试，取得了其他材料难以达到的良好效果。另外，上海陈行水库 工程、江苏太仓中远国际城等工程也均采用了土工布。
(2)公路建设方面。我国公路建设使用土工布现还局限于高速和等级公路，使用规模较 大的工程有东北锦大公路、浙江杭甬高速公路、广州环城高深汕高速西段、上海沪宁高速公 路等。
(3)铁路建设方面。我国铁道部门从1981年开始采用土工布处理路基损坏及其他问题，如用在京九铁路建设中的地基处理与边坡加固、京广铁路翻浆冒泥的整治、上海地铁二号线 龙东路西段工程等。
(4)环境保护方面。土工布在环境工程方面的应用比例还不很大，但在垃圾场及废水排 放治理等工程中的应用会越来越多。至今，我国土工布在环保方面应用较多的是在贮尾矿和 灰坝的处理，如上海外高桥电厂、嘉兴电厂、上海石洞口电厂的灰坝、铜山尾库矿等工程中。
2.2 存在问题
土工合成材料在我国从试验、生产、试用到大工程应用，已有近20年历史，虽然在应用 上已有一定的广度，但和我国基础设施的巨大规模相比应用比例较低。(1)工艺与技术装备方面。我国现有非织造布生产设备除部分为国产针刺加工设备外，多为引进。在这些引进设备中，仍以针刺短纤土工布的生产为主，纺粘、化学粘合、热粘合 设备工艺仅占很少部分，而在这部分中还有一些是为生产地毯、服装、装饰布、人造革、化 肥袋等设计的，与专门生产土工布的设备存在着一定程度的区别。
机织编织土工布的生产能力完全可以满足我国“九五”期间各项工程的要求，但缺少抢 险抗滑用材料的编织设备和多轴向编织机。
复合土工布生产设备国内现已具备4 m宽以下的生产能力，6 m宽以上的生产设备在国内 尚属空白，无法满足工程的需要。
(2)产品结构方面。主要表现在原料单一，产品品种单一。我国土工布所选用的原料主 要是涤纶、丙纶、维纶及少量的锦纶。同时由于生产设备的限制造成了以短纤非织造土工 布及丙纶编织布为主导的单一产品结构。国际上原料的选用除涤纶、丙纶外，还有锦纶、黄 麻、特种纤维，有的甚至织入钢丝等，产品品种除短纤针刺产品外，高强度土工格栅、土工 片、纺粘法长丝针刺产品品种及复合土工布的品种也很多。由于实际工程中对土工布的功能 及品种有着不同的要求，因而单一的产品结构阻碍了土工布应用的扩大及工程质量的提高。
(3)产品检测体系方面。最近，我国已相继发布了土工布产品国际标准及土工布产品的 使用规范，但在产品质量的实验方法、考核指标内容以及土工布与土相互作用性能实验等方 面还缺乏统一的标准，而国外则成立有土工布专业委员会，来对此进行规范化处理，因其具 有相当的权威性而得到各自国家的认可。因此，在我国加快一系列检测体系标准制定的步伐，将更有助于土工布在我国的生产和推广应用。
(4)应用与设计方面。由于土工布涉及到岩土、水利、土木、纺织、塑料等诸多领域，而一种行业的设计人员缺乏其他行业的专业知识和实际经验，一些工程单位对土工布的特性 不是真正了解，不清楚这一能够部分取代传统沙石料的新型材料，再加上在施工过程中偏重 于一次性投资的降低等因素，造成了我国土工产品低水平重复严重及各种工程应用量偏低的 局面。发展趋势
国内土工布的发展将由以纺织技术生产为主的形式转向以适应各种实际工程需要为目的 进行生产，产品总的发展趋势向系列型、复合型、综合型发展。复合土工布是这几年国外大 公司竞相开发的产品，其产品包括排水管与土工布复合，机织布与非织造布复合，大流量排 水板与土工布复合等许多新型复合材料。我国在这方面则处于起步阶段，现有的复合产品为 复合土工膜、针刺机织布和非织造布复合土工布、非织造布复合结构的排水管，并且，还都 处于试制和试用阶段。因此，复合土工布在我国的生产和应用极具开发前景。据统计，在“ 九五”期间，我国将新建公路30万km，其中高等级公路1.45万km；在铁路建设中，每年预计 要修复1000 km翻浆路段。1998年长江、松花江的一场特大洪灾后，国家又增加了资金投入 基础设施建设，这其中包括长江堤防的修复和加固、三峡工程、黄河治理、小浪底工程、南 水北调、长江口深水航道等巨型工程，这些工程建设都需要大量土工布。现在，我国土工布 已经有5项产品标准和20项试验方法标准，土工布的使用规范也已正式颁布，这对生产、推 广和使用土工布提供了条件和机遇。4 几点建议
4.1 由于土工合成材料是一种新型岩土工程材料，且应用时一次投入成本较大，应用 部门在不了解这种材料的条件下偏重于使用成本较低、后期维护费用大的砂石、沥青等材料。因此，建议水利、交通、建筑、纺织等方面联合成立土工合成材料协会，大力宣传土工合 成材料在工程建设中的使用方法、效果及经济合理性，并制定土工合成材料应用的强制性国 家标准与技术规范，使工程部门从不得不用到自愿采用。
4.2 加大土工合成产品协作开发的力度。土工合成材料涉及到建筑、水利、纺织等多 领域，各行业之间应保持经常性的信息沟通，使产品的设计与开发为不同的行业、不同的工 程条件服务。因此，建议科研部门、企业及工程单位组成科研、生产、应用体系，形成工程 部门需要什么科研部门研制什么，再由企业投入生产，形成全新的产品开发系统。
4.3 做好引进设备的消化、吸收及开发创新工作。我国现有引进设备中有一些不适合 土工产品的生产。因此，对这部分设备在进行改善的基础上，应再填平补齐，建议政府部门 应在这方面给予一定的技改及技术创新倾斜政策，以充分发挥现有设备的潜力及企业的积极性。
4.4 进一步加大土工合成材料的销售力度。除了政府部门、行业协会之间的宣传、推 广之外，建议在国内建立起土工合成材料销售网格，在网络上可以查到国内土工材料生产的 定点企业、产品标准、所能生产产品种类、应用范围等，使应用部门可以放心、清楚的购买 产品。这不但能扩大土工材料的知名度，增加其在国内市场的占有份额，而且，最终将能在 国内形成几种土工产品系列名牌。
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