第一篇：土工合成材料在我國(guó)的發(fā)展

[瀏覽534次回顧土工合成材料事業(yè)在我國(guó)的發(fā)展

數(shù)]

現(xiàn)對(duì)我國(guó)土工合成材料技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，進(jìn)行一次較全面的回顧。回顧過去是展望未來的必備條件，所以僅憑著編者個(gè)人的回憶，難免不會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，希鑒諒。現(xiàn)以條文形式，大體分為初始階段、發(fā)展歷程和與時(shí)俱進(jìn)三個(gè)部分來表達(dá)。

1．上世紀(jì)70年代末80年代初

杜邦公司贈(zèng)送鐵科院土工織物被引用于鐵道基床防治翻漿冒泥，試點(diǎn)達(dá)30多個(gè)。

黑龍江省將土工織物用于分散性土地區(qū)的水利工程； 吉林省、河北省將土工織物用于病險(xiǎn)庫(kù)土壩處理(反濾)；

遼寧省除將土工織物用于病險(xiǎn)庫(kù)處理之外，還應(yīng)用土工膜在季節(jié)性河流上進(jìn)行截潛灌溉。

這些都是我國(guó)農(nóng)田水利工程中應(yīng)用土工合成材料的先驅(qū)。

2．上世紀(jì)80年代初，江蘇泰州地區(qū)南官河上，第一次引用土工膜袋護(hù)坡和無錫市第一毛紡織染廠研制模袋成功，是我國(guó)推廣應(yīng)用土工膜袋的基礎(chǔ)。由于其整體性強(qiáng)、有利于水下施工，且施工速度快、工程質(zhì)量便于掌控等特點(diǎn)，在水利、水運(yùn)工程中，在缺少石料和運(yùn)輸條件下，有許多適用之處。但由于膜袋的成本較高，成了推廣應(yīng)用中的主要障礙。1998年三江特大洪水之后，人們對(duì)于膜袋使用的優(yōu)點(diǎn)有所認(rèn)識(shí)，與傳統(tǒng)的護(hù)坡護(hù)底相比，知道了它們之間的真正貴賤，加之國(guó)外(澳大利亞)趁機(jī)的宣傳，所以此后幾年土工膜袋在我國(guó)的應(yīng)用形成了一個(gè)高潮，生產(chǎn)廠家也迅速猛增，并出現(xiàn)遼寧大洼平原水庫(kù)用量最多的護(hù)坡工程。然而企業(yè)間只顧價(jià)格上的競(jìng)爭(zhēng)，忽視了質(zhì)量和對(duì)產(chǎn)品應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的發(fā)展，反而造成了工程使用中的負(fù)面影響，也是導(dǎo)至不能持續(xù)大規(guī)模應(yīng)用的教訓(xùn)。

3．天津新港北疆東突堤擴(kuò)建工程最早大量使用塑料排水帶，對(duì)軟基進(jìn)行真空預(yù)壓處理并獲得成功，對(duì)以后的軟基處理中推廣應(yīng)用起到了關(guān)鍵作用；尤其是在國(guó)家沿海最先宣布的14個(gè)開放城市建設(shè)中，幾乎都發(fā)揮了軟基處理非常主要的作用。

4．上世紀(jì)80年代中期，我國(guó)公路建設(shè)速度比較慢，尤其是三北地區(qū)的無鋪砌路面或經(jīng)過一冬春尚未正式修建路面的公路，很多地段均發(fā)生翻漿冒泥現(xiàn)象，嚴(yán)重影響交通。針對(duì)這一弊病，遼寧省錦州市公路局，首次采用針刺土工織物，鋪設(shè)在路面下50-60cm處，有效地阻止了冰凍期毛細(xì)水地向上轉(zhuǎn)移，使路面下50-60cm厚的路基(壓實(shí))土的含水率保持基本穩(wěn)定，不會(huì)在頂層形成大量冰結(jié)晶體，從而也不會(huì)在春暖時(shí)融化翻漿。這是一種不以保溫方式來解決工程凍害的措施，效果出奇地好，隨后在東北、華北幾個(gè)省區(qū)都有所推廣。嚴(yán)寒地區(qū)的新建鐵道也有所效仿。

5．廣西田村水庫(kù)和甘肅夾山子水庫(kù)是我國(guó)高壩大規(guī)模應(yīng)用土工膜防滲的范例，前者主要解決了當(dāng)?shù)厝狈线m填料問題，后者包括壩體和砂石庫(kù)區(qū)都需要防滲，實(shí)踐證明是非常成功的，也同時(shí)取得了施工方面的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)。為以后的防滲工程，特別是水頭較大的防滲工程打下了應(yīng)用基礎(chǔ)。土工膜防滲的效果關(guān)鍵在工程全面的施工質(zhì)量，國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐都說明這一點(diǎn)。

6．河北省涿州市的人工湖和北京市的團(tuán)結(jié)湖是我國(guó)應(yīng)用土工膜防滲比較早的休閑水景設(shè)施；山西太原晉祠內(nèi)的養(yǎng)魚池也是應(yīng)用土工膜防滲比較早的人工設(shè)施。此后又在山西榆次、河南的鄭州、河北的廊坊、遼寧的沈陽等很多城市修建了人工湖和社區(qū)間的水上景觀。其中用量最大的是近期濟(jì)南市郊新建的人工湖，土工膜用量達(dá)150萬m2。

7．我國(guó)第一條高速公路京津塘的天津至塘沽45km的全部，幾乎都采用了塑料排水帶加堆載(路堤)預(yù)壓和土工織物的技術(shù)，獲得了肯定效果；為以后的眾多高速公路建設(shè)中，特別是東部及沿海地區(qū)道路的軟基處理打下了基礎(chǔ)；它與粉噴樁、砼攪拌樁等方案方案相比，多種情況下具有一定的優(yōu)勢(shì)。

8．上海市寶山陳行水庫(kù)是我國(guó)首次采用大管袋充灌技術(shù)筑壩，并取得了多、快、好、省的突出效益。此后又在上海的船塢工程和金山灣化工基地用作圍海筑堰(埝)的同時(shí)，積累了十分寶貴的經(jīng)驗(yàn)；這些實(shí)踐為管袋充灌技術(shù)的推廣起到了非常積極的作用。

9．陜西公路界應(yīng)用加筋帶修建擋土墻和重慶市沿江的加筋土路堤，是我國(guó)加筋土工程的先鋒，雖然都是從應(yīng)用加筋帶開始，但墻體填土和高度都是不一般的。表明了我們的工程師勇于實(shí)踐的精神是很可貴的。對(duì)以后逐漸使用單向拉伸格柵筑擋土墻打下了很好的基礎(chǔ)。

10．上世紀(jì)90年代土工網(wǎng)的陸續(xù)出現(xiàn)和協(xié)會(huì)1993年宜昌第一次加筋土?xí)h之后，我國(guó)在擴(kuò)坡工程方面有了較大的發(fā)展；同時(shí)由于土工網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形式與雙向土工格柵相似，曾有一個(gè)階段以土工網(wǎng)代替了雙向土工格柵用以地基加固；而在較短時(shí)間內(nèi)，土工網(wǎng)進(jìn)口設(shè)備竟達(dá)8條生產(chǎn)線之多，有一定促進(jìn)性，但對(duì)國(guó)外主要用于平面排水這一功能沒有認(rèn)真領(lǐng)會(huì)；同時(shí)由于三維網(wǎng)的出現(xiàn)和雙向格柵的國(guó)產(chǎn)化，很快土工網(wǎng)的應(yīng)用即日落西山，也暴露了引進(jìn)項(xiàng)目的盲目性與重復(fù)性。

11．新疆石油開發(fā)第一次應(yīng)用土工織物在沙漠地區(qū)多、快、好、省地修建了250多公里通向塔克拉莫干(死海)的公路，至今已正常運(yùn)行近10年，為我國(guó)沙漠地區(qū)的交通工程樹立了典范。目前正在快速修建第二條大沙漠公路，將為西部開發(fā)作出更大貢獻(xiàn)。

12．秦(皇島)沈(陽)客車專用鐵道，是我國(guó)第一條全面采用土工合成材料技術(shù)修建鐵路的實(shí)例，很多有關(guān)院校和科研院所都參與其子課題的研究，并且自始至終參與觀測(cè)、分析和總結(jié)，獲得了實(shí)實(shí)在在的、系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，為以后的客車專用線建設(shè)作出了示范。鐵道的高速與路基的變形很有關(guān)系，但與機(jī)車性能乃至鋼軌也不無重大關(guān)系，對(duì)我們而言要解決的是通過土工合成材料技術(shù)保證地基變形穩(wěn)定。這在今后200km/時(shí)以上行車速度的鐵道建設(shè)中會(huì)逐步得到體現(xiàn)。

13．長(zhǎng)江在湖南和湖北境內(nèi)的航道整治，是水運(yùn)工程應(yīng)用土工合成材料技術(shù)的首例；較早之前長(zhǎng)江航道局科研所和湖北長(zhǎng)江航道管理處的工程人員就十分致力于應(yīng)用土工織物軟體排和充填丁壩、順壩技術(shù)來防沖、清淤，改變水流態(tài)勢(shì)的探索；為長(zhǎng)江航道工程建設(shè)所廣泛重用，并在較短時(shí)間內(nèi)取得了突出效應(yīng)。

14．吉林省水科所針對(duì)化纖土工膜袋的許多優(yōu)點(diǎn)和比較貴的缺點(diǎn)，刨造性采用編織物縫制成簡(jiǎn)易膜袋，在嫩江護(hù)岸和土壩護(hù)坡上應(yīng)用，既凸顯出它的經(jīng)濟(jì)性，又反映出它的優(yōu)勢(shì)。但是它不宜利用機(jī)械充灌和水下施工，所以用起來有一定局限性。

15．上世紀(jì)80年代，在“土工布”的名字響徹全國(guó)市場(chǎng)的時(shí)候，在巖土工程界注視到其反濾排水功能的時(shí)候，國(guó)內(nèi)的機(jī)場(chǎng)、尾礦壩、粉煤灰?guī)臁⒆詠硭畯S、隧道、地鐵、球場(chǎng)等一些相關(guān)的工程，也紛紛開創(chuàng)試用，一般都獲得較好的效果。其中尤以蓄水池及地下工程底板下的抗浮(撥)措施最為凸顯，用土工布包裹砂石排水，可順暢降低揚(yáng)壓力，比采用抗撥樁等方案要快、要省得多。

16．南京工程兵學(xué)院與舟橋部隊(duì)曾為克服黃河灘地道路泥濘合作過課題研究，以土工織物復(fù)合排體攻克過輜重車快速搶過灘地渡河的難點(diǎn)，取得了成功。但畢竟限于粉土性的黃河灘地，且是相當(dāng)臨時(shí)性；而華北油田橡塑技術(shù)研究所，為配合淺海石油開發(fā)，在潮汐帶灘地上主要依靠土工織物和土工格室的技術(shù)，經(jīng)過潮汐的考驗(yàn)，完全滿足了一定范圍內(nèi)多井開發(fā)的運(yùn)輸要求。

17．江蘇省江都市，是我國(guó)在水閘前設(shè)置土工織物軟體排防治閘前海漫受沖蝕的典范，他們?cè)嗄暧^測(cè)，對(duì)其效果和耐久性都給予充分肯定。以后在江蘇境內(nèi)的長(zhǎng)江邊沿，也有用于防治沖蝕的。河北省張家口地區(qū)除用作軟體排之外，還應(yīng)用常州產(chǎn)防老化編織土工布，筑砂石丁壩、順壩，雖然裸露在外，但經(jīng)10年的汛期考驗(yàn)，其織物強(qiáng)度尚保持在60％以上。后來在河北唐山灤河下游等地，也有應(yīng)用。

18．河北張家口地區(qū)應(yīng)用編織土工布，掛在河槽斷面的短樁上(高約1m)，用于汛期抬高水頭，自動(dòng)引水上岸進(jìn)入灌溉渠道。雖受地形限制，但適用的地方非常受歡迎。

19．自從福建省水利部門針對(duì)汛期閩江大堤背后發(fā)生管涌、流土、潮澤化的問題，創(chuàng)造性地采用了在迎水面坡腳處，垂直開槽鋪土工膜防滲的辦法，取得很好的效果。以后在山東、江蘇、遼寧等省陸續(xù)采用，并紛紛對(duì)開槽設(shè)施進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，使鋪膜深度最大達(dá)到16m左右。1998年三江特大洪水之后，在江堤工程中為防止管涌而有所發(fā)展。

20．軟式透水管和方便面式排水塊的出現(xiàn)，是巖土工程中條帶狀集中排水的好方法、好設(shè)施，但由于初期都比較貴，難以推廣；隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)企業(yè)增多，競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制一形成，應(yīng)用起來就沒有“過貴”的顧忌。它們?cè)诟咚俟返母綦x帶及一些地下工程等建設(shè)中發(fā)揮了很大的作用。軟式透水管有全方位排水、無須再加濾層，以及運(yùn)輸、接頭、三通等安裝優(yōu)勢(shì)，目前應(yīng)用較廣。

21．上世紀(jì)80年代中期，國(guó)外公司與協(xié)作網(wǎng)合譯了分層加筋法的資料給大家；我國(guó)第一次采用編織土工布，于北京亞運(yùn)村安慧立交橋，修筑分層加筋式橋臺(tái)(16座)，高度的達(dá)4m以上，垂直立面；預(yù)制橋面板操直接搭在加筋土體的砼枕上。后在海南島的海口市，又有用分層加筋法修建世界首座加筋土橋墩。這兩個(gè)首創(chuàng)工程至今運(yùn)行情況良好。在江浙一帶高校中，開展了與此有關(guān)的摩擦和拉拔試驗(yàn)儀的研制。

22．隨著我國(guó)成立初期，對(duì)東北的豐滿和桓仁水庫(kù)混凝土壩裂縫，以表面防滲處理取得成功后；上世紀(jì)九十年代河北省的秦皇島溫泉堡水庫(kù)碾壓砼薄殼拱壩，又第一個(gè)應(yīng)用復(fù)合土工膜作表面防滲設(shè)施；并且很快即驗(yàn)證了用與不用的區(qū)別。后經(jīng)全面補(bǔ)設(shè)(增高)，至今效果良好。淮南煤礦為了減少巷道排水量，將相關(guān)河道采取土工膜防滲，也受到很好的效果。核四院對(duì)于高堿性尾礦的填埋，對(duì)土工膜的材質(zhì)進(jìn)行過應(yīng)用研究，試驗(yàn)證明對(duì)PU值小于12的尾礦，用PE膜是可行的。

23．在不少防滲工程中，排水應(yīng)是同時(shí)分不開的。特別是地下水位較高的地區(qū)和地下工程等都必須加以認(rèn)真考慮。山東引黃濟(jì)青工程是用得比較早的工程，京廣鐵路復(fù)線大瑤山隧道也是其中之一；各地垃圾填埋場(chǎng)、北京市地鐵等也都在應(yīng)用防滲設(shè)施之時(shí)應(yīng)用了排水設(shè)置。近期在南水北調(diào)和濟(jì)南人工湖湖底防滲中，也應(yīng)用了新型排水閥設(shè)置；它們基本反應(yīng)了我國(guó)在這方面的進(jìn)步過程。

24．成都到達(dá)縣的鐵道，是大部分穿越山區(qū)的新線，鐵道設(shè)計(jì)二院的工程師們，考慮到雨水及地下水對(duì)路基土的軟化及翻漿冒泥問題，除加強(qiáng)各種排水設(shè)施外，還第一次在路床上下，鋪設(shè)防滲復(fù)合土工膜，實(shí)踐證明效果非常凸顯。經(jīng)過鐵道部門的觀測(cè)總結(jié)，現(xiàn)已大面積推廣應(yīng)用；近期又有所發(fā)展，用膜與排水網(wǎng)相復(fù)合，來增強(qiáng)膜上排水能力，進(jìn)一步保證基床穩(wěn)定。公路、市政工程以及其環(huán)境和條件相類似的工程也已在推廣之。

25．在南(寧)昆(明)鐵路上，有不少膨脹土分布，設(shè)計(jì)人員考慮到雨后膨脹土路堤的穩(wěn)定性，而用土工網(wǎng)分層水平鋪設(shè)，進(jìn)行邊坡加固；經(jīng)過幾年的運(yùn)行證明，在連續(xù)降雨后，反映出(例如百色地區(qū))用與不用而獲得穩(wěn)定與發(fā)生滑塌(坡)的不同；而這兩個(gè)地段是緊相連的。

26．萬泉河在匯入博鰲河時(shí)，應(yīng)用三維網(wǎng)植草護(hù)坡防止沖刷獲得成功；先后兩次經(jīng)受過較大洪峰及上游水庫(kù)同時(shí)泄洪的考驗(yàn)，沒有再發(fā)生未設(shè)防前的沖刷破壞。此后這種技術(shù)措施，在博鰲國(guó)際會(huì)議中心附近的海邊及宜昌長(zhǎng)江岸邊，又發(fā)揮了同樣的作用。總結(jié)其經(jīng)驗(yàn)是，網(wǎng)與草的密切配合和草比較高(50cm左右)，形成了以柔克沖、以網(wǎng)保土、而不受淘刷的威脅。

27．哈爾濱市郊用袋裝砂被(厚10cm左右)，治理哈爾濱市的“龍須溝”，他們認(rèn)為既減少了淤泥的清理量，治理了污染，又保護(hù)了河坡的穩(wěn)定及整個(gè)河槽的生態(tài)問題。編注：土工織物夾薄層中細(xì)砂做成類似GCL型式的墊子，在國(guó)際上也是早有的；它是針對(duì)缺砂和砂體易流失的情況而制作的一種材料；有其適用的地方與一定的條件限制。所以至今尚未發(fā)現(xiàn)有更多的實(shí)例。

28．80年代末，海河水利委員會(huì)以織造和針刺土工織物，預(yù)制成雙抗洪搶險(xiǎn)的各種排體，用在堤防或岸坡的迎水、背水面，可以迅速地防止沖刷、塌岸，散漫和管涌等險(xiǎn)情；為國(guó)家防汛辦所公認(rèn)，并編入《土工合成材料工程應(yīng)用手冊(cè)》。實(shí)際這比織物袋替代草袋還要早；1998年我國(guó)三江連續(xù)發(fā)生特大洪水時(shí)，土工合成材料在抗洪搶險(xiǎn)過程中再次發(fā)揮了很大作用，一些場(chǎng)景是國(guó)人有目共睹的。過后朱熔基總理也在外界建議的同時(shí)，就土工布作出了批示；并引起經(jīng)貿(mào)委及有關(guān)職能部門的高度重視。當(dāng)總理作出第二次批示后，我們協(xié)會(huì)向總理直接做了我國(guó)土工合成材料發(fā)展的書面匯報(bào)，具體告之國(guó)內(nèi)產(chǎn)品和應(yīng)用已具有一定規(guī)模(以后又有一次)。當(dāng)然這也是土工合成材料進(jìn)—步快速發(fā)展的大好機(jī)遇；各行業(yè)在宣傳推廣應(yīng)用中的熱情也空前高漲，建設(shè)部、水利部、交通部、鐵道部在協(xié)會(huì)會(huì)員的參與下，用較短時(shí)間制訂了全國(guó)及行業(yè)的應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范(共七本)；質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、輕工、紡織等部門也統(tǒng)一制訂國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，水利、交通、鐵道部門都組織了應(yīng)用土工合成材料的示范工程，組織了宣貫標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)班，并組織了檢查、驗(yàn)收和鑒定。而這些都是在經(jīng)貿(mào)委統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和部分撥款下進(jìn)行的，最后以國(guó)家經(jīng)貿(mào)委為主拿出了整個(gè)總結(jié)。這是有關(guān)我們事業(yè)發(fā)展過程中的一件大事！

29．自國(guó)產(chǎn)塑料拉伸格柵問世之后，單向格柵曾因材質(zhì)的不同而引起“蠕變”問題的爭(zhēng)論，但是都忽視了無論哪種材質(zhì)，都必須重視其強(qiáng)度、變形和融熔指數(shù)的配方問題；只有這樣，才能在一定的機(jī)械和工藝條件下，做到蠕變性最小。然而人為地?cái)U(kuò)大了PP與HDPE兩材質(zhì)的區(qū)別，起初有人提出PP的蠕變折減系數(shù)過分偏大，后來又因忽略了配方和工藝的改進(jìn)，實(shí)際HDPE的強(qiáng)度與蠕變之間也不匹配，致使單向格柵的設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)越做越大。一個(gè)不高的擋墻，竟要求格柵的強(qiáng)度達(dá)120KN／m，有的甚至要達(dá)到180KN／m以上。卻忘記了分層布設(shè)筋材，本身的應(yīng)力狀況和允許的變形是多少，造成不切實(shí)際的浪費(fèi)；也形成了片面追求單肋強(qiáng)度，而忽視結(jié)構(gòu)效應(yīng)和格柵與土之間的相互作用問題。于是各式各樣的格柵應(yīng)運(yùn)而生，給工程設(shè)計(jì)人員眼花暸亂。目前這種現(xiàn)象仍在蔓延，有的不論軟基性質(zhì)，想以超高強(qiáng)雙向格柵處理之，完全忽視了排水固結(jié)的基本要素，這是欠科學(xué)的。應(yīng)當(dāng)承認(rèn)企業(yè)的積極性和對(duì)加筋材料發(fā)展的貢獻(xiàn)；但是各種格柵都有其不同的特點(diǎn)和特征；也都有其相應(yīng)的應(yīng)用條件和環(huán)境(如不同填料。具體說塑料拉伸格柵、經(jīng)編格柵、玻纖格柵、鋼塑格柵，都有它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)，也就是有各自適宜的使用條件，不能隨意相互替代。

30．1998年大洪水之后，模袋的應(yīng)用曾形成高潮，其中澳式模袋因結(jié)構(gòu)(連接)的不同，適宜充灌厚度在15cm以下的水泥砂漿，從而具有做鉸鏈型、框格型、濾點(diǎn)型模袋的特點(diǎn)。特別是宜于水下大面積充灌及大面積連續(xù)鋪設(shè)、連續(xù)澆筑、經(jīng)過縫合而無接縫，并具有表面平整、凝固后無裂縫、充灌率高等優(yōu)勢(shì)。廣東的東江、西江等都有用于防止江堤、江岸和江底沖刷的。但售價(jià)較高，不實(shí)行國(guó)產(chǎn)化恐很難推廣。

31．土工合成材料的出現(xiàn)，也使屋面防滲引起了一場(chǎng)變革，起初是針刺織物加改性瀝青，替代紙質(zhì)瀝青油氈；后又進(jìn)一步發(fā)展到高密度聚乙烯復(fù)合土工膜防滲，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、省錢、更利于檢查保養(yǎng)，而且經(jīng)久耐用；已從黑龍江等省向全國(guó)各地?cái)U(kuò)展。現(xiàn)在房屋建筑的節(jié)能、保溫又提到議事日程，已有工廠在配合建筑業(yè)進(jìn)行這方面的試驗(yàn)研究，預(yù)計(jì)屋面(頂)保溫與屋面防水將對(duì)合成材料的應(yīng)用起到進(jìn)一步的促進(jìn)作用。

福州大學(xué)采用土工織物碎石樁作為房屋建筑地基的處理，開創(chuàng)了樁基工程應(yīng)用土工合成材料的先例，實(shí)踐證明對(duì)于不太高的樓層而言，其承載能力與沉降變形是能滿足要求的。上海等地在樁位間或建筑物之間插入袋裝砂井或排水帶，能有效減小打樁發(fā)生的孔壓和擁土現(xiàn)象，避免對(duì)周圍建筑物的影響。深基坑開挖中及時(shí)對(duì)圍樁之間垂直鋪設(shè)土工布既利于排水，又能防止砂性土體坍塌。

32．揚(yáng)州市古運(yùn)河上的垂直加筋土岸坡是我國(guó)水利工程中比較早的加筋土擋墻，也是國(guó)內(nèi)比較早的應(yīng)用預(yù)制弧形模塊和插屑(玻纖合成)結(jié)構(gòu)的工程。它與對(duì)岸的堆石、砌石岸坡相比，在經(jīng)濟(jì)上和施工速度上有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，并在保護(hù)環(huán)境、少開山取石等方面形成了顯明的對(duì)照。

33．自河北廊坊應(yīng)用編織土工布預(yù)加應(yīng)力鋪設(shè)于公路加固路面后，經(jīng)編格柵在江蘇、浙江問世，起初并不引起廣大工程師們的認(rèn)同，經(jīng)過節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的改革和外包層的處理，方才引起應(yīng)用者的注意。特別是玻纖和滌綸經(jīng)編格柵，在耐高溫、抗低溫和鋪設(shè)服貼等方面的優(yōu)勢(shì)，在滬寧高速鎮(zhèn)江段首次試用后，多數(shù)用于公路路面防治反射裂縫；也有取材于材料的高強(qiáng)和易于平整性，而作為復(fù)合制品或替代雙向塑料拉伸格柵使用。今后在大規(guī)模公路建設(shè)中仍有較大的用量。

還有以化纖編制成立體形的植被網(wǎng)，在江蘇常州、南通問世之后，在多雨的丘陵或緩坡地區(qū)使用，也顯示出一定的優(yōu)勢(shì)；它比東南亞國(guó)家所用的黃麻繩網(wǎng)護(hù)坡植被，更具優(yōu)越性。

34．我們的環(huán)保工程是由邊坡的防護(hù)結(jié)合綠化開始的，接著是垃圾填埋，以經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)比較早的深圳、北京、上海開始，應(yīng)用土工膜作為填埋場(chǎng)防護(hù)，后逐步在全國(guó)普通應(yīng)用：并進(jìn)一步發(fā)展到土工織物膨潤(rùn)土墊(GCL)和用土工膜兩層來防滲；這可以說是我國(guó)環(huán)保工程發(fā)展的里程碑。目前GCL在北京市等地已擴(kuò)大應(yīng)用到河流湖泊及地下工程中。

35．冰上沉排在我國(guó)東北三省都有過使用和嘗試，都獲得了成效；其中尤以第二松花江的冰上沉排次數(shù)多、規(guī)模大。水利部東北院考慮到冬天枯水季節(jié)，江上冰厚水淺、農(nóng)閑有勞動(dòng)力等特點(diǎn)，對(duì)易沖刷的位置在冰上布設(shè)縫制好的土工織物排體，然后在預(yù)設(shè)部位壓載適當(dāng)塊石，并同時(shí)沿?fù)耋w的三邊線(上、下游與遼內(nèi)側(cè))破冰沉排。這是一項(xiàng)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)并重的工程，排體下的冰塊絕大部分可在沉排的同時(shí)竄出水面，而使整個(gè)排體準(zhǔn)確地服貼到江底設(shè)計(jì)位置。從而比汛前的水上沉排或水下施工，做得更快、更好，更省。

36．隨著大規(guī)模工程建設(shè)中的軟基處理，塑料排水帶的用量日益俱增，排水帶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和施工也不斷改進(jìn)。針對(duì)打設(shè)速度慢，改進(jìn)了打設(shè)機(jī)械，可以做到一次插入多根，效率提高幾倍；針對(duì)打設(shè)深度弄虛作假，最終改進(jìn)了自主測(cè)深；針對(duì)國(guó)外羨慕我們的帶芯，而改進(jìn)了外包濾膜，促進(jìn)了出口創(chuàng)匯。目前質(zhì)量過次的排水帶已逐步遭到淘汰。

37．在潮汐海灘中利用大管袋充灌圍堰，常遇到合攏和必須搶速度，或?qū)ρ呱磉M(jìn)行防沖和產(chǎn)生負(fù)壓倒吸的問題。天津港在管袋充灌圍堰中，采用模袋沿堰身成馬鞍形布設(shè)，并迅速澆筑，這會(huì)在做到及時(shí)防沖的同時(shí)，又能使模袋充灌后做到與軟基、堰身整體變形的相對(duì)適宜性。此外對(duì)管袋就地充灌填料顆粒偏細(xì)的問題，采用人為摻砂促固結(jié)，或加水泥促凝固的辦法，也是成功的嘗試。

昆明滇池為解決環(huán)保清淤的堆場(chǎng)問題，由合力通公司用國(guó)外特種織物縫制的大直徑充灌袋，經(jīng)多次試驗(yàn)研究，能夠使粒徑小于0．075mm、含量大于80％的淤泥充進(jìn)去，只排水、不漏土；從而形成由1．3m高的圍埝清淤堆場(chǎng)。不僅完全免除了遠(yuǎn)處開山取土、取石(護(hù)坡)和運(yùn)輸、破壞自然環(huán)境，而且還減少了充灌圍堰后的清淤量，圍埝更適應(yīng)地基變形。這可以算是解決應(yīng)用條件十分苛刻的精典之作。

38．引額濟(jì)烏(包括至克拉瑪依及沙漠地區(qū))工程創(chuàng)下了輸水渠道土工合成材料用量之最以后，又迎來了南水北調(diào)中線方案設(shè)計(jì)的大用量。前者雖然整個(gè)處于西北嚴(yán)寒地區(qū)，但由于渠道主要用于季節(jié)性引水，第四季度輸水即已停止；所以后者的華北段，保溫問題反比前者更為重視。除去設(shè)保溫層之外，還對(duì)外表保護(hù)層的建筑縫加以周密的防水設(shè)計(jì)，使其為脫離因水的凍脹破壞提供了雙保險(xiǎn)。

39．長(zhǎng)江口深水航道的整治是我國(guó)水運(yùn)工程應(yīng)用土工合成材料的一個(gè)里程碑，在設(shè)計(jì)方案上，施工機(jī)具及方法上及所有材料制備上，都有所創(chuàng)新的記錄。也可以說是我國(guó)應(yīng)用土工合成材料技術(shù)以來節(jié)省造價(jià)、縮短工期最多的工程。參與的專家、工程師，邊研究、邊改進(jìn)、邊實(shí)踐的科學(xué)作風(fēng)和實(shí)干精神是值得學(xué)習(xí)的。

40．在高原嚴(yán)寒地區(qū)修建青藏鐵路，對(duì)于凍土問題基本分兩種，一種是多年凍土部分，所要應(yīng)對(duì)的是，如何保護(hù)基土土溫不上升，保持凍土層處于長(zhǎng)期(凍結(jié))穩(wěn)定狀態(tài)；另一種是海拔相對(duì)比較低，最低氣溫相對(duì)比較高，地層有隨季節(jié)變化而發(fā)生較大差異的部分，所要應(yīng)對(duì)的是如何使路基、路堤，在季節(jié)溫差發(fā)生較大變化時(shí)，減輕凍融病害，保持穩(wěn)定。其中相當(dāng)多的措施是，采用各種土工合成材料技術(shù)所發(fā)揮的綜合作用。實(shí)踐證明，其成效在國(guó)際上也是少有的。

41．新疆建設(shè)兵團(tuán)所開創(chuàng)的滴灌機(jī)具和設(shè)施，是農(nóng)田水利工程中一項(xiàng)節(jié)水灌溉的上好佳作，這種合成材料制品還完全符合了經(jīng)濟(jì)實(shí)用和易操作的原則，在雨水稀少的干旱地區(qū)容易得到推廣。浙江省的呂偉元先生是紡織行業(yè)的專家，卻十分熱愛土工合成材料事業(yè)，他在推動(dòng)西北缺水地區(qū)的水窖工程貢獻(xiàn)了力量。

42．自上世紀(jì)90年代天津一家(軍工)企業(yè)參與研制膜結(jié)構(gòu)材料之后，開啟了協(xié)會(huì)內(nèi)關(guān)于高強(qiáng)合成膜應(yīng)用的序幕。遼寧省水科院依據(jù)橡膠壩的原理，在中小型水庫(kù)的溢洪道上，以高強(qiáng)膜結(jié)構(gòu)可以自由立閉、倒放的靈活性，無形中多攔蓄了幾萬方以上的水，大大提高了灌溉效益。后來紡織和輕工部門又引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，以玻纖織物與四氟乙烯塑料相復(fù)合，制成具有各種優(yōu)點(diǎn)的膜結(jié)構(gòu)材料，廣泛用于大跨度的建筑物或街道、旅游區(qū)的擋風(fēng)避雨點(diǎn)；在北京奧運(yùn)會(huì)的體育場(chǎng)館也有應(yīng)用之處，是一種頗有前途的結(jié)構(gòu)材料。

43．圓明園湖底采用土工膜防滲，這本來是一件很正常的工程設(shè)計(jì)，在施工過程中，卻被一些高人和媒體炒得沸沸揚(yáng)揚(yáng)；借清理現(xiàn)場(chǎng)，砍伐了灌木，借土工膜下透水會(huì)影響地下水及自然環(huán)境，借高分子塑料的成分有污染水質(zhì)之嫌等罪名，大有一杠子打死在世界上已發(fā)展40年左右的新生事物。加之當(dāng)時(shí)國(guó)家的環(huán)保部門也參與其中，給我國(guó)的土工合成材料事業(yè)造成很大的壓力，給一些正在或?qū)⒁獞?yīng)用的工程帶來負(fù)面影響；使土工膜的應(yīng)用受到較大的挫折。但是科學(xué)的東西是不怕隨意攻擊的，實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，在協(xié)會(huì)廣大會(huì)員的積極反應(yīng)下，在許多業(yè)內(nèi)老專家、老教授的參與下，寫文章、講道理、駁斥反擊，先后達(dá)10多篇；并舉出既改善了環(huán)境又獲得成效的人工湖應(yīng)用例證達(dá)幾十處之多。相反他們?cè)诖笮《啻蔚穆犠C會(huì)上，拿不出一個(gè)負(fù)罪(面)的人工湖名稱，都是在哪里猜想、推論、空談。盡管我們協(xié)會(huì)的內(nèi)部《通訊》影響范圍很小，但閱讀者除平常會(huì)員外，還有我們的顧問院士們，各有關(guān)部的部長(zhǎng)、司長(zhǎng)們和相關(guān)社團(tuán)及刊物出版社；他們不僅對(duì)土工合成材料有認(rèn)識(shí)，而且接觸、參與、領(lǐng)導(dǎo)或研究過工程與材料，對(duì)土工膜的應(yīng)用是認(rèn)知的、贊同的。連圓明園管理處也在網(wǎng)站上聞?dòng)崄黼娗笾蛔詈笏^委托某高校再次論證的實(shí)情是什么?雖然不太清楚，但后來吉林省一次真正的環(huán)境污染大事，有人被免職，則是人人皆知的。

44．關(guān)于防止蒸發(fā)、凈化水源在我國(guó)也有嘗試和進(jìn)展，利用合成材料的整體輕質(zhì)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)成條塊結(jié)構(gòu)形式，一種是水平漂浮在水面上，起防止蒸發(fā)的作用。一種是垂直半潛半浮在水中，但入水深度要靠排架來控制，并做到基本不阻水流，只吸附水中雜物；特別在無一定流向的人工湖泊、池塘中使用，有很好的凈化作用。

45．防滲與排水已用于屋頂綠化，西方國(guó)家在發(fā)展，我國(guó)上海等城市也有在嘗試。這是在屋頂上首先鋪設(shè)2-5cm厚的防滲、擴(kuò)面(保護(hù))及平面排水結(jié)構(gòu)物，然后鋪有一層4-12cm厚的培養(yǎng)基(主要為透氣而松軟的沃土及少量肥料)；最后種植綠化植物或花卉。對(duì)我們來說是提供防滲和排水，但對(duì)綠化而言，要依據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚣拔蓓斀Y(jié)構(gòu)條件而定。頗有前途。

46．我國(guó)是一個(gè)煤炭資源大國(guó)，廣泛用于發(fā)電和生活及工業(yè)燃煤，為了保護(hù)環(huán)境，現(xiàn)在要求燃煤脫硫，擺脫硫的污染，但經(jīng)脫硫工藝所排出的煙氣濕度大，在霧狀的煙氣排出過程中，仍含有一定的腐蝕性，對(duì)砼或磚質(zhì)煙囪易產(chǎn)生較強(qiáng)的腐蝕。這在河北、四川已有用特種合成材料，內(nèi)襯煙囪壁進(jìn)行防腐的策劃；并已制訂出必要的施工程序和規(guī)定，使廣大電廠的已建煙囪得以按籌劃實(shí)施和改進(jìn)。此外在電廠的吹灰管道內(nèi)，防結(jié)垢、保耐用；在石油管道和輸水管道的防腐、保溫等方面，也都有大量應(yīng)用合成材料的地方。

發(fā)展中一些標(biāo)志性的工程和典型還有許多，一時(shí)不易全部回顧周全，例如上世紀(jì)80年代中期云南曲靖與南科院合作，在麥子河水庫(kù)應(yīng)用土工布替代砂礫石反濾料，是很典型的帶頭工程。后來他們又以樁膜圍堰的方式，于庫(kù)區(qū)準(zhǔn)確地探測(cè)出喀斯特溶洞，并以土工膜加以處理。

土工合成材料，又稱“土工布”、“土工織物”，它是以合成纖維、塑料、合成橡膠等 為原料制成的不同種類產(chǎn)品，使用過程中具有分離、加固、排水、過濾、防護(hù)、防滲六大基 本功能。國(guó)外在三十年代就開始了使用，迄今其產(chǎn)品從單一紡織品發(fā)展到其它合成材料及其 復(fù)合材料。現(xiàn)在土工合成材料已被稱作與鋼材、水泥、木材齊名的“第四種工程材料”，并 廣泛的應(yīng)用于巖土、水利及土木工程等領(lǐng)域中。1 土工合成材料的種類及應(yīng)用

土工合成材料種類很多，一般按功能及生產(chǎn)方法分為四大類，即土工織物、土工膜、土工復(fù)合材料、土工特種材料。下面概述幾種土工合成材料的特點(diǎn)及應(yīng)用。

1.1 機(jī)織土工布

是我國(guó)使用最早的一種土工布。現(xiàn)我國(guó)使用較多的機(jī)織布材料有長(zhǎng)絲機(jī)織布和扁絲機(jī)織 布兩種，材料以聚丙烯為主，單位重量一般為100～300克/平方米。它的應(yīng)用以制作反濾布的 土工模袋為多。機(jī)織土工布具有強(qiáng)度高、延伸率低的特點(diǎn)，廣泛使用在水利工程中，用做防 汛搶險(xiǎn)、土坡地基加固、壩體加筋、各種防沖工程及堤壩的軟基處理等。其缺點(diǎn)是過濾性和 水平滲透性差，孔隙易變形，孔隙率低，最小孔徑在0.05～0.08 mm，難以阻隔＜0.05mm 以下的微細(xì)土壤顆粒；當(dāng)機(jī)織布局部破損或纖維斷裂時(shí)，易造成紗線綻開或脫落，出現(xiàn)的孔 洞難以補(bǔ)救，因而應(yīng)用受到一定的限制。

1.2 經(jīng)編土工布

用經(jīng)編機(jī)生產(chǎn)經(jīng)編土工布的方法較少單獨(dú)采用，經(jīng)常與其他方法聯(lián)合使用，如將經(jīng)編布 與非織造布交織形成纖網(wǎng)型縫編土工布，也可與紙帶一起編織成可降解的經(jīng)編土工布。經(jīng)編 土工布主要應(yīng)用于排水溝、水壩或煙筒過濾，無中間層的海岸保護(hù)，阻截自流水壓，加固垂 直地面、傾斜面和堤岸基層等。

1.3 非織造土工布

非織造土工布的出現(xiàn)比織造土工布晚，其生產(chǎn)方法主要有紡粘法和針刺法兩種，其中針 刺法在我國(guó)所占比例較大。采用的原料以滌綸為主，其次是丙綸和維綸，單位重量為100～800克/平方米。非織造土工布具有較大的延伸率，能適應(yīng)較大的變形，可以根據(jù)需要制成適當(dāng) 大小的孔隙，并在水平與垂直方向均具有較好滲透力。因此，非織造土工布的發(fā)展速度很快，并已成為土工布的主要組成部分。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于解決路基沉陷及翻漿冒泥問題，用于土 石壩的排水系統(tǒng)、地下排水管道、軟弱地基加固，各種堤岸的護(hù)坡墊肩等工程的濾層。此外，還可用于土加筋材料，使軟基加固或修筑輕型擋土墻，同時(shí)，還能降低路堤下的孔隙水壓。

1.4 土工格柵

我國(guó)以聚乙烯材料為主的塑料土工格柵居多，它是將高聚物薄膜經(jīng)有規(guī)律的刺孔、加熱，然后在一個(gè)方向拉伸，使高聚物中大分子鏈沿拉伸方向取向，并獲得單軸向格柵。也可繼 續(xù)在另一方向拉伸，得到雙軸向土工格柵，使兩個(gè)方向都有較高強(qiáng)度，土工格柵主要應(yīng)用于 軟土基礎(chǔ)加固及護(hù)坡、護(hù)堤等工程中。

1.5 復(fù)合土工布

復(fù)合土工布是由兩種或兩種以上不同功能、不同種類的土工布及其他材料復(fù)合而成，復(fù) 合材料可以是紡粘或針刺型非織造布、機(jī)織布、聚乙烯薄膜、塑料網(wǎng)、塑料管等。其生產(chǎn)方 法主要有以下兩種：(1)機(jī)械方法：采用針刺復(fù)合和縫編工藝技術(shù)；(2)熱熔粘合法：采用超 聲波粘合及熱軋粘合技術(shù)。復(fù)合土工布在我國(guó)應(yīng)用較多的是復(fù)合土工膜和塑料排水管，可應(yīng) 用于軟地基和地基下具有坑洼的路基，堤岸的增強(qiáng)，路邊排水，橋座和擋土墻下排水，蓄水 池、廢物處理池的密封層，傳統(tǒng)沙石層排水系統(tǒng)的替代等。復(fù)合土工布在原有單層材料基礎(chǔ) 上使其性能得到很大改善，如層壓后的土工布力學(xué)性能得到很大提高，機(jī)織布與非織造布經(jīng) 針刺復(fù)合后的過濾性能得到改善等。國(guó)內(nèi)土工合成材料應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題

2.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

土工合成材料在我國(guó)的發(fā)展較晚，大約在60年代中期開始，機(jī)織土工布應(yīng)用于河道及涵 閘工程。80年代初，非織造布始在鐵路工程和水利工程上試用，截止到1986年，我國(guó)累計(jì)土 工布總產(chǎn)量約100萬平方米。進(jìn)入90年代，土工布應(yīng)用發(fā)展更快，1992年機(jī)織土工布耗用量 達(dá)9000多萬平方米。1998年發(fā)生特大洪水，編織布用量已超過1億平方米/年。非織造土工布1995 年耗用量達(dá)到6500萬平方米，至今其使用量也已超過1億平方米/年。目前，土工布在我國(guó)應(yīng)用 規(guī)模較大、效果較好的有以下幾方面：

(1)水利工程建設(shè)方面。江蘇省采用土工布對(duì)沿江沿海堤壩進(jìn)行加固，這些航道、河道 護(hù)坡成功地經(jīng)受了1998年的特大洪水侵襲的考驗(yàn)；河北省黃壁莊水庫(kù)下游減壓進(jìn)井冒渾水，采用土工布封堵后，在1998年特大洪水沖擊下沒有出現(xiàn)險(xiǎn)情；天津北塘水庫(kù)使用土工布后，工程質(zhì)量明顯提高；我國(guó)最大的水運(yùn)工程長(zhǎng)江深水航道疏浚工程，在工程設(shè)計(jì)中決定試用土 工布構(gòu)筑導(dǎo)堤，經(jīng)試驗(yàn)段測(cè)試，取得了其他材料難以達(dá)到的良好效果。另外，上海陳行水庫(kù) 工程、江蘇太倉(cāng)中遠(yuǎn)國(guó)際城等工程也均采用了土工布。

(2)公路建設(shè)方面。我國(guó)公路建設(shè)使用土工布現(xiàn)還局限于高速和等級(jí)公路，使用規(guī)模較 大的工程有東北錦大公路、浙江杭甬高速公路、廣州環(huán)城高深汕高速西段、上海滬寧高速公 路等。

(3)鐵路建設(shè)方面。我國(guó)鐵道部門從1981年開始采用土工布處理路基損壞及其他問題，如用在京九鐵路建設(shè)中的地基處理與邊坡加固、京廣鐵路翻漿冒泥的整治、上海地鐵二號(hào)線 龍東路西段工程等。

(4)環(huán)境保護(hù)方面。土工布在環(huán)境工程方面的應(yīng)用比例還不很大，但在垃圾場(chǎng)及廢水排 放治理等工程中的應(yīng)用會(huì)越來越多。至今，我國(guó)土工布在環(huán)保方面應(yīng)用較多的是在貯尾礦和 灰壩的處理，如上海外高橋電廠、嘉興電廠、上海石洞口電廠的灰壩、銅山尾庫(kù)礦等工程中。

2.2 存在問題

土工合成材料在我國(guó)從試驗(yàn)、生產(chǎn)、試用到大工程應(yīng)用，已有近20年歷史，雖然在應(yīng)用 上已有一定的廣度，但和我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的巨大規(guī)模相比應(yīng)用比例較低。(1)工藝與技術(shù)裝備方面。我國(guó)現(xiàn)有非織造布生產(chǎn)設(shè)備除部分為國(guó)產(chǎn)針刺加工設(shè)備外，多為引進(jìn)。在這些引進(jìn)設(shè)備中，仍以針刺短纖土工布的生產(chǎn)為主，紡粘、化學(xué)粘合、熱粘合 設(shè)備工藝僅占很少部分，而在這部分中還有一些是為生產(chǎn)地毯、服裝、裝飾布、人造革、化 肥袋等設(shè)計(jì)的，與專門生產(chǎn)土工布的設(shè)備存在著一定程度的區(qū)別。

機(jī)織編織土工布的生產(chǎn)能力完全可以滿足我國(guó)“九五”期間各項(xiàng)工程的要求，但缺少搶 險(xiǎn)抗滑用材料的編織設(shè)備和多軸向編織機(jī)。

復(fù)合土工布生產(chǎn)設(shè)備國(guó)內(nèi)現(xiàn)已具備4 m寬以下的生產(chǎn)能力，6 m寬以上的生產(chǎn)設(shè)備在國(guó)內(nèi) 尚屬空白，無法滿足工程的需要。

(2)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面。主要表現(xiàn)在原料單一，產(chǎn)品品種單一。我國(guó)土工布所選用的原料主 要是滌綸、丙綸、維綸及少量的錦綸。同時(shí)由于生產(chǎn)設(shè)備的限制造成了以短纖非織造土工 布及丙綸編織布為主導(dǎo)的單一產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。國(guó)際上原料的選用除滌綸、丙綸外，還有錦綸、黃 麻、特種纖維，有的甚至織入鋼絲等，產(chǎn)品品種除短纖針刺產(chǎn)品外，高強(qiáng)度土工格柵、土工 片、紡粘法長(zhǎng)絲針刺產(chǎn)品品種及復(fù)合土工布的品種也很多。由于實(shí)際工程中對(duì)土工布的功能 及品種有著不同的要求，因而單一的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)阻礙了土工布應(yīng)用的擴(kuò)大及工程質(zhì)量的提高。

(3)產(chǎn)品檢測(cè)體系方面。最近，我國(guó)已相繼發(fā)布了土工布產(chǎn)品國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及土工布產(chǎn)品的 使用規(guī)范，但在產(chǎn)品質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)方法、考核指標(biāo)內(nèi)容以及土工布與土相互作用性能實(shí)驗(yàn)等方 面還缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而國(guó)外則成立有土工布專業(yè)委員會(huì)，來對(duì)此進(jìn)行規(guī)范化處理，因其具 有相當(dāng)?shù)臋?quán)威性而得到各自國(guó)家的認(rèn)可。因此，在我國(guó)加快一系列檢測(cè)體系標(biāo)準(zhǔn)制定的步伐，將更有助于土工布在我國(guó)的生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。

(4)應(yīng)用與設(shè)計(jì)方面。由于土工布涉及到巖土、水利、土木、紡織、塑料等諸多領(lǐng)域，而一種行業(yè)的設(shè)計(jì)人員缺乏其他行業(yè)的專業(yè)知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，一些工程單位對(duì)土工布的特性 不是真正了解，不清楚這一能夠部分取代傳統(tǒng)沙石料的新型材料，再加上在施工過程中偏重 于一次性投資的降低等因素，造成了我國(guó)土工產(chǎn)品低水平重復(fù)嚴(yán)重及各種工程應(yīng)用量偏低的 局面。發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)內(nèi)土工布的發(fā)展將由以紡織技術(shù)生產(chǎn)為主的形式轉(zhuǎn)向以適應(yīng)各種實(shí)際工程需要為目的 進(jìn)行生產(chǎn)，產(chǎn)品總的發(fā)展趨勢(shì)向系列型、復(fù)合型、綜合型發(fā)展。復(fù)合土工布是這幾年國(guó)外大 公司競(jìng)相開發(fā)的產(chǎn)品，其產(chǎn)品包括排水管與土工布復(fù)合，機(jī)織布與非織造布復(fù)合，大流量排 水板與土工布復(fù)合等許多新型復(fù)合材料。我國(guó)在這方面則處于起步階段，現(xiàn)有的復(fù)合產(chǎn)品為 復(fù)合土工膜、針刺機(jī)織布和非織造布復(fù)合土工布、非織造布復(fù)合結(jié)構(gòu)的排水管，并且，還都 處于試制和試用階段。因此，復(fù)合土工布在我國(guó)的生產(chǎn)和應(yīng)用極具開發(fā)前景。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在“ 九五”期間，我國(guó)將新建公路30萬km，其中高等級(jí)公路1.45萬km；在鐵路建設(shè)中，每年預(yù)計(jì) 要修復(fù)1000 km翻漿路段。1998年長(zhǎng)江、松花江的一場(chǎng)特大洪災(zāi)后，國(guó)家又增加了資金投入 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，這其中包括長(zhǎng)江堤防的修復(fù)和加固、三峽工程、黃河治理、小浪底工程、南 水北調(diào)、長(zhǎng)江口深水航道等巨型工程，這些工程建設(shè)都需要大量土工布。現(xiàn)在，我國(guó)土工布 已經(jīng)有5項(xiàng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和20項(xiàng)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，土工布的使用規(guī)范也已正式頒布，這對(duì)生產(chǎn)、推 廣和使用土工布提供了條件和機(jī)遇。4 幾點(diǎn)建議

4.1 由于土工合成材料是一種新型巖土工程材料，且應(yīng)用時(shí)一次投入成本較大，應(yīng)用 部門在不了解這種材料的條件下偏重于使用成本較低、后期維護(hù)費(fèi)用大的砂石、瀝青等材料。因此，建議水利、交通、建筑、紡織等方面聯(lián)合成立土工合成材料協(xié)會(huì)，大力宣傳土工合 成材料在工程建設(shè)中的使用方法、效果及經(jīng)濟(jì)合理性，并制定土工合成材料應(yīng)用的強(qiáng)制性國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范，使工程部門從不得不用到自愿采用。

4.2 加大土工合成產(chǎn)品協(xié)作開發(fā)的力度。土工合成材料涉及到建筑、水利、紡織等多 領(lǐng)域，各行業(yè)之間應(yīng)保持經(jīng)常性的信息溝通，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開發(fā)為不同的行業(yè)、不同的工 程條件服務(wù)。因此，建議科研部門、企業(yè)及工程單位組成科研、生產(chǎn)、應(yīng)用體系，形成工程 部門需要什么科研部門研制什么，再由企業(yè)投入生產(chǎn)，形成全新的產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)。

4.3 做好引進(jìn)設(shè)備的消化、吸收及開發(fā)創(chuàng)新工作。我國(guó)現(xiàn)有引進(jìn)設(shè)備中有一些不適合 土工產(chǎn)品的生產(chǎn)。因此，對(duì)這部分設(shè)備在進(jìn)行改善的基礎(chǔ)上，應(yīng)再填平補(bǔ)齊，建議政府部門 應(yīng)在這方面給予一定的技改及技術(shù)創(chuàng)新傾斜政策，以充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的潛力及企業(yè)的積極性。

4.4 進(jìn)一步加大土工合成材料的銷售力度。除了政府部門、行業(yè)協(xié)會(huì)之間的宣傳、推 廣之外，建議在國(guó)內(nèi)建立起土工合成材料銷售網(wǎng)格，在網(wǎng)絡(luò)上可以查到國(guó)內(nèi)土工材料生產(chǎn)的 定點(diǎn)企業(yè)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、所能生產(chǎn)產(chǎn)品種類、應(yīng)用范圍等，使應(yīng)用部門可以放心、清楚的購(gòu)買 產(chǎn)品。這不但能擴(kuò)大土工材料的知名度，增加其在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的占有份額，而且，最終將能在 國(guó)內(nèi)形成幾種土工產(chǎn)品系列名牌。

第二篇：土工合成材料實(shí)驗(yàn)報(bào)告 簡(jiǎn)單整理

土工合成材料 公路工程土工合成材料試驗(yàn)規(guī)程(JTG E50—2006)土工合成材料 

土工合成材料可分為土工織物、土工膜、特種土工合成材 料和復(fù)合型土工合成材料等類型。 土工合成材料具有以下六個(gè)基本功能：過濾作用、排水作 用、隔離作用、加筋作用、防滲作用、防護(hù)作用。 土工合成材料的性能測(cè)試包括測(cè)定材料自身的物理力學(xué)特 性和提供可靠的材料與土的相互作用特性。 物理力學(xué)特性可評(píng)定材料的質(zhì)量和適用性；  相互作用特性可為工程設(shè)計(jì)提供指標(biāo)。

土工合成材料的質(zhì)量檢測(cè)  在工程應(yīng)用中對(duì)土工織物及相關(guān)產(chǎn)品的性能指標(biāo)要求應(yīng)包 括下列內(nèi)容： (1)產(chǎn)品形態(tài)指標(biāo)：材質(zhì)、幅度、每卷的長(zhǎng)度等； (2)物理性能指標(biāo)：?jiǎn)挝幻娣e(或單位長(zhǎng)度)質(zhì)量、厚度、有效孔徑(或開孔尺寸)等； (3)力學(xué)性能指標(biāo)：抗拉強(qiáng)度、延伸率、撕裂強(qiáng)度、頂破 強(qiáng)度、與巖土間的摩擦系數(shù)等； (4)水力學(xué)性能指標(biāo)：滲透系數(shù)等； (5)土工織物相互作用指標(biāo)及機(jī)時(shí)久性、抗老化指標(biāo)等。土工織物進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)存放在通風(fēng)遮光的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，嚴(yán)禁暴露日 曬。

一、概念  1 土工合成材料geosynthetics 土工織物、土工膜、土工復(fù)合材料、土工特種材料的總稱。 2 土工織物geotextile 用于巖土工程和土木工程的機(jī)織、針織或非織造的可滲 透的聚合物材料。 3 土工格柵geogrid 由有規(guī)則的網(wǎng)狀抗拉條帶形成的用于加筋的土工 合成材料。其開孔可容周圍土、石或其他土工材料穿入。 4 土工網(wǎng)geonet 由平行肋條經(jīng)以不同角度與其上相同肋條粘結(jié)為 一體的用于平面排液、排氣的土工合成材料。 5 土工膜geomembrane 由聚合物或?yàn)r青制成的一種相對(duì)不透水的薄膜。 6 土工復(fù)合材料geocomposite 由兩種或兩種以上材料復(fù)合成的土工合成材料。土工布 玻璃纖維土工格柵 塑鋼土工格柵 防滲土工膜

二、試樣制備及調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié)  取樣與試樣制備 

1、取卷裝樣品 （1）所選卷裝材料應(yīng)無破損，卷裝呈原封不動(dòng)狀。

2、試樣準(zhǔn)備 （1）每次試驗(yàn)的試樣，應(yīng)從樣品長(zhǎng)度和寬度上均勻裁取，但距 樣品幅邊至少 10cm。（2）樣品經(jīng)調(diào)濕后再制成規(guī)定尺寸 

3、調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié) (1)土工織物  試樣應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下調(diào)濕24h，標(biāo)準(zhǔn)大氣條件：溫度20 ℃ ±2 ℃、相對(duì)濕度65%±5%.(2)塑料土工合成材料  在溫度23 ℃ ±2 ℃的環(huán)境下,進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié),時(shí)間不小于4h.

三、主要試驗(yàn)項(xiàng)目

1、物理性能試 1）單位面積質(zhì)量測(cè) 2）厚度測(cè)定 3）有效孔徑試驗(yàn)（干篩法）

2、力學(xué)性能試驗(yàn) 1）寬條拉伸試驗(yàn) 2）條帶拉伸試驗(yàn)

3、水力性能試驗(yàn) 1）垂直滲透性能試驗(yàn)（恒水頭法）

4、耐久性能指標(biāo)

5、土工織物與土相互作用性能指標(biāo)

檢測(cè)試驗(yàn) 單位面積質(zhì)量測(cè)定(一)適用范圍 本試驗(yàn)方法適用于土工織物、土工格柵等其它類型的土工 合成材料。試驗(yàn)原理：從整塊樣品上裁取規(guī)定數(shù)量和規(guī)定尺寸的試樣，經(jīng)稱量、計(jì)算，求得試樣的單位面積質(zhì)量。(二)．儀器設(shè)備

1、剪刀。

2、尺：最小分度值為1mm。

3、天平：感量0.01g。

試驗(yàn)步驟 

1、取樣：按規(guī)程規(guī)定取樣。并進(jìn)行試樣調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié)： 

2、試樣制備：土工織物裁取面積為10 000mm2的試樣10塊，剪裁和測(cè)量精度為lmm.對(duì)于土工格柵、土工網(wǎng)這類孔徑較 大的材料，試樣尺寸應(yīng)能代表該種材料的全部結(jié)構(gòu)。 3稱量：將裁剪好的試樣按編號(hào)順序逐一在天平上稱量，讀 數(shù)精確到0．01g。 4試驗(yàn)：按下式計(jì)算每塊試樣的單位面積質(zhì)量，按GB 8170修約，保留小數(shù)一位： G=m×10 6 /A 計(jì)算lO塊試樣單位面積質(zhì)量的平均值G，精確到0．1g／m2。

土工織物厚度測(cè)定 

1、本方法適用于土工織物和復(fù)合織物。

2、本試驗(yàn)規(guī)定了土工織物在承受規(guī)定的壓力下，正反兩面之 間的距離，以評(píng)價(jià)土工布的質(zhì)量。

3、試驗(yàn)原理：將試樣平放在基準(zhǔn)板上，用與基準(zhǔn)板平行的圓 形壓腳對(duì)試樣施加規(guī)定的壓力，兩塊板之間的距離為土工布厚 度測(cè)量值，以mm表示。 通常進(jìn)行2kpa、20kPa及200kPa壓力下的厚度測(cè)定。

4、儀器設(shè)備及用具 1)基準(zhǔn)板：面積應(yīng)大于2倍的壓塊面積。2)壓塊：圓形,表面光滑，面積為25cm2，重為5N、50N、500N的不等。其中常規(guī)厚度的壓塊為5N,對(duì)試件 施加2kPa ±0.01kPa的壓力.3)百分表：用以測(cè)量基準(zhǔn)板至壓腳之間的垂直距離，表的最小 分度值為0.01mm。4)秒表：：最小分度值為0.1s。

5試驗(yàn)步驟  1）取樣并進(jìn)行試樣調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié)  2）試樣制備：裁取有代表性的試樣10塊，試樣尺 寸應(yīng)不小于基準(zhǔn)板的面積。 3）擦凈基準(zhǔn)板和5N的壓塊，壓塊放在基準(zhǔn)板上，調(diào)整百分表零點(diǎn)  4）提起5N的壓塊，將試樣自然平放在基準(zhǔn)板與壓 塊之間，輕輕放下壓塊，使試樣受到的壓力為2kPa±0．01kPa，放下百分表觸頭，接觸后開始記時(shí)，30s時(shí)讀數(shù)，精確至0．01mm，完成10塊試樣的測(cè)試。 5）根據(jù)需要選用不同的壓塊，使壓力為20kPa±1：kPa；200kPa±lkPa分別測(cè)定試樣厚度。 6）試驗(yàn)結(jié)果：計(jì)算在同一壓力下所測(cè)的10塊試樣厚 度的算術(shù)平均值，以毫米為單位，計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后三 位，按規(guī)范修約到小數(shù)點(diǎn)后兩位；

垂直滲透性能試驗(yàn)（恒水頭法）

1、適用范圍 本方法規(guī)定了土工織物及復(fù)合土工織物在系列恒定水頭下垂直滲透性能試 驗(yàn)方法。

2、試驗(yàn)原理：土工布在垂直于布面的某一常水頭作用下發(fā)生滲流，測(cè)定在 某一時(shí)間段內(nèi)通過布的流量，即可測(cè)得表觀流速和滲透系數(shù)。土工布的透 水性能除取決于織物本身的材料、結(jié)構(gòu)、孔隙大小和分布外，還與織物平面所受的法向壓力、水質(zhì)、水溫、水中含氣量等因素有關(guān)。3定義 3．1流速指數(shù) 試樣兩側(cè)50mm水頭差下的流速，精確到1mm／s，注：也可取100mm、150mm，水頭差下的流速，但應(yīng)在報(bào)告中注明。3．2垂直滲透系數(shù) 在單位水力梯度下垂直于土工織物平面流動(dòng)的水的流速(mm／s)。3．3透水率 垂直于土工織物平面流動(dòng)的水，在水位差等于l時(shí)的滲透流速(1／s)。 試驗(yàn)步驟

1、取樣：按規(guī)定取不小于5塊試樣

2、將試樣置于含濕潤(rùn)劑的水中，至少浸泡12h直至飽和并趕 走氣泡。

3、將飽和試樣裝入滲透儀的夾持器內(nèi)。

4、向滲透儀注水，直到試樣兩側(cè)達(dá)到50mm的水頭差。調(diào)整 水流，使水頭差達(dá)到70mm±5mm，在規(guī)定的時(shí)間周期內(nèi)，收集通過儀器的滲透水量至少1 000mL，時(shí)間至少30s

5、分別對(duì)最大水頭差0．

8、0．

6、0．4和0．2倍的水頭差 收集通過儀器的滲透水量至少1 000mL，時(shí)間至少30s，從最高流速開始，到最低流速結(jié)束，并記錄下相應(yīng)的滲 透水量和時(shí)間。 土工織物有效孔徑試驗(yàn)步驟 

1、試驗(yàn)前將標(biāo)準(zhǔn)顆粒與試樣放在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行調(diào)濕平衡 

2、將同5組試樣平整、無褶皺的放在支掌篩網(wǎng)上，從較細(xì) 粒徑規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)顆粒中稱50g，均勻散在土工織物上 

3、將篩框、試樣和接收盤夾緊在振動(dòng)機(jī)上，開動(dòng)振動(dòng)機(jī)10分鐘 

4、關(guān)機(jī)后，稱量通過篩的顆粒質(zhì)量 

5、更換一組試樣，用下一組較粗粒徑規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)顆粒重復(fù) 上述步驟，直到取得不小于三組連續(xù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)顆粒材料，并有一組的過篩率達(dá)到或小于5%。寬條拉伸試驗(yàn)）1．目的及適用范圍 1)本方法規(guī)定了用寬條試樣測(cè)定土工織物及其相關(guān)產(chǎn)品拉伸 性能的試驗(yàn)的方法，用以測(cè)定土工布的拉伸特性。2）本方法適用于大多數(shù)土工合成材料，包括土工織物及復(fù)合 土工織物、土工格柵。3)本方法包括測(cè)定調(diào)濕和浸濕兩種試樣拉伸性能的程序，包 括單位寬度的最大負(fù)荷和最大負(fù)荷下的伸長(zhǎng)率及特定伸長(zhǎng)率下 的拉伸力的測(cè)定。

2、定義  1）拉伸強(qiáng)度：試驗(yàn)中試樣拉伸直至斷裂時(shí)每單位寬度的 最大拉力，以kN/m表示；  2）延伸率：試驗(yàn)中試樣實(shí)際夾持長(zhǎng)度的增加與實(shí)際夾持 長(zhǎng)度的比值，以%表示。 試驗(yàn)步驟 

1、取縱向和橫向各不少于5塊試樣并進(jìn)行試樣調(diào)濕和狀 態(tài)調(diào)節(jié) 

2、拉伸試驗(yàn)機(jī)的設(shè)定：選擇試驗(yàn)機(jī)的負(fù)荷量程，使斷裂 強(qiáng)力在滿量程負(fù)荷的30％～90％之間。設(shè)定試驗(yàn)機(jī)的拉伸 速度，使試樣的拉伸速率為名義夾持長(zhǎng)度的(20％±1％)／min。

3、夾持試樣：將試樣在夾具中對(duì)中夾持，注意縱向和橫 向的試樣長(zhǎng)度應(yīng)與拉伸力的方向平行。

4、試樣預(yù)張：對(duì)已夾持好的試件進(jìn)行預(yù)張，預(yù)張力相當(dāng) 于最大負(fù)荷的1％，記錄因預(yù)張?jiān)嚇赢a(chǎn)生的夾持長(zhǎng)度的增 加值 

5、使用伸長(zhǎng)計(jì)時(shí)：在試樣上相距60mm處分別設(shè)定標(biāo)記點(diǎn)(分別距試樣中心30mm)，并安裝伸長(zhǎng)計(jì)，注意不能對(duì)試樣有任何損傷，并確保試驗(yàn)中標(biāo)記點(diǎn)無滑移。

6、測(cè)定拉伸性能：開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)連續(xù)加荷直至試樣斷裂，停機(jī)并恢復(fù)至初始標(biāo)距 位置。記錄最大負(fù)荷，

7、測(cè)定特定伸長(zhǎng)率下的拉伸力：測(cè)定在任一特定伸長(zhǎng)率下的拉伸力，精確至滿 量程的0．2％。0 B P T f g

8、拉伸強(qiáng)度計(jì)算（1）拉伸強(qiáng)度 Tg —拉伸強(qiáng)度(kN/m)；Pf —最大負(fù)債荷(kN)； Bo—試樣寬度(m)。2）延伸率 計(jì)算試樣的延伸率以試樣初始長(zhǎng)度的百分?jǐn)?shù)表示。伸長(zhǎng)量可用鋼尺人工 測(cè)讀，或從記錄曲線量取。延伸率ε按下式計(jì)算： 式中：ε——延伸率(%)； L0——名義夾持長(zhǎng)度（mm）； L’0——預(yù)負(fù)荷伸長(zhǎng)量（mm）；（預(yù)負(fù)荷為最大負(fù)荷的1%）ΔL ——最大負(fù)荷下的伸長(zhǎng)量。100 0 ' 0   L L L  土工格柵條帶拉伸試驗(yàn)  試驗(yàn)步驟

1、取縱向和橫向各不少于5塊試樣并進(jìn)行試樣調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié)

1、拉伸試驗(yàn)機(jī)的設(shè)定：選擇試驗(yàn)機(jī)的負(fù)荷量程，使斷裂強(qiáng)力在滿量程負(fù) 荷的30％～90％之間。設(shè)定試驗(yàn)機(jī)的拉伸速度，使試樣的拉伸速率為 名義夾持長(zhǎng)度的(20％±1％)／min。

2、夾持試樣：將試樣在夾具中對(duì)中夾持。

3、試樣預(yù)張：對(duì)已夾持好的試件進(jìn)行預(yù)張，預(yù)張力相當(dāng)于最大負(fù)荷的1％，記錄因預(yù)張?jiān)嚇赢a(chǎn)生的夾持長(zhǎng)度的增加值

4、使用伸長(zhǎng)計(jì)時(shí)：在分別距試樣中心30mm處安裝伸長(zhǎng)計(jì)，注意不能對(duì)試 樣有任何損傷，并確保試驗(yàn)中標(biāo)記點(diǎn)無滑移。

5、測(cè)定拉伸性能：開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)連續(xù)加荷直至試樣斷裂，停機(jī)并恢復(fù)至初 始標(biāo)距位置。記錄最大負(fù)荷，6、測(cè)定特定伸長(zhǎng)率下的拉伸力：測(cè)定在任一特定伸長(zhǎng)率下的拉伸力，精 確至滿量程的0．2％。土工膜厚度測(cè)定 

1、適用范圍  1．1本方法規(guī)定了用機(jī)械測(cè)量法測(cè)定土工薄膜、薄片厚 度的試驗(yàn)方法。 1．2本方法適用于沒有壓花和波紋的土工薄膜、薄片。

2、引用標(biāo)準(zhǔn)  GB 8170數(shù)值修約規(guī)則 

3、儀器設(shè)備及材料  3．1基準(zhǔn)板：表面應(yīng)平整光滑，并有足夠的面積。 3．2千分表：最小分度值O．001mm，

4、試驗(yàn)步驟  1）取樣并進(jìn)行試樣調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié)  2）檢查基準(zhǔn)板、試樣和千分表表頭應(yīng)無灰塵、油污。 3）測(cè)量前將千分表放置在基準(zhǔn)板上校準(zhǔn)表讀值基準(zhǔn)點(diǎn)，測(cè)量后 重新檢查基準(zhǔn)點(diǎn)是否變動(dòng)。 4）測(cè)量厚度時(shí)輕輕放下表測(cè)頭，待指針穩(wěn)定后讀值。 5）當(dāng)土工膜(片)寬大于2 000mm時(shí)，每200mm測(cè)量一點(diǎn)；膜(片)寬在300～2 000mm時(shí)，以大致相等間距測(cè)量10點(diǎn)；膜(片)寬在100～300mm時(shí)，每50mm測(cè)量一點(diǎn)；膜(片)寬小于100mm時(shí)，至少 測(cè)量3點(diǎn)。對(duì)于未裁毛邊的樣品，應(yīng)在離邊緣50mm以外進(jìn)行測(cè)量。 6）試驗(yàn)結(jié)果：試驗(yàn)結(jié)果以試樣的平均厚度和厚度的最大值、最 小值表示，計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后4位，準(zhǔn)確至0．001mm。土工格柵、土工網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸測(cè)定 

1、適用范圍  1．1本方法規(guī)定了土工格柵、土工網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸的測(cè)定方 法。 1．2本方法適用于各類孔徑較大的土工格柵、土工網(wǎng)，其他相同類型的土工合成材料。

2、定義  當(dāng)量孔徑：土工格柵、土工網(wǎng)等大孔徑的土工合成材 料，其網(wǎng)孔尺寸是通過換算折合成與其面積相當(dāng)?shù)膱A形孔 的孔徑來表示的，稱為當(dāng)量孔徑。

3、儀器設(shè)備及材料  3．1游標(biāo)卡尺：量程200mm，精度O．02mm。 3．2其他：坐標(biāo)紙、鉛筆、求積儀。 4 試驗(yàn)步驟  1）取樣：按本規(guī)程取樣。并進(jìn)行試樣調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié)。 2）試樣制備：每塊試樣應(yīng)至少包括10個(gè)完整的有代表性的 網(wǎng)孔。 3）測(cè)試方法對(duì)較規(guī)則網(wǎng)孔的試樣，當(dāng)網(wǎng)孔為矩形或偶數(shù)多 邊形時(shí)，測(cè)量相互平行的兩邊之間的距離；當(dāng)網(wǎng)孔為三角形 或奇數(shù)多邊形時(shí)，測(cè)量頂點(diǎn)與對(duì)邊的垂直距離。同一測(cè)點(diǎn)平行測(cè)定兩次，兩次測(cè)定誤差應(yīng)小于5％，取均值；每個(gè)網(wǎng)孔 至少測(cè)3個(gè)測(cè)點(diǎn)，讀數(shù)精確到0．Imm，取均值。 4）計(jì)算 （1）計(jì)算網(wǎng)孔面積。 對(duì)較規(guī)則網(wǎng)孔，按下列公式計(jì)算網(wǎng)孔面積：  三角形網(wǎng)孔： A=0．577 4h 2。 矩形網(wǎng)孔： A=h x h y， 五邊形網(wǎng)孔： 4=0．726 5h 2。 六邊形網(wǎng)孔： A=O．886 Oh 2。 以上式中：A——網(wǎng)孔面積(mm2)；  h——網(wǎng)孔高度(mm)。（2）對(duì)不規(guī)則網(wǎng)孔，用求積儀測(cè)出坐標(biāo)紙上每個(gè)網(wǎng)孔兩次 測(cè)描的面積，兩次測(cè)量值誤差應(yīng)小于3％，取均值。 5)結(jié)果:按下式計(jì)算網(wǎng)孔的當(dāng)量孔徑，計(jì)算精確到O．1mm ： D e =2×√A/π 計(jì)算10個(gè)網(wǎng)孔當(dāng)量孔徑的平均值D e，精確到1mm。 梯形撕破強(qiáng)力試驗(yàn)  1 適用范圍  1．1本方法規(guī)定了用梯形試樣測(cè)定土工織物撕破強(qiáng)力的方法。 1．2本方法適用于測(cè)定土工織物的梯形撕破強(qiáng)力。 2儀器設(shè)備及材料  2．1拉伸試驗(yàn)機(jī)：應(yīng)具有等速拉伸功能，拉伸速率可以設(shè)定，并能測(cè) 讀拉伸過程中的應(yīng)力、應(yīng)變量，記錄應(yīng)力一應(yīng)變曲線。 2．2夾具：鉗口表面應(yīng)有足夠?qū)挾龋员ＷC能夠夾持試樣的全寬，并 采用適當(dāng)措施避免試樣滑移和損傷。 3試樣制備  3．1取樣：按本規(guī)程T 1101—2006的規(guī)定取樣。 3．2制樣：縱向和橫向各取10塊試樣，試件尺寸見圖T 1125—1。試 樣上不得有影響試驗(yàn)結(jié)果的可見疵點(diǎn)。在每塊試樣的梯形短邊正中處剪 一條垂直于短邊的15mm長(zhǎng)的切  口，并畫上夾持線。 3．3試樣調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié)：按本規(guī)程T 1101—2006中的第5條規(guī)定進(jìn)行  4試驗(yàn)步驟  1）取樣：按規(guī)定取樣。縱向和橫向各取10塊試樣，并進(jìn)行試樣調(diào)濕和 狀態(tài)調(diào)節(jié)。 2）調(diào)整拉伸試驗(yàn)機(jī)：調(diào)整卡具的初始距離為25mm，設(shè)定滿量程范圍，使試樣最大撕破負(fù)荷在滿量程負(fù)荷的30％～90％范圍內(nèi)，設(shè)定拉伸速 率為lOOmm／min±5mm／min。 3）裝備試樣：將試樣按照標(biāo)準(zhǔn)放人卡具內(nèi)，使梯形試樣的短邊保持 垂直狀態(tài)。 4）開動(dòng)拉伸試驗(yàn)機(jī)，直至試樣完全撕破斷開，記錄最大撕破強(qiáng)力值，以N為單位。 5）試驗(yàn)：按本規(guī)程分別計(jì)算縱、橫向撕破強(qiáng)力的平均值和變異系數(shù)。縱、橫向撕破強(qiáng)力以各自10次試驗(yàn)的算術(shù)平均值表示，以N為單位，計(jì) 算到小數(shù)點(diǎn)后1位， CBR頂破強(qiáng)力試驗(yàn) 

1、適用范圍  1．1本方法規(guī)定了測(cè)定土工織物頂破強(qiáng)力、頂破位移和變形率的試 驗(yàn)方法。 1．2本方法適用于土工織物、土工膜及其復(fù)合產(chǎn)品。 2定義  2．1頂破強(qiáng)力  頂壓桿頂壓試樣直至破裂過程中測(cè)得的最大頂壓力。 2．2頂破位移  從頂壓桿頂端開始與試樣表面接觸時(shí)起，直至達(dá)到頂破強(qiáng)力時(shí)，頂 壓桿頂進(jìn)的距離。 2．3變形率  環(huán)形夾具內(nèi)側(cè)至頂壓桿邊緣之間試樣的長(zhǎng)度變化百分率。 3試驗(yàn)步驟  1）取樣：按規(guī)定取樣并進(jìn)行試樣調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié)  2）試驗(yàn)機(jī)選取：應(yīng)具有等速加荷功能，加荷速率可以設(shè) 定，并能測(cè)讀加荷過程中的應(yīng)力、應(yīng)變量，記錄應(yīng)力一應(yīng) 變曲線  3）試樣夾持：將試樣放人環(huán)形夾具內(nèi)，使試樣在自然狀 態(tài)下擰緊夾具，以避免試樣在頂壓過程中滑動(dòng)或破損。 4）將夾持好試樣的環(huán)形夾具對(duì)中放于試驗(yàn)機(jī)上，設(shè)定試 驗(yàn)機(jī)滿量程范圍，使試樣最大頂破強(qiáng)力在滿量程負(fù)荷的30％～90 ％范圍內(nèi)，設(shè)定頂壓桿的下降速度為60mm ／min±5mm／min。 5）啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，直到試樣完全頂破為止，觀察和記錄頂 破情況，記錄頂破強(qiáng)力(N)和 頂破位移值(mm)。如土工織物在夾具中有明顯滑動(dòng)，則應(yīng)剔 除此次試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并補(bǔ)做試 驗(yàn)至5塊。6）結(jié)果計(jì)算：分別計(jì)算5塊試樣的頂破強(qiáng)力(N)、頂破位移(mm)的平均值。頂破強(qiáng)力和頂破位移計(jì)算至小數(shù)點(diǎn)后1位，單選題 

1、土工合成材料的有效孔徑O90表示（）A占總重90%的土顆粒通過該粒徑 B占總重10%的土顆粒通過該粒徑 C占總重95%的土顆粒通過該粒徑 D占總重5%的土顆粒通過該粒徑 

2、測(cè)定土工織物厚度時(shí)，試件數(shù)量取（）A10 B15 C20 D25 

3、測(cè)定土工織物的拉伸性能試驗(yàn)是（）A寬條拉伸 B窄條拉伸 C條帶拉伸 D接頭、接縫寬條拉伸 

4、土工合成材料有效孔徑試驗(yàn)（）A水篩分 B干篩法 C滲透試驗(yàn) D沉降分析試驗(yàn) 

6、下列屬于土工合成材料的力學(xué)性能試驗(yàn)()A厚度測(cè)定 B有效孔徑 C單位面積質(zhì)量 D直剪摩擦特性 

7、測(cè)定土工織物厚度時(shí)，哪個(gè)壓力不是規(guī)定壓力（）A 2KPa B 20KPa C 200KPa D 100KPa B a A B D D 

8、測(cè)定土工合成材料常規(guī)厚度時(shí)，采用多大壓力（）A 20KPa B 2KPa C 200KPa D 100KPa 

9、測(cè)定土工織物厚度時(shí)，加壓力后多久讀數(shù)（）A5s B10s C20s D30s 

10、下列哪個(gè)指標(biāo)表征土工織物孔徑特征（）A孔徑 B有效孔徑 C滲透系數(shù) D通過率

11、當(dāng)土工合成材料單純用于加筋目的時(shí)，宜采用（）A土工織物 B土工膜 C土工格柵 D土工網(wǎng)

12、土工網(wǎng)的拉伸強(qiáng)度是以（）A單位橫截面面積的力表示 B單位長(zhǎng)度的力表示 C單位寬度的力表示 D單位厚度的力表示 B D B c c 13土工合成材料拉伸試驗(yàn)，用伸長(zhǎng)測(cè)量名義夾持長(zhǎng)度是指（）A試樣在受力方向上，標(biāo)記的兩個(gè)參考點(diǎn)間初始距離 B夾具的夾持部分長(zhǎng)度 C兩夾持部分長(zhǎng)度 D兩夾持初始間距 14土工合成材料拉伸試驗(yàn)，用實(shí)際夾持長(zhǎng)度是指（）A兩夾具夾持部分長(zhǎng)度加上預(yù)負(fù)荷伸長(zhǎng) B名義夾持長(zhǎng)度加上預(yù)負(fù)荷伸長(zhǎng) C夾具夾持部分長(zhǎng)度加上預(yù)負(fù)荷伸長(zhǎng) D兩夾具夾持初始間距加上預(yù)負(fù)荷伸長(zhǎng)

15、下列屬于土工合成材料最基本的力學(xué)性能指標(biāo)是()A刺破強(qiáng)度 B撕裂強(qiáng)度 C抗拉強(qiáng)度 D頂破強(qiáng)度 a B c 判斷題 

1、土工合成材料單位面積質(zhì)量指單位面積的試樣，在標(biāo)準(zhǔn) 大氣條件下的質(zhì)量測(cè)定（）

2、土工合成材料單位面積質(zhì)量的單位是g/m3（）

3、土工合成材料的拉伸強(qiáng)度是試件被拉伸直到斷裂時(shí)每單 位長(zhǎng)度的最大拉力（）

4、土工合成材料的伸長(zhǎng)率是對(duì)應(yīng)于最大拉力是的應(yīng)變量（）5《公路土工合成材料試驗(yàn)規(guī)程》中規(guī)定寬條拉伸試驗(yàn)，試 樣寬度為50mm（）

6、土工合成材料的直剪摩擦試驗(yàn)用的土為標(biāo)準(zhǔn)砂土()

7、土工合成材料的垂直滲透性能試驗(yàn)采用恒水頭法（）

8、O95表示95%的標(biāo)準(zhǔn)顆粒材料留在土工織物上（）正確 錯(cuò)誤（g/m2）錯(cuò)誤（寬度）正確 錯(cuò)誤（200）正確 正確 正確

9、土工合成材料寬條拉伸試驗(yàn)屬于土工合成材料的耐久性 能試驗(yàn)（）

10、土工織物厚度是在無壓力條件下，正反兩面之間距離（）11.土工織物滲透性試驗(yàn)的水溫必須恒定在20℃。（）12.土工織物試驗(yàn)前，應(yīng)在溫度為20±2℃，相對(duì)濕度90％ 以上和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的環(huán)境中調(diào)濕24h。（）13.土工織物厚度測(cè)試時(shí)的壓力值一般為5kPa。（）

14、土工合成材料送檢樣品應(yīng)不少于1延長(zhǎng)米（或2m2）。（）

15、土工織物用作反濾材料時(shí),要求土工織物能阻止土顆粒 隨水流失,土工織物具有一定的透水性 錯(cuò)誤 力學(xué) 錯(cuò)誤 規(guī)定壓力 錯(cuò)誤 錯(cuò)誤 錯(cuò)誤 正確 正確 多選題

1、土工合成材料一般由下列幾類組成（）A土工織物 B土工膜 C土工復(fù)合材料 D土工特種材料

2、測(cè)定土工織物厚度時(shí)，壓力等級(jí)為（）A2KPa B20KPa C100KPa D200KPa

3、下列材料不適宜用恒水頭法測(cè)定垂直滲透性能的是（）A土工膜 B 土工格柵 C復(fù)合排水材料 D土工織物

4、下列屬于土工合成材料物理性能試驗(yàn)的是（）A厚度試驗(yàn) B拉伸試驗(yàn) C垂直滲透 D單位面積質(zhì)量

5、土工合成材料在進(jìn)行力學(xué)性能指標(biāo)測(cè)定時(shí)，試驗(yàn)為單向受力 的是（）A刺破強(qiáng)度 B撕裂強(qiáng)度 C抗拉強(qiáng)度 D頂破強(qiáng)度 ABCD ABD ABC AD bc

6、土工合成材料的拉伸試驗(yàn)主要有哪幾種方法（）A寬條試驗(yàn) B單筋、單條拉伸 C窄條試驗(yàn) D都不對(duì)

7、土工合成材料不適合用條帶拉伸法測(cè)拉伸性能的是（）A土工格柵 B土工織物 C復(fù)合土工織物 D土工加筋帶

8、土工合成材料適合用寬條拉伸法測(cè)拉伸性能（）A土工格柵 B土工織物 C復(fù)合土工織物 D土工加筋帶

9、測(cè)定土工織物有效孔徑的方法有（）A干篩法 B濕篩法 C沉降分析法 D滾搓法

10、土工合成材料的主要力學(xué)特性有（）A蠕變特性 B耐久性 C拉伸特性 D撕裂強(qiáng)度

11、土工合成材料在公路橋梁工程的主要應(yīng)用有（）A護(hù)坡 B調(diào)節(jié)剛度 C臨時(shí)道路 D柔性路面結(jié)構(gòu)層 AB BC ABC AB Acd ABcd

12、公路橋梁工程對(duì)土工合成材料的主要要求有（）A過濾、排水 B隔離 C加筋 D防滲

13、用于路堤加筋的土工合成材料，宜采用（）A土工織物 B土工膜 C土工格柵 D土工網(wǎng)

14、土工合成材料在交通工程中的應(yīng)用有（）A改善道路 B無溝槽管道維修 C水土保持 D橋梁加固

15、關(guān)于土工織物的孔徑，說的正確的是（）A是水力學(xué)特性的指標(biāo) B反應(yīng)它的過濾性能 C評(píng)價(jià)土工織物阻止顆粒通過能力 D反應(yīng)土工織物透水性

16、土工合成材料的垂直滲透性能試驗(yàn)，說法正確的是（）A主要用于反濾設(shè)計(jì)B用 于確定土工織物的滲透性能 C只適用于土工織物及復(fù)合土工織物的滲透性能的滲透性能測(cè)定 D以上都不對(duì) ABcd Acd Abc ABcd ABc

17、土工合成材料在進(jìn)行力學(xué)性能指標(biāo)測(cè)定時(shí)，試驗(yàn)為雙向受 力的是（）A刺破強(qiáng)度 B撕裂強(qiáng)度 C脹破強(qiáng)度 D頂破強(qiáng)度 Acd 簡(jiǎn)述題

1、土工織物厚度測(cè)定方法

2、土工織物有效孔徑測(cè)定方法

3、土工織物寬條拉伸試驗(yàn)

4、土工織物厚度垂直滲透試驗(yàn)（恒水頭法）

5、土工織物單位面積質(zhì)量測(cè)定

第三篇：我國(guó)土工合成材料的生產(chǎn)和應(yīng)用

一、土工織物的發(fā)展簡(jiǎn)況

自從上世紀(jì)七十年代末我國(guó)開始引用土工織物以來，這種新興的技術(shù)和材料即在水利、鐵道和交通等行業(yè)中，廣泛引起巖土工程師們的注視。美國(guó)杜邦公司是第一個(gè)以應(yīng)用材料和技術(shù)進(jìn)入我國(guó)的外國(guó)企業(yè)，一次即贈(zèng)送我鐵道部科學(xué)研究院2萬平方米紡粘法土工織物，曾用于鐵道路基防治翻漿冒泥試驗(yàn)。接著在華東紡織學(xué)院、上海紡織科學(xué)院等“無紡布”制造技術(shù)的誘導(dǎo)下，在江蘇開始萌發(fā)了針刺無紡織機(jī)的試制和生產(chǎn)，加上黨的十一屆三中全會(huì)改革開放的提出，因此在鐵道水利交通等行業(yè)的巖土工程師們吸收國(guó)外先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的同時(shí)，很快即由生產(chǎn)造紙毛毯和化纖地毯的技術(shù)轉(zhuǎn)移到針刺土工布上來，形成了我國(guó)短纖針刺土工織物的基礎(chǔ)。加之正值國(guó)家發(fā)展鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，國(guó)外企業(yè)也開始面向中國(guó)，他們以帶著應(yīng)用技術(shù)而來開拓市場(chǎng)的舉措，確也促進(jìn)了我國(guó)在這一領(lǐng)域的進(jìn)步。然而當(dāng)時(shí)雖然有美國(guó)的杜邦公司、奧地利的林茨公司、法國(guó)的羅納普朗克公司等相繼把目光投向中國(guó)市場(chǎng)，可惜的是他們強(qiáng)調(diào)了需要美元采購(gòu)；對(duì)我國(guó)有無能力大規(guī)模使用還沒有信心；更不愿意冒來華投資的風(fēng)險(xiǎn)；所以在1～4年多的時(shí)間內(nèi)，外國(guó)企業(yè)一直在徘徊著。而當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)工程單位，特別是設(shè)計(jì)部門的一些決策者們，缺乏對(duì)這種新材料、新技術(shù)的認(rèn)識(shí)，因此要在那樣的思想境界和國(guó)情下，很快大規(guī)模地得到應(yīng)用是很困難的。這也就成了國(guó)外幾家公司不久從這一領(lǐng)域退出去的原因。當(dāng)然事物總是在不斷變化，具有先進(jìn)代表性和富有生命力的事物發(fā)展會(huì)很快，國(guó)外的退出就成了我國(guó)長(zhǎng)期以來采用國(guó)產(chǎn)短纖針刺土工布的習(xí)慣成為我國(guó)以科研和高等院校帶頭推廣應(yīng)用的由來。我們協(xié)會(huì)(原協(xié)作網(wǎng))于86年召開了全國(guó)第一屆土工織物應(yīng)用技術(shù)交流大會(huì)，出席這次會(huì)議的代表，超出了原計(jì)劃人數(shù)的3倍，這是空前的出乎意料的。回憶起當(dāng)時(shí)會(huì)上幾位有名的外國(guó)專家(法、日)的報(bào)告；5家外企的展覽以及國(guó)內(nèi)用短纖針刺土工布(1m寬雙幅)即吊起3噸多重的汽車時(shí)，都起到了轟動(dòng)效應(yīng)。所以會(huì)上無論是政府領(lǐng)導(dǎo)還是專家教授，都充分表現(xiàn)了對(duì)會(huì)議的高度重視和熱情支持；也充分表明改革開放后的舉國(guó)上下，是多么地盼望科技進(jìn)步。我們的首席顧問、中科院院士、清華大學(xué)黃文熙教授在開幕詞中首肯了國(guó)際上早先的說法：土工合成材料是對(duì)巖土工程的一場(chǎng)革命這句話。并指出：應(yīng)用土工織物將可節(jié)省很大的運(yùn)輸量(指土、砂、石)。實(shí)際上這在上世紀(jì)80年代初，他老人家已經(jīng)把應(yīng)用聯(lián)系到經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效應(yīng)上來了，聯(lián)系到保護(hù)生態(tài)和環(huán)境的關(guān)系上來了。因此第二年在一次會(huì)議上再見到我們時(shí)指示：要全面推廣多種土工合成材料的應(yīng)用，不要局限在土工織物方面。可見他老人家的遠(yuǎn)見卓識(shí)是多么吻合我國(guó)土工合成材料以后的發(fā)展進(jìn)程。是的，據(jù)我們當(dāng)時(shí)的了解，會(huì)后僅一年(87年)我國(guó)的年用量即近200萬m2，差不多是86年會(huì)前總用量的20倍。尤其是水利界用于病險(xiǎn)庫(kù)的處理即達(dá)近百處之多。錦州市公路局用于無鋪砌路面防治路床翻漿冒泥，效果特別顯著，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)鑒定評(píng)議后，很快即在東北、華北嚴(yán)寒地區(qū)得到推廣應(yīng)用；并很快擴(kuò)展到嚴(yán)寒地區(qū)的鐵道系統(tǒng)。所有這些均充分表明了土工合成材料的生命力。

當(dāng)然主要是黨的改革開放政策和全國(guó)正處于科學(xué)的春天，由于一套2m～4m寬的短纖針刺設(shè)備僅20～50萬元左右，又無耗水排污等環(huán)境問題，所以在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)中發(fā)展很快，一轉(zhuǎn)眼之間全國(guó)竟有無紡布工廠上百家，單以針刺土工布為主并加入我們協(xié)作網(wǎng)的就達(dá)60多家。正如劉宗耀網(wǎng)長(zhǎng)所說，全世界生產(chǎn)土工布的公司，合起來也沒有我們中國(guó)的土工布工廠多。然而投資較大且有一定高技術(shù)的長(zhǎng)纖(紡粘)針刺設(shè)備，片梭織機(jī)等增加就不是那么快了。江蘇、山東、浙江、北京，編織土工布好多年都維持為5家國(guó)營(yíng)企業(yè)，而沒有更多的競(jìng)爭(zhēng)者。所以現(xiàn)在看來在那樣的體制下，也就各有其利弊，一方面是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)投資少、靈活，項(xiàng)目上得快，競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)強(qiáng)，在產(chǎn)品質(zhì)量和價(jià)格上有較強(qiáng)的可比性，在與用戶的配合上也較容易協(xié)調(diào)。因此像塑料排水帶(板)以及一些土工模袋織物，就屬于這種類型，即上項(xiàng)目特快，工廠特多。但是太多了供就大于求，于是經(jīng)營(yíng)起來邪門歪道的事就容易出現(xiàn)了；這又是缺點(diǎn)。而幾家國(guó)營(yíng)的編織物企業(yè)，在那個(gè)時(shí)期連同集裝袋出口和地毯用布，供貨比較緊張，生意興旺就荒疏了競(jìng)爭(zhēng)而不思進(jìn)取。等到走向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)積累了資金基礎(chǔ)，在全國(guó)紡織業(yè)下滑的情況下，有關(guān)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)借機(jī)如雨后春筍一般增多起來了，國(guó)營(yíng)企業(yè)荒了，加上國(guó)營(yíng)的飯吃慣了，顯著地缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。其實(shí)像無錫的國(guó)營(yíng)土工模袋廠早就在向編織企業(yè)提供過教訓(xùn)，只是他們沒有注意而已。

二、其它土工合成材料的生產(chǎn)與應(yīng)用

我國(guó)的土工膜產(chǎn)品發(fā)展又是另一個(gè)過程，起初因?yàn)闆]有熱焊接機(jī)，多以PVC為原材料，因?yàn)檫m合用膠粘接；并很快由加鉛穩(wěn)定劑過渡到衛(wèi)生級(jí)。但幅寬僅l～2m，且不宜生產(chǎn)薄型的，使用起來很不方便。后來有了國(guó)產(chǎn)熱焊接機(jī)，于是PE的吹塑寬幅土工膜可用了，因此就很快占領(lǐng)了市場(chǎng)，并使用戶對(duì)PVC土工膜淡化下去。盡管我們強(qiáng)調(diào)了兩者各有其優(yōu)缺點(diǎn)，各有不同的適用領(lǐng)域，最后還是在不同的生產(chǎn)成本上而使PVC膜受到冷遇。近兩年多來地鐵等地下工程多起來了，一些企業(yè)又推出了EVA土工膜，其實(shí)仍然是PE中柔性比較大的一種，據(jù)說它對(duì)不平整的洞壁襯砌容易做到較貼合，所以盡管價(jià)格較高，也引起部分用戶的注視。我國(guó)PE土工膜的另一個(gè)特點(diǎn)是用一布一膜或二布一膜的復(fù)合制品較多，這主要是設(shè)計(jì)者認(rèn)為膜上有了織物的復(fù)合，就有了保護(hù)，增加了安全感。有的甚至只注重復(fù)合而忽視了膜的厚度。我國(guó)現(xiàn)在針刺土工布用量之所以大增，其中就有土工膜的復(fù)合用量：其復(fù)合土工膜企業(yè)之所以很多，大部分就是針刺土工布廠的參與。因?yàn)獒槾掏凉げ嫉姆鶎捲絹碓綄?目前幅寬6m以上的已達(dá)10多條生產(chǎn)線，最寬的達(dá)7.5m)，所以復(fù)合土工膜的幅寬也越來越寬。這是市場(chǎng)積極的一面。但也忽視了另一面，即對(duì)于垃圾填埋、污水處理等一系列要求更厚的土工膜工程而言，這又是消極的。直到近兩年國(guó)內(nèi)環(huán)保工程開始大上，仿照國(guó)外設(shè)計(jì)要用厚型寬幅土工膜時(shí)，又對(duì)國(guó)內(nèi)產(chǎn)品感到失落；有的設(shè)計(jì)者似乎認(rèn)為非進(jìn)口貨不可。總的來說，國(guó)際上應(yīng)用厚型光膜防滲的較多，而國(guó)內(nèi)正相反，是以薄型復(fù)合膜為主。個(gè)人的看法不一定都要照抄照搬國(guó)外的，還是要在實(shí)事求是的基礎(chǔ)上來講國(guó)情。例如環(huán)保工程，特別是有毒性物質(zhì)的儲(chǔ)存，恐怕不僅要厚，而且得用兩層到三層以上的防滲層；像金礦的尾礦防滲等，非如此不可。那么為什么國(guó)內(nèi)生產(chǎn)寬幅厚型的土工膜企業(yè)相對(duì)較少呢，原因就在一次性投資過大，或者說風(fēng)險(xiǎn)大。相反，一些土工布廠利用自產(chǎn)土工布的優(yōu)勢(shì)，花上幾十萬元買臺(tái)復(fù)合機(jī)，用別人的膜就投產(chǎn)了，又如過去的塑料排水板現(xiàn)在的軟式透水管、塑料盲溝、三維網(wǎng)墊以及目前的GCL等，一套設(shè)備的投資一般均在50萬元以下，所以類似這樣的產(chǎn)品項(xiàng)目上得多、投資快。然而最大的問題是上述這些產(chǎn)品大都是克隆品，屬于改進(jìn)的產(chǎn)品卻很少。所以上得過多就容易“變質(zhì)”了。且有些企業(yè)連產(chǎn)品的介紹或宣傳資料中的圖片及照片也都相互抄襲，這種欠嚴(yán)肅的態(tài)度就把土工合成材料太商品化了，喪失了發(fā)展新技術(shù)、新材料的意義。我們提醒各企業(yè)要引起這方面的注意，否則長(zhǎng)期下去，于國(guó)于己都不利，應(yīng)力求改制造為創(chuàng)造。

自從98年泰安華塑料廠有了第一條國(guó)產(chǎn)塑料拉伸土工格柵生產(chǎn)線以來，短短的4年時(shí)間全國(guó)即有20多家企業(yè)投資土工格柵生產(chǎn)，其中單雙向格柵都能生產(chǎn)的就有10家左右，絕大多數(shù)集中在山東。這是從不大講究原料配方開始，到現(xiàn)在精制機(jī)械設(shè)備、強(qiáng)調(diào)工藝技術(shù)、注重優(yōu)選配方的過程；使我國(guó)塑料拉伸格柵的產(chǎn)品質(zhì)量，著實(shí)有了一定的提高。其中有的與國(guó)外品牌可相媲美；有在應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系上得到外商和用戶的贊賞；有的已不斷供貨銷往國(guó)外。所謂優(yōu)選配方，就是要根據(jù)原材料的不同牌號(hào)的強(qiáng)度、變形、融熔指數(shù)等性能，作聚丙、聚乙不同用量的共聚選擇；或單獨(dú)作幾個(gè)聚乙或聚丙不同牌號(hào)不同用量的共混選擇；使其在經(jīng)過充分拉伸工藝之后，既發(fā)揮出與其單位面積重量相適應(yīng)的抗拉能力，又能控制住最大斷裂變形在較小的范圍之內(nèi)(約10%)；從而達(dá)到較小的蠕變目的。這是一件細(xì)致和系列的科研性工作，是要花錢耗時(shí)的。好在目前塑料拉伸格柵企業(yè)多數(shù)是在不斷進(jìn)步之中。國(guó)產(chǎn)格柵其所以不斷在求進(jìn)步，就是因?yàn)?．該產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備(包括輔機(jī)等)投資一般均在160～200萬元以上，一筆較大的資金投入，也就普遍增強(qiáng)了企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的責(zé)任感。2．用戶(設(shè)計(jì))在國(guó)產(chǎn)品未出現(xiàn)之前在外商的驅(qū)動(dòng)下，對(duì)格柵的性能指標(biāo)有比較明確的認(rèn)識(shí)和要求，企業(yè)知道必須努力去滿足才有出路。3．確有一些企業(yè)，從開始就力爭(zhēng)要使國(guó)產(chǎn)品達(dá)到或超過進(jìn)口貨。今日，雖然不排除還有少數(shù)企業(yè)在那里迷戀低價(jià)銷售，而忽視產(chǎn)品包括蠕變?cè)趦?nèi)的變形問題，但多數(shù)企業(yè)都在針對(duì)影響產(chǎn)品質(zhì)量的原材料配方和設(shè)備技術(shù)等進(jìn)行變革；其中少數(shù)企業(yè)正在為更上一層樓而努力拼搏，這種精神值得稱贊。我們相信粗制濫造的格柵產(chǎn)品必將遭到淘汰！化纖和玻纖經(jīng)編格柵生產(chǎn)線在我國(guó)不僅有了一定數(shù)量的進(jìn)口設(shè)備，也有一些國(guó)產(chǎn)設(shè)備；同時(shí)對(duì)于后加工的復(fù)合處理發(fā)展也較快。我們看到規(guī)模較大的企業(yè)，經(jīng)過復(fù)合處理后的經(jīng)編格柵，比從國(guó)際展覽會(huì)上拿回的樣品還要好。而且他們還從事有關(guān)生產(chǎn)線的配套件制作，出口到國(guó)外去，并受到美國(guó)等廠家的歡迎。同時(shí)也作了應(yīng)用方面的配合努力，如為了路面防治裂縫的施工鋪設(shè)，生產(chǎn)了控制釘和自粘式格柵等，使工程應(yīng)用感到得心應(yīng)手。也正因?yàn)樗麄儚膽?yīng)用技術(shù)上下了一些功夫，所以近兩年多來，我國(guó)公路的路面和部分路基上應(yīng)用了不少經(jīng)編格柵；這與燒毛瀝青土工布一起，為我國(guó)公路在防治反射裂縫方面走近了國(guó)際的前列。目前我國(guó)高等級(jí)公路的建設(shè)規(guī)模和速度仍在加大，預(yù)計(jì)不久將產(chǎn)生維修的高潮，屆時(shí)玻纖格柵等材料，可望有較大的供應(yīng)量，而不會(huì)長(zhǎng)期處于供大于求的狀態(tài)。希望抓緊時(shí)間努力做好應(yīng)用技術(shù)和質(zhì)量的配合與提高，而不能沉溺于價(jià)格戰(zhàn)之中。在格柵的產(chǎn)品中，還有一種以加筋帶焊接的形式制成的，這是利用我國(guó)故有的加筋帶(包括鋼塑復(fù)合帶)生產(chǎn)技術(shù)，組合而成的格柵狀材料，有其鋼度大、變形(包括蠕變小)小的特點(diǎn)，在其節(jié)點(diǎn)部位也有牢度和抗剪能力低的缺點(diǎn)：加之阻隔部位的厚度相對(duì)較薄、格子大，對(duì)土體的約束和抗拔性能可能差一些。所以要特別注意，單雙向的塑料拉伸格柵、經(jīng)編纖維格柵、帶狀組合格柵、單向加筋帶和高強(qiáng)機(jī)織土工布五種加筋材料，都各有其不同的工程特性和各自適用的條件，其設(shè)計(jì)方法和用量也是各不相同的；所以不要混為一談或抽象地否定那一種。即便在都可用的情況下，還有經(jīng)濟(jì)比較和施工是否方便等問題。

目前自稱能生產(chǎn)土工格室產(chǎn)品的企業(yè)也有6-7家之多，主要因?yàn)榻K鹽城山東威海二家企業(yè)生產(chǎn)超聲波焊接機(jī)提供了方便，都以為板壁焊牢了萬事大吉。但關(guān)鍵性的格室壁材是否過關(guān)，應(yīng)引起重視。特別是對(duì)高度大于15cm的格室(棱形)壁材，不僅要有一定的抗拉強(qiáng)度，還要有一定的壁厚剛度，這樣整個(gè)格室才能形成真正的三維結(jié)構(gòu)受力體，不致因變形過大等原因而失去應(yīng)用的價(jià)值。事實(shí)上土工格室在國(guó)內(nèi)應(yīng)用尚較少，除公路、鐵路的沙漠地區(qū)用了一部分之外，在對(duì)付軟基臨時(shí)用于提高承載力或用于海灘淺海石油開發(fā)等方面也用了一些，這主要是由企業(yè)與設(shè)計(jì)的主動(dòng)配合所取得的成績(jī)。當(dāng)然在解決了縱向接長(zhǎng)，橫向加寬等問題之后，施工的方式方法還欠熟練，同時(shí)往往缺乏認(rèn)真的經(jīng)濟(jì)效益核算；只是受單價(jià)較高的思想支配，所以很難普遍推廣。土工格室也可用于支擋結(jié)構(gòu)，例如將陡坡用格室建成臺(tái)階狀，這在國(guó)外還是用得較多的，它可以免除再護(hù)坡；尤其在丘陵起伏的城市中用之，還便于將陡坡以花草美化。關(guān)于格室用作邊坡防護(hù)，可能由于價(jià)格高的影響，國(guó)內(nèi)尚未(或很少)用過，但國(guó)外的資料、圖片介紹，使用(四邊形、六角形有時(shí)并帶孔)格室作護(hù)坡的工程似乎很多，應(yīng)引起我們進(jìn)一步思考。具體到我國(guó)，需要對(duì)7～10cm高的格室與其它護(hù)坡材料作進(jìn)一步的全面比較，其中不單純是經(jīng)濟(jì)上的，還包括工程所處氣象環(huán)境、地質(zhì)條件以及其它種種因素等，相信總有其優(yōu)勢(shì)所在可以發(fā)揮。例如十分干燥的地區(qū)，無砂石的地區(qū)，無水澆筑砼棱體且護(hù)坡又很貴的地區(qū)，三維網(wǎng)植草很難養(yǎng)護(hù)、并無保證存活的情況，(盡管用三維網(wǎng)植草比不用網(wǎng)種草長(zhǎng)得要好，但還是要澆水養(yǎng)護(hù))那么用格室護(hù)坡，除去施工簡(jiǎn)易之外，即使立降暴雨也不怕，有其長(zhǎng)期的可靠性。

誠(chéng)然，對(duì)于格室的應(yīng)用，與我們協(xié)會(huì)和企業(yè)的進(jìn)一步努力分不開，一是要盡快協(xié)助解決設(shè)計(jì)方法；二是要企業(yè)密切配合應(yīng)用，開發(fā)系列品種，以宣傳和推廣應(yīng)用技術(shù)來促銷自己的產(chǎn)品。千萬不能依樣畫葫蘆地仿造出格室產(chǎn)品而了之。

拉強(qiáng)小、變形大的土工網(wǎng)產(chǎn)品，曾經(jīng)在我國(guó)走過一段旺銷，這是緣于國(guó)外對(duì)我國(guó)加筋材料生產(chǎn)技術(shù)的遏制所迫及誤導(dǎo)所致。一時(shí)間有8家左右企業(yè)花高價(jià)從國(guó)外引進(jìn)土工網(wǎng)生產(chǎn)線10多條，產(chǎn)品用到了護(hù)坡、加筋及地基加固；雖然應(yīng)用工程算是成功的，然而由于其性能所限，不僅用量相對(duì)過多、代價(jià)大，而且局限在較小的應(yīng)用范圍。因此自土工格柵出現(xiàn)以來，它一直處于下滑趨勢(shì)；甚至少數(shù)企業(yè)已轉(zhuǎn)產(chǎn)或停產(chǎn)。與此同時(shí)，協(xié)會(huì)好幾位領(lǐng)導(dǎo)成員發(fā)現(xiàn)，國(guó)外是將土工網(wǎng)與土工織物等相配合，主要用于平面排水，即網(wǎng)是夾在兩層土工織物或織物與土工膜之間，起便于架空排水的作用；亦或?qū)ν凉た椢锲鸬郊訌?qiáng)和保護(hù)的作用。這在地下工程和低于地下水位的明挖工程中大有用武之地。然而由于國(guó)內(nèi)這種組合產(chǎn)品尚未批量生產(chǎn)，在設(shè)計(jì)應(yīng)用上尚未得到認(rèn)識(shí)，因此對(duì)其恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用尚未實(shí)現(xiàn)。相反，受過去誤導(dǎo)的影響，土工網(wǎng)在公路界防止橋臺(tái)跳車和邊坡防護(hù)等方面仍在運(yùn)用；當(dāng)然從經(jīng)濟(jì)角度來與土工格柵等相比，如對(duì)受力不大，且受變形影響較小的工程而言，若還是可取的話，自然也是合理的。不過土工網(wǎng)的每平米用料較多，一般并不比雙向格柵便宜，這是值得注意的另一方面。

這幾年我國(guó)的軟式透水管和各種排水盲溝發(fā)展很快，可惜大多為克隆制品，很少有所改進(jìn)。尤其是塑料絲盲溝排水，還是十分粗糙，即使是回收塑料可用，其用量也太大，所以價(jià)格難能下降；且沒有把接長(zhǎng)和加寬問題妥善解決，有待企業(yè)進(jìn)一步與工程實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，盡快加以提高。據(jù)口頭信息，塑料絲中加入納米成分可以大大增加產(chǎn)品的抗折、抗壓能力，看看這樣能否在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)上、尺寸增大上和減小塑料絲的密度上得到改善。

今年來土工織物粘土襯墊(GCL)在我國(guó)發(fā)展很快，據(jù)初步了解已有5家左右企業(yè)投產(chǎn)，可以算得上跟上了時(shí)代。根據(jù)我們的接觸與觀察，GCL產(chǎn)品除去強(qiáng)調(diào)必須要有合格的膨潤(rùn)土之外，在生產(chǎn)工藝技術(shù)上保持膨潤(rùn)土層均勻穩(wěn)定是無技術(shù)障礙的。但是企業(yè)必須做到與設(shè)計(jì)應(yīng)用和施工鋪設(shè)密切相配合，這在我國(guó)當(dāng)前對(duì)這種產(chǎn)品剛剛處于認(rèn)識(shí)階段而言是非常重要的。否則盡管產(chǎn)量品種很多，會(huì)因設(shè)計(jì)、施工技術(shù)滯后，致使外國(guó)企業(yè)抓住了關(guān)鍵，進(jìn)而冷落了國(guó)內(nèi)企業(yè)。所以企業(yè)應(yīng)當(dāng)認(rèn)清形勢(shì)，凡事開頭難，尤其是大家對(duì)GCL的應(yīng)用意義和技術(shù)還不是很熟悉的時(shí)候，那就更難。我們認(rèn)為企業(yè)和協(xié)會(huì)都很有責(zé)任，來首先幫助解決為什么要用GCL防滲？怎樣用？如何施工等疑難問題，只有由此打開局面，GCL產(chǎn)品才有前途。當(dāng)然首先也要肯定國(guó)產(chǎn)GCL的產(chǎn)品質(zhì)量，要顯示出國(guó)產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)，千萬不能認(rèn)為GCL可以生產(chǎn)了，就可順利銷售；而要做的工作還很艱難。因?yàn)镚CL的應(yīng)用(設(shè)計(jì)、施工)技術(shù)在國(guó)內(nèi)還沒有經(jīng)驗(yàn)積累，尤其是當(dāng)前人們還沒有充分認(rèn)識(shí)和理解到應(yīng)用GCL的優(yōu)越性時(shí)，更需要企業(yè)配合去摸索前進(jìn)。也只有在取得一定經(jīng)驗(yàn)之后，才能一面對(duì)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行開拓，一面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)；同時(shí)包括對(duì)產(chǎn)品的系列化。盡管我們對(duì)土工合成材料的任何種類都是如此要求，但對(duì)GCL產(chǎn)品而言，這樣做卻更為需要、更為重要。也正因?yàn)閲?guó)內(nèi)目前是處于這種狀態(tài)，那么過多地投產(chǎn)GCL，不是太盲目了嗎？

塑料排水帶(板)在我國(guó)的用量是位于土工織物之后的第二大品種，港灣碼頭、圍海造陸、公路、鐵路及水利、建筑等用于軟基處理的工程很多，年用量最多時(shí)超過7000萬延米，可能為世界之最。在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式、原材料(回收)的采用及濾膜的國(guó)產(chǎn)化方面都有一些特點(diǎn)。盡管從外觀看其貌不詳，外國(guó)人見了直搖腦袋，但實(shí)踐證明應(yīng)用效果是不錯(cuò)的。多年來為國(guó)家節(jié)省了很多工程投資，發(fā)揮了知識(shí)經(jīng)濟(jì)的巨大作用。當(dāng)然這與整個(gè)應(yīng)用技術(shù)力求先進(jìn)也是分不開的，如近20年來，多數(shù)軟基特別是超軟基處理，采用了真空預(yù)壓法，這是我國(guó)以天津港灣工程研究所、天津大學(xué)等共同努力的成果，其真空度高達(dá)0.8個(gè)大氣壓，較國(guó)外的高水平還要?jiǎng)僖换I。如今一些老的塑料排水帶企業(yè)，仍在為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)不斷作貢獻(xiàn)。其中也有為了開拓國(guó)外市場(chǎng)，從外觀和原材料方面進(jìn)行改進(jìn)，并立馬得到一些外商的歡迎。當(dāng)然價(jià)格也上去了；既然外國(guó)人歡迎，也是一大好事。但這說明我們的產(chǎn)品要能在國(guó)外長(zhǎng)久立足，非不斷力求改進(jìn)不可。為了出口要迎合外國(guó)人的味口，濾膜是一關(guān)，別看國(guó)內(nèi)薄型非織造布廠家、設(shè)備很多，可能還是要用杜邦或科德寶的產(chǎn)品。而附測(cè)深裝置的產(chǎn)品就不一定需要，因?yàn)閲?guó)外在施工體制上使打設(shè)深度不能造假、自己騙自己。至于濾膜的質(zhì)量和性能，這些年來研究得很少，這是因規(guī)范中要求滲透系數(shù)≥10-4cm/s比較容易達(dá)到。而等效孔徑定為≤0.075mm尚有些爭(zhēng)議；原因是理論與實(shí)際運(yùn)行之間的差別所致。據(jù)了解，多年來應(yīng)用濾膜的等效孔徑多數(shù)大(略)于0.075mm，但預(yù)壓加固工程幾乎全部是成功的。所以從經(jīng)驗(yàn)上說，濾膜等效孔徑略大于0.075mm還是適用的。盡管有人過后挖取排水帶來看，帶芯中夾有少許粘土粒，但從理論上講應(yīng)屬正常的。況且也未證明≤0.075mm時(shí)就一定沒有粘土出現(xiàn)，特別是在真空度較高的情況下，有一點(diǎn)反而更符合理論。不過，千萬要注意到濾膜的縱橫向強(qiáng)度和變形，不能輕意發(fā)生斷(開)裂或嵌入凹槽，從而影響到應(yīng)用效果，外國(guó)人之所以看不慣我們的國(guó)產(chǎn)濾膜，關(guān)鍵就是對(duì)這些不放心。

三、產(chǎn)品生產(chǎn)與應(yīng)用需要相互開拓

總之我國(guó)土工合成材料品種的發(fā)展與國(guó)際趨勢(shì)是相吻合的，例如第7屆國(guó)際土工合成材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集中，就專門分出微加筋的文章，而我國(guó)用于微加筋的裂膜絲纖維生產(chǎn)企業(yè)就有2～3家之多，在國(guó)內(nèi)已逐漸被用于防止砼開裂。纖維土加筋的研究也在清華、天津大學(xué)等先后開展：這對(duì)有所為、有所不為的科研方針創(chuàng)造了基礎(chǔ)。膜結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)企業(yè)也有落戶上海的，這不僅標(biāo)志著擴(kuò)大了土工合成材料的應(yīng)用范圍，還表明不透水不透氣的高強(qiáng)管袋在我國(guó)也有了著落。其它像大體積的泡沫塑料(EPS)、保溫被、膨脹膠條、襯條，構(gòu)件墊層、結(jié)構(gòu)縫襯墊、接縫粘劑和注漿管等一些用量不大，卻又比較特殊的材料，也都有了生產(chǎn)企業(yè)。且他們表示完全可以與用戶合作，共同研制不同規(guī)格要求的工程用品。所以作為新技術(shù)也罷、新材料也罷，“土工合成材料”在國(guó)內(nèi)外上早已突破了原始較狹隘的定義。如東南亞的黃麻、椰子纖維護(hù)坡網(wǎng)，西歐的高分子與金屬的配合制品，我國(guó)市政工程用于砼養(yǎng)護(hù)(可改為黑色)以及用于非巖土(純)工程等方面，都充分表明合成材料的生命力和可持續(xù)發(fā)展性。最近海南吉宏太公司與印度有關(guān)方的接觸交流后認(rèn)為：用超高分子形成的膜片(超厚)材，在土木工程中可廣泛用作砼澆注模板，特別是在復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式中，以充氣的方式可以大大方便圓形和弧形建筑的施工，而放氣拆模也十分容易方便；甚至可以做到大跨度。雙方共認(rèn)超高分子膜片材用于熱電廠除灰、送灰，用于車船襯墊，用于特殊隔離等方面，都有其鋼板、木板不易(宜)做到的好效果。其中就包括了它的高度平滑性、遇水不能相互凍結(jié)性和較強(qiáng)的不易熱脹冷縮性。無疑這為我們?cè)趲r土工程應(yīng)用中也開闊了思路。為此，我們大力提倡生產(chǎn)企業(yè)要對(duì)本部門的產(chǎn)品和原材料有哪些特性應(yīng)有深入的了解，這樣才能開拓前進(jìn)。

四、幾點(diǎn)看法

土工合成材料的應(yīng)用有些需要有專業(yè)化的施工隊(duì)伍和專門的施工工具，協(xié)會(huì)中專業(yè)化施工企業(yè)(會(huì)員)有4家，他們對(duì)土工合成材料的應(yīng)用是專業(yè)性承包或一包到底的。而可配合施工的企業(yè)有若干家，但多數(shù)是針對(duì)土工膜鋪設(shè)和焊接的，所謂配合并無真正的專業(yè)隊(duì)伍，只可在施工時(shí)以自帶的焊接機(jī)幫助焊接而已。可喜的是少數(shù)生產(chǎn)土工格室的企業(yè)，可以按照設(shè)計(jì)或臨時(shí)工程要求幫助籌劃、施工、指導(dǎo)施工。然而在公路和市政工程中能夠?qū)ｉT承擔(dān)對(duì)格柵施加預(yù)應(yīng)力的還沒有，這就表明對(duì)此施工技術(shù)和設(shè)備還缺乏必要的考慮，自然也影響到應(yīng)用效果的提高。河北省廊坊市公路部門早先應(yīng)用剪刀差原理對(duì)土工織物施加預(yù)張力：去年中南大學(xué)土木系楊有林教授也發(fā)表過預(yù)加格柵應(yīng)力的文章可見設(shè)施跟不上也是無進(jìn)展的原因之一。應(yīng)當(dāng)軟件硬件齊頭并進(jìn)。浙江溫州開發(fā)了國(guó)產(chǎn)自動(dòng)爬行焊接機(jī)和室內(nèi)土工合成材料測(cè)試儀；但缺乏現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量檢測(cè)儀；工程原位測(cè)試儀和其它必要的施工配套工具，希望通過此次會(huì)議，能夠有所改變。

我國(guó)生產(chǎn)企業(yè)很多，目前會(huì)員企業(yè)已達(dá)200多家，主要集中在江蘇、山東兩省，而江蘇的常州、無錫、宜興三角地帶和山東的泰安周圍，彼此相類似的產(chǎn)品甚為重復(fù)。全國(guó)目前的形勢(shì)是競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)制雖有，但依靠的手段并不十分高明，如果真是以質(zhì)量、水平取勝的話，那就必須依靠科技，花精力、時(shí)間和資本來提高之，那樣你還能任意地低價(jià)銷售嗎？成本一經(jīng)核算總是有限度的。至于少數(shù)企業(yè)(包括非會(huì)員)的產(chǎn)品粗制濫造，一味麻木從事，甚至業(yè)務(wù)人員連本廠產(chǎn)品的性能、特點(diǎn)很少了解，……那么遲早遭淘汰也不足惜。

土工合成材料及技術(shù)，是先進(jìn)生產(chǎn)力的體現(xiàn)，屬知識(shí)經(jīng)濟(jì)的范疇，也是時(shí)代的產(chǎn)物；國(guó)際上顯示，綜合國(guó)力越強(qiáng)，科技越先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)，用量就越大。但首先要靠的是我們工程師們?nèi)?shí)踐。1998年以后，我國(guó)的材料品種增多了，設(shè)計(jì)、施工規(guī)范大部分也有了，用量增大了許多；有關(guān)材料的老化及耐久性問題，大部分通過實(shí)踐也已得到逐步認(rèn)識(shí)和解決；這完全符合事物發(fā)展的規(guī)律。盡管我們已取得很大成績(jī)，但是與社會(huì)蓬勃發(fā)展的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，與自然生態(tài)和環(huán)境保護(hù)的要求還相距較遠(yuǎn)，這就必須繼續(xù)努力、與時(shí)俱進(jìn)、開拓創(chuàng)新。具體說來我們需要再次解放思想，尊重科學(xué)的力量，學(xué)習(xí)一點(diǎn)高分子原材料的知識(shí)，進(jìn)一步提高巖土工程的學(xué)識(shí)水平。相信這門新技術(shù)、新材料的應(yīng)用空間和前景還很廣。只要我們不斷地實(shí)踐—改進(jìn)—?jiǎng)?chuàng)新—再實(shí)踐，我們土工合成材料事業(yè)將在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮出更加巨大的作用。

第四篇：土工合成材料行業(yè)研究報(bào)告（范文）

土工合成材料行業(yè)研究報(bào)告

目 錄

行業(yè)發(fā)展概述第一節(jié) 行業(yè)概述1

一、土工合成材料1

二、土工格柵2

三、土工膜3

第二節(jié) 管理體制和政策5

一、行業(yè)主管部門5

二、行業(yè)體制管理回顧與展望5

三、相關(guān)的政策法規(guī)7

第三節(jié) 產(chǎn)品生命周期分析10

第四節(jié) 行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局和市場(chǎng)化程度11

第五節(jié) 行業(yè)利潤(rùn)水平的變動(dòng)及其趨勢(shì)12

第二章 土工合成材料產(chǎn)品市場(chǎng)分析15

第一節(jié) 2003-2009年土工合成材料市場(chǎng)規(guī)模及行業(yè)特征分析15

一、土工合成材料產(chǎn)品整體市場(chǎng)規(guī)模15

二、按需求行業(yè)分市場(chǎng)需求18

三、按省份分市場(chǎng)需求19

四、土工合成材料行業(yè)特點(diǎn)21

第二節(jié) 2003-2009年土工格柵市場(chǎng)規(guī)模及行業(yè)特征分析24

一、土工格柵產(chǎn)品整體市場(chǎng)規(guī)模24

二、按需求行業(yè)分市場(chǎng)需求27

三、按省份分市場(chǎng)需求29

四、土工格柵行業(yè)特點(diǎn)31

第三節(jié) 2003-2009年土工膜市場(chǎng)規(guī)模及行業(yè)特征分析32

一、土工膜產(chǎn)品整體市場(chǎng)規(guī)模32

二、按需求行業(yè)分市場(chǎng)需求33

三、按省份分市場(chǎng)需求35

四、土工膜行業(yè)特點(diǎn)37

第四節(jié) 市場(chǎng)供求狀況及供求的影響因素分析38

第三章 相關(guān)產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)業(yè)鏈分析39

第一節(jié) 上游產(chǎn)業(yè)鏈介紹39

第二節(jié) 下游產(chǎn)業(yè)鏈介紹41

第四章 行業(yè)技術(shù)水平和行業(yè)特征57

第一節(jié) 行業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)品技術(shù)需求57

第二節(jié) 行業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其發(fā)展水平59

第三節(jié) 行業(yè)產(chǎn)品的應(yīng)用現(xiàn)狀62

第四節(jié) 行業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展方向65

第五節(jié) 行業(yè)的經(jīng)營(yíng)模式66

第五章 土工膜行業(yè)主要競(jìng)爭(zhēng)狀況69

第一節(jié) 行業(yè)主要競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)情況69

一、北京東方雨虹防水技術(shù)股份有限公司69

二、山東宏祥化纖集團(tuán)有限公司71

三、北京華盾雪花塑料集團(tuán)有限責(zé)任公司72

四、山東天鶴塑膠股份有限公司74

五、上海普拉斯克塑料有限公司74

第二節(jié) 土工膜主要企業(yè)2007-2009年銷售量、銷售額及市場(chǎng)份額76

第三節(jié) 行業(yè)未來競(jìng)爭(zhēng)格局的發(fā)展趨勢(shì)78

第四節(jié) 進(jìn)入市場(chǎng)的主要障礙及潛在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手分析79

第六章 土工格柵行業(yè)主要競(jìng)爭(zhēng)狀況8第一節(jié) 行業(yè)主要競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)情況82

一、南昌天高新材料股份有限公司82

二、青島旭域土工材料股份有限公司85

三、坦薩土工合成材料（中國(guó)）有限公司87

四、泰安現(xiàn)代塑料有限公司89

五、山東肥城聯(lián)誼工程塑料有限公司91

六、湖北凱樂新材料科技股份有限公司93

第二節(jié) 土工格柵行業(yè)主要企業(yè)產(chǎn)品參數(shù)對(duì)比95

第三節(jié) 土工格柵主要企業(yè)2007-2009年銷售額及市場(chǎng)份額97

第四節(jié) 行業(yè)未來競(jìng)爭(zhēng)格局的發(fā)展趨勢(shì)98

第七章 產(chǎn)品市場(chǎng)進(jìn)出口分析10第一節(jié) 進(jìn)口分析102

第二節(jié) 出口分析107

第八章 行業(yè)發(fā)展及市場(chǎng)未來形勢(shì)預(yù)測(cè)112

第一節(jié) 影響行業(yè)發(fā)展主要因素分析112

第二節(jié) 土工合成材料及細(xì)分產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格趨勢(shì)117

第三節(jié) 2010-2015年土工合成材料產(chǎn)銷及需求預(yù)測(cè)117

第四節(jié) 2010-2015年土工格柵產(chǎn)銷及需求預(yù)測(cè)120

第五節(jié) 2010-2015年土工膜產(chǎn)銷及需求預(yù)測(cè)123第一章 行業(yè)發(fā)展概述

第一節(jié) 行業(yè)概述

其中主要闡述土工格柵（塑料土工格柵）及土工膜（防水卷材）部分。

一、土工合成材料

土工合成材料是一種新型的巖土工程材料，它是以合成纖維、塑料以及合成橡膠為原材料制成的各種產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面和各層土體之間，發(fā)揮加強(qiáng)和保護(hù)土體的作用。具有反濾、排水、隔離、防滲、防護(hù)、加筋等多種功能。土工合成材料的品種很多，我國(guó)GB50290-98《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》將其分為四大類：土工織物、土工膜、土工復(fù)合材料和土工特種材料。其中，土工格柵屬于土工特種材料。目前，土工合成材料的應(yīng)用范圍已遍及水利、水電、水運(yùn)、公路、鐵路、海港、建筑、采礦及軍工等工程的各個(gè)領(lǐng)域。

在我國(guó)，土工合成材料在巖土工程等領(lǐng)域的應(yīng)用歷史較短。最早應(yīng)用的是土工膜，大約在20世紀(jì)60年代初期，用于渠道防滲；70年代中期，在長(zhǎng)江護(hù)岸和長(zhǎng)江堤防中首次用織造型土工織物；80年代初期，非織造型土工織物開始應(yīng)用于工程中，如鐵路部門利用無紡織物防止基床翻漿冒泥；90年代后期，土工格柵等特種材料在土建工程中應(yīng)用，發(fā)展很快。縱觀土工合成材料30多年的發(fā)展史，可將其應(yīng)用歷程大致分為三個(gè)階段：80年代中期以前的初創(chuàng)階段；80年代中期至90年代中期的發(fā)展階段和90年代后期開始的逐漸成熟階段。

近幾年，我國(guó)在土工合成材料產(chǎn)品應(yīng)用方面增長(zhǎng)速度也很快，在巖土工程、環(huán)境土工、水利和交通工程中均不同程度地應(yīng)用了土工合成材料，并取得了良好的效果。截止2009年，我國(guó)土工合成材料生產(chǎn)企業(yè)超過600家，土工合成材料總產(chǎn)量超過15億平方米。其中，塑料類土工材料使用量達(dá)到8.67億平方米。

盡管市場(chǎng)前景看好，但是我國(guó)土工合成材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還存在一些問題：一是初步形成了規(guī)模化的產(chǎn)業(yè)體系，但是在品牌、質(zhì)量、專利技術(shù)等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定的差距；二是常規(guī)產(chǎn)品的質(zhì)量存在性能不穩(wěn)定現(xiàn)象，還需繼續(xù)改造生產(chǎn)線；三是一些高端產(chǎn)品仍需要大量進(jìn)口滿足國(guó)內(nèi)需求；四是國(guó)產(chǎn)化設(shè)備的整體技術(shù)水平不高，并沒有形成規(guī)模優(yōu)勢(shì)；土工合成材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、不完善也是一個(gè)重要因素。

二、土工格柵

土工格柵是土工合成材料大家族中的一員，其在土工合成材料中占的比重較大。目前土工格柵在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)廣泛應(yīng)用于路面建造、土木技術(shù)工程、大型結(jié)構(gòu)設(shè)施、建筑設(shè)施、水文地質(zhì)及環(huán)保工程等等。采用土工格柵可以根據(jù)不同要求，分別發(fā)揮增強(qiáng)、隔離、濾層、防護(hù)及排水作用或同時(shí)發(fā)揮兩個(gè)以上作用。土工格柵種類很多，主要有塑料拉伸格柵、鋼塑格柵、玻纖格柵、滌綸經(jīng)編格柵四大類。

塑料土工格柵是一種新型土木工程用材料，由英國(guó)坦薩公司（前身為耐特龍公司）開發(fā)成功并應(yīng)用于土木工程。它問世不久，很快就被推廣到歐洲及美國(guó)、加拿大、日本等國(guó)家。國(guó)外土工格柵設(shè)備制造廠家主要有英國(guó)坦薩公司和意大利泰力斯公司，這兩家公司的生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)較先進(jìn)，在制品開發(fā)和生產(chǎn)的同時(shí)還注重有關(guān)材料、工藝的基礎(chǔ)研究。格柵制品規(guī)格較齊全，如耐特龍公司的坦薩土工格柵有SR、RE、ER、SS和AR等系列的不同規(guī)格的產(chǎn)品，以滿足不同場(chǎng)合的需要。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有塑料格柵制品生產(chǎn)廠家有20多家，但專業(yè)塑料土工格柵生產(chǎn)廠家不到10家，所生產(chǎn)的格柵大部分用于公路與鐵路鋪設(shè)及相關(guān)擋土墻、邊坡防護(hù)、橋臺(tái)等工程。1999年我國(guó)發(fā)布了塑料土工格柵國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2009年我國(guó)塑料土工格柵的消費(fèi)量達(dá)到了1.4億平方米。

土工格柵最早于20世紀(jì)70年代末80年代初期在英國(guó)研制出來，國(guó)內(nèi)應(yīng)用時(shí)間較短。同時(shí)由于我國(guó)早期的土工格柵產(chǎn)品質(zhì)量和國(guó)外產(chǎn)品存在一定差距，存在耐高溫性較弱，在施工過程中容易軟化，造成變形，使路面不平等問題，這導(dǎo)致國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中土工格柵產(chǎn)品大部分以國(guó)外品牌產(chǎn)品為主，國(guó)內(nèi)土工格柵市場(chǎng)對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品依存度較高。

不過隨著隨著國(guó)內(nèi)土工加筋技術(shù)的發(fā)展和土工合成材料加筋理論的不斷完善，國(guó)產(chǎn)土工格柵產(chǎn)品性能不斷提高，目前在一些中低端土工格柵產(chǎn)品方面，國(guó)內(nèi)品牌產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)完全可以和國(guó)外品牌相媲美，目前在中低端土工格柵產(chǎn)品方面，國(guó)內(nèi)土工格柵市場(chǎng)對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品依存度很低。

目前我國(guó)的土工格柵產(chǎn)品基本采用PP、HDPE、滌綸、玻纖等原材料。在塑料土工格柵產(chǎn)品中，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品以PP為主要材質(zhì)，該產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率較高，產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)較為成熟，產(chǎn)品市場(chǎng)增長(zhǎng)率和利潤(rùn)率趨于穩(wěn)定，技術(shù)較為成熟，市場(chǎng)進(jìn)入成熟期。與國(guó)外廠商的塑料土工格柵產(chǎn)品相比，HDPE材質(zhì)的土工格柵產(chǎn)品相對(duì)較少；與塑料土工格柵產(chǎn)品相比，玻璃纖維、鋼塑類等土工格柵系列產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上應(yīng)用數(shù)量也相對(duì)較少。這些產(chǎn)品的發(fā)展速度較快，利潤(rùn)率根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品材料采購(gòu)成本不同而有所區(qū)別，但總體上利潤(rùn)率仍保持增長(zhǎng)，市場(chǎng)處于快速成長(zhǎng)期。

在高端土工格柵產(chǎn)品方面，由于國(guó)內(nèi)企業(yè)在研發(fā)實(shí)力以及生產(chǎn)實(shí)力等方面和國(guó)外大型企業(yè)還存在一定差距，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)高端產(chǎn)品質(zhì)量等方面和國(guó)外同類產(chǎn)品不占優(yōu)勢(shì)，這部分進(jìn)口較大。近年來，由于坦薩和泰力斯等在中國(guó)建廠，就近生產(chǎn)；同時(shí)國(guó)內(nèi)凱樂科技、南昌天高和青島旭域等企業(yè)崛起，高端產(chǎn)品生產(chǎn)能力有了長(zhǎng)足發(fā)展，大大減少了我國(guó)高端土工格柵的進(jìn)口需求。

總體看來，由于土工格柵主要用于基礎(chǔ)工程建設(shè)，對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求高，由于我國(guó)的土工材料與國(guó)外產(chǎn)品有一定差距，國(guó)內(nèi)企業(yè)的土工格柵質(zhì)量與國(guó)外企業(yè)有一定差距，但國(guó)內(nèi)土工格柵市場(chǎng)中，由于勞動(dòng)力成本、銷售成本等的原因，國(guó)外品牌較少進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，市場(chǎng)中主體是國(guó)內(nèi)品牌土工格柵生產(chǎn)企業(yè)。

三、土工膜

土工合成材料在國(guó)際上已稱為“第四大建筑材料”（繼木材、水泥、鋼材三大主要建材之后）。防滲土工膜屬于土工合成材料的一種，早在60年代的西歐的荷蘭，法國(guó)就開始把土工膜用于土木工程中如道路建設(shè)，并在當(dāng)時(shí)西方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和基礎(chǔ)建設(shè)中被迅速推廣應(yīng)用，以后迅速發(fā)展到鐵路，河岸和海岸的防護(hù)工程等，同時(shí)也推動(dòng)了市場(chǎng)的急速發(fā)展。

目前，我國(guó)防滲土工膜在工藝及技術(shù)裝備、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、相關(guān)工藝知識(shí)、應(yīng)用與設(shè)計(jì)、科研和法規(guī)化、地區(qū)應(yīng)用分布都已很廣泛，測(cè)試方法已標(biāo)準(zhǔn)化，成立了規(guī)范委員會(huì)，并且制定了防滲土工膜技術(shù)理論及標(biāo)準(zhǔn)，有力配合了現(xiàn)在的大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。近年來，我國(guó)的所有各個(gè)地區(qū)包括鐵路、高速公路、水利、水電、水庫(kù)、堤壩、垃圾填埋場(chǎng)、環(huán)保、建筑、礦業(yè)、港口等土木工程領(lǐng)域所有的大中型工程項(xiàng)目，都已大規(guī)模采用了防滲土工膜進(jìn)行防水抗?jié)B處理，使用量很大。

現(xiàn)在復(fù)合防滲土工膜的使用已走完了從無到有，從懷疑到相信，從逐漸試用到大工程廣泛應(yīng)用這段30多年漫長(zhǎng)路程。從我國(guó)1986年以前累計(jì)用量100萬平方米左右，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以普通防滲土工膜為主，到1990年以后，復(fù)合防滲土工膜（將土工布土工膜結(jié)合到一起以解決強(qiáng)度問題）的出現(xiàn)，土工工程開始大量廣泛的使用。目前我國(guó)防滲土工膜生廠家（包括普通防滲土工膜生產(chǎn)廠家及復(fù)合防滲土工膜）約100家，但生產(chǎn)單一塑料土工膜的生產(chǎn)企業(yè)不到10家。2009年國(guó)內(nèi)土工膜消費(fèi)大約2.46億平方米。

第二節(jié) 管理體制和政策

一、行業(yè)主管部門

從行業(yè)管理看，土工合成材料行業(yè)一直較弱。它沒有統(tǒng)一的主管部門，也沒有具有管理職能的行業(yè)協(xié)會(huì)。行業(yè)的產(chǎn)能規(guī)劃、項(xiàng)目立項(xiàng)等由發(fā)展改革委員會(huì)管理。而由于原料及生產(chǎn)工藝的不同，產(chǎn)品生產(chǎn)涉及石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)、紡織工業(yè)協(xié)會(huì)等。同時(shí)由于產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的不同，其涉及到的工程應(yīng)用有建設(shè)部、水利部、交通部、鐵道部、環(huán)境保護(hù)部等。1994年成立的中國(guó)土工合成材料工程協(xié)會(huì)（前身為土工合成材料技術(shù)協(xié)作網(wǎng)，屬于學(xué)術(shù)性團(tuán)體）是全國(guó)性、多學(xué)科、跨行業(yè)、跨部門的社會(huì)團(tuán)體，作為非官方組織，通過信息交流、組織或協(xié)助制定相關(guān)各技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，但是其不屬于2001年前國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)批準(zhǔn)的協(xié)會(huì)名單，沒有國(guó)家授權(quán)的行業(yè)管理職責(zé)。

二、行業(yè)體制管理回顧與展望

我國(guó)土工材料行業(yè)的行政管理職能最初是由國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)執(zhí)行，該部門為確保土工合成材料質(zhì)量達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)充分利用現(xiàn)有企業(yè)的生產(chǎn)能力，防止重復(fù)建設(shè)，于1999年發(fā)布了《土工合成材料重點(diǎn)企業(yè)管理辦法》。同時(shí)會(huì)同當(dāng)時(shí)的國(guó)家紡織工業(yè)局、輕工業(yè)局、建材工業(yè)局、石化工業(yè)局等，先后分兩批優(yōu)選公布了39家產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)和13家原料生產(chǎn)企業(yè)，作為土工合成材料重點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)。由于國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)2003年撤銷，相關(guān)的部分管理職能并入國(guó)家發(fā)改委。

而隨著土工材料在我國(guó)的應(yīng)用越來越廣泛，為規(guī)范工程建設(shè)操作，提高各領(lǐng)域建設(shè)工程的質(zhì)量，建設(shè)部、水利部、交通部、鐵道部等都出臺(tái)了相關(guān)建設(shè)項(xiàng)目管理辦法，如交通部于1996年出臺(tái)了《公路建設(shè)市場(chǎng)管理辦法》，并于2004年重新修訂了該《管理辦法》。

同時(shí)各部門也于20世紀(jì)90年代末發(fā)布了多份各應(yīng)用領(lǐng)域土工材料的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及土工材料的工程應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)。1998年，我國(guó)出臺(tái)了第一部關(guān)于土工合成材料應(yīng)用的技術(shù)規(guī)范《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50290-98）。伴隨國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，交通部、鐵道部、水利部也相繼出臺(tái)了有關(guān)土工合成材料應(yīng)用的技術(shù)法規(guī)。由國(guó)家輕工業(yè)局提出和全國(guó)塑料制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口，重慶慶蘭塑料制品有限公司和山東省泰安塑料一廠負(fù)責(zé)起草編制了我國(guó)第一部《土工合成材料 塑料土工格柵》（GB/T17689-1999）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)我國(guó)土工合成材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展開始從技術(shù)上予以規(guī)范。這些技術(shù)規(guī)范、規(guī)程雖然內(nèi)容不是特別細(xì)致，技術(shù)要求也比較低，但對(duì)土工合成材料的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和推廣使用起了積極的引導(dǎo)作用。不過由于缺少統(tǒng)一的規(guī)范，企業(yè)產(chǎn)品只能適應(yīng)某一領(lǐng)域，很難在各行業(yè)推廣，制約了土工合成材料行業(yè)的發(fā)展。在技術(shù)規(guī)范方面，國(guó)內(nèi)要求統(tǒng)一各產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)范的意愿越來越大，今后幾年將能夠在土工合成材料生產(chǎn)單位和工程應(yīng)用單位相結(jié)合來制定統(tǒng)一的土工合成材料試驗(yàn)方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以滿足國(guó)內(nèi)土工合成材料近幾年快速發(fā)展的需要。

對(duì)于工程產(chǎn)品的管理，鐵道部及交通部分別于2002年、2006年成立了中鐵鐵路產(chǎn)品認(rèn)證中心及交通產(chǎn)品認(rèn)證中心，開展兩部門工業(yè)產(chǎn)品強(qiáng)制性、自愿性產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證工作。目前鐵道部的產(chǎn)品認(rèn)證中心運(yùn)作較為成熟，截止2009年，有256家企業(yè)通過了產(chǎn)品認(rèn)證。

三、相關(guān)的政策法規(guī)

1、行政管理

交通部2004年對(duì)1996的《公路建設(shè)市場(chǎng)管理辦法》進(jìn)行了重新修訂，其根據(jù)《中華人民共和國(guó)公路法》、《中華人民共和國(guó)招標(biāo)投標(biāo)法》、《建設(shè)工程質(zhì)量管理?xiàng)l例》，制定本辦法。該《辦法》市場(chǎng)準(zhǔn)入管理準(zhǔn)則，指出凡符合法律、法規(guī)規(guī)定的市場(chǎng)準(zhǔn)入條件的從業(yè)單位和從業(yè)人員均可進(jìn)入公路建設(shè)市場(chǎng)，任何單位和個(gè)人不得對(duì)公路建設(shè)市場(chǎng)實(shí)行地方保護(hù)，不得對(duì)符合市場(chǎng)準(zhǔn)入條件的從業(yè)單位和從業(yè)人員實(shí)行歧視待遇。同時(shí)公路建設(shè)項(xiàng)目依法實(shí)行項(xiàng)目法人負(fù)責(zé)制，收費(fèi)公路建設(shè)項(xiàng)目法人和項(xiàng)目建設(shè)管理單位進(jìn)入公路建設(shè)市場(chǎng)實(shí)行備案制度。

2007年交通部發(fā)布《經(jīng)營(yíng)性公路建設(shè)項(xiàng)目投資人招標(biāo)投標(biāo)管理規(guī)定》，《規(guī)定》對(duì)符合國(guó)家和省、自治區(qū)、直轄市公路發(fā)展規(guī)劃；符合《收費(fèi)公路管理?xiàng)l例》第十八條規(guī)定的技術(shù)等級(jí)和規(guī)模；已經(jīng)編制項(xiàng)目可行性研究報(bào)告的經(jīng)營(yíng)性公路建設(shè)項(xiàng)目，規(guī)范了建設(shè)項(xiàng)目的招投標(biāo)活動(dòng)。2008年根據(jù)《中華人民共和國(guó)航道管理?xiàng)l例》，出臺(tái)了《水利工程建設(shè)監(jiān)理單位資質(zhì)管理辦法》，加強(qiáng)航道工程建設(shè)管理。

2002年鐵道部出臺(tái)《鐵路建設(shè)工程招標(biāo)投標(biāo)實(shí)施辦法》。《辦法》規(guī)定，鐵路建設(shè)項(xiàng)目達(dá)到以下規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)之一的必須進(jìn)行招標(biāo)：①工程總投資200萬元（含）以上或施工單項(xiàng)合同估算價(jià)在100萬元人民幣以上的；②監(jiān)理單項(xiàng)合同估算價(jià)在10萬元人民幣以上的；③重要設(shè)備、主要材料采購(gòu)單項(xiàng)合同估算價(jià)在50萬元人民幣以上的。同時(shí)對(duì)投標(biāo)組織進(jìn)行了規(guī)定。

2003年鐵道部出臺(tái)《鐵路建設(shè)管理辦法》，《辦法》指出鐵路建設(shè)應(yīng)堅(jiān)持科技創(chuàng)新，積極采用現(xiàn)代管理方法，推廣使用先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)設(shè)備、先進(jìn)工藝、新型建筑材料，不斷提高建設(shè)水平；應(yīng)高度重視環(huán)境保護(hù)、水土保持和防災(zāi)減災(zāi)工作，節(jié)約能源和土地；鐵路建設(shè)實(shí)行招標(biāo)投標(biāo)制、工程監(jiān)理制、合同管理制、質(zhì)量監(jiān)督制。

鐵道部于2005年出臺(tái)了《鐵路建設(shè)工程勘察設(shè)計(jì)管理辦法》，《辦法》自2006年3月1日起實(shí)行。《辦法》對(duì)鐵路工程項(xiàng)目的勘察設(shè)計(jì)程序、勘察設(shè)計(jì)發(fā)包與承包、工程勘察、設(shè)計(jì)文件編制等工程設(shè)計(jì)活動(dòng)進(jìn)行了規(guī)范，指出鐵路大中型建設(shè)項(xiàng)目在決策階段一般通過方案競(jìng)選方式選擇下一階段勘察設(shè)計(jì)單位。其他必須招標(biāo)的建設(shè)項(xiàng)目，由業(yè)主或建設(shè)管理單位通過方案競(jìng)選或招標(biāo)選定項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)單位。

2005年鐵道部公布《鐵路建設(shè)工程質(zhì)量管理規(guī)定》，《規(guī)定》自2006年3月1日起實(shí)行。《規(guī)定》指出從事鐵路建設(shè)工程勘察設(shè)計(jì)、咨詢、施工、監(jiān)理的單位及主要從業(yè)人員，應(yīng)當(dāng)取得相應(yīng)等級(jí)的資質(zhì)證書和個(gè)人執(zhí)業(yè)資格，并在批準(zhǔn)的資質(zhì)和執(zhí)業(yè)范圍內(nèi)從業(yè)。鐵路建設(shè)單位應(yīng)依法對(duì)工程建設(shè)項(xiàng)目的勘察設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理進(jìn)行招標(biāo)，并應(yīng)在所簽訂的合同中依法明確質(zhì)量目標(biāo)、責(zé)任。鐵路建設(shè)單位應(yīng)合理劃分鐵路建設(shè)工程標(biāo)段，不得將鐵路建設(shè)工程肢解發(fā)包，不得迫使投標(biāo)人以低于成本的價(jià)格競(jìng)標(biāo)，不得迫使中標(biāo)人分包工程。

水利部也針對(duì)水利建設(shè)及水土保持建設(shè)出臺(tái)了《國(guó)家農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)水土保持項(xiàng)目管理實(shí)施細(xì)則》、《水土保持工程建設(shè)管理辦法》、《工程建設(shè)項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)招標(biāo)投標(biāo)辦法》、《水利工程建設(shè)項(xiàng)目驗(yàn)收管理規(guī)定》、《水利工程建設(shè)監(jiān)理單位資質(zhì)管理辦法》等系列法律法規(guī)，規(guī)范和加強(qiáng)水利建設(shè)項(xiàng)目管理。

2、技術(shù)管理

國(guó)家制訂和頒布了許多土工合成材料產(chǎn)品的國(guó)家（推薦）標(biāo)準(zhǔn)和各行業(yè)工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)范。大大促進(jìn)了我國(guó)土工合成材料行業(yè)的快速發(fā)展。規(guī)范主要有交通部、水利部2005年聯(lián)合出版的《中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)水運(yùn)工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》；鐵道部的《鐵路路基土工合成材料應(yīng)用設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10118-2006）；水利部發(fā)布的《水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（SL/T225-98）、《土工合成材料測(cè)試規(guī)程》（SL/T235-1999）；交通部發(fā)布的《公路土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（JTJ/T019-98）和《水運(yùn)工程土工織物應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JTJ/T239-98）。

現(xiàn)行土工材料標(biāo)準(zhǔn)

資料來源：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)

第三節(jié) 產(chǎn)品生命周期分析

我國(guó)土工合成材料行業(yè)自誕生日起就是一個(gè)多學(xué)科、跨部門的行業(yè)。土工合成材料行業(yè)在2000年左右得到了大力的發(fā)展，市場(chǎng)規(guī)模迅速增長(zhǎng)，2009年土工合成材料市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到15.13億平方米，同比增長(zhǎng)22.9%。我國(guó)土工合成材料由于應(yīng)用時(shí)間還不長(zhǎng)，受市場(chǎng)需求的驅(qū)動(dòng)，近幾年企業(yè)數(shù)量不斷增加，同時(shí)產(chǎn)品研究開發(fā)層出不窮。調(diào)查顯示，2008年土工材料類產(chǎn)品研究論文達(dá)到7381篇（工業(yè)技術(shù)），比2007年的7167篇增加214篇，市場(chǎng)應(yīng)用越來越廣泛，土工合成材料進(jìn)入快速發(fā)展期。因此，土工合成材料整體上正處于成長(zhǎng)期。

土工格柵在我國(guó)已經(jīng)發(fā)展了近30年，發(fā)展之初，大量的企業(yè)上馬了鋼塑及經(jīng)編類格柵產(chǎn)品，塑料土工格柵則是由英國(guó)坦薩在華的推廣而逐漸在各土木工程項(xiàng)目中使用，尤其是公路、鐵路建設(shè)。市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)不斷加深，各類應(yīng)用研究越來越廣泛，2000年以前，我國(guó)針對(duì)土工格柵的技術(shù)論文僅22篇，2000年到2004年迅速增加到595篇，而2005～2009年則達(dá)到945篇。土工格柵的市場(chǎng)正處于快速成長(zhǎng)期。

我國(guó)土工膜的應(yīng)用開始于上世紀(jì)60年代末，1966年首先將土工膜（如瀝青-聚合物膜）用于混凝土壩防滲，進(jìn)入80年代得到飛速發(fā)展。現(xiàn)已應(yīng)用到水利、水電、交通、環(huán)保、建筑等各個(gè)領(lǐng)域，2009年我國(guó)應(yīng)用的土工膜已經(jīng)達(dá)到6.56億平方米，2005～2009年平均增長(zhǎng)率達(dá)到11.6%。塑料土工膜由于部分指標(biāo)難以達(dá)到應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，市場(chǎng)主體是復(fù)合土工膜，隨著新型塑料母料的開發(fā)，單一的HDPE、LDPE土工膜也逐漸走入市場(chǎng)，同時(shí)土工膜防滲技術(shù)在我國(guó)各種土木工程中的應(yīng)用已經(jīng)漸趨成熟，市場(chǎng)進(jìn)入快速成長(zhǎng)期。

第四節(jié) 行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局和市場(chǎng)化程度

近年來，我國(guó)土工材料市場(chǎng)發(fā)展迅速，生產(chǎn)企業(yè)也隨之迅速增長(zhǎng)，2002年國(guó)內(nèi)土工材料生產(chǎn)企業(yè)不到400家，截止2009年目前國(guó)內(nèi)土工材料生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)達(dá)到600多家，但市場(chǎng)的企業(yè)主體還以土工布產(chǎn)品為主，土工布生產(chǎn)企業(yè)有200多家；呈現(xiàn)出國(guó)有和國(guó)有控股、民營(yíng)、外商獨(dú)資合資多元投資的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，而且民營(yíng)土工材料企業(yè)已逐漸居于市場(chǎng)主導(dǎo)地位。

土工格柵行業(yè)2002年規(guī)模以上企業(yè)只有24家，其中鋼塑格柵生產(chǎn)企業(yè)6家，玻纖格柵企業(yè)2家，經(jīng)編塑料格柵企業(yè)3家，拉伸塑料格柵6家，以山東為主要聚集區(qū)。2009年拉伸塑料格柵生產(chǎn)增加到10多家，成規(guī)模的企業(yè)不到10家。從競(jìng)爭(zhēng)格局看，塑料土工格柵的大企業(yè)市場(chǎng)地位舉足輕重。由于整個(gè)格柵行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)不多，且下游以政府工程項(xiàng)目為主，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不是太激烈。

2002年土工膜規(guī)模以上生產(chǎn)企業(yè)40多家，其中復(fù)合土工膜生產(chǎn)企業(yè)達(dá)到26家，占到65%；單一的塑料土工膜企業(yè)僅8家，能夠生產(chǎn)HDPE土工膜的企業(yè)僅山東泰峰塑料土工材料有限公司一家。2009年土工膜生產(chǎn)企業(yè)超過100家，生產(chǎn)HDPE土工膜的企業(yè)約10多家，但生產(chǎn)高性能防滲土工膜的大型企業(yè)很少。從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)看，前三家塑料土工膜生產(chǎn)企業(yè)的市場(chǎng)份額約占到13%。對(duì)于土工膜行業(yè)，由于競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)較多，低端產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)較激烈，尤其復(fù)合土工膜市場(chǎng)。而高性能防滲土工膜市場(chǎng)生產(chǎn)企業(yè)較少，且市場(chǎng)的認(rèn)知度逐漸提高，市場(chǎng)前景較好。

第五節(jié) 行業(yè)利潤(rùn)水平的變動(dòng)及其趨勢(shì)

土工合成材料行業(yè)利潤(rùn)水平整體呈下降趨勢(shì)，主要是土工合成材料產(chǎn)品受原材料的影響較大，2006年以來，原材料一直處于高位運(yùn)行，擠占了土工合成材料產(chǎn)品的利潤(rùn)空間。

2003-2009年土工合成材料銷售利潤(rùn)率

單位：%

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

2007-2009年HDPE價(jià)格變化

單位：噸/元

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

盡管土工合成材料的價(jià)格近年來呈略微上升的趨勢(shì)，從2005年以來除2007年外價(jià)格的環(huán)比發(fā)展都超過100%，但其增長(zhǎng)速度低于原材料增長(zhǎng)速度，導(dǎo)致行業(yè)利潤(rùn)水平有一定下降。

2004-2009年土工合成材料產(chǎn)品平均環(huán)比價(jià)格變化

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

2009年以來，原材料的價(jià)格變化趨于穩(wěn)定，價(jià)格低于2006、2007年的高位，在土工合成材料產(chǎn)品價(jià)格變化變化不大的情況下，行業(yè)的利潤(rùn)水平將相對(duì)2009年有一定上升。

此外，市場(chǎng)供需狀況也對(duì)行業(yè)利潤(rùn)率產(chǎn)生了一定的影響。隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)對(duì)土工合成材料的需求增長(zhǎng)迅速，土工合成材料行業(yè)市場(chǎng)前景，對(duì)土工合成材料行業(yè)的盈利水平主要起到促進(jìn)作用。然而由于土工合成材料行業(yè)進(jìn)入門檻不高，大量投資涌入，近年來，行業(yè)新增產(chǎn)能較多，總體產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于市場(chǎng)需求，產(chǎn)能過剩、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的無序化、行業(yè)自律性差等問題使得行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)處于白熱化階段，較大程度上壓縮了行業(yè)整體了利潤(rùn)。盡管一部分企業(yè)積極開拓海外市場(chǎng)，從而消化了一部分產(chǎn)能過剩的狀況，為土工合成材料行業(yè)增加利潤(rùn)空間提供了一定得積極作用，但整體看，行業(yè)目前正處于競(jìng)爭(zhēng)激烈的行業(yè)整合階段，即使原材料價(jià)格大幅度下降，行業(yè)利潤(rùn)率上升空間仍然不會(huì)很大。

第二章 土工合成材料產(chǎn)品市場(chǎng)分析

第一節(jié) 2003-2009年土工合成材料市場(chǎng)規(guī)模及行業(yè)特征分析

一、土工合成材料產(chǎn)品整體市場(chǎng)規(guī)模

通過引進(jìn)技術(shù)和自主研發(fā)共同促進(jìn)，我國(guó)土工合成材料行業(yè)生產(chǎn)水平得到了長(zhǎng)足進(jìn)步，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，產(chǎn)品品種增多，配套材料施工機(jī)械種類齊全，已形成門類較齊全的工業(yè)體系，成為與鋼材、水泥、木材并駕齊驅(qū)的基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)。21世紀(jì)以來，新型土工合成材料在國(guó)內(nèi)工程應(yīng)用中發(fā)揮了不可估量的作用，例如抗震救災(zāi)、圓明園改造、奧運(yùn)水上公園建設(shè)均使用了土工合成材料。隨著國(guó)家的基礎(chǔ)建設(shè)投資加快，除了大城市、重點(diǎn)項(xiàng)目對(duì)土工合成材料的用量繼續(xù)增加外，包括中小城市支線機(jī)場(chǎng)改造等偏郊地區(qū)項(xiàng)目建設(shè)需求土工合成材料的勢(shì)頭也不可阻擋。我國(guó)土工合成材料行業(yè)取得了令人矚目的成就，實(shí)現(xiàn)了歷史性的跨越，在保持較快發(fā)展速度的同時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益也有新的提高，顯示了我國(guó)土工合成材料行業(yè)強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。2008年我國(guó)土工合成材料市場(chǎng)規(guī)模達(dá)120.39億元；其中塑料類土工合成材料市場(chǎng)規(guī)模66.38億元，在整個(gè)土工合成材料使用量中所占比例超過55%。2009年，我國(guó)土工合成材料市場(chǎng)規(guī)模超過15億㎡，合150.72億元；其中塑料類土工合成材料市場(chǎng)規(guī)模達(dá)8.67億㎡，合85.88億元，在整個(gè)土工合成材料使用量中所占比例超過57%。

2003-2009年土工合成材料市場(chǎng)規(guī)模

單位：億元

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

2003-2009年土工合成材料市場(chǎng)規(guī)模

單位：億平方米

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

目前國(guó)內(nèi)土工合成材料主要包括土工膜、土工格柵、土工布和土工帶等。土工膜是我國(guó)使用最多的土工合成材料，2009年使用量占總量的47.7%，土工格柵的使用量相對(duì)較小，占17.3%，但增長(zhǎng)速度較快。

2009年我國(guó)土工合成材料產(chǎn)品構(gòu)成比例（金額）

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

目前，土工合成材料的原材料主要包括合成纖維、塑料和玻璃纖維三類。此外，還有鋼材、合成橡膠和瀝青等。根據(jù)近年來我國(guó)土工合成材料的生產(chǎn)情況看，我國(guó)土工合成材料以塑料類為主，從重量上看，塑料類占了1/2強(qiáng)，化纖類不到1/4。

2009年我國(guó)土工合成材料產(chǎn)品材料構(gòu)成比例（重量）

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

二、按需求行業(yè)分市場(chǎng)需求

從20世紀(jì)60年代中期開始，我國(guó)水利工程首先開始使用土工合成材料。此后20年時(shí)間里，水利工程成為土工合成材料的主要需求領(lǐng)域。20世紀(jì)80年代以后，土工合成材料的應(yīng)用范圍很快擴(kuò)展到儲(chǔ)灰壩、尾礦壩、港口碼頭、海岸護(hù)坡及儲(chǔ)油罐等地基處理領(lǐng)域。此后，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提高，城市建設(shè)和基礎(chǔ)建設(shè)需求增大，對(duì)材料的需求數(shù)量和質(zhì)量也大大提高，土工合成材料的應(yīng)用領(lǐng)域得到更大擴(kuò)展，土工合成材料的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大到高速公路、鐵路、飛機(jī)場(chǎng)、電廠、井灌、民用建筑等幾乎所有土建工程行業(yè)。隨著鐵路、公路等工程對(duì)土工合成材料需求的快速增長(zhǎng)，水利工程對(duì)土工合成材料的需求在土工合成材料的整體需求中所占比例呈下降趨勢(shì)。根據(jù)土工合成材料應(yīng)用狀況來看，公路為目前國(guó)內(nèi)土工合成材料主要應(yīng)用領(lǐng)域，2009年我國(guó)公路方面土工合成材料應(yīng)用金額達(dá)56.62億元，占整個(gè)土工合成材料總應(yīng)用金額的37.6%；其次為鐵路和水利方面，2009年我國(guó)鐵路、水利方面土工合成材料應(yīng)用金額分別達(dá)33.79億元和30.30億元，分別占比22.4%和20.1%。

2009年我國(guó)土工合成材料分行業(yè)市場(chǎng)需求比例（金額）

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

我國(guó)塑料類土工合成材料在各行業(yè)的應(yīng)用情況與土工合成材料類似，但略有差異。具體來看，塑料類土工合成材料產(chǎn)品主要應(yīng)用行業(yè)也為公路、鐵路、水利、港口等行業(yè)。但公路和水利領(lǐng)域的應(yīng)用比例略高于土工合成材料的整體水平，而港口方面則偏低。2009年，國(guó)內(nèi)用在公路建設(shè)方面的塑料土工合成材料價(jià)值達(dá)34.64億元，占40.3%；用于港口建設(shè)的塑料土工合成材料價(jià)值5.58億元，占比6.5%。

按需求行業(yè)分2003-2009年國(guó)內(nèi)塑料土工合成材料行業(yè)市場(chǎng)需求變化

三、按省份分市場(chǎng)需求

土工合成材料技術(shù)自20世紀(jì)60年代引入我國(guó)后，在水利、土建、交通和港口等領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用。水利、土建、交通及港口工程建設(shè)與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段關(guān)系極為密切。歷年來，華北、東北和東南地區(qū)的省市，特別是江、浙、滬等沿海沿江發(fā)達(dá)省市，每年工程建設(shè)投資龐大，對(duì)土工合成材料的市場(chǎng)需求也位居前列。近年來，國(guó)家正在積極推動(dòng)西部建設(shè)，西部開發(fā)重點(diǎn)是水利、鐵路、公路、機(jī)場(chǎng)、城市建設(shè)、生態(tài)環(huán)境等方面，這一切均離不開土工合成材料。同時(shí)，我國(guó)西北地區(qū)土壤沙漠化日趨嚴(yán)重，目前利用土工合成材料在固沙和沙漠綠化方面已做了大量工作。土工合成材料在西部大開發(fā)中的重要作用是顯而易見的，隨著西部大開發(fā)的推進(jìn)，西部地區(qū)對(duì)土工合成材料的需求正呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。

按省份分2003-2009年國(guó)內(nèi)塑料土工合成材料行業(yè)市場(chǎng)需求變化

單位：億元

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

四、土工合成材料行業(yè)特點(diǎn)

目前，我國(guó)土工合成材料產(chǎn)品主要分為土工織物、土工膜、土工特種材料和土工復(fù)合材料四種類型。其中，土工織物中非織造土工布是國(guó)家“十一五”規(guī)劃的重點(diǎn)發(fā)展方向之一；土工特種材料和土工復(fù)合材料近幾年的發(fā)展速度較快，在特種材料中，市場(chǎng)中應(yīng)用較多的產(chǎn)品為土工格柵、土工網(wǎng)、超輕型土工合成材料等；水利、環(huán)保工程的增多進(jìn)一步推動(dòng)了土工膜市場(chǎng)的發(fā)展。

國(guó)內(nèi)土工合成材料行業(yè)有以下行業(yè)特點(diǎn)：

1、從整體市場(chǎng)規(guī)模來看，近年來國(guó)內(nèi)土工合成材料行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模還是處于增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2008年以來，由于全球金融危機(jī)影響，國(guó)內(nèi)土工合成材料企業(yè)出口受到了一定影響，行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模出現(xiàn)了一定下滑，2009年在拉動(dòng)內(nèi)需政策的強(qiáng)力推動(dòng)下，土工合成材料市場(chǎng)需求旺盛。從國(guó)家發(fā)展規(guī)劃和有關(guān)行業(yè)的趨勢(shì)看，未來國(guó)內(nèi)土工合成材料行業(yè)市場(chǎng)需求前景依然令人看好。在“十一五”計(jì)劃期間，我國(guó)規(guī)劃在水利、電力、交通、環(huán)境保護(hù)、江河治理等各項(xiàng)工程上的投資巨大，包括水利建設(shè)、南水北調(diào)工程、電力投資、公路和鐵路建設(shè)、環(huán)境工程建設(shè)，還有港口、機(jī)場(chǎng)、垃圾處理、江河湖海治理、治沙等等工程，投資計(jì)達(dá)上萬億元。中國(guó)在今后10年或更長(zhǎng)時(shí)間，將會(huì)有更多的基礎(chǔ)設(shè)施工程要建設(shè)，對(duì)土工合成材料的需求也將會(huì)越來越多，中國(guó)將成為世界土工合成材料的最大營(yíng)銷市場(chǎng)。

2、從塑料類土工合成材料需求行業(yè)來看，近幾年國(guó)內(nèi)公路方面、鐵路方面、水利方面以及港口等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)塑料類土工合成材料需求增大。在產(chǎn)品工程應(yīng)用方面，己經(jīng)廣泛應(yīng)用于土木工程(建筑工程、橋梁與隧道工程、道路與公路工程、巖土工程等)之中，其在我國(guó)的應(yīng)用范同及規(guī)模堪稱世界第一。如三峽工程、長(zhǎng)江口深水航道治理工程、西藏鐵路工程、洋山深水港區(qū)工程、奧林匹克水上公園工程、南水北調(diào)工程、世博會(huì)場(chǎng)館工程、青草沙水庫(kù)工程等。

（1）水利水電工程建設(shè)方面應(yīng)用情況

水電工程建設(shè)是塑料類土工合成材料應(yīng)用最為廣泛，用量最大，應(yīng)用品種最多的一個(gè)方面。主要應(yīng)用目的是解決軟弱地基基礎(chǔ)加固、反濾、加筋、防滲等關(guān)鍵問題。如：長(zhǎng)江三峽工程圍堰防滲、護(hù)坡、水口電站工程凡上下游施工圍堰、上海陳行水庫(kù)圍堤采用長(zhǎng)管袋充砂、筑堤及堤坡反濾、秦山核電站圍堤工程、京杭大運(yùn)河邊坡反濾、重慶市長(zhǎng)江護(hù)岸工程、長(zhǎng)江口深水航工程護(hù)底軟體排以及黃河治理、淮河治理、太湖治理等一些較大的水利水電工程。

電力能源系統(tǒng)新建電廠粉為庫(kù)90%以上采用塑料類土工合成材料修建灰?guī)斓蹋?0%的老灰?guī)炀S修和擴(kuò)建也均采用土工合成材料。如上海外高橋電廠灰?guī)臁⑸虾Ｊ纯陔姀S灰?guī)臁⒓闻d電廠灰?guī)欤G壁電廠真觀山貯灰場(chǎng)等。

另外農(nóng)田水利工程和中、小型水利工程已普遍應(yīng)用塑料類土工合成材料。

（2）鐵路建設(shè)方面應(yīng)用情況

土工合成材料主要用于鐵路路基加固處理、路基隔離、排水、防治翻漿冒泥、防治嚴(yán)寒地區(qū)、凍融等方面，并可在不停止列車運(yùn)行的情況下進(jìn)行處理，因此不論是老干線維修，還是新干線建造，都較大規(guī)模的應(yīng)用塑料類土工合成材料，并取得良好的效果，如：京九鐵路路基處理，大連至秦皇島鐵路路基加筋、上海至杭州外環(huán)線路基加固以及京石路翻漿冒泥整治等。

（3）公路建設(shè)方面應(yīng)用情況

公路建設(shè)主要是應(yīng)用解決路基沉陷、軟基加固、防治翻漿冒泥、防治路基凍融、防治路面反射裂縫以及路堤護(hù)坡、植被等，其效果也很顯著。

目前普通公路、新建一級(jí)公路、調(diào)整公路以及軍用公路等，在建設(shè)中均不同程度地應(yīng)用塑料類土工合成材料，如：滬寧高速公路、錦州至大連一級(jí)公路，上海滬嘉公路，云南軍用公路等，都不同程度地選用塑料類土工合成材料。

除上述幾個(gè)重要建設(shè)方面外，機(jī)場(chǎng)建設(shè)、市政建設(shè)、環(huán)保工程、港灣與海岸工程、軍事工程等各個(gè)方面都不同程度的應(yīng)用塑料類土工合成材料。

2008年以來，京滬高速鐵路、京石鐵路客運(yùn)專線、石武客運(yùn)專線、津秦鐵路客運(yùn)專線等項(xiàng)目密集開工。再加上垃圾填埋、污水處理等工程逐漸增多，未來國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)土工合成材料需求將逐漸增加。

3、從塑料類土工合成材料應(yīng)用地域來說，近兩年我國(guó)塑料類土工合成材料產(chǎn)品應(yīng)用區(qū)域相對(duì)集中在華東、華南一帶，與當(dāng)?shù)厮O(shè)施工程較多有一定關(guān)系。

而在西北地區(qū)，我國(guó)西北地區(qū)土壤沙漠化日趨嚴(yán)重，風(fēng)沙對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成很大損失，治理風(fēng)沙，也是我國(guó)長(zhǎng)期的工作，目前在利用土工合成材料尤其是塑料類土工合成材料進(jìn)行固砂和沙漠綠化方面也做了大量工作。同時(shí)，近年來國(guó)家加大了對(duì)西北地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入力度，未來西北地區(qū)在高速公路、高等級(jí)鐵路方面對(duì)塑料類土工合成材料的需求將快速增長(zhǎng)。

對(duì)西南地區(qū)而言，其建設(shè)項(xiàng)目增多與2008年地震災(zāi)害造成的基礎(chǔ)設(shè)施損壞較為嚴(yán)重關(guān)系較大，2008年和2009年大批基礎(chǔ)設(shè)施工程重建促使當(dāng)?shù)赝凉ず铣刹牧闲枨髷U(kuò)大，同時(shí)管道工程建設(shè)項(xiàng)目的增多也加大了土工合成材料的使用量。

4、由于工程建設(shè)受季節(jié)變化的影響較大，土工合成材料在我國(guó)不同地區(qū)的季節(jié)需求情況存在較大差異。冬季期間，北方地區(qū)土木工程量大大縮減，土工合成材料用量比較小，而南方用量則較大；而在夏季，南方大部分地區(qū)由于受雨季影響，工程進(jìn)度放慢，土工合成材料用量相應(yīng)減少，而這段時(shí)間里北方地區(qū)對(duì)土工合成材料的需求較冬季大大增加。

第二節(jié) 2003-2009年土工格柵市場(chǎng)規(guī)模及行業(yè)特征分析

一、土工格柵產(chǎn)品整體市場(chǎng)規(guī)模

使用土工格柵進(jìn)行土木工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益明顯。如鋪設(shè)道路路基時(shí)，用格柵作為加筋材料，可將基層減薄到未加筋時(shí)的2/3。我國(guó)的公路、鐵路、水利、采礦、港口與機(jī)場(chǎng)建設(shè)、工業(yè)與民用建筑等行業(yè)正處在飛速發(fā)展的時(shí)期，其中要涉及大量的有關(guān)巖土加固的問題，必然要使用各種新技術(shù)、新材料，包括土工格柵。這給土工格柵的應(yīng)用、生產(chǎn)、生產(chǎn)技術(shù)及基礎(chǔ)研究的開展提供了很好的契機(jī)。隨著加筋技術(shù)的發(fā)展和土工合成材料加筋理論的不斷完善，新型的土工加筋材料不斷涌現(xiàn)。從20世紀(jì)70年代末塑料土工格柵出現(xiàn)后，近幾年又涌現(xiàn)出滌綸經(jīng)編土工格柵、玻纖土工格柵和鋼塑土工格柵，四類土工格柵性能各有優(yōu)劣，在不同的土木工程中發(fā)揮了重要的作用。

四類土工格柵性能比較

塑料土工格柵的應(yīng)用范圍為：軟土上的地基、堤壩加筋，提高基底穩(wěn)定性，減少不均勻沉降，提高承載力；路基邊坡加筋，提高斜坡穩(wěn)定性；加筋橋臺(tái)，提高橋臺(tái)的整體性和強(qiáng)度，防止橋頭跳車；廣泛應(yīng)用于各類加筋擋土墻。

滌綸經(jīng)編土工格柵應(yīng)用范圍為：公路及鐵路路基、路堤加筋、較淺層基礎(chǔ)的加筋；防治瀝青混凝土路面反射裂縫，增強(qiáng)路面基層的強(qiáng)度。

玻纖格柵適用于瀝青和混凝土路面加筋、路面反射裂縫防治及新舊路面的銜接等變形量不是很大的場(chǎng)合。

鋼塑土工格柵主要適用于道路軟土地基加固、擋墻和路面抗裂工程等，由于材質(zhì)因素，對(duì)土體的成份要求較高。

從目前的生產(chǎn)應(yīng)用狀況看，受材料性質(zhì)、技術(shù)現(xiàn)狀和生產(chǎn)成本的影響，塑料土工格柵和滌綸經(jīng)編土工格柵是應(yīng)用最廣泛的格柵類土工合成材料，也是發(fā)展最快的土工格柵產(chǎn)品；而玻纖土工格柵和鋼塑土工格柵的應(yīng)用范圍相對(duì)較小，發(fā)展偏緩。土工格柵市場(chǎng)在四種土工格柵競(jìng)爭(zhēng)中不斷拓展。近年來，土工格柵的用量增長(zhǎng)較快。2008年我國(guó)土工格柵市場(chǎng)規(guī)模20.75億元。2009年我國(guó)土工格柵市場(chǎng)規(guī)模達(dá)26.07億元。

四類土工格柵中，塑料土工格柵面市時(shí)間最早，盡管在經(jīng)編、玻纖和鋼塑土工格柵進(jìn)入市場(chǎng)時(shí)，塑料土工格柵的市場(chǎng)受到了較大沖擊，但從近年來的市場(chǎng)接受情況看，隨著塑料加工技術(shù)的突飛猛進(jìn)，塑料土工格柵性能大大提升，其優(yōu)越性能又重新得到市場(chǎng)的認(rèn)可，市場(chǎng)增長(zhǎng)較快。2008年塑料類土工格柵市場(chǎng)規(guī)模達(dá)11億元。2009年，塑料土工格柵市場(chǎng)規(guī)模達(dá)14.28億元，在整個(gè)土工格柵使用量中所占比例接近55%。

2003-2009年土工格柵市場(chǎng)規(guī)模

單位：億元

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

2003-2009年土工格柵市場(chǎng)規(guī)模

單位：億平方米

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

2009年我國(guó)土工格柵產(chǎn)品市場(chǎng)結(jié)構(gòu)（金額）

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

二、按需求行業(yè)分市場(chǎng)需求

土工格柵主要用于土工工程的加固、加筋，廣泛應(yīng)用于水利、公路、鐵路、煤礦、建筑等工程領(lǐng)域。如用于建壩、護(hù)壩、護(hù)坡；防汛、防洪網(wǎng)籠；高速公路、鐵路、市政道路、飛機(jī)跑道等的路基增強(qiáng)加固；擋土墻護(hù)網(wǎng)、礦井頂網(wǎng)等。從市場(chǎng)需求方面來說，土工格柵作為一種新技術(shù)在我國(guó)最早用于公路路基加固，用以提高路基承載力、降低填土沉降。由于效果明顯，土工格柵在公路項(xiàng)目上得到了較為深入的推廣。尤其是在我國(guó)南方軟土地基分布較為廣泛的地區(qū)，許多公路項(xiàng)目都在使用土工格柵加筋。繼公路行業(yè)應(yīng)用土工格柵后，鐵路行業(yè)也在路基加固中開始采用土工格柵，而且近年來的應(yīng)用量不斷增大。在水利行業(yè)的一些特殊工程中，由于沒有足夠的填料可用，也在其攔河土石壩和河道堤防中采用土工格柵作為加筋材料使用。目前國(guó)內(nèi)土工格柵產(chǎn)品主要應(yīng)用在公路、鐵路和水利等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。在機(jī)場(chǎng)跑道建設(shè)、其他民用和工業(yè)建筑等行業(yè)的土工格柵應(yīng)用起步不久，是最近幾年才開始增加的。總體看，土工格柵在我國(guó)的應(yīng)用領(lǐng)域正在逐步拓展，工程建設(shè)對(duì)土工格柵的使用量也在逐漸加大。由于國(guó)內(nèi)在近幾年大力進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，這使國(guó)內(nèi)土工格柵需求量激增。

目前國(guó)內(nèi)土工格柵主要應(yīng)用于公路以及水利方面。2009年我國(guó)公路方面土工格柵應(yīng)用金額達(dá)10.05億元，占整個(gè)土工格柵總應(yīng)用金額的38.6%；其次為鐵路方面，2009年我國(guó)鐵路方面土工格柵應(yīng)用金額達(dá)6.57億元，占整個(gè)土工格柵總應(yīng)用金額的25.2%。

2009年我國(guó)土工格柵分行業(yè)市場(chǎng)需求比例（金額）

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

塑料土工格柵在各行業(yè)的應(yīng)用比例與土工格柵整體應(yīng)用狀況差別較大，主要體現(xiàn)在鐵路和水利方面。鐵路是塑料土工格柵最大的應(yīng)用領(lǐng)域，2009年我國(guó)鐵路方面塑料土工格柵應(yīng)用金額達(dá)5.50億元，占整個(gè)塑料土工格柵總應(yīng)用金額的38.5%，比土工格柵整體應(yīng)用比例高13.3個(gè)百分點(diǎn)；水利方面塑料土工格柵應(yīng)用金額為1.55億元，占整個(gè)塑料土工格柵總應(yīng)用金額的10.9%，比土工格柵整體應(yīng)用比例高低7.2個(gè)百分點(diǎn)。

按需求行業(yè)分2003-2009年國(guó)內(nèi)塑料土工格柵行業(yè)市場(chǎng)需求變化

單位：億元

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

三、按省份分市場(chǎng)需求

土工格柵需求的地區(qū)分布主要取決于各省市的地質(zhì)狀況和基礎(chǔ)工程建設(shè)投資狀況。我國(guó)地質(zhì)狀況復(fù)雜，區(qū)域間差異很大。如在南方軟土地基較多，有時(shí)要占一條公路全長(zhǎng)的1/4～1/3，而西南部山區(qū)則需要大量的邊坡防護(hù)、高路壩修筑和加筋擋土墻，在北方同樣有大量諸如軟基、邊坡處理的巖土加固工作；當(dāng)前道路修建中的一個(gè)趨勢(shì)是高等級(jí)道路比例的增長(zhǎng)，這就對(duì)路基處理、防止沉降提出了很高的要求，而使用土工格柵可以較好地解決土木工程中的特殊問題，如軟地基處理、差異沉降等；在這些場(chǎng)合，格柵是理想的土工材料。

近年來，我國(guó)公路、鐵路、水利等建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)大發(fā)展時(shí)期，特別是西部不發(fā)達(dá)省份在西部大開發(fā)的背景下公路建設(shè)、灌溉區(qū)建設(shè)項(xiàng)目劇增。各地對(duì)土工格柵的需求不斷擴(kuò)大。

按省份分2003-2009年國(guó)內(nèi)土工格柵行業(yè)市場(chǎng)需求變化

單位：億元

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

四、土工格柵行業(yè)特點(diǎn)

從本節(jié)第一、第二、第三部分中我們可以看到，國(guó)內(nèi)塑料類土工格柵行業(yè)有以下行業(yè)特點(diǎn)：

1、從整體市場(chǎng)規(guī)模來看，國(guó)內(nèi)塑料類土工格柵行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模逐年增長(zhǎng)。隨著國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)加快以及全球經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)，2008年以來，增長(zhǎng)速度高于前幾年水平。

2、從國(guó)內(nèi)塑料類土工格柵產(chǎn)品下游應(yīng)用行業(yè)來看，目前在公路方面對(duì)塑料類土工格柵產(chǎn)品需求最大。未來公路方面對(duì)塑料類土工格柵產(chǎn)品需求仍然最大，這可以從國(guó)家“十一五”計(jì)劃中看出，國(guó)家計(jì)劃在“十一五”期間，我國(guó)要集中力量建成“五縱七橫”，總里程達(dá)到35000公里，每小時(shí)車速達(dá)到80～120公里的國(guó)道主干系統(tǒng)，使全國(guó)公路總里程由目前的118萬公里增加到135萬公里，其中高級(jí)公路由目前的18000公里增加到40000公里，高速公路由目前的3400公里增加到15000公里。“十一五”期間，我國(guó)計(jì)劃要建筑高速公路5800公里，即每年平均新建約1000多公里。此外，我國(guó)公路有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門還規(guī)定，現(xiàn)有公路每隔6年，要進(jìn)行一次路面中修，每隔12年要進(jìn)行一次路面大修。所以再加上全國(guó)公路中修及大修需用的土工格柵量，累計(jì)我國(guó)公路方面土工格柵年需求總量將突破1億平方米。此外，除了公路方面之外，其他下游應(yīng)用行業(yè)對(duì)塑料類土工格柵產(chǎn)品的需求也將增長(zhǎng)。

3、從國(guó)內(nèi)塑料類土工格柵產(chǎn)品應(yīng)用地區(qū)來看，我國(guó)土工格柵產(chǎn)品的區(qū)域市場(chǎng)主要集中在生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目較為集中的區(qū)域，而鐵路、公路等大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程跨區(qū)域建設(shè)特征明顯，使得土工格柵材料的區(qū)域分布特征相對(duì)弱化。從我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)域特征和國(guó)家主要基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資方向來看，土工格柵市場(chǎng)主要集中在華東、華南、西南等地，與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平和道路交通建設(shè)關(guān)系相關(guān)性較高。華東地區(qū)以江蘇、浙江一帶施工項(xiàng)目較多，西北地區(qū)以陜西一帶施工項(xiàng)目較多，2008年的汶川地震使得四川省一帶施工項(xiàng)目增多。

第三節(jié) 2003-2009年土工膜市場(chǎng)規(guī)模及行業(yè)特征分析

一、土工膜產(chǎn)品整體市場(chǎng)規(guī)模

中國(guó)于1966年首先將土工膜（如瀝青-聚合物膜）用于混凝土壩防滲，進(jìn)入80年代得到飛速發(fā)展。現(xiàn)已應(yīng)用到水利、水電、交通、環(huán)保、建筑等各個(gè)領(lǐng)域。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，各地基礎(chǔ)建設(shè)大力推進(jìn)，為土工膜的應(yīng)用發(fā)展提供了廣闊的前景，我國(guó)土工膜行業(yè)發(fā)展迅速，到2009年，我國(guó)土工膜應(yīng)用規(guī)模達(dá)71.94億元，其中單一塑料類土工膜市場(chǎng)規(guī)模達(dá)27.17億元。

2003-2009年土工膜市場(chǎng)規(guī)模

單位：億元

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

2003-2009年土工膜市場(chǎng)規(guī)模

單位：億平方米

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

二、按需求行業(yè)分市場(chǎng)需求

與傳統(tǒng)的防水材料相比，土工膜具有滲透系數(shù)低、低溫柔性好、形變適應(yīng)性強(qiáng)、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、整體連接性好、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。因此它不但能滿足水土工程的要求，而且還可以應(yīng)用于屋頂防漏、園林綠化、河堤壩坡的保土、農(nóng)田水渠的防滲和水土保持、灘涂圍墾造田、環(huán)境工程中垃圾填埋、三廢處理和環(huán)境整治、防止沙漠化等。目前，我國(guó)土工膜需求主要來自水利工程領(lǐng)域。其次，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，城市垃圾處理量急劇增加，各地垃圾填埋場(chǎng)建設(shè)需求旺盛，為保護(hù)地下水源及周圍土壤，垃圾填埋場(chǎng)對(duì)土工膜的需求也日漸旺盛。再次，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，人民生活水平的提高，水的環(huán)境功能越來越受到人們的重視。許多地方如游樂設(shè)施、公園、療養(yǎng)院、學(xué)校甚至居民小區(qū)，都要設(shè)置人工湖。北方地區(qū)水資源極為缺乏，防滲防漏就顯得尤為重要。選用土工膜不僅解決了人工湖滲漏的問題，而且比采用鋼筋混凝土底板防滲方案更節(jié)省了資金，施工更方便，近年來，此部分需求也逐步放大。此外，我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)需求巨大，在隧洞防水、糧庫(kù)地面防潮層、建筑物的基礎(chǔ)防水、屋頂防漏、舊水利工程改造維護(hù)等許多領(lǐng)域，對(duì)土工膜的需求有著廣闊前景。

目前國(guó)內(nèi)土工膜主要應(yīng)用于水利以及公路方面。2009年我國(guó)水利方面土工膜應(yīng)用金額達(dá)25.12億元，占整個(gè)土工膜總應(yīng)用金額的34.9%；其次為鐵路方面，2009年我國(guó)鐵路方面土工膜應(yīng)用金額達(dá)13.99億元，占整個(gè)土工膜總應(yīng)用金額的19.4%。

2009年我國(guó)土工膜分行業(yè)市場(chǎng)需求比例（金額）

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

塑料土工膜在各行業(yè)的應(yīng)用與土工膜整體應(yīng)用差別較大，鐵路和公路方面的應(yīng)用比例遠(yuǎn)高于土工膜整體情況。2009年我國(guó)鐵路方面塑料土工膜應(yīng)用金額達(dá)7.02億元，占塑料土工膜總應(yīng)用金額的25.8%，比土工膜整體應(yīng)用比例高6.4個(gè)百分點(diǎn)；公路方面塑料土工膜應(yīng)用金額為5.92億元，占整個(gè)塑料土工膜總應(yīng)用金額的21.8%，比土工膜整體應(yīng)用比例高低6.9個(gè)百分點(diǎn)。

按需求行業(yè)分2003-2009年國(guó)內(nèi)塑料土工膜行業(yè)市場(chǎng)需求變化

單位：億元

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

三、按省份分市場(chǎng)需求

目前，國(guó)內(nèi)土工膜市場(chǎng)需求主要集中在水利工程領(lǐng)域，其市場(chǎng)需求地區(qū)分布受水利工程地區(qū)分布影響較大，沿江沿河省市需求較大。其次，隨著城市園林建設(shè)、垃圾處理設(shè)施建設(shè)和其他建筑工程需求的急劇擴(kuò)大，各大城市對(duì)土工膜的需求也在迅速增加。

按省份分2003-2009年國(guó)內(nèi)塑料土工膜行業(yè)市場(chǎng)需求變化

單位：億元

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)市場(chǎng)調(diào)查研究中心

四、土工膜行業(yè)特點(diǎn)

從本節(jié)第一、第二、第三部分中我們可以看到，國(guó)內(nèi)塑料類土工膜行業(yè)有以下行業(yè)特點(diǎn)：

1、從整體市場(chǎng)規(guī)模來看，近年來國(guó)內(nèi)塑料類土工膜行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模處于增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，同時(shí)，未來國(guó)內(nèi)塑料類土工膜行業(yè)市場(chǎng)需求前景依然令人看好。塑料類土工膜以其滲透性小、良好的拉伸強(qiáng)度、耐腐蝕性和穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于渠道、江堤水庫(kù)、湖壩、地鐵、垃圾填埋場(chǎng)等大型基礎(chǔ)設(shè)施的防滲，防腐，防漏。特別是近十年來，我國(guó)建筑業(yè)、環(huán)保衛(wèi)生事業(yè)的飛速發(fā)展，以及人們對(duì)環(huán)境的日益重視，使得新型防水材料的需求逐年增加，具有環(huán)保功能的塑料類土工膜已經(jīng)占有了自己的市場(chǎng)份額。

2、從塑料類土工膜需求行業(yè)來看，目前國(guó)內(nèi)塑料類土工膜主要應(yīng)用于水利以及公路方面，同時(shí)，在垃圾填埋廠建設(shè)等方面對(duì)塑料類土工膜的需求也越來越大。截止2009年我國(guó)的所有地區(qū)，包括鐵路、高速公路、水利、水電、水庫(kù)、堤壩、垃圾填埋場(chǎng)、環(huán)保、建筑、礦業(yè)、港口等土木工程領(lǐng)域所有的大中型工程項(xiàng)目，都已大規(guī)模采用了HDPE土工膜進(jìn)行防水、抗?jié)B處理，使用量很大。同時(shí)，HDPE土工膜產(chǎn)品在土木材料中所占的比重也日益增大。

在水利以及公路方面，近年來隨著人們對(duì)環(huán)境的日益重視，具有環(huán)保功能的聚乙烯土工膜得到使用者更多的青睞。

在垃圾填埋廠建設(shè)方面，我國(guó)生活垃圾處理建設(shè)任務(wù)將非常繁重，許多城市還沒有生活垃圾填埋場(chǎng)，考慮到我國(guó)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)以及城鄉(xiāng)一體化垃圾處理發(fā)展趨勢(shì)，生活垃圾填埋場(chǎng)建設(shè)需求還很大。如果平均每個(gè)縣至少建一個(gè)填埋場(chǎng)，還需要建設(shè)1600多座填埋場(chǎng)，如果平均每個(gè)縣建設(shè)兩個(gè)填埋場(chǎng)，就需要建設(shè)3000多座填埋場(chǎng)。塑料類土工膜是城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)防滲的核心材料。

3、從國(guó)內(nèi)塑料類土工膜產(chǎn)品應(yīng)用地區(qū)來看，我國(guó)塑料類土工膜產(chǎn)品的區(qū)域市場(chǎng)主要集中在生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目較為集中的區(qū)域。如2008年北京市奧林匹克水上公園項(xiàng)目就鋪設(shè)了70萬平方米的高密度聚乙烯土工膜作為賽道的防滲材料。同時(shí)，我國(guó)在深圳、北海、昆明、海口、保定、北京六里屯、天津、青島、泉州等地已建成的數(shù)十座大中型城市生活垃圾填埋場(chǎng)也大量使用了塑料類土工膜。此外，正在設(shè)計(jì)、籌建的國(guó)內(nèi)其它大中城市（如珠海、杭州）和三峽庫(kù)區(qū)首批l3個(gè)城市（如開縣、奉節(jié)、云陽、忠縣、萬州）等生活垃圾填埋場(chǎng)皆采用了塑料類土工膜。

第四節(jié) 市場(chǎng)供求狀況及供求的影響因素分析

一、市場(chǎng)供求狀況

目前中國(guó)土工合成材料市場(chǎng)產(chǎn)品數(shù)量不斷增加，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，產(chǎn)品品種范圍不斷擴(kuò)大。土工合成材料產(chǎn)品向系列型、合成型、復(fù)合型發(fā)展。應(yīng)用范圍從一般工程向大、中型工程發(fā)展。每年均有上千個(gè)大中型以上工程應(yīng)用土工合成材料。由于不同類型的土工合成材料的生產(chǎn)能力、應(yīng)用范圍、應(yīng)用技術(shù)等不同，因而生產(chǎn)、應(yīng)用情況還存在不平衡，其中中低檔土工合成材料由于技術(shù)門檻較低市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)較為激烈，高端土工合成材料依賴進(jìn)口的局面依然沒有從根本上扭轉(zhuǎn)。

目前國(guó)內(nèi)土工合成材料市場(chǎng)根據(jù)各種實(shí)際工程的需要，正在向系列型、復(fù)合型、綜合型發(fā)展；各類重點(diǎn)工程所需的高質(zhì)量、高檔土工合成材料的結(jié)構(gòu)將極大改善。

二、影響市場(chǎng)供求的主要因素

目前，我國(guó)無論生產(chǎn)部門還是應(yīng)用部門對(duì)土工合成材料的認(rèn)識(shí)還不深。有些新材料、新技術(shù)還不為人們所了解或認(rèn)識(shí)不足。這對(duì)產(chǎn)品開發(fā)、應(yīng)用推廣都是不利的。另外，企業(yè)創(chuàng)新能力還較弱，行業(yè)整體利潤(rùn)水平不高，不利于國(guó)內(nèi)土工合成材料產(chǎn)品的升級(jí)換代。土工合成材料的巨大需求為該產(chǎn)業(yè)提供了廣闊市場(chǎng)，而相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的缺失和落后成為制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸，造成國(guó)內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)品不能夠進(jìn)入國(guó)家相關(guān)大項(xiàng)目或者國(guó)際市場(chǎng)。現(xiàn)行土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)多是在1998年制定的，編制至今已有十多年，經(jīng)過多年的實(shí)踐，無論在內(nèi)容上或是模式上都亟待增補(bǔ)和改進(jìn)。而且隨著土工合成材料技術(shù)和產(chǎn)品的不斷推陳出新，傳統(tǒng)的檢測(cè)手段也不能夠滿足當(dāng)前的市場(chǎng)需要，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)。

第三章 相關(guān)產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)業(yè)鏈分析

第一節(jié) 上游產(chǎn)業(yè)鏈介紹

目前土工合成材料原料大多采用高分子聚合物，主要有聚丙烯（PP）、聚酯（PET）、聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚酰胺（PA）等。其中使用最多的是聚丙烯原料，占土工合成材料總用量的50%以上；其次是聚酯，占土工合成材料原料的15%～30%。

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)繁榮，我國(guó)的塑料加工工業(yè)才得到蓬勃發(fā)展，尤其是改革開放三十年來取得的輝煌成就舉世矚目。令人鼓舞的是全國(guó)塑料加工業(yè)快速發(fā)展又極大地促進(jìn)了合成樹脂、助劑與添加劑和塑料加工機(jī)械設(shè)備與模具制造行業(yè)等相關(guān)行業(yè)相互促進(jìn)協(xié)同發(fā)展，構(gòu)成了中國(guó)塑料工業(yè)現(xiàn)代化的“三大支柱”產(chǎn)業(yè)發(fā)展宏偉壯觀的畫面和景觀。

中國(guó)合成樹脂工業(yè)于1958年在錦州建成第一套聚氯乙烯樹脂市場(chǎng)裝置起步，同樣走過了從無到有、從小到大的快速發(fā)展歷程。1975年合成樹脂產(chǎn)量?jī)H為33萬噸，1990年增加到226.8萬噸，占當(dāng)年世界合成樹脂2.2%，1990至1999年間，合成樹脂的年平均增長(zhǎng)率高達(dá)15.34%，為世界年平均增長(zhǎng)率的3倍。2000年生產(chǎn)量已超過1000萬噸，比1999年（841.7萬噸）年增長(zhǎng)15.83%。1999年我國(guó)共生產(chǎn)合成樹脂1340.7萬噸（包括中國(guó)臺(tái)灣省499萬噸），占當(dāng)年亞洲各國(guó)總產(chǎn)量的27.44%，是世界總產(chǎn)量的8.55%。在全世界主要合成樹脂生產(chǎn)國(guó)中已接近排名第二位的日本（1456.9萬噸），而與第三位的德國(guó)（1386萬噸）基本持平。

據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2007年我國(guó)合成樹脂產(chǎn)量已達(dá)3073.55萬噸，同比增長(zhǎng)18.54%；進(jìn)口量1896.92萬噸，同比增長(zhǎng)5.04%；出口量382.37萬噸，同比增長(zhǎng)52.70%；表觀消費(fèi)量4578.04萬噸，同比增長(zhǎng)12.1%。我國(guó)合成樹脂表觀消費(fèi)量占全球消費(fèi)量2.6億噸的18%，逐年呈上升趨勢(shì)。2008年我國(guó)合成樹脂產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到3130萬噸。

2001-2008年年我國(guó)合成樹脂產(chǎn)量

單位：千噸

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)

2009年前三季度國(guó)內(nèi)五大合成樹脂表觀消費(fèi)量為3449.1萬噸，同比增長(zhǎng)17.1%。受國(guó)內(nèi)合成樹脂價(jià)格大幅上漲、廢舊塑料需求增加和存置庫(kù)存結(jié)束的影響，國(guó)內(nèi)合成樹脂需求大幅增加。估計(jì)全年五大合成樹脂生產(chǎn)能力將達(dá)到3905萬噸/年，產(chǎn)量在2900萬噸左右，表觀消費(fèi)量在4344萬噸，同比增長(zhǎng)13.5%。

2009年前三季度全國(guó)五大合成樹脂產(chǎn)量為2196萬噸，同比增加1.9%，其中聚乙烯產(chǎn)量為568萬噸，同比增長(zhǎng)6.3%；聚丙烯為593萬噸，同比增長(zhǎng)7.3%；聚氯乙烯為671萬噸，同比下降6.4%。

前三季度國(guó)內(nèi)五大合成樹脂表觀消費(fèi)量為3449.1萬噸，比上年同期增加17.1%，其中聚乙烯表觀消費(fèi)量為1132.7萬噸，同比增長(zhǎng)29.8%；聚丙烯為908.2萬噸，同比增長(zhǎng)19.8%；聚氯乙烯為816.5萬噸，同比增長(zhǎng)9.7%；聚苯乙烯為301.5萬噸，同比增長(zhǎng)3.5%；ABS樹脂為290.2萬噸，同比增長(zhǎng)3.8%。

第二節(jié) 下游產(chǎn)業(yè)鏈介紹

主要采購(gòu)商（主要建設(shè)施工單位、業(yè)主單位、行業(yè)部委）發(fā)展情況。

一、水利發(fā)展

新中國(guó)成立50多年來，我國(guó)水利建設(shè)取得了舉世矚目的成就，為各個(gè)時(shí)期經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。1998年以來，以大江大河堤防為重點(diǎn)的防洪工程建設(shè)、病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固、解決人畜飲水困難、大型灌區(qū)節(jié)水改造等取得了歷史性突破。

1、堤防和水閘。截止2008年底，全國(guó)已建成江河堤防28.69萬公里，累計(jì)達(dá)標(biāo)堤防11.28萬公里，堤防達(dá)標(biāo)率為39.3%；其中一、二級(jí)達(dá)標(biāo)堤防長(zhǎng)度為2.53萬公里，達(dá)標(biāo)率為74.0%。全國(guó)已建各類水閘43829座，其中大型水閘504座。在全部已建水閘中，分洪閘2647座，排澇閘14987座，擋潮閘5008座，引水閘8486座，節(jié)制閘12701座。

2、水庫(kù)及樞紐。全國(guó)已建成各類水庫(kù)86353座，水庫(kù)總庫(kù)容6924億立方米。其中，大型水庫(kù)529座，總庫(kù)容5386億立方米，占全部總庫(kù)容的77.8%；中型水庫(kù)3181座，總庫(kù)容910億立方米，占全部總庫(kù)容的13.1%。全國(guó)大中型水庫(kù)大壩安全達(dá)標(biāo)率為64.1%，比上年提高4.65%。

3、水土保持工程。全國(guó)水土流失綜合治理面積達(dá)到101.6萬平方公里，其中小流域治理面積39.2萬平方公里，實(shí)施生態(tài)修復(fù)面積達(dá)72萬平方公里，建成黃土高原淤地壩29840座。完成全國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)建設(shè)二期工程初步設(shè)計(jì)審查工作。

4、水土保持管理。全國(guó)共審批開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案2.36萬個(gè)，其中水利部審批國(guó)家大中型項(xiàng)目水土保持方案206個(gè)，涉及防治責(zé)任范圍3935.3平方公里。全年完成開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的水土保持設(shè)施驗(yàn)收1.13萬個(gè)。基本完成全國(guó)水土保持監(jiān)督執(zhí)法專項(xiàng)行動(dòng)，對(duì)10.48萬個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行了執(zhí)法檢查。中國(guó)水土流失與生態(tài)安全綜合科學(xué)考察工作進(jìn)展順利，共涉及27個(gè)省（自治區(qū)、直轄市）的315個(gè)縣。

2004-2008年完成的部分水利設(shè)施指標(biāo)情況

數(shù)據(jù)來源：水利部

二、公路水路發(fā)展

1、公路。

建國(guó)后，特別是“七五”時(shí)期以來，我國(guó)的公路建設(shè)得到了迅速發(fā)展，取得了世人矚目的成就。2008年我國(guó)公路里程持續(xù)增長(zhǎng)，村道所占比重明顯提高。截至2008年底，全國(guó)公路總里程達(dá)373.02萬公里，比上年末增加14.64萬公里。其中，國(guó)道15.53萬公里，省道26.32萬公里，縣道51.23萬公里，鄉(xiāng)道101.11萬公里，專用公路6.72萬公里，村道172.10萬公里，分別比上年末增加1.82萬公里、0.80萬公里、減少0.21萬公里、增加1.27萬公里、1.01萬公里和9.95萬公里。各行政等級(jí)公路里程占公路總里程的比重比上年末分別提高0.4個(gè)、持平、下降0.7個(gè)、0.8個(gè)、提高0.2個(gè)和0.9個(gè)百分點(diǎn)。

2008年各級(jí)公路里程

單位：萬公里

數(shù)據(jù)來源：交通部

2008年公路技術(shù)等級(jí)和路面等級(jí)進(jìn)一步提高。全國(guó)等級(jí)公路里程277.85萬公里，其中二級(jí)及以上高等級(jí)公路里程39.97萬公里，占公路總里程的10.7%。按公路技術(shù)等級(jí)分，各等級(jí)公路里程分別為：高速公路6.03萬公里，一級(jí)公路5.42萬公里，二級(jí)公路28.52萬公里，三級(jí)公路37.42萬公里，四級(jí)公路200.46萬公里，等外公路95.16萬公里。全國(guó)有鋪裝路面和簡(jiǎn)易鋪裝路面公路里程199.56萬公里，比上年末增加21.91萬公里，占總里程的53.5%。

農(nóng)村公路、高速公路建設(shè)取得新進(jìn)展。2008年底，全國(guó)農(nóng)村公路（含縣道、鄉(xiāng)道、村道）里程達(dá)到324.44萬公里，比上年末增加11.01萬公里。農(nóng)村公路里程超過10萬公里的省（區(qū)）為17個(gè)。截至年底，高速公路突破三千公里的省為6個(gè)，分別是：河南（4841公里）、山東（4285公里）、廣東（3823公里）、江蘇（3725公里）、河北（3233公里）和浙江（3073公里）。

2008年農(nóng)村公路超過10萬公里的省（區(qū)）

數(shù)據(jù)來源：交通部

各地區(qū)公路里程持續(xù)增長(zhǎng)，公路技術(shù)狀況進(jìn)一步提高。東部地區(qū)公路里程105.01萬公里，中部地區(qū)125.89萬公里，西部地區(qū)142.11萬公里，比上年末分別增加2.88萬公里、3.60萬公里和8.17萬公里。

2008年東、中、西部公路建設(shè)比較

單位：萬公里

數(shù)據(jù)來源：交通部

公路橋梁、隧道總量繼續(xù)增加。2008年底，全國(guó)公路橋梁達(dá)59.46萬座、2524.70萬延米，比上年末增加2.46萬座、205.52萬延米。其中特大橋梁1457座、250.18萬延米，大橋39381座、884.37萬延米。全國(guó)公路隧道為5426處、318.64萬延米，比上年末增加753處、63.09萬延米。其中特長(zhǎng)隧道120處、52.57萬延米，長(zhǎng)隧道743處、122.62萬延米。

2、內(nèi)河航道。

2008年底，全國(guó)內(nèi)河航道通航里程12.28萬公里。

各級(jí)航道里程情況

單位：公里

數(shù)據(jù)來源：交通部

2008年底，全國(guó)內(nèi)河航道共有4128處樞紐，其中具有通航功能的樞紐2329處。通航建筑物中，有船閘836座、升船機(jī)42座。

3、港口。

2008年底，全國(guó)港口數(shù)量為413個(gè)。年吞吐量在1000萬噸以上的沿海港口36個(gè)，200萬噸以上的內(nèi)河港口87個(gè)。

2008年底，全國(guó)港口擁有生產(chǎn)用碼頭泊位31050個(gè)，其中萬噸級(jí)及以上泊位1416個(gè)。全國(guó)沿海港口擁有生產(chǎn)用碼頭泊位5119個(gè)，其中萬噸級(jí)及以上泊位1157個(gè)；內(nèi)河港口擁有生產(chǎn)用碼頭泊位25931個(gè)，其中萬噸級(jí)及以上泊位259個(gè)。

全國(guó)港口萬噸級(jí)及以上泊位中，1～3萬噸級(jí)（不含3萬噸級(jí)）泊位656個(gè)，3～5萬噸級(jí)（不含5萬噸級(jí)）泊位252個(gè)，5～10萬噸級(jí)（不含10萬噸級(jí)）泊位366個(gè)，10萬噸級(jí)以上泊位142個(gè)。

全國(guó)萬噸級(jí)及以上泊位中，通用散貨泊位252個(gè)，通用件雜貨泊位272個(gè)，專業(yè)化泊位778個(gè)。專業(yè)化泊位中，原油泊位59個(gè)，成品油及液化氣泊位114個(gè)，散裝糧食泊位23個(gè)，煤炭泊位162個(gè)，集裝箱泊位251個(gè)。

三、鐵路

長(zhǎng)期以來我國(guó)鐵路事業(yè)的發(fā)展和建設(shè)相對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于比較滯后地位。尤其是在改革開放以來，1978～2008年間我國(guó)年均GDP增速為9.4%，人口數(shù)量也由9.6億增加到13.28億，全社會(huì)貨物運(yùn)輸需求增長(zhǎng)了10.6倍、客運(yùn)需求增長(zhǎng)了11.5倍。

我國(guó)鐵路目前還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)運(yùn)輸?shù)男枨螅覈?guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程的增長(zhǎng)速度不僅落后于GDP的增速，而且也落后于公路的建設(shè)速度；此外我國(guó)鐵路無論是客運(yùn)密度還是貨運(yùn)密度都呈現(xiàn)了逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，與其他發(fā)達(dá)國(guó)家以及發(fā)展中國(guó)家相比差距更為明顯。近幾年我國(guó)加大了鐵路建設(shè)，截止2008年我國(guó)投產(chǎn)新線1730.1公里、復(fù)線1955.8公里、電氣化鐵路1959.3公里，分別比上年增長(zhǎng)1.4倍、2.6倍和1.1倍，其中投產(chǎn)客運(yùn)專線1133.6公里。完成新線鋪軌2808.1公里（含地方鐵路127.5公里）、復(fù)線鋪軌2210.2公里，分別比上年增長(zhǎng)1.6倍和75.9%，均為歷史最多。

我國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程與GDP增速

單位：萬公里，%

數(shù)據(jù)來源：鐵道部，統(tǒng)計(jì)局

2008年全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程

數(shù)據(jù)來源：鐵道部，統(tǒng)計(jì)局

截至2009年底，我國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到8.6萬公里，躍居世界第二位。2009年全國(guó)鐵路共完成新線鋪軌5461公里、復(fù)線鋪軌4063公里；投產(chǎn)新線5557公里，其中客運(yùn)專線2319公里；投產(chǎn)復(fù)線4129公里、電氣化鐵路8448公里。

2009年是我國(guó)鐵路歷史上投資規(guī)模最大、投產(chǎn)最多的一年。全年完成基本建設(shè)投資6000億元，比上一年增加2650億元，增長(zhǎng)79%，超過“九五”和“十五”鐵路建設(shè)投資總和，為拉動(dòng)內(nèi)需、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)發(fā)揮了重要作用。

全年開展前期工作的項(xiàng)目達(dá)200多項(xiàng)，批復(fù)立項(xiàng)75項(xiàng)，批復(fù)可研150項(xiàng)。一大批重點(diǎn)工程開工建設(shè)，全年新開工項(xiàng)目123項(xiàng)。

目前，在建新線規(guī)模達(dá)到3.3萬公里，投資規(guī)模達(dá)到2.1萬億元。上海－杭州、南京－杭州、杭州－寧波、南京－安慶、西安－寶雞等客運(yùn)專線，蘭新鐵路第二雙線、山西中南部鐵路通道等區(qū)際干線，以及貴陽市域快速鐵路網(wǎng)，武漢城市圈、中原城市群城際鐵路等相繼開工建設(shè)。

2008年的《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整方案》將2020年全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程規(guī)劃目標(biāo)由10萬公里調(diào)整為12萬公里以上，電氣化率由50%調(diào)整為60%以上。進(jìn)一步擴(kuò)大鐵路網(wǎng)規(guī)模以及提高電氣化鐵路比重，是為了發(fā)揮好鐵路技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，更好地適應(yīng)建設(shè)和諧社會(huì)以及交通可持續(xù)發(fā)展的要求。

四、民航

經(jīng)過幾十年的建設(shè)和發(fā)展，我國(guó)機(jī)場(chǎng)總量初具規(guī)模，機(jī)場(chǎng)密度逐漸加大，機(jī)場(chǎng)服務(wù)能力逐步提高，現(xiàn)代化程度不斷增強(qiáng)，初步形成了以北京、上海、廣州等樞紐機(jī)場(chǎng)為中心，以成都、昆明、重慶、西安、烏魯木齊、深圳、杭州、武漢、沈陽、大連等省會(huì)或重點(diǎn)城市機(jī)場(chǎng)為骨干以及其他城市支線機(jī)場(chǎng)相配合的基本格局，我國(guó)民用運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)體系初步建立。截至2006年底，我國(guó)（不含港澳臺(tái)地區(qū)）共有民航運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)147個(gè)，其中軍民合用機(jī)場(chǎng)45個(gè)，全國(guó)機(jī)場(chǎng)平均密度為每10萬平方公里1.53個(gè)；按飛行區(qū)等級(jí)劃分，4E級(jí)機(jī)場(chǎng)25個(gè)、4D級(jí)機(jī)場(chǎng)35個(gè)、4C級(jí)機(jī)場(chǎng)58個(gè)、3C級(jí)機(jī)場(chǎng)29個(gè)；按經(jīng)濟(jì)地理分布，東部地區(qū)41個(gè)、中部地區(qū)25個(gè)、西部地區(qū)69個(gè)、東北地區(qū)12個(gè)；按地區(qū)劃分，東北、華北、華東、中南、西南、西北6個(gè)地區(qū)的機(jī)場(chǎng)數(shù)量分別為12個(gè)、18個(gè)、37個(gè)、25個(gè)、31個(gè)和24個(gè)，以每10萬平方公里計(jì)，密度分別為1.51個(gè)、1.16個(gè)、4.67個(gè)、2.57個(gè)、1.53個(gè)和0.81個(gè)。

根據(jù)2008年全國(guó)民用機(jī)場(chǎng)布局規(guī)劃，至2020年，布局規(guī)劃民用機(jī)場(chǎng)總數(shù)達(dá)244個(gè)，其中新增機(jī)場(chǎng)97個(gè)。

北方機(jī)場(chǎng)群：布局規(guī)劃?rùn)C(jī)場(chǎng)總數(shù)54個(gè)，其中新增24個(gè)。

北方機(jī)場(chǎng)群由北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江8個(gè)省（自治區(qū)、直轄市）內(nèi)各機(jī)場(chǎng)構(gòu)成。在既有30個(gè)機(jī)場(chǎng)的基礎(chǔ)上，布局規(guī)劃新增北京第二機(jī)場(chǎng)、邯鄲、五臺(tái)山、阿爾山、長(zhǎng)白山、漠河、撫遠(yuǎn)等24個(gè)機(jī)場(chǎng)，機(jī)場(chǎng)總數(shù)達(dá)到54個(gè)，為促進(jìn)華北、東北地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、東北亞經(jīng)濟(jì)合作和對(duì)外開放提供有力的航空運(yùn)輸保障。在此機(jī)場(chǎng)群中，重點(diǎn)培育北京首都機(jī)場(chǎng)為國(guó)際樞紐機(jī)場(chǎng)，進(jìn)一步增強(qiáng)其國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力；提升和發(fā)揮天津、沈陽機(jī)場(chǎng)分別在濱海新區(qū)發(fā)展和東北振興中的地位作用；進(jìn)一步完善哈爾濱、大連、長(zhǎng)春、石家莊、太原、呼和浩特等機(jī)場(chǎng)在區(qū)域中的干線機(jī)場(chǎng)功能，穩(wěn)步發(fā)展阿爾山、長(zhǎng)白山、漠河、大慶等區(qū)域內(nèi)支線機(jī)場(chǎng)。

華東機(jī)場(chǎng)群：布局規(guī)劃?rùn)C(jī)場(chǎng)總數(shù)49個(gè)，其中新增12個(gè)。

華東機(jī)場(chǎng)群由上海、江蘇、浙江、安徽、福建、江西、山東7個(gè)省（直轄市）內(nèi)各機(jī)場(chǎng)構(gòu)成。在既有37個(gè)機(jī)場(chǎng)基礎(chǔ)上，布局規(guī)劃新增蘇中、麗水、蕪湖、三明、贛東、濟(jì)寧等12個(gè)機(jī)場(chǎng)，機(jī)場(chǎng)總數(shù)達(dá)到49個(gè)，以滿足華東地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、對(duì)外開放和對(duì)臺(tái)“三通”的交通需要。在此機(jī)場(chǎng)群中，重點(diǎn)培育上海浦東機(jī)場(chǎng)為國(guó)際樞紐，增強(qiáng)其國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力；進(jìn)一步完善上海虹橋、杭州、廈門、南京、福州、濟(jì)南、青島、南昌、合肥等機(jī)場(chǎng)的干線機(jī)場(chǎng)功能；穩(wěn)步發(fā)展蘇中、三明、宜春、濟(jì)寧等區(qū)域內(nèi)支線機(jī)場(chǎng)。

中南機(jī)場(chǎng)群：布局規(guī)劃?rùn)C(jī)場(chǎng)總數(shù)39個(gè)，其中新增14個(gè)。

中南機(jī)場(chǎng)群由廣東、廣西、海南、河南、湖北、湖南6省（自治區(qū)）內(nèi)各機(jī)場(chǎng)構(gòu)成。在既有25個(gè)機(jī)場(chǎng)基礎(chǔ)上，布局規(guī)劃新增信陽、岳陽、衡陽、邵東、河池等14個(gè)機(jī)場(chǎng)，機(jī)場(chǎng)總數(shù)達(dá)到39個(gè)，以滿足中南地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，促進(jìn)東南亞經(jīng)濟(jì)合作、泛珠三角區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化和對(duì)外開放。在此機(jī)場(chǎng)群中，重點(diǎn)培育廣州白云機(jī)場(chǎng)為國(guó)際樞紐，增強(qiáng)其國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力；提升武漢、鄭州機(jī)場(chǎng)在中部崛起中的地位；完善長(zhǎng)沙、南寧、海口、三亞、深圳、桂林等機(jī)場(chǎng)在區(qū)域中的干線機(jī)場(chǎng)功能；進(jìn)一步穩(wěn)步發(fā)展河池、神農(nóng)架等區(qū)域內(nèi)支線機(jī)場(chǎng)。

西南機(jī)場(chǎng)群：布局規(guī)劃?rùn)C(jī)場(chǎng)總數(shù)52個(gè)，其中新增21個(gè)。

西南機(jī)場(chǎng)群由重慶、四川、云南、貴州、西藏5省（自治區(qū)、直轄市）內(nèi)各機(jī)場(chǎng)構(gòu)成。在既有31個(gè)機(jī)場(chǎng)的基礎(chǔ)上，布局規(guī)劃新增黔江、康定、騰沖、六盤水等21個(gè)機(jī)場(chǎng)，機(jī)場(chǎng)總數(shù)達(dá)到52個(gè)，以適應(yīng)西南地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，促進(jìn)中國(guó)-東盟自由貿(mào)易區(qū)的合作發(fā)展，以及為少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和旅游資源開發(fā)提供交通保障。在此機(jī)場(chǎng)群中，重點(diǎn)培育昆明機(jī)場(chǎng)成為連接南亞和東南亞的門戶機(jī)場(chǎng)，強(qiáng)化成都、重慶機(jī)場(chǎng)的樞紐功能，發(fā)揮其在西南地區(qū)和長(zhǎng)江中上游區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的中心地位作用；完善貴陽、拉薩等機(jī)場(chǎng)功能；穩(wěn)步發(fā)展黔江、康定、騰沖、六盤水等其他支線機(jī)場(chǎng)。

西北機(jī)場(chǎng)群：布局規(guī)劃?rùn)C(jī)場(chǎng)總數(shù)50個(gè)，其中新增26個(gè)。

西北機(jī)場(chǎng)群由陜西、甘肅、青海、寧夏和新疆5省（自治區(qū)）內(nèi)各機(jī)場(chǎng)構(gòu)成。在既有24個(gè)機(jī)場(chǎng)的基礎(chǔ)上，布局規(guī)劃新增天水、隴南、玉樹、喀納斯等26個(gè)機(jī)場(chǎng)，機(jī)場(chǎng)總數(shù)達(dá)到50個(gè)，以滿足西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，促進(jìn)中國(guó)-中亞地區(qū)貿(mào)易的發(fā)展，以及為少數(shù)民族地區(qū)發(fā)展和旅游資源開發(fā)提供航空運(yùn)輸保障。在此機(jī)場(chǎng)群中，重點(diǎn)加快培育烏魯木齊機(jī)場(chǎng)為連接中亞的西北門戶機(jī)場(chǎng)，提升西安機(jī)場(chǎng)在區(qū)域內(nèi)的中心地位；進(jìn)一步完善蘭州、銀川、西寧等機(jī)場(chǎng)的功能；穩(wěn)步發(fā)展天水、固原、玉樹、喀納斯等區(qū)域內(nèi)支線機(jī)場(chǎng)。

五、工程設(shè)計(jì)、施工單位

2010年1月中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部公布了核準(zhǔn)的工程勘察設(shè)計(jì)資質(zhì)、建筑業(yè)企業(yè)資質(zhì)、工程監(jiān)理資質(zhì)、工程招標(biāo)代理機(jī)構(gòu)資格及工程設(shè)計(jì)與施工一體化資質(zhì)結(jié)果，其中工程勘察設(shè)計(jì)資質(zhì)單位59家，建筑業(yè)企業(yè)164家。

核準(zhǔn)的工程勘察設(shè)計(jì)資質(zhì)結(jié)果匯總表

資料來源：住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部（注：此表已刪除建筑裝飾類單位）

2009年批準(zhǔn)取得水利工程質(zhì)量檢測(cè)甲級(jí)資質(zhì)的單位名單：巖土工程類（42個(gè)）

批準(zhǔn)取得具備水利工程質(zhì)量檢測(cè)甲級(jí)資質(zhì)（有效期一年）的單位名單：巖土工程類

（22個(gè)）

第四章 行業(yè)技術(shù)水平和行業(yè)特征

第一節(jié) 行業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)品技術(shù)需求

一、格柵

2008年修訂的塑料土工格柵產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（GB/T17689-2008）的檢測(cè)指標(biāo)主要有拉伸強(qiáng)度、蠕變性能等，各性能指標(biāo)如下：

聚丙烯單拉塑料格柵（PP）土工格柵

高密度聚乙烯單拉塑料格柵（HDPE）土工格柵

聚丙烯雙拉塑料格柵（PP）土工格柵

第二節(jié) 行業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其發(fā)展水平

一、塑料土工格柵

塑料土工格柵產(chǎn)品是通過特制機(jī)器對(duì)高密度化學(xué)板材（主要是高密度聚乙烯和高密度聚丙烯）進(jìn)行定位沖孔，然后進(jìn)行單、雙向拉伸，使板材內(nèi)部分子形成定向分布，采用的原料為聚乙烯、聚丙烯。目前一些國(guó)產(chǎn)的塑料土工格柵產(chǎn)品有兩大缺點(diǎn)：一個(gè)是拉伸強(qiáng)度（特別是早期）不夠高，第二是單位面積質(zhì)量比較重。而其產(chǎn)生的根本原因：一個(gè)是生產(chǎn)工藝還不夠先進(jìn)，二個(gè)是高分子原料配方還不夠科學(xué)。

塑料土工格柵的一般生產(chǎn)工藝流程

目前國(guó)內(nèi)塑料土工格柵的研發(fā)重點(diǎn)是生產(chǎn)工藝的改進(jìn)及功能母料的開發(fā)。生產(chǎn)工藝中拉伸是最關(guān)鍵的工藝步驟，涉及到較多的工藝參數(shù)和方法，如拉伸比、拉伸溫度、拉伸速度、加熱方式、拉伸方式等。雙向拉伸時(shí)還要考慮縱、橫向拉伸比的分配。其中拉伸比對(duì)制品機(jī)械性能的影響最大，拉伸溫度主要取決于原材料物性，拉伸速度是決定生產(chǎn)率的直接因素，而加熱方式和拉伸方式則影響拉伸過程能否均勻穩(wěn)定。格柵生產(chǎn)線長(zhǎng)度在30米以上，穩(wěn)定的拉伸對(duì)生產(chǎn)來說最為重要，拉伸不穩(wěn)定將造成很大的原材料及能源損失。板材擠出和制孔工藝同樣影響拉伸過程和制品性能。生產(chǎn)工程中拉伸前的孔型、尺寸及排布與拉伸工藝參數(shù)應(yīng)很好匹配，才能拉伸時(shí)產(chǎn)生過大的橫縮。目前塑料土工格柵的生產(chǎn)設(shè)備基本已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，相對(duì)于國(guó)外一條生產(chǎn)線需要4-5千萬，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)提供的設(shè)備只不到1000萬，而產(chǎn)品的各項(xiàng)性能也能達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品要求。

目前主輔料的選擇主要考慮制品力學(xué)性能、工藝性及其抗老化和抗紫外線性能。而隨著應(yīng)用領(lǐng)域的逐步擴(kuò)大，格柵的阻燃、消煙等問題將被提出。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的土工格柵機(jī)械性能指標(biāo)有兩類，即拉伸屈服力（即一定伸長(zhǎng)率下的拉伸力）和屈服伸長(zhǎng)率。在工程設(shè)計(jì)中，考慮到各種因素，一般使其實(shí)際受力遠(yuǎn)小于拉伸屈服應(yīng)力，因此格柵被瞬間被拉斷的可能性極小。由于土木工程的使用壽命較長(zhǎng)，所以實(shí)際上它在土體中將受到長(zhǎng)期穩(wěn)定的拉伸力作用，這決定了土工格柵的使用過程就是一個(gè)長(zhǎng)期蠕變的過程。一個(gè)較小的拉力長(zhǎng)期穩(wěn)定地作用在格柵上。格柵的蠕變性能因此應(yīng)是表征其機(jī)械性能一個(gè)非常重要的指標(biāo)。HDPE母料由于其具有較高的剛性和韌性，機(jī)械強(qiáng)度好，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性好，良好的注塑性能，已經(jīng)開始在塑料土工格柵的生產(chǎn)中應(yīng)用。

二、土工膜

單一土工膜分為單層膜和不同樹脂的多層復(fù)合膜。其生產(chǎn)工藝與普通的塑料薄膜相類似，分?jǐn)D出拉伸、擠出吹塑、壓延、涂敷而成的膜/片，厚度為0.2～5mm。單一的多層土工膜一般采用多層共擠法，不同物料進(jìn)入同一個(gè)模斗，再吹塑或壓延成型。幅寬根據(jù)用途不同而不同，目前最寬的可達(dá)10m以上。寬幅土工膜在大規(guī)模應(yīng)用中可以減少接縫，提高防滲質(zhì)量。早先的國(guó)產(chǎn)設(shè)備因比較落后，單一復(fù)合超厚寬膜還不能完全達(dá)到要求，關(guān)鍵設(shè)備要靠進(jìn)口。近年來，國(guó)內(nèi)對(duì)現(xiàn)有的棚膜生產(chǎn)機(jī)組進(jìn)行改造，使之能夠生產(chǎn)所要求的土工膜。目前，聚乙烯土工膜生產(chǎn)主要依靠吹塑成膜，設(shè)備已經(jīng)能夠國(guó)產(chǎn)化，質(zhì)量也能達(dá)到國(guó)際要求。但某些特殊規(guī)格如厚度要求在5mm或厚度十分均勻的膜，還要使用壓延成型。

防滲土工膜生產(chǎn)工藝流程

目前，土工膜的塑料母料的發(fā)展較快，PE產(chǎn)品中性能優(yōu)越的LDPE、HDPE已經(jīng)大量應(yīng)用于土工膜生產(chǎn)中，2007年我國(guó)HDPE、LDPE的產(chǎn)量已分別達(dá)到155萬噸、143萬噸。

但單一的塑料防滲土工膜在應(yīng)用時(shí)，由于表面光滑，在實(shí)際應(yīng)用中存在摩擦系數(shù)低、與土壤層接觸易滑移，使用過程中尤其是在坡道施工和使用過程中的穩(wěn)定性不足等弱點(diǎn)。目前在此類場(chǎng)所往往使用復(fù)合土工膜，結(jié)合土工布等編制產(chǎn)品特點(diǎn)，降低水土的流動(dòng)。另一種方式是發(fā)展糙面土工膜，糙面土工膜因?yàn)楸砻娲植冢耆鉀Q了這個(gè)問題。但是，實(shí)現(xiàn)土工膜表面粗糙效果我國(guó)的技術(shù)還較為落后，傳統(tǒng)解決辦法是進(jìn)行后道工序處理，不僅增加了成本，更可能出現(xiàn)土工膜表面噴絲剝離現(xiàn)象。多年來我國(guó)的糙面土工膜的生產(chǎn)技術(shù)難以突破，一直被國(guó)外企業(yè)壟斷。2009年3月，廣東金明塑膠設(shè)備有限公司成功研制國(guó)內(nèi)首臺(tái)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三層共擠糙面土工膜設(shè)備，打破了長(zhǎng)期以來該類設(shè)備只能依賴進(jìn)口而且價(jià)格昂貴，糙面土工膜生產(chǎn)成本居高不下、不能大面積推廣應(yīng)用的局面，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)吹塑加工裝備制造業(yè)又邁上了一個(gè)新臺(tái)階。

第三節(jié) 行業(yè)產(chǎn)品的應(yīng)用現(xiàn)狀

一、土工格柵

塑料土工格柵被廣泛應(yīng)用于土木建筑等工程中。在水利方面用于護(hù)壩、護(hù)堤工程，以及河道整治；在交通運(yùn)輸方面用于高速公路、鐵路及機(jī)場(chǎng)的基礎(chǔ)建筑，以及公路、鐵路兩旁的護(hù)坡，沙漠和沼澤地鋪路等，在煤炭工業(yè)方面主要用于頂網(wǎng)、多層開采、快速封井及井下鋪路等；此外還用于城市建筑、綠化以及水土保持等方面。單、雙向產(chǎn)品視應(yīng)用場(chǎng)合有一定區(qū)別，單向土工格柵適用于公路及鐵路路基、路堤、邊坡加筋、各類擋墻加筋、江河海壩的加筋及堆場(chǎng)加筋、橋臺(tái)加筋、較淺層基礎(chǔ)的加筋，廣泛應(yīng)用于各類加筋擋土墻；雙向格柵適用于公路及鐵路路基、路堤加筋、淺層基礎(chǔ)加筋、大型廣場(chǎng)、車場(chǎng)、碼頭貨場(chǎng)、堆場(chǎng)等永久性承載的地基增強(qiáng)，河道路基加筋，防治瀝青混凝土路。

我國(guó)土工格柵的應(yīng)用最早用于公路路基加固，主要用于公路與鐵路鋪設(shè)及相關(guān)擋土墻、邊坡防護(hù)、橋臺(tái)等工程，用以提高路基承載力、降低填土沉降。南方應(yīng)用此產(chǎn)品較早，尤其是在我國(guó)南方軟土地基分布較為廣泛的地區(qū)，廣東省、云南省、江蘇省及長(zhǎng)江以南不少地區(qū)在土工格柵剛進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)時(shí)，就很快認(rèn)識(shí)到土工格柵為工程建設(shè)帶來了很大好處，如廣東等地，幾乎所有的公路項(xiàng)目都在用土工格柵加筋。而在北方則相對(duì)應(yīng)用較晚，尤其東北地區(qū)。繼公路行業(yè)應(yīng)用土工格柵后，鐵路行業(yè)也在路基加固中開始采用土工格柵，近幾年來應(yīng)用量上升較快。水利行業(yè)在一些特殊工程中，限于沒有足夠的填料可用，也在其攔河土石壩和河道堤防中采用土工格柵作加筋材料使用。目前在我國(guó)，土工格柵應(yīng)用的主要領(lǐng)域基本上以公路、鐵路、水利為主，在民用和軍用機(jī)場(chǎng)的跑道上，也開始少量使用土工格柵，在其它民用和工業(yè)建筑中應(yīng)用土工格柵的還很少。同時(shí)，雙向土工格柵還開始向高邊坡護(hù)坡、巖石邊坡綠化治理及垃圾掩埋場(chǎng)等環(huán)保工程方面發(fā)展。

二、土工膜

當(dāng)前，土工膜在我國(guó)已廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：池塘里襯、水儲(chǔ)備、廢水隔離、防滲、垃圾填埋場(chǎng)里襯、湖堤保護(hù)、隧道、隔離地下水、建筑物或建筑工程隔離、水產(chǎn)養(yǎng)殖等。由于原料的差異，我國(guó)的土工膜應(yīng)用以復(fù)合土工膜為主。

1、在水利工程中的應(yīng)用

20世紀(jì)60年代中期，首先是將塑料土工膜用于灌溉渠道防滲，較早的工程有山東、陜西的引渭工程等（當(dāng)時(shí)主要是PVC，后來PE材料占領(lǐng)了大部分市場(chǎng)），以后推廣到蓄水池、水庫(kù)和閘壩工程。1965年，桓仁水電站首次采用土工膜處理混凝土壩裂縫，防止裂縫漏水成功。此后，寧夏、陜西、北京、河北、山東、遼寧、黑龍江等地也都在中小型（后來推廣到大型）水庫(kù)及土石壩（包括補(bǔ)強(qiáng)除險(xiǎn)工程）中使用土工膜或復(fù)合土工膜防滲，取得了良好效果。

2、人工湖防滲工程中的應(yīng)用

人工湖在中國(guó)園林、度假村等休閑娛樂場(chǎng)所發(fā)揮著不可或缺的作用。然而隨著地下水水位的持續(xù)降低，許多景區(qū)內(nèi)的人工湖湖水干涸，不僅失去了傳統(tǒng)意義上“山水相依”的美景，更會(huì)淪為春秋季多風(fēng)天氣沙塵暴的源頭，惡化空氣質(zhì)量，破壞城市整體投資環(huán)境，危及市民正常生活。因此對(duì)這些湖進(jìn)行綜合治理就成為一個(gè)日益重要的課題。

通過對(duì)膜料防滲、混凝土防滲、漿砌石防滲、瀝青防滲等多種防滲方案的對(duì)比，聚乙烯土工膜以其集造價(jià)低、防滲性能好、耐低溫、耐腐蝕性好、對(duì)環(huán)境無污染等諸多優(yōu)點(diǎn)于一身而被廣泛選用。

2002年“盧溝曉月湖”是北京市在人工湖防滲處理中首次采用聚乙烯土工膜的水利工程，共采用了約40萬平方米的低密度聚乙烯（LDPE）土工膜，其它還有位于海淀區(qū)的中央黨校人工湖（0.5mm厚，4萬㎡）；昌平的老北京微縮景觀（0.6mm，0.2萬㎡）；平谷縣的教師療養(yǎng)院（0.5mm，1.1萬㎡）；白洋淀華潤(rùn)集團(tuán)培訓(xùn)中心人工湖（HDPE防滲膜，8萬㎡）；北京奧林匹克水上公園防滲工程的建設(shè)過程中，采用HDPE防滲膜70萬㎡

3、在其他工程中的應(yīng)用

由于自然條件的原因，很多農(nóng)村地區(qū)的人畜飲水是個(gè)難題。地處鄂西南石灰?guī)r山區(qū)的長(zhǎng)陽縣自1970年代以來，就開始嘗試種種防滲節(jié)水的方法，希望能緩解農(nóng)村飲用水難題。經(jīng)對(duì)比多種工程方案，湖北省宜昌市水電局的工程人員確定聚乙烯防滲膜蓄水池具有投資少、防滲效果好、使用年限長(zhǎng)、施工技術(shù)簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而于1991后開始大面積推廣，先后修建塑膜水池2520個(gè)，總?cè)莘e90.72萬m3。

三、土工膜技術(shù)在國(guó)際上的發(fā)展趨勢(shì)：

1、混凝土壩防滲

現(xiàn)行的方法是先在混凝土壩上游面設(shè)置土工網(wǎng)，然后將土工膜粘貼在土工網(wǎng)上。土工膜用于混凝土壩防滲已有15年。這方面的最新進(jìn)展是粘貼區(qū)域的處理。例如，在不放空水庫(kù)或部分放空水庫(kù)的情況下，由潛水員完成粘貼。在土工膜下面設(shè)置排氣系統(tǒng)，以及防水庫(kù)上游面的雜物將土工膜刺壞。

2、土壩防滲

土工膜以及土工合成材料和粘性土形成的襯墊（GCL），已被用在土壩或土壩的上游面作為防滲體，并可將土工膜用于已建成的土壩的防滲處理上。利用膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁，在土壩內(nèi)挖槽（如有必要，該槽應(yīng)深入壩基）。土工膜置于槽的上游面。應(yīng)謹(jǐn)慎地選擇用于置換膨潤(rùn)土泥漿的回填土，使回填土本身也能形成防滲層。

3、隧道防滲

現(xiàn)行的方法是將土工膜用于永久性混凝土里側(cè)的防滲體，與針刺的、較厚的土工織物一起，將水導(dǎo)入設(shè)在隧道底腳的排水口，形成封閉的排水系統(tǒng)。將來的發(fā)展是開發(fā)壽命在100年以上的土工合成材料，以抵抗隧道周圍的不利環(huán)境。因而，施工方法的改進(jìn)和材料的壽命是最關(guān)心的問題。

4、渠道襯砌

美國(guó)墾務(wù)局從20世紀(jì)50年代開始試驗(yàn)用土工膜進(jìn)行渠道防滲襯砌。他們?nèi)〉昧溯^大的進(jìn)展，幾乎在所有的渠道上都采用土工膜襯砌。將來的發(fā)展是能在無覆蓋的條件下使用較強(qiáng)的土工膜。美國(guó)墾務(wù)局在20個(gè)不同的試驗(yàn)段對(duì)較厚的、有組合結(jié)構(gòu)的土工膜進(jìn)行了試驗(yàn)。

5、垃圾場(chǎng)的襯砌系統(tǒng)

美國(guó)環(huán)保局于1982年規(guī)定的采用土工膜作為棄置場(chǎng)的覆蓋和襯砌系統(tǒng)得到了普遍的響應(yīng)。目前，在美國(guó)，100%的有害的和24%的城市垃圾棄置場(chǎng)要求雙層襯砌系統(tǒng)；在世界上，58%的有害的和14%的城市垃圾棄置場(chǎng)要求雙層襯砌系統(tǒng)。盡管這種襯砌系統(tǒng)提供了長(zhǎng)期的封閉，但不是永久性的。將來是在滲漏液循環(huán)的同時(shí)，進(jìn)行開采式的處理。滲漏液可以通過土工合成材料排水系統(tǒng)（比如預(yù)制豎直排水），或在雙層之間集中。這種概念目的是創(chuàng)建永久性的棄置場(chǎng)。通過滲漏液循環(huán)和降解（需氧或厭氧），原來的棄置物就可以在一定的時(shí)間內(nèi)被開采，如制作肥料、田地覆蓋物等有益用料。這種方法可使襯砌系統(tǒng)被監(jiān)測(cè)、修理，甚至更換。這一概念在土地奇缺的地區(qū)正在得到研究。

第四節(jié) 行業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展方向

土工格柵產(chǎn)品在實(shí)踐領(lǐng)域的應(yīng)用是一個(gè)不斷發(fā)展和完善的過程，從終端用戶使用需求角度出發(fā)，我國(guó)土工格柵產(chǎn)品將向高強(qiáng)度、低延伸率、耐高溫、模量高、重量輕、韌性好、耐腐蝕、壽命長(zhǎng)、大幅寬等方向發(fā)展。

單一土工膜強(qiáng)度高、拉伸大，有很好的彈性和適應(yīng)變形的能力；阻隔性好，滲透低，有很好的耐老化能力，特別是在水下、土中，其耐久性尤為突出。故主要用來阻隔水和防滲漏，并起一定的加固作用。為了解決單一土工膜因表面光滑、摩擦系數(shù)小的缺點(diǎn)，可根據(jù)需要將其表面做成各種形狀的花紋（如人字形、三角形、矩形等）或凸點(diǎn)，增加表面摩擦力。或是在施工中加嵌錨固定，但會(huì)對(duì)膜的防滲性有所影響。

單一土工膜在應(yīng)力開裂性能方面存在缺陷，造成國(guó)內(nèi)在土工膜的應(yīng)用以復(fù)合膜為主，但國(guó)外已逐漸轉(zhuǎn)用HDPE土工膜，其具有優(yōu)良的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能，較大的使用溫度范圍（-60～+60℃）和較長(zhǎng)的使用壽命（50年）。近年來無論國(guó)內(nèi)國(guó)外，新產(chǎn)品、新材料、新工藝層出不窮。HDPE的品種繁多，性能各異，能滿足人們的各種要求。從國(guó)標(biāo)上看，環(huán)保用的高密度聚乙烯膜較其它聚乙烯膜有非常大的提升，直接應(yīng)用值得探索。而HDPE土工膜在應(yīng)用過程中的優(yōu)異表現(xiàn)也得到認(rèn)可，其施工不僅方便簡(jiǎn)單，安全可靠，而且效果很好。

第五節(jié) 行業(yè)的經(jīng)營(yíng)模式

土工格柵及土工膜產(chǎn)品行業(yè)在工程應(yīng)用時(shí)，必須經(jīng)過公路、鐵路、水利等行業(yè)的設(shè)計(jì)院所，他們負(fù)責(zé)所有的大、中型工程的設(shè)計(jì)和咨詢。土工格柵及土工膜產(chǎn)品能否在工程中應(yīng)用，設(shè)計(jì)院的意見尤其重要，往往是決策性的。在設(shè)計(jì)院所的工程設(shè)計(jì)中采用了土工格柵及土工膜產(chǎn)品后，生產(chǎn)企業(yè)才能對(duì)工程施工單位的土工材料進(jìn)行招投標(biāo)等采購(gòu)活動(dòng)。

我國(guó)從建國(guó)開始，工程建設(shè)的分工體系一直非常明確，即工程建設(shè)基本上由國(guó)家牽頭，設(shè)計(jì)、施工分別由具有資質(zhì)的設(shè)計(jì)院和有資質(zhì)的施工企業(yè)負(fù)責(zé)。同時(shí)從八十年代后期開始，我國(guó)在工程建設(shè)領(lǐng)域普遍推行項(xiàng)目法人負(fù)責(zé)制、招標(biāo)投標(biāo)制、工程監(jiān)理制等工程建設(shè)體制改革。參與項(xiàng)目設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)整個(gè)工程的技術(shù)方案設(shè)計(jì)；工程項(xiàng)目公司，負(fù)責(zé)對(duì)工程的進(jìn)度、質(zhì)量、投資等事宜進(jìn)行全面管理。

因此，要使應(yīng)用土工材料在工程中成真正形成應(yīng)用，一般要經(jīng)歷第一階段的方案銷售及第二階段的產(chǎn)品銷售階段：首先，必須取得工程設(shè)計(jì)人員的認(rèn)同。其次，新方案的采用也必須征得項(xiàng)目建設(shè)公司的同意。

在方案銷售的工程設(shè)計(jì)階段，交通部、鐵道部有影響力的勘察設(shè)計(jì)院往往對(duì)土工材料的應(yīng)用發(fā)揮重要作用。交通部公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院、中國(guó)公路工程咨詢監(jiān)理總公司、交通部第一公路勘察設(shè)計(jì)院等原交通部直屬設(shè)計(jì)院及鐵道部的四大鐵路勘察設(shè)計(jì)院，他們行業(yè)影響力普遍高于其它地方設(shè)計(jì)院，如果這幾家單位中的一家使用過某種新技術(shù)，則該種新技術(shù)在本行業(yè)其它單位中就比較容易得到認(rèn)同。

但目前，我國(guó)鐵道部的勘察設(shè)計(jì)院存在一定的區(qū)域影響范圍，主要是中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司影響區(qū)域：烏魯木齊鐵路局、青藏鐵路公司、蘭州鐵路局、西安鐵路局；中國(guó)中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司影響區(qū)域：成都鐵路局、南寧鐵路局、昆明鐵路局；鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司影響區(qū)域：哈爾濱鐵路局、沈陽鐵路局、北京鐵路局、呼和浩特鐵路局、濟(jì)南鐵路局；中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司影響區(qū)域：鄭州鐵路局、武漢鐵路局、廣鐵集團(tuán)、上海鐵路局、南昌鐵路局。

在產(chǎn)品的銷售階段，項(xiàng)目建設(shè)單位物資的采購(gòu)方面擁有絕對(duì)的影響力。一般情況下，工程建設(shè)項(xiàng)目屬技術(shù)含量較高的物質(zhì)產(chǎn)品，因此其物資采購(gòu)人員也多數(shù)由懂專業(yè)的技術(shù)人員購(gòu)成，而采購(gòu)決策也通常是由物資采購(gòu)小組全體或是評(píng)標(biāo)小組來決定，重大決策常常會(huì)由項(xiàng)目法人中更高的決策層甚至項(xiàng)目業(yè)主的上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)來決定。

從上可知，我國(guó)工程項(xiàng)目中土工材料的組織購(gòu)買一般經(jīng)歷以下過程：

1、需求確認(rèn)。在這個(gè)階段，采購(gòu)小組中的成員認(rèn)為需要某種產(chǎn)品可以做好工作或者更有利于工作的完成，從而提出購(gòu)買要求。具體到土工材料，這個(gè)階段的采購(gòu)小組成員就是設(shè)計(jì)院的工程師和甲方負(fù)責(zé)工程質(zhì)量和技術(shù)工作的負(fù)責(zé)人。由工程師提出并經(jīng)甲方技術(shù)負(fù)責(zé)人確認(rèn)用一種新的方案來解決用傳統(tǒng)方案所不能解決的問題。

第五篇：《堤防工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)》

《堤防工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)》 第一章 綜述 目 錄 前 言

第一章 綜述

第二章 土工合成材料的功能和設(shè)計(jì)原則 第三章 堤防系統(tǒng)的防滲、排滲和加固 第四章 防護(hù)工程 第五章 防汛搶險(xiǎn)工程

第六章 使用和開發(fā)中的一些問題

前 言

洪澇災(zāi)害是我國(guó)自然災(zāi)害中危害最大、損失最嚴(yán)重的災(zāi)害。長(zhǎng)江、黃河等七大江河的中下游及沿海平原地區(qū)，面積占國(guó)土總面積的8％。這里有全國(guó)40％的人口和35％的耕地，工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值占全國(guó)的70％，也是中國(guó)人口最密集、經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)。該地區(qū)的洪澇災(zāi)害嚴(yán)重，是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)持續(xù)發(fā)展的心腹之患。

我國(guó)在防御洪澇災(zāi)害方面做出了很大努力并取得非凡成就，但由于自然、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)條件的限制，我國(guó)現(xiàn)在的防洪減災(zāi)能力仍較低，江河和城市防洪標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低，不能適應(yīng)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的要求，防洪減災(zāi)仍是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。

河道堤防是我國(guó)防洪工程體系的重要組成部分。在長(zhǎng)江、黃河等七大江河的中下游地區(qū)，堤防是防御洪水的最后屏障。目前我國(guó)建有各類堤防25萬km，其中主要堤防6.57萬km。我國(guó)現(xiàn)有的堤防有三大特點(diǎn)。一是堤基條件差，堤防傍河而建，在堤線選擇上有很大的局限性，基礎(chǔ)大多為沙基，而且絕大部分堤防的基礎(chǔ)基本上沒有進(jìn)行處理。二是堤身質(zhì)量差，不少堤防是在原民堤的基礎(chǔ)上，經(jīng)歷年逐漸加高培厚而成，往往質(zhì)量不佳。三是堤后坑塘多，尤其是長(zhǎng)江干堤和洞庭湖、鄱陽湖區(qū)，筑堤土料嚴(yán)重不足，多年來，普遍在堤后取土筑堤，取土坑、塘多未做處理，覆蓋薄弱。因此當(dāng)遭遇洪水時(shí)，經(jīng)常發(fā)生管涌、滑坡、崩岸和漫溢等險(xiǎn)情，嚴(yán)重者導(dǎo)致大堤潰決。在1998年的洪澇災(zāi)害中，僅長(zhǎng)江中下游干堤就出現(xiàn)險(xiǎn)情6100多處，高水位時(shí)每天出險(xiǎn)300余處。

在奪取1998年抗洪斗爭(zhēng)全面勝利后，全國(guó)各地掀起了以堤防工程建設(shè)為重點(diǎn)的水利建設(shè)新高潮。黨中央、國(guó)務(wù)院多次強(qiáng)調(diào)，在災(zāi)后重建工作中，要運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)，堅(jiān)持質(zhì)量第一。對(duì)土工合成材料的推廣應(yīng)用給予了高度重視，朱镕基總理親自指示要在大修堤防工作中采用，并對(duì)推廣應(yīng)用土工合成材料作了多次重要批示。為貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院的指示精神，科學(xué)有序、積極穩(wěn)妥地做好土工合成材料的推廣應(yīng)用工作，在國(guó)家經(jīng)貿(mào)委的支持下，水利部國(guó)際合作與科技司、水利部建設(shè)與管理司以及國(guó)家防汛抗旱總指揮部辦公室，共同組織從事科研、管理、設(shè)計(jì)、施工、教學(xué)的專家，在總結(jié)多年土工合成材料應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)外最新進(jìn)展的基礎(chǔ)上，編寫了這本《堤防工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)》。本書也是“水利科技減災(zāi)系列叢書”之一。它的出版，旨在向廣大工程技術(shù)人員和基層干部群眾推廣普及土工合成材料在堤防工程中的實(shí)用技術(shù)和應(yīng)用知識(shí)，為在堤防工程中推廣應(yīng)用土工合成材料提供技術(shù)支撐。本書也可作為水利工程設(shè)計(jì)、施工、管理等技術(shù)人員的培訓(xùn)教材。在本書的編寫過程中，龔履華研究員，李廣信教授以及天津水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院和浙江省水科所等為本書提供了許多資料。李廣信、俞仲泉、徐少曼等專家對(duì)本書進(jìn)行了審閱，提出了許多寶貴意見。此外，還得到了長(zhǎng)江科學(xué)研究院、水利部科技推廣中心的大力支持，在此一并向他們表示衷心的感謝。

由于編寫時(shí)間緊迫，書中定會(huì)存在許多不足乃至錯(cuò)誤，敬請(qǐng)廣大水利工作者給予批評(píng)指正。第一章 綜 述

千百年來，在水利工程中，人們廣泛采用的材料主要是木、竹、土、石等天然材料以及一些金屬材料，但它們都有一些固有的缺陷，例如性能單一，質(zhì)量大，壽命不長(zhǎng)，價(jià)格昂貴等，故不能全面滿足工程的特定需要。同時(shí)天然材料畢竟數(shù)量有限，而且不少天然植物材料如過分利用還會(huì)影響自然界的生態(tài)平衡，破壞人們賴以生存的環(huán)境空間，例如大規(guī)模地砍伐森林樹木，破壞地表植被，會(huì)造成水土流失和荒漠化。有些金屬材料雖然性能良好，但容易銹蝕，且成本較高，從而限制了其應(yīng)用范圍。隨著近代化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，品種繁多的人工合成材料陸續(xù)問世。它們具有多種能滿足工程需要的性能，可制成各種符合實(shí)用目的的產(chǎn)品，而且由于其質(zhì)量輕、施工簡(jiǎn)易、運(yùn)輸方便、價(jià)格低廉、料源豐富等優(yōu)點(diǎn)，為巖土工程提供了一種嶄新的較為理想的材料，并由此帶來一種實(shí)施簡(jiǎn)便和經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)途徑。鑒于這種人工合成材料的強(qiáng)大生命力，因此近二三十年來在全世界范圍內(nèi)得到迅速的發(fā)展和廣泛的使用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，它們已在數(shù)十萬項(xiàng)工程中得到成功的應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益；在一些抗御自然災(zāi)害的斗爭(zhēng)中，更顯出其快捷、有效、簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。無怪乎這一項(xiàng)新材料和新技術(shù)被人們譽(yù)為20世紀(jì)巖土工程中的一項(xiàng)技術(shù)革命。第一節(jié) 土工合成材料的含義及其應(yīng)用概況

什么是土工合成材料，概括而言，土工合成材料是應(yīng)用于巖土工程的、以合成材料為原材料制成的各種產(chǎn)品的統(tǒng)稱。因?yàn)樗鼈冎饕糜趲r土工程，故冠以“土工”(geo一)兩字，稱為“土工合成材料”，以區(qū)別于天然材料。

土工合成材料在早期曾被稱為“土工織物”(geotextile)和“土工膜”(geomembrane)。隨著工程需要，這類材料不斷有新的品種出現(xiàn)，例如土工格柵、土工網(wǎng)和土工模袋等，原來的名稱已不能準(zhǔn)確地涵蓋全部產(chǎn)品，這樣，在其后的一段時(shí)期內(nèi)，把它們稱之為“土工織物、土工膜和相關(guān)產(chǎn)品(related product)”。顯然，這樣的名稱不宜作為一種技術(shù)名詞或?qū)W術(shù)名詞。為此，1994年在新加坡召開的第五屆國(guó)際土工合成材料學(xué)術(shù)會(huì)議上，正式確定這類材料的名稱為“土工合成材料”(geosynthetics)。

土工合成材料的原材料是高分子聚合物(polymer)。它們是由煤、石油、天然氣或石灰石中提煉出來的化學(xué)物質(zhì)制成，再進(jìn)一步加工成纖維或合成材料片材，最后制成各種產(chǎn)品。制造土工合成材料的聚合物主要有聚乙烯(PE)、聚酯(PER)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)等。

聚乙烯是在1931年前后，首先由英國(guó)ICI公司研制成功的，1939年成為商品在市場(chǎng)上出售，它是聚合物中分子結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種，可分為低分子量和高分子量?jī)深悺＞垡蚁┑谋戎貫?.92，耐酸堿，抗化學(xué)劑能力強(qiáng)，吸濕性低，低濕時(shí)仍具柔性，電絕緣性極好。在1950年前后，又開發(fā)出了高密度聚乙烯(HDPE)材料，其比重、機(jī)械強(qiáng)度、熔點(diǎn)和硬度等都比低密度的為優(yōu)。

聚酰胺約在1935年研制成功，俗名為尼龍，其吸濕性較高，干燥時(shí)有一定絕緣性、機(jī)械性能好。

聚酯于1941年前后問世，它包括聚酯樹脂、聚酯纖維和聚酯橡膠等。

聚丙烯于1954年研制出來，1957年成為商品出售。它的比重為0.90～0.91，耐溫范圍-30～1400C，耐化學(xué)劑性能較好，惰性強(qiáng)，價(jià)格低廉，是目前應(yīng)用最多的原材料之一。

此外，常用的原材料還有聚氯乙烯，它的比重為1.4，具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性，不燃燒，可用于制造透明薄膜、管道、板材等。

以上五種原材料的性能對(duì)比如表1-1所示。

應(yīng)當(dāng)指出，材料的強(qiáng)度還與纖維的制作方法有關(guān)。在應(yīng)用土工合成材料時(shí)，其性能更受施工方法、應(yīng)用環(huán)境和側(cè)限壓力大小的影響。

土工合成材料的最早應(yīng)用可追溯到本世紀(jì)二三十年代。1926年美國(guó)南卡羅林拉州公路部門曾采用過在棉布上灑瀝青而制成的材料，其形式類似于土工膜。其后，人們?cè)捎镁勐纫蚁㏄VC土工膜作為游泳池的防滲材料。50年代初，美國(guó)墾務(wù)局采用PVC土工膜作防滲襯砌。前蘇聯(lián)以聚乙烯膜進(jìn)行渠道防滲也有較長(zhǎng)歷史。

以近代人工聚合物為原料的土工織物的最早應(yīng)用實(shí)例，是50年代初的荷蘭三角洲工程。據(jù)估計(jì)，用量超過了1000萬m2，大大促進(jìn)了土工合成材料的工程應(yīng)用。60年代，美國(guó)逐漸擴(kuò)展了采用土工織物修建護(hù)坡下的墊層和反濾以及護(hù)岸等，并將土工織物鋪在瀝青路面中以防止路面反射裂縫。土工網(wǎng)于1968年在日本開始應(yīng)用，主要用在填土坡，幫助坡緣填土壓實(shí)，以增大其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。與此同時(shí)，土工網(wǎng)也被用在軟基上筑堤，以后又發(fā)展為在堤底全面鋪設(shè)。

非織造土工合成材料技術(shù)可能于1967年在美國(guó)、法國(guó)、英國(guó)開始應(yīng)用，它是一種較厚的聚酯非織造土工織物，作為大壩上游拋石護(hù)坡下的反濾層，或作為基土與其上覆蓋的粗粒料之間的隔離層。非織造織物的出現(xiàn)為土工織物的應(yīng)用開辟了較廣闊的天地。

80年代后出現(xiàn)了排水帶，路堤下用非織造織物作加筋，以及土工織物加筋擋墻等應(yīng)用實(shí)例。我國(guó)應(yīng)用土工合成材料開始較晚，但發(fā)展速度很快。目前幾乎在各種類型的巖土工程和大量的水利及堤防工程中都得到應(yīng)用。1974年江蘇省江都嘶馬用織造型土工織物制成的軟體排，結(jié)合混凝土塊壓重，進(jìn)行長(zhǎng)江護(hù)岸。稍后江都西閘和湖北省長(zhǎng)江堤防也都采用了軟體排。非織造土工織物用作反濾料的工程實(shí)例更多，云南麥子河水庫(kù)用得最早。80年代中期，非織造土工織物在尾礦壩和灰堤等工程中得到應(yīng)用。塑料排水帶早在80年代初即在天津新港用于加固軟基，目前排水帶在高速公路和機(jī)場(chǎng)工程已應(yīng)用得十分廣泛。混凝土模袋最早用于江蘇南宮河口岸，80年代末已成功應(yīng)用于30多項(xiàng)工程。加筋土擋墻已修建不少。近年來我國(guó)已能生產(chǎn)土工格柵，其工程需求量很大，預(yù)計(jì)會(huì)大大促進(jìn)加筋土技術(shù)的快速發(fā)展。聚苯乙烯板塊在我國(guó)寒冷地區(qū)早已用于工程防凍。近來土工格室、植被土工網(wǎng)墊等新技術(shù)也已開始應(yīng)用。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，迄今我們采用土工合成材料的工程已逾8000項(xiàng)。

在1998年夏秋，在長(zhǎng)江和松花江、嫩江特大洪災(zāi)的防汛搶險(xiǎn)工作中，土工合成材料發(fā)揮了重要作用。國(guó)務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)高瞻遠(yuǎn)矚，在災(zāi)后多次批示和指示，工程界和制造廠商積極響應(yīng)，展現(xiàn)了前所未有的應(yīng)用土工合成材料熱潮。可以預(yù)見，我國(guó)的土工合成材料的應(yīng)用程度、技術(shù)水平、以及產(chǎn)品的質(zhì)量和品種在不遠(yuǎn)的將來必將邁上一個(gè)新臺(tái)階。第二節(jié) 土工合成材料的種類

我國(guó)GB50290—98《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》將土工合成材料分為以下四大類：土工織物、土工膜、土工復(fù)合材料和土工特種材料，它們又各分為數(shù)種。現(xiàn)擇要介紹如下。

一、土工織物（geotextile）

土工織物是一種透水性材料，按制造方法不同。可進(jìn)一步劃分為圖1-1所示的各種類型。

(一)織造型土工織物(woven geotextile)這類產(chǎn)品又稱有紡?fù)凉た椢铮亲钤绲耐凉た椢锂a(chǎn)品。它的制造分兩道工序：先將聚合物原料加工成絲或紗或帶，再借織機(jī)制成平面結(jié)構(gòu)的布狀產(chǎn)品。織造時(shí)常包括相互垂直的兩組平行絲，如圖1-2。沿織機(jī)(長(zhǎng))方向的稱經(jīng)絲，橫過織機(jī)(寬)方向的稱緯絲。這種織物看來簡(jiǎn)單，卻有著不同的絲種和不同的織法。

絲種包括單絲、多絲及二者的混合。單絲是單根絲，典型直徑約為圖1-2土工織物的經(jīng)緯絲0.5mm，它是將聚合物熱熔后從模具中擠壓出來的連續(xù)長(zhǎng)絲。在擠出同時(shí)或剛擠出后將絲拉伸，使其中的分子定向，以提高絲的強(qiáng)度。多絲是由若干根單絲組成的，在制造高強(qiáng)土工織物時(shí)常采用多絲。多絲也有用切割成的短絲(一般長(zhǎng)100mm)搓擰而成的。

早期的土工織物系由單絲織成，后來發(fā)展為采用扁絲。扁絲是由聚合物薄片經(jīng)利刀切成的薄條，其厚度比單絲薄得多，且在切片前后都要牽引拉伸以提高其強(qiáng)度。扁絲寬度約為3mm，是其厚度的一二十倍。目前的大多數(shù)編織土工織物是由扁絲織成，而圓絲和扁絲結(jié)合織成的織物有較高的滲透性，如圖1-3。

另一種特殊的扁絲叫裂膜絲(fabrillated yarn)，它是將一根扁絲剖成許多根細(xì)絲，但仍連在一起。由裂膜絲織成的織物較為密實(shí)，柔軟而滲透性小。多絲和裂膜絲結(jié)合織成的編織物厚度可達(dá)1～2mm，比扁絲織成的要厚。

織造型土工織物有三種基本的制造型式：平紋、斜紋和緞紋。平紋是一種最簡(jiǎn)單、應(yīng)用最多的織法。其形式是經(jīng)、緯絲一上一下，如圖1-

2、圖1-3。斜紋則是經(jīng)絲跳越幾根緯絲，最簡(jiǎn)單的形式是經(jīng)絲二上一下，如圖1-4。緞紋織法是經(jīng)絲和緯絲長(zhǎng)距離的跳越，例如經(jīng)絲五上一下，這種織法適用于衣料類產(chǎn)品。

在織造時(shí)，由于梭子要不斷地牽引緯絲從經(jīng)絲的空間中穿過，故要求經(jīng)絲強(qiáng)度比緯絲的高。采用不同的絲和紗以及不同的織法，可以使織成的產(chǎn)品具有不同的特性。例如平紋織物有明顯的各向異性，如圖1-5，其經(jīng)、緯向的摩擦系數(shù)也不一樣；圓絲織物的滲透性一般比扁絲的要高，每厘米長(zhǎng)的經(jīng)絲間穿越的緯絲愈多，織物也愈密愈強(qiáng)，滲透性則愈低。單絲的表面積較多絲的要小，其防止生物淤堵的性能要好一些。聚丙烯的老化速度比聚酯和聚乙烯的要快，等等。由此可見，可以借調(diào)整絲(紗)的材質(zhì)、品種和織造方式等來得到符合工程要求的強(qiáng)度、經(jīng)緯強(qiáng)度比、摩擦系數(shù)、等效孔徑和耐久性等項(xiàng)指標(biāo)。在工程實(shí)施中應(yīng)根據(jù)具體要求來優(yōu)選產(chǎn)品，鋪設(shè)時(shí)要注意材料的合理鋪設(shè)方向。

(二)非織造型土工織物(non-woven geotextile)這類產(chǎn)品又稱無紡?fù)凉た椢铩８鶕?jù)粘合方式的不同，非織造型土工織物分為熱粘合、化學(xué)粘合和機(jī)械粘合等三種。

熱粘合非織造型土工織物的制造，是將纖維在傳送帶上成網(wǎng)，讓其通過兩個(gè)反向轉(zhuǎn)動(dòng)的熱輥之間熱壓，纖維網(wǎng)受到一定溫度后，部分纖維軟化熔融，互相粘連，冷卻后得到固化。該法主要用于生產(chǎn)薄型土工織物，厚度一般為O.5～1.0mm。由于纖維是隨機(jī)分布的，織物中形成無數(shù)大小不一的開孔。再因?yàn)闊o經(jīng)緯絲之分，故其強(qiáng)度的各向異性不明顯。

紡粘法是粘合法中的一種，是將聚合物原料經(jīng)過熔融、擠壓，紡絲成網(wǎng)，纖維加固后形成的產(chǎn)品。這種織物厚度薄而強(qiáng)度高，滲透性大。由于制造流程短，產(chǎn)品質(zhì)量好，品種規(guī)格多，成本低，用途廣，近年來在我國(guó)發(fā)展較快。

化學(xué)粘合法土工織物，是通過不同工藝，將粘合劑均勻地施加到纖維網(wǎng)中，待粘合劑固化，纖維之間便互相粘連，使網(wǎng)得以加固，厚度可達(dá)3mm。常用的粘合劑有聚烯酯、聚酯乙烯等。也可以在施加粘合劑前加以滾壓，得到較薄的和孔徑較小的產(chǎn)品。這類產(chǎn)品在工程中的應(yīng)用較少。

機(jī)械粘合法是以不同的機(jī)械工具將纖維網(wǎng)加固，應(yīng)用最廣的是針刺法，還有用水刺法的。針刺法利用裝在針刺機(jī)底板上的許多截面為三角形或棱形且側(cè)面有鉤刺的針，由機(jī)器帶動(dòng)，作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，讓網(wǎng)內(nèi)的纖維互相纏結(jié)，從而織網(wǎng)得以加固。產(chǎn)品厚度一般在1mm以上，孔隙率高，滲透性大，反濾排水性能均佳，在水利工程中應(yīng)用很廣。水刺法是利用高壓噴射水流射入纖維網(wǎng)，使纖維互相纏結(jié)加固。其產(chǎn)品較為柔軟，主要用作衛(wèi)生用品，工程中尚未應(yīng)用，二、土工膜(geomembrane)土工膜是一種基本不透水的材料。根據(jù)原材料不同，可分為聚合物和瀝青兩大類。為滿足不同強(qiáng)度和變形需要，又有不加筋和加筋的區(qū)分。聚合物膜在工廠制造，瀝青膜則大多在現(xiàn)場(chǎng)制造。

制造土工膜的聚合物有熱塑塑料(如聚氯乙烯)、結(jié)晶熱塑塑料(如高密度聚乙烯)、熱塑彈性體(如氯化聚乙烯)和橡膠(如氯丁橡膠)等。工廠制造土工膜的方法主要有擠出、壓延或加涂料等。擠出是將熔化的聚合物通過模具制成土工膜，厚0.25～4mm。壓延則是將熱塑性聚合物通過熱輥壓成土工膜，厚0.25～2mm。加涂料是將聚合物均勻涂在紙片上，待冷卻后將土工膜揭下來而成。現(xiàn)場(chǎng)制造土工膜是在地面噴涂或敷一層冷或熱的粘滯聚合物而成。瀝青土工膜用的是瀝青聚合物或合成橡膠。

制造土工膜時(shí)還需要摻入一定量的添加劑，使在不改變材料基本特性的情況下，改善其某些性能和降低成本。例如摻入碳黑可以提高抗日光紫外線能力，延緩老化；摻人鉛鹽、鋇、鈣等衍生物以提高材料的抗熱、抗光照穩(wěn)定性；摻人滑石等潤(rùn)滑劑以改善材料可操作性；摻入殺菌劑可防止細(xì)菌破壞等。對(duì)于瀝青類土工膜，其主要的摻人材料是一些填料或纖維。填料可為細(xì)礦粉，它能增加膜的強(qiáng)度且降低其成本；加入纖維，也是為提高膜的強(qiáng)度。

三、土工復(fù)合材料(geocomposite)土工復(fù)合材料是兩種或兩種以上的土工合成材料組合在一起的制品。這類制品將各組合料的特性相結(jié)合，以滿足工程的特定需要。不同的工程有不同的綜合功能要求，故土工復(fù)合材料的品種繁多，可以說土工復(fù)合材料是當(dāng)前和今后一段時(shí)期發(fā)展的大方向。(一)復(fù)合土工膜(composite geomembrane)復(fù)合土工膜是將土工膜和土工織物（包括織造和非織造型）復(fù)合在一起的產(chǎn)品。應(yīng)用較多的是非織造針刺土工織物，其單位面積質(zhì)量一般為200～600g/m2。復(fù)合土工膜在工廠制造時(shí)可以有兩種方法，一是將織物和膜共同壓成；另外也可在織物上涂抹聚合物以形成二層（俗稱一布一膜）、三層（二布一膜）、五層（三布二膜）的復(fù)合土工膜。

復(fù)合土工膜有許多優(yōu)點(diǎn)，例如：以織造型土工織物復(fù)合，可以對(duì)土工膜加筋，保護(hù)膜不受運(yùn)輸或施工期間的外力損壞；以非織造型織物復(fù)合，不僅對(duì)膜提供加筋和保護(hù)，還可起到排水排氣的作用，同時(shí)提高膜面的摩擦系數(shù)，在水利工程和交通隧洞工程中有廣泛的應(yīng)用。(二)塑料排水帶(prefabricafed strip drain）

塑料排水帶是由不同截面形狀的連續(xù)塑料芯板外面包裹非織造土工織物（濾膜）而成。芯板的原材料為聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯。芯板截面有多種型式，常見的有城垛式、和乳頭式等，如圖1-6。芯板起骨架作用，截面形成的縱向溝槽供通水之用，而濾膜多為滌綸無紡織物，作用是濾土、透水。塑料排水帶的寬度一般為100mm，厚度3.5～4mm，每卷長(zhǎng)100～200m，每米重約0.125kg。我國(guó)目前排水帶的寬度最大達(dá)230mm，國(guó)外已有2m以上的寬帶產(chǎn)品。

塑料排水帶的施工是利用插帶機(jī)將其埋沒在土層中的預(yù)定位置。塑料帶前端與錨靴相連，用插帶機(jī)導(dǎo)桿頂住錨靴，插入土層中，達(dá)到預(yù)定深度后拔出導(dǎo)桿，但排水帶仍留在預(yù)定位置，在高出地面一定高度(0.5m左右)剪斷排水帶。施工時(shí)可用靜荷或動(dòng)荷送桿，靜荷送桿對(duì)土層擾動(dòng)小，較為常用。我國(guó)插帶機(jī)的插入深度可達(dá)約25m，入士速率可達(dá)6m/min。排水帶的平面分布間距可借理論計(jì)算確定，一般為l～2m。排水帶插入軟基后，為排除土中的多余水量提供了捷徑，多余水可水平向通過帶的濾膜進(jìn)入芯板溝槽，再向上由地表的透水料墊層排走。排水帶在公路、碼頭、水閘等軟基加固工程中應(yīng)用廣泛，以加速軟土固結(jié)。

(三)軟式排水管

軟式排水管又稱為滲水軟管，是由高強(qiáng)鋼絲圈作為支撐體，以及具有反濾、透水及保護(hù)作用的管壁包裹材料兩部分構(gòu)成的，如圖1-7。高強(qiáng)鋼絲由鋼線經(jīng)磷酸防銹處理，外包一層PVC材料，使其與空氣及水隔絕，避免氧化生銹。包裹材料有三層，內(nèi)層為透水層，由高強(qiáng)特多龍紗或尼龍紗作為經(jīng)紗，特殊材料為緯紗制成；中層為非織造土工織物過濾層；外層為與內(nèi)層材料相同的覆蓋層。為確保軟式排水管的復(fù)合整體性，支撐體和管壁外裹材料間，以及外裹各層之間都采用了強(qiáng)力粘結(jié)劑粘合牢固。目前市場(chǎng)出售的管徑分別為50.1mm、80.4mm和98.3mm，相應(yīng)的通水量(坡降i＝1/250)為45.7cm3/s、162.7cm3/s、311.4cm3/s

軟式排水管兼有硬水管的耐壓與耐久性能，又有軟水管的柔性和輕便特點(diǎn)，過濾性強(qiáng)，排水性好，可用于各種排水工程中。(四)其他復(fù)合排水材料

現(xiàn)在已生產(chǎn)出各種型式芯材和外包濾膜的復(fù)合排水材料。芯材有平板上立管柱的，有做成各種奶頭形的，有土工網(wǎng)的，還有用塑料絲纏成的網(wǎng)狀體的等等(圖1-8)，它們均具有較大的排水能力，可按工程需要選用。

四、土工特種材料

土木特殊材料是為工程特定需要而生產(chǎn)的產(chǎn)品，品種多，現(xiàn)選擇幾種主要產(chǎn)品說明如下。(一)土工格柵(geogrid)土工格柵是在聚丙烯或高密度聚乙烯板材上先沖孔，然后進(jìn)行拉伸而成的帶長(zhǎng)方形或方形孔的板材，如圖1-9。加熱拉伸是讓材料中的高分子定向排列，以獲得較高的抗拉強(qiáng)度和較低的延伸率。按拉伸方向不同，格柵分為單向拉伸(孔近矩形)和雙向拉伸(孔近方形)兩種。前者在拉伸方向上有較高強(qiáng)度，后者在兩個(gè)拉伸方向上皆有較高強(qiáng)度。

土工格柵因其高強(qiáng)度和低延伸率而成為加筋的好材料，例如英國(guó)奈特龍(Netlon)公司生產(chǎn)的坦薩(TENSAR)SR2(單向)的縱、橫向抗拉強(qiáng)度分別為80kN/m和13kN/m，延伸率分別為9％和15％(常溫下)。土工格柵埋在土內(nèi)，與周圍土之間不僅有摩擦作用，而且由于土石料嵌入其開孔中，還有較高的咬合力，它與土的摩擦系數(shù)可以高達(dá)0.8～1.0。

土工格柵的品種和規(guī)格很多，目前開發(fā)的新品種有用加筋帶縱橫相連而成的(圖1-10)，也有用高強(qiáng)合成材料絲縱橫連接而成的，等等。(二)土工網(wǎng)(geonet)土工網(wǎng)是以聚丙烯或聚乙烯為原料，應(yīng)用熱塑擠出法生產(chǎn)的具有較大孔徑和較大剛度的平面結(jié)構(gòu)材料。可因網(wǎng)孔尺寸、形狀、厚度和制造方法的不同而造成性能上的很大差異。一般而言，土工網(wǎng)的抗拉強(qiáng)度都較低，延伸率較高，以英國(guó)NETLON系列為例，其抗拉強(qiáng)度僅為2～8kN/m，延伸率一般達(dá)到20％以上。

這類產(chǎn)品常用于坡面防護(hù)、植草、軟基加固墊層，或用于制造復(fù)合排水材料。一般說來，它只有在受力水平不高的場(chǎng)合，才能用于加筋。(三)土工模袋(fabriform)土工模袋是由上下兩層土工織物制成的大面積連續(xù)袋狀材料，袋內(nèi)充填混凝土或水泥砂漿，凝固后形成整體混凝土板，可用作護(hù)坡。這種袋體代替了混凝土的澆注模板，故而得名。模袋上下兩層之間用一定長(zhǎng)度的尼龍繩來保持其間隔，可以控制填充時(shí)的厚度。澆注在現(xiàn)場(chǎng)用高壓泵進(jìn)行。混凝土或砂漿注入模袋后，多余水量可從織物孔隙中排走，故而降低了水分，加快了凝固速度，使強(qiáng)度增高。

按加工工藝的不同，可將模袋分為兩類，即機(jī)織模袋和簡(jiǎn)易模袋。前者是由工廠生產(chǎn)的定型產(chǎn)品，而后者是用手工縫制而成。

機(jī)織模袋按其有無排水點(diǎn)和充填后成型的形狀分成許多種。我國(guó)現(xiàn)行的機(jī)織模袋有下列五種，其形狀、規(guī)格與用途見表1-2

1．有過濾點(diǎn)模袋(FP)過濾點(diǎn)將上下兩片織物連在一起，濾點(diǎn)處不讓泵液進(jìn)入，它可供排除土坡滲水，消除孔隙水壓力。這類模袋充填砂漿。2．薄型無過濾點(diǎn)模袋(NF)這類模袋只有接縫排水，充填料用砂漿，適用于無水位驟降和無防滲要求的護(hù)坡。3．厚型無過濾點(diǎn)模袋(CX)充填細(xì)砂混凝土，厚度大，用于重型防護(hù)工程，如海灣、碼頭護(hù)岸。4．鉸鏈型模袋(RB)這類模袋充填砂漿凝固后，形成許多獨(dú)立而又以尼龍繩相聯(lián)的塊體，塊與塊間能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，排水通暢，適用于有較大不均勻沉降和地形變化大的坡面或地基防沖。5．框架型模袋(NB)這類模袋充填砂漿后形成方形或長(zhǎng)方形格子，格中可種植花草，既可護(hù)坡，又美化環(huán)境。此外，近年來美國(guó)HYDROTEX公司還生產(chǎn)一種稱為AB型的模袋，其中插有鋼筋，為鉸鏈?zhǔn)剑瑥?qiáng)度高，適用于海岸防護(hù)。(四)土工格室(geocell)土工格室是由強(qiáng)化的高密度聚乙烯寬帶，每隔一定間距以強(qiáng)力焊接而形成的網(wǎng)狀格室結(jié)構(gòu)。典型的條帶厚1.2mm、寬100mm，每隔300mm進(jìn)行焊接。閉合和張開時(shí)的形狀如圖1-11。格室張開后，可填以土料，由于格室對(duì)土的側(cè)向位移的限制，可大大提高土體的剛度和強(qiáng)度。它可用于處理軟弱地基，增大其承載力，沙漠地帶可用于固沙，還可用于護(hù)坡等。

(五)土工管(geotex tube)、土工包(geocontainer)土工管、土工包是用經(jīng)防老化處理的高強(qiáng)土工織物制成的大型管袋及包裹體，可有效地護(hù)岸和用于崩岸搶險(xiǎn)，或利用其堆筑堤防，解決疏浚棄土的放置難題。

土工包是將大面積高強(qiáng)度的土工織物攤鋪在可開底的空駁船內(nèi)，充填200～800m3料物，將織物包裹閉合，運(yùn)到一定部位，沉至預(yù)定位置。在國(guó)外，該技術(shù)大量用于環(huán)保。(六)聚苯乙烯板塊(EPS)聚苯乙烯板塊稱泡沫塑料，是由聚苯乙烯聚合物為原料，加入發(fā)泡劑制成的。它的主要特點(diǎn)是質(zhì)量極輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、吸水率小，但也有一定抗壓強(qiáng)度。其單位體積質(zhì)量?jī)H20.4～40.8kg/m3，為砂和混凝土的1/50～1/100，屬超輕型材料；導(dǎo)熱系數(shù)為λp＝0.03～0.038kcal／mH·℃，吸水率僅為O.15～0.20g/100cm3。由于其質(zhì)輕，可用它代替土料，填筑橋端的引堤，解決橋頭跳車問題。其導(dǎo)熱系數(shù)低，故在寒冷地帶，可用該材料板塊防止結(jié)構(gòu)物凍害，例如在擋墻背面或閘底板下，放置泡沫塑料以防止凍脹等。(七)土工合成材料粘土墊層(Geosynthetic Clay Liner簡(jiǎn)稱GCL)土工合成材料粘土墊層是由兩層或多層土工織物(或土工膜)中間夾一層膨潤(rùn)土粉末(或其他低滲透性材料)以針刺(縫合或粘接)而成的一種復(fù)合材料。它與壓實(shí)粘土墊層相比，具有體積小、質(zhì)量輕、具柔性、密封性良好、抗剪強(qiáng)度較高、施工簡(jiǎn)便、適應(yīng)不均勻沉降等優(yōu)點(diǎn)，可以代替一般的粘土密封層，用于水利或土木工程中的防滲或密封設(shè)計(jì)。國(guó)外大量用于廢料坑的底部防滲襯砌和頂部封蓋。產(chǎn)品的具體規(guī)格和用途可參見第六章第三節(jié)。第三節(jié)土工合成材料的耐久性和防護(hù)保養(yǎng)

一、影響耐久性的主要因素

土工合成材料的原材料是高分子聚合物。這種物質(zhì)是鏈節(jié)結(jié)構(gòu)，它對(duì)氧化(老化)十分敏感，容易發(fā)生降解反應(yīng)和交換反應(yīng)，導(dǎo)致材料破壞。為此，土工合成材料的使用壽命自然引起工程人員的高度關(guān)注。氧化包括熱和溫度引起的熱氧化，以及陽光中紫外線產(chǎn)生的光氧化。其中光氧化的破壞作用很強(qiáng)，因?yàn)樽贤饩€具有很大能量，能切斷聚合物的分子鏈，或引發(fā)光氧化反應(yīng)。此外，影響材料耐久性的還有化學(xué)與生物侵蝕、干濕作用、凍融變化和機(jī)械磨損等，但以日照紫外線的影響最重要。

各種原材料抗紫外線的能力以聚丙烯和聚酰胺最差，聚酯最佳，聚乙烯、聚氯乙烯介乎其間，顏色淺的比深的差。由于老化是從表層逐漸向內(nèi)部發(fā)展，故產(chǎn)品厚的較薄的耐老化。

二、延緩老化的措施

老化是高分子材料的固有特性之一，不能完全消除，但如果采取有效措施，可以大大延緩。延緩老化的措施可以從兩方面著手：一方面是在原材料中加人防老化劑，抑制光、氧、熱等外界因素對(duì)材料的作用，如摻適量的抗氧劑、光穩(wěn)定劑和深色碳黑等。有的單位在聚丙烯中加入防老化劑，經(jīng)4年日光直接爆曬，強(qiáng)度僅損失25％，如果不加防老化劑，直接在日光下照射2～3月，強(qiáng)度即損失殆盡。另一方面是在工程中采取防護(hù)措施，如盡量縮短材料在日光中的暴露時(shí)間，用巖土(要求在30cm厚以上)或深水覆蓋等。老化破壞程度常以材料的某物理力學(xué)量的變化率來反映，例如材料抗拉強(qiáng)度的損失或延伸率的變化等。

三、部分現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)成果

以下是一些實(shí)際工程中土工合成材料經(jīng)長(zhǎng)期工作后的檢測(cè)結(jié)果。

(1)1958年，美國(guó)佛羅里達(dá)州海岸護(hù)坡首先用PVC織造型土工織物作墊層，27年后取樣試驗(yàn)，其性能仍十分良好。

(2)1965年，中國(guó)水利水電科學(xué)研究院在北京東北旺農(nóng)場(chǎng)用PVC土工膜(厚0.12～0.15mm)鋪在渠道上作防滲試驗(yàn)，埋在土下30～40cm，運(yùn)行20年后仍保持良好防滲性。

(3)1970年，法國(guó)法拉克羅斯土壩用滌綸(聚酯)非織造土工織物作護(hù)坡墊層，運(yùn)行6年后取樣測(cè)定，抗拉強(qiáng)度僅減小8％。法國(guó)許多工程采用這種織物，運(yùn)行12年后，絕大部分強(qiáng)度損失不到30％。

(4)1981年，葛洲壩水力發(fā)電工程二江泄水閘基礎(chǔ)按長(zhǎng)江委長(zhǎng)科院的研究成果采用改性聚丙烯塑料管、聚氨脂泡沫塑料、滌綸織造土工織物的組合體作為基巖排水孔的過濾體。運(yùn)行15年后抽樣檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)織物在pH值為9.02～10.58的水下工作，其經(jīng)向強(qiáng)度僅下降4％～8.5％，緯向強(qiáng)度下降7.5％～22.5％。

(5)西德漢諾威大學(xué)的試驗(yàn)表明，在有防護(hù)條件下，運(yùn)行15年，滌綸織物強(qiáng)度損失不到5％，丙綸織物強(qiáng)度損失不到10％。而且老化速度隨時(shí)間明顯減緩。鑒于土工合成材料在工程應(yīng)用中具有一定的抗老化能力，故有些國(guó)家的某些文件中對(duì)其使用年限作了較為寬限的規(guī)定，如前蘇聯(lián)BCH07-74《土石壩應(yīng)用聚乙烯防滲結(jié)構(gòu)須知》中規(guī)定，聚乙烯土工膜可用于使用年限不超過50年的建筑物。奧地利林茨公司發(fā)表的“聚丙烯土工合成材料的長(zhǎng)期性狀”一文中的結(jié)論寫道：“對(duì)聚丙烯的15年以上的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，它們的化學(xué)和生物穩(wěn)定性高；織物的最大損壞是在施工中；鋪設(shè)以后沒有大變化；……可預(yù)期超過100年的穩(wěn)定性”。

綜上所述，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和合理推論，一般認(rèn)為土工合成材料的使用壽命至少在30年以上。事實(shí)上，英國(guó)NETLON公司對(duì)其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)年限是120年。第四節(jié) 土工合成材料的性能和測(cè)試方法

一、土工合成材料性能指標(biāo)的分類

土工合成材料被廣泛應(yīng)用于水利和巖土工程的各個(gè)領(lǐng)域。不同的工程對(duì)材料有不同的功能要求，并因此而選擇不同類型和不同品種的土工合成材料。為使土工合成材料在施工期和運(yùn)用期能正常工作，必須有合理的設(shè)計(jì)方法和使用規(guī)范，統(tǒng)一的設(shè)計(jì)指標(biāo)，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。土工合成材料的指標(biāo)一般可分為物理性能指標(biāo)、力學(xué)性能指標(biāo)、水力性能指標(biāo)、土工合成材料與土相互作用指標(biāo)及耐久性指標(biāo)等。下面逐一加以簡(jiǎn)單介紹。(一)物理性能指標(biāo) 1.單位面積質(zhì)量

單位面積質(zhì)量，系1平方米土工織物的質(zhì)量，稱為土工織物的基本質(zhì)量，單位為g/m2。它是土工織物的一個(gè)重要指標(biāo)。對(duì)于任何一種系列產(chǎn)品來說，土工織物的單價(jià)與單位面積質(zhì)量大致成正比，其力學(xué)強(qiáng)度隨質(zhì)量增大而提高。因此，在選用產(chǎn)品時(shí)單位面積質(zhì)量是必須考慮的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。2.厚度

指土工織物在2kPa法向壓力下，其頂面與底面之間的距離，單位為mm。土工織物厚度隨所作用的法向壓力而變，規(guī)定2kPa壓力表示土工織物在自然狀態(tài)無壓條件下的厚度。由圖1-12可見不同類型土工織物的壓縮量差別很大，其中針刺非織造土工織物的壓縮量最大。因此，當(dāng)考慮非織造土工織物水力特性時(shí)，必須注意到上覆壓力變化使水力特性變化的特點(diǎn)。3．孔隙率

定義為非織造土工織物所含孔隙體積與總體積之比，以百分?jǐn)?shù)(％)表示。該指標(biāo)不直接測(cè)定，由單位面積質(zhì)量、密度和厚度計(jì)算得到。可按下式計(jì)算

土工織物常用原材料的密度為：聚丙烯0.91g/m3，聚乙烯0.94～0.96g/m3，聚酯1.22～1.38g/m3，聚酰胺1.05～1.14g/m3，聚乙烯醇1.26～1.32g/m3，聚氯乙烯1.39g/m3。孔隙率與厚度有關(guān)，所以孔隙率也隨壓力增大而變小。有時(shí)織造和非織造土工織物的孔徑和滲透系數(shù)很接近，但不能認(rèn)為兩者水力性能相似。非織物土工織物的孔隙率遠(yuǎn)大于織造土工織物，因此其具有更好的反濾和排水性能。(二)力學(xué)性能指標(biāo)

針對(duì)土工織物在設(shè)計(jì)和施工中所受荷載性質(zhì)不同，其力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)分為下列幾種：抗拉強(qiáng)度、握持強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、脹破強(qiáng)度、CBR頂破強(qiáng)度、圓球頂破強(qiáng)度、刺破強(qiáng)度等。在前3項(xiàng)試驗(yàn)中，試樣為單向受力，其縱向和橫向強(qiáng)度需分別測(cè)定；而后4項(xiàng)試驗(yàn)中，試樣為圓形，承受軸對(duì)稱荷載，縱橫雙向同時(shí)受力。在上述眾多力學(xué)指標(biāo)中，最基本的是抗拉強(qiáng)度。1.抗拉強(qiáng)度和延伸率

抗拉強(qiáng)度也稱為條帶法抗拉強(qiáng)度，為單向拉伸。縱向和橫向抗拉強(qiáng)度表示土工織物在縱向和橫向單位寬度范圍能承受的外部拉力，單位為kN/m。對(duì)應(yīng)抗拉強(qiáng)度的應(yīng)變?yōu)橥凉た椢锏难由炻剩冒俜謹(jǐn)?shù)(％)表示。抗拉強(qiáng)度是力學(xué)性能中的重要指標(biāo)。在各種功能的應(yīng)用中對(duì)抗拉強(qiáng)度都有一定的要求。當(dāng)用于加筋和隔離功能時(shí)，抗拉強(qiáng)度是主要的設(shè)計(jì)指標(biāo)，而在排水和反濾功能的工程中，抗拉強(qiáng)度雖不是主要指標(biāo)，但由于鋪設(shè)過程中會(huì)受到扯拉、頂壓、撕破等各種施工荷載，運(yùn)用過程中也可能因建筑物變形而受拉，所以對(duì)強(qiáng)度也有一定要求。2.握持強(qiáng)度

握持強(qiáng)度表示土工織物抵抗外來集中荷載的能力，試驗(yàn)時(shí)僅1/3試樣寬度被夾持，進(jìn)行快速拉伸。土工織物對(duì)集中荷載的擴(kuò)散范圍越大，則握持強(qiáng)度越高，單位為N。3.撕裂強(qiáng)度

撕裂強(qiáng)度表示沿土工織物某一裂口將裂口逐步擴(kuò)大過程中的最大拉力，單位為N。4.脹破強(qiáng)度、CBR頂破強(qiáng)度、圓球頂破強(qiáng)度、刺破強(qiáng)度

這四個(gè)強(qiáng)度的試驗(yàn)都表示土工織物抵抗外部沖擊荷載的能力，其共同特點(diǎn)是試樣為圓形，用環(huán)形夾具將試樣夾住；其差別是試樣尺寸、加荷方式不同，各試驗(yàn)示意圖見圖1-13。不同頂桿尺寸模擬不同頂壓物，如塊石、樹枝等。脹破強(qiáng)度單位為kPa，其他3項(xiàng)強(qiáng)度單位為N。此外，落錐強(qiáng)度也屬此類，其試樣尺寸與CBR相同，試驗(yàn)時(shí)一個(gè)重1kg的圓錐自50cm高處自由落下，測(cè)定試樣被刺破的孔洞尺寸，單位為mm，該試驗(yàn)重復(fù)性較差。除抗拉強(qiáng)度外，其他各力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)直接用于設(shè)計(jì)的情況還不多見，它們主要是做為參考指標(biāo)，根據(jù)工程實(shí)際情況，便于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行比較和選擇。

（三）水力性能指標(biāo)

水力性能指標(biāo)主要為等效孔徑和滲透系數(shù)，是土工織物兩個(gè)很重要的特性指標(biāo)。由于土工織物是與土共同工作的，對(duì)織物的基本要求是既能保土又能排水，這就要求土工織物的孔徑很小(能擋住土)而排水又很通暢，兩者看來是有矛盾的，而土的多變性更增大了問題的復(fù)雜性。某一土工織物對(duì)這種土是合適的，而對(duì)另一種土未必也是合適的。目前常用保土準(zhǔn)則和透水準(zhǔn)則來選擇土工織物的等效孔徑和滲透系數(shù)，即將土工織物的等效孔徑和土的特征粒徑建立關(guān)系式，同時(shí)將織物的滲透系數(shù)與土的滲透系數(shù)建立關(guān)系式，以求達(dá)到既保土又排水的目的。保土準(zhǔn)則和透水準(zhǔn)則由實(shí)驗(yàn)得到。由于實(shí)驗(yàn)時(shí)控制的條件不同，得到的準(zhǔn)則也有差異。可按具體情況選擇準(zhǔn)則，有條件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)則更好。鑒于目前仍以保土和透水作用做為選擇土工織物反濾層的準(zhǔn)則，因此等效孔徑和滲透系數(shù)兩個(gè)水力特性指標(biāo)是反濾和排水功能中的重要指標(biāo)。

1.等效孔徑(表現(xiàn)孔徑)以土工織物為篩布，用某一平均粒徑的玻璃珠或石英砂進(jìn)行振篩，取通過土工織物的過篩率(通過織物的顆粒質(zhì)量與顆粒總投放量之比)為5％(留篩率為95％)所對(duì)應(yīng)的粒徑為織物的等效孔徑O95，表示該土工織物的最大有效孔徑，單位為mm。用同樣的步驟，則相應(yīng)得到O85、O50和Ol5的孔徑值。土工織物的孔徑分布曲線形狀與土的顆粒分布曲線相似，見圖l-14。

2.垂直滲透系數(shù)和透水率

垂直滲透系數(shù)為水力梯度等于l時(shí)，水流垂直通過土工織物的滲透速率，單位為cm/s。透水率為水位差等于1時(shí)的滲透速率，單位為1/s 3.水平滲透系數(shù)和導(dǎo)水率

水平滲透系數(shù)為水力梯度等于1時(shí)水流沿土工織物平面的滲透速率，單位為cm/s。導(dǎo)水率為沿土工織物單位寬度內(nèi)的輸水能力，單位為cm2/s。(四)土工織物與土相互作用性能指標(biāo) 1.土—織物界面摩擦系數(shù) 埋在土中的土工織物，通過土—織物界面摩擦力將外荷傳遞至土工織物，使土工織物承受拉力，形成加筋土。工程實(shí)例有加筋土擋墻、堤基加筋墊層等。按試驗(yàn)方法可分為直剪摩擦系數(shù)和拉拔摩擦系數(shù)。2.土 織物滲透特性

土—織物聯(lián)合應(yīng)用時(shí)，如何使土工織物能長(zhǎng)期保持良好的保土及排水性能，不發(fā)生淤堵，目前還沒有滿意的理論準(zhǔn)則。為判斷織物是否會(huì)發(fā)生淤堵，可進(jìn)行長(zhǎng)期淤堵試驗(yàn)或梯度比試驗(yàn)，前者試驗(yàn)歷時(shí)達(dá)500～1000h，后者需測(cè)試24h或更長(zhǎng)。兩種試驗(yàn)都還存在一些問題，有待積累經(jīng)驗(yàn)逐步改進(jìn)。(五)耐久性能指標(biāo)

耐久性能指標(biāo)主要有耐磨、抗紫外線、抗生物、抗化學(xué)、抗大氣環(huán)境等多種指標(biāo)。大多沒有可遵循的規(guī)范、規(guī)程。一般按工程要求進(jìn)行專門研究或參考已有工程經(jīng)驗(yàn)來選取。(六)有關(guān)土工合成材料功能、設(shè)計(jì)指標(biāo)種類及其品種的考慮 在表1-3中列出了土工合成材料用作不同功能時(shí)，其常用的設(shè)計(jì)指標(biāo)種類和通常選用的材料品種。

二、測(cè)試方法

(一)試驗(yàn)操作和資料整理時(shí)應(yīng)泣意和遵守的事項(xiàng) 1.制樣原則

每項(xiàng)試驗(yàn)一般剪取6～10個(gè)試樣，應(yīng)從卷材長(zhǎng)度和寬度方向上隨機(jī)剪取樣品，距卷材邊緣不小于100mm。同一項(xiàng)試驗(yàn)的各試樣應(yīng)避免它們位于卷材同一縱向或橫向位置上。2.試樣調(diào)濕

大多數(shù)織造或非織造土工織物在測(cè)試時(shí)對(duì)試驗(yàn)室無溫濕控制要求，只要記錄試驗(yàn)時(shí)溫度和濕度即可。而一些對(duì)溫度較敏感的土工合成材料，如土工格柵、土工網(wǎng)等，試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)試樣進(jìn)行調(diào)濕，即將試樣在溫度為20土2℃和濕度為65土5％環(huán)境中靜置24h以上，然后在該環(huán)境下試驗(yàn)。3.夾具

在力學(xué)指標(biāo)試驗(yàn)中離不開夾具，單向拉伸用扁夾具，圓形試樣用環(huán)形夾具。都要求夾具能均勻可靠地夾住試樣，應(yīng)能防止試樣在鉗口內(nèi)打滑，且不會(huì)被夾壞。當(dāng)有打滑或夾壞現(xiàn)象時(shí)應(yīng)采取下列措施：①鉗口內(nèi)加襯墊；②鉗口內(nèi)試樣用涂料加強(qiáng)；③改進(jìn)鉗口面。在試驗(yàn)過程中應(yīng)隨時(shí)觀察夾具邊緣試樣是否有打滑或局部損壞現(xiàn)象。任何打滑、夾壞或局部損壞現(xiàn)象均將大大降低測(cè)試結(jié)果。4.資料整理

式中符號(hào)意義見式(1-2)。

Cυ反映樣品的均勻程度。當(dāng)樣品很不均勻，測(cè)試值變化范圍較大，Cυ就大，平均值的代表性就差。增加試樣數(shù)量，平均值更具代表性，同時(shí)Cυ下降。(3)按式(1-5)計(jì)算所需要的試樣塊數(shù)nN。

上式表明了試樣個(gè)數(shù)與Cυ 的關(guān)系。土工織物均勻性越差，要求試樣的數(shù)量就越多。非織造土工織物均勻性比織造土工織物差些，因此前者的試驗(yàn)通常取10塊試樣，而后者可取6塊。對(duì)于同一等級(jí)的兩個(gè)產(chǎn)品，由Cυ值可比較兩者的均勻性。(二)幾項(xiàng)主要試驗(yàn)測(cè)定方法的一些問題

關(guān)于土工合成材料各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定方法可參閱有關(guān)的規(guī)程規(guī)范，這里只對(duì)幾項(xiàng)測(cè)定技術(shù)比較復(fù)雜的項(xiàng)目作些說明。

1.孔徑試驗(yàn)(干篩法)中的幾個(gè)問題(1)振篩用的顆粒材料，按標(biāo)準(zhǔn)篩孔徑分級(jí)如下：0.063～0.075mm，0.075～0.090mm，0.090～0.106mm等等。

(2)需測(cè)定孔徑分布曲線時(shí)，應(yīng)取得不少于3～4級(jí)連續(xù)分級(jí)顆粒的過篩率，并要求試驗(yàn)點(diǎn)均勻分布。若僅測(cè)定等效孔徑O95，則有兩組的篩余率在95％左右即可。

(3)孔徑試驗(yàn)有干篩法、濕篩法、顯微鏡直讀法、水銀壓入法等，不管哪個(gè)方法都存在一些問題。最近國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)及我國(guó)國(guó)標(biāo)(GB)都規(guī)定孔徑試驗(yàn)采用濕篩法。但實(shí)際應(yīng)用中國(guó)內(nèi)和國(guó)外都普遍采用干篩法。

(4)孔徑曲線的縱標(biāo)為篩余率。由于篩余量包括了留在織物上面和嵌在織物內(nèi)的顆粒，因此是不容易直接測(cè)準(zhǔn)的，而過篩量可以準(zhǔn)確測(cè)定，所以通常測(cè)定過篩量，計(jì)算篩余率。2.拉伸試驗(yàn)中的幾個(gè)問題

(1)目前國(guó)內(nèi)試驗(yàn)室大多采用窄條試樣，即試樣寬50mm、長(zhǎng)100mm。國(guó)際上大多采用寬條試樣，試樣寬200mm、長(zhǎng)100mm。這兩種試樣的試驗(yàn)方法相同，但寬條試樣試驗(yàn)要具備一對(duì)實(shí)際有效寬度為210mm的夾具，試驗(yàn)荷載相應(yīng)增大，操作技術(shù)也復(fù)雜一些。目前國(guó)際上只認(rèn)定寬條法試驗(yàn)成果，為此國(guó)內(nèi)有關(guān)部門還需不斷改進(jìn)設(shè)備、提高操作技術(shù)，逐步過渡到寬條法。

(2)拉伸過程中應(yīng)記錄拉力 伸長(zhǎng)量曲線。目前設(shè)計(jì)往往要求提供某一應(yīng)變時(shí)的抗拉強(qiáng)度，有時(shí)要求提供初始模量，兩者都由拉力 伸長(zhǎng)量曲線上獲得。

(3)握持試驗(yàn)和撕裂試驗(yàn)的方法與條帶拉伸試驗(yàn)方法相似，僅夾持方法不同。握持和撕裂試樣如圖1-15所示，圖中陰影線部分為夾持部分。由圖可知，握持試驗(yàn)夾持面積(長(zhǎng)×寬)為50mm×25mm，撕裂試驗(yàn)夾持寬度為84mm。兩試驗(yàn)拉伸速率為100mm/min。拉伸過程中最大拉力即為握持強(qiáng)度或撕裂強(qiáng)度，單位為N。

(4)土工帶、土工格柵和土工網(wǎng)等的抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)方法類似，而取樣方法各不相同。土工帶取整條帶進(jìn)行拉伸，計(jì)量長(zhǎng)度100mm，拉伸速率為50mm/min。拉伸過程中的最大拉力即為土工帶的抗拉力，單位為kN。土工格柵和土工網(wǎng)試樣，在寬度和長(zhǎng)度方向上均以一根筋(或一孔)作為單元進(jìn)行拉伸。拉伸速率每分鐘為試樣計(jì)量長(zhǎng)度的20％。拉伸過程中的最大力為一根筋(或孔)的拉力，再計(jì)算l米寬度范圍內(nèi)的筋(或孔)數(shù)，即可得出每米寬的抗拉力，即抗拉強(qiáng)度，單位為kN/m。

(5)拉力機(jī)上配一反向器即有加壓功能，可進(jìn)行刺破和圓球頂破試驗(yàn)。兩種試驗(yàn)的試樣直徑相同，可用同一環(huán)形夾具，再分別配一個(gè)φ8mm頂桿和一個(gè)φ25mm圓球頂桿即可。項(xiàng)壓速率為100mm/min，單位為N。

對(duì)于CBR試驗(yàn)，試樣直徑φ150mm，頂桿φ50mm，通常在壓力機(jī)上加壓，頂壓速率為60mm/min，單位為N。另脹破試驗(yàn)應(yīng)用專門設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)。3.垂直滲透試驗(yàn)中的幾個(gè)問題

(1)垂直滲透系數(shù)的定義為水力梯度等于1(或單位水力比降)時(shí)的滲透速率。這并不是規(guī)定試驗(yàn)時(shí)的水力梯度為l。試驗(yàn)用的水力梯度變化范圍較大，主要由織物的透水程度、測(cè)讀精確度和保證層流條件而定。

(2)通常進(jìn)行無壓下的垂直滲透試驗(yàn)，而實(shí)際工程上都是有壓的。有壓時(shí)的垂直滲透系數(shù)很重要，但試驗(yàn)比較困難。若要在試樣上加壓，勢(shì)必在試樣上面有加壓板，同時(shí)在試樣下面有托板。這上下兩塊板，即使用開孔面積很大的板，也會(huì)影響試樣的過水面積。目前還沒有直接測(cè)定的好辦法。

(3)滲透試驗(yàn)采用單片試樣還是多片試樣取決于試樣類型。從理論上說，用單片試樣最好，但往往難以實(shí)施。如非織造土工織物由于孔隙大，透水性大，若用單片，則要求所用的水位差很小，但過小的水位差測(cè)讀誤差大，為此應(yīng)該加大滲徑長(zhǎng)度，取多片試樣進(jìn)行測(cè)試。通常非織造土工織物試樣的總厚度應(yīng)達(dá)到20mm左右。對(duì)于織造土工織物，視其孔隙而異，有時(shí)用單片，有時(shí)用2～3片。

(4)土工膜的防滲性能也可用垂直滲透系數(shù)表示。一般土工膜的滲透系數(shù)值小于1×10-11cm/s。試驗(yàn)原理與土工織物垂直滲透試驗(yàn)相同。不同之處有，試驗(yàn)在有壓力(一般為100kPa，相當(dāng)于1000cm水位差)下進(jìn)行，由于滲水量很小，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。

第二章 土工合成材料的功能和設(shè)計(jì)原則

土工合成材料具有多方面的功能，一種土工合成材料往往就兼有數(shù)種功能。隨著土工復(fù)合材料的發(fā)展，所兼有的功能就更多。總的說來，土工合成材料的主要功能可歸納為六類，即反濾功能、排水功能、隔離功能、防滲功能、防護(hù)功能以及加筋和加固功能。現(xiàn)分別加以敘述。有關(guān)各種材料在不同工程中的應(yīng)用原則和施工方法參閱后續(xù)各章。第一節(jié) 反濾功能

一、反濾作用

當(dāng)土中水流過土工織物時(shí)，水可以順暢穿過，而土粒卻被阻留的現(xiàn)象稱為反濾(過濾)。反濾不同于排水，后者的水流是沿織物表面進(jìn)行的，而不是穿越織物。當(dāng)土中水從細(xì)粒土流向粗粒土，或水流從土內(nèi)向外流出的出逸處，需要設(shè)置反濾措施，否則土粒將受水流作用而被帶出土體外，發(fā)展下去可能導(dǎo)致土體破壞。土工織物可以代替水利工程中傳統(tǒng)采用的砂礫等天然反濾材料作為反濾層(或稱濾層)。

用作反濾的土工織物一般是非織造型(無紡)土工織物，有時(shí)也可以用織造型土工織物。

二、典型應(yīng)用(舉例)堤壩工程中可以用土工合成材料作濾層的情況很多，以下是一些常見的使用場(chǎng)合。（1）堤壩粘土斜墻和粘土心墻的反濾層。（2）堤壩內(nèi)部和下游排水體濾層。

（3）渠道、堤防、海岸等亂石或混凝土板護(hù)面下的濾層。（4）水閘分縫處、下游護(hù)坦、河漫下的濾層。（5）擋土墻、岸墻等背面排水系統(tǒng)中的濾層。（6）排水暗管或排水暗溝外面的包裹體。（7）減壓井或測(cè)壓管的外裹體。以上應(yīng)用的示意見圖2-1。

此外，公路和機(jī)場(chǎng)跑道的基層，鐵軌下道渣與土基間的隔離層等，也都同時(shí)要求反濾功能。

三、反濾和淤堵機(jī)理

以往的直觀概念都認(rèn)為土工織物起反濾作用等同于過篩作用，后來的研究卻證明土工織物所以發(fā)揮反濾功能主要是由于它具有促進(jìn)天然濾層形成的“催化”作用。另外，當(dāng)土工織物作為濾層而長(zhǎng)期作用時(shí)，發(fā)現(xiàn)有淤堵現(xiàn)象，從而使其反濾作用減弱或至消失。為此需要弄清淤堵的成因，方能有效地防止淤堵發(fā)生。

（一）反濾機(jī)理

土工織物的反濾作用可以用圖2-2來說明。圖中左側(cè)為大孔隙堆石體，右側(cè)為被保護(hù)土，二者之間夾有起反濾作用的土工織物。當(dāng)水流從被保護(hù)土自右向左流入堆石體時(shí)，部分細(xì)土粒將被水流挾帶進(jìn)入堆石體。在被保護(hù)土一側(cè)的土工織物表面附近，較粗土粒首先被截留，使透水性增大。同時(shí)，這部分較粗粒層將阻止其后面的細(xì)土粒繼續(xù)被水流帶走，而且越往后細(xì)土粒被流失的可能性越小，于是就在土工織物的右側(cè)形成一個(gè)從左往右顆粒逐漸變細(xì)的“天然反濾層”。該層發(fā)揮著保護(hù)土體的作用。可見土工織物的存在只是起了促成天然反濾層形成的“催化”作用。(二)淤堵機(jī)理

土工織物中的孔道被堵塞，過水面積減小，滲透性下降的現(xiàn)象稱淤堵。形成淤堵的原因可分為機(jī)械淤堵、化學(xué)淤堵和生物淤堵。一般情況下，機(jī)械淤堵為主要形式。

機(jī)械淤堵是土體中的細(xì)顆粒隨水流進(jìn)入土工織物孔隙中，并停留其中，隨時(shí)間增長(zhǎng)，停留的細(xì)粒愈來愈多，織物的透水性愈來愈小。化學(xué)淤堵是由于滲流水中的各種離子，受化學(xué)作用形成不溶于水的化合物，如CaC03、Fe02等，停留于織物孔隙中，減少水流通道從而降低織物的滲透性。生物淤堵是土體或土中水內(nèi)的藻尖、菌頭微生物和有機(jī)質(zhì)在織物孔隙中滋長(zhǎng)繁殖，堵塞孔隙所造成。

淤堵對(duì)織造型和非織造型土工織物有著不同影響。織造型織物孔口通道單一，管狀通道間不連通，故孔口或通道內(nèi)任一處被堵塞，整個(gè)通道即不通。針刺非織造土工織物則兼有垂直和水平結(jié)構(gòu)，而且它們之間是相通的，織物孔隙呈迂回樹枝狀的立體結(jié)構(gòu)，水分進(jìn)入后即可相互串通，所以即使大部分孔隙被堵塞，仍可保持相當(dāng)?shù)耐杆浴?/p>

四、反濾設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

為了讓所選用的土工織物能長(zhǎng)期發(fā)揮反濾作用，對(duì)織物應(yīng)該提出一定的要求。正像以往采用粒狀土料(砂礫料)作反濾層時(shí)那樣，應(yīng)使土料粒徑符合一定的準(zhǔn)則。對(duì)用作反濾的土工織物，基本要求如下，(1)被保護(hù)的土料在水流作用下，土粒不得被水流帶走，即需要有“保土性”，以便防止管涌破壞。

(2)水流必須能順暢通過織物平面，即需要有“透水性”，以防止積水產(chǎn)生過高的滲透壓力。(3)織物孔徑不能被水流挾帶的土粒所阻塞，即要有“防堵性”，以避免反濾作用失效。(一)保土性準(zhǔn)則

既然要求織物保土，則織物的孔徑與土的粒徑之間就必須符合一定的關(guān)系。孔徑過大，土粒會(huì)穿過孔洞而流失；過小又妨礙透水和容易被堵塞。

借鑒傳統(tǒng)的粒狀土反濾層的保土要求，并依據(jù)眾多的試驗(yàn)研究表明，為了保土，織物的某等效孔徑Oe和被保護(hù)士的特征粒徑d85之間應(yīng)該符合以下關(guān)系：

式中Oe是一個(gè)由試驗(yàn)測(cè)得的等效孔徑值。目前國(guó)內(nèi)外采用最多的是Oe＝O95，或者Oe＝O90。O95和O90之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系為O95/O90≈1.2。d85是被保護(hù)土的一個(gè)特征粒徑，可從被保護(hù)士的顆粒分析試驗(yàn)曲線上查得，它表明土中粒徑小于該值的顆粒的質(zhì)量是全土質(zhì)量的85％。而式中的n則是與土中的細(xì)粒(土粒粒徑d≤0.075mm的部分)含量和不均勻系數(shù)Cu(＝d60/d10)等相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。

SI/T225—98《水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，Oe＝O95，n一般為1～2，選用該值的詳細(xì)規(guī)定請(qǐng)參考該《規(guī)范》。必須指出，以上對(duì)n值的規(guī)定是針對(duì)一般水流情況而定的，對(duì)于較為復(fù)雜的情況，例如對(duì)有往復(fù)水流或有動(dòng)力作用的情況，則織物的孔徑應(yīng)該要求大一些。因?yàn)樵谕鶑?fù)水流情況下，織物的保土側(cè)難以形成“天然反濾層”；對(duì)有浪擊的情況，負(fù)壓會(huì)通過織物孔隙對(duì)土產(chǎn)生抽吸作用，等等。鑒于上述情況，故SL/T225—98對(duì)此作出如下規(guī)定：

另外在一些特殊場(chǎng)合的特殊工程，如防汛搶險(xiǎn)，往往要求濾層中水流十分暢通，此時(shí)需要采用孔徑較大的材料，有時(shí)甚至采用窗紗來做反濾。(二)透水性準(zhǔn)則

目前對(duì)土工織物透水性的要求，是以織物和被保護(hù)士的滲透系數(shù)的相對(duì)關(guān)系來表示。規(guī)范對(duì)此作了如下規(guī)定：

(1)被保護(hù)土級(jí)配良好，水力梯度低和預(yù)計(jì)不致發(fā)生淤堵(中粗砂等)時(shí)

(2)若排水失效會(huì)導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)破壞，且修理費(fèi)用高，或水力梯度高，流態(tài)復(fù)雜等情況

有的標(biāo)準(zhǔn)要求比式(2-4)中10更大的系數(shù)，是考慮土工織物在實(shí)際工作中，其滲透系數(shù)可能會(huì)由于織物被阻塞或受壓變薄而降低的情況發(fā)生。(三)防堵性準(zhǔn)則

為防止土工織物在長(zhǎng)期工作中被淤堵，應(yīng)該用選定的織物和被保護(hù)的現(xiàn)場(chǎng)土料作較長(zhǎng)期試驗(yàn)來檢驗(yàn)。這樣做費(fèi)時(shí)費(fèi)事，因此SL/T225—98對(duì)于土工織物防堵性提出了以下要求：(1)被保護(hù)土級(jí)配良好，水力梯度低，流態(tài)穩(wěn)定，修理費(fèi)用小及不發(fā)生淤堵時(shí)

(2)被保護(hù)土易管涌，具有分散性、水力梯度高、流態(tài)復(fù)雜、修理費(fèi)用大的情況。

這里需要解釋一下“梯度比”的意義。梯度比是美國(guó)陸軍工程師團(tuán)為了用較短時(shí)間判斷土工織物濾層的工作狀態(tài)而建議的一個(gè)指標(biāo)，由淤堵試驗(yàn)裝置測(cè)定，如圖2-3。圖中的6代表待測(cè)定的土工織物，它被安放在作為支承體的透水銅絲布7上。織物上面是由現(xiàn)場(chǎng)取來的并按要求壓實(shí)的土。在織物上面25mm和再上面50mm處的試驗(yàn)筒兩側(cè)壁上，各安裝有測(cè)壓水管(同一高程兩側(cè)各設(shè)一管是為了取其平均值作為測(cè)讀水位)，試驗(yàn)筒頂不斷供水，使水流通過土體、織物，由圖中的調(diào)節(jié)管8排出。量測(cè)通過上面50mm土層后測(cè)壓管的水位差，計(jì)算出相應(yīng)的梯度is；同樣量測(cè)通過下面25mm土層和土工織物的測(cè)壓管水位差，計(jì)算出相應(yīng)的梯度isg。后一梯度對(duì)前一梯度的比值，即GR＝isg/is稱為梯度比。GR≤3的準(zhǔn)則可以轉(zhuǎn)化為滲透系數(shù)的概念。按此，應(yīng)該有

附帶說明，上面所述的和其他一些現(xiàn)有的保土準(zhǔn)則都是針對(duì)非織造型土工織物制定的。對(duì)于織造型土工織物，現(xiàn)在還沒有公認(rèn)的準(zhǔn)則，SL/T225—98的條文說明中介紹了部分單位的經(jīng)驗(yàn)，可供參考。另外，為了防堵，許多專家主張，采用的土工織物的孔徑宜較準(zhǔn)則要求的適當(dāng)加大。

五、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

采用土工織物作為反濾層時(shí)，首先要求選用的材料必須滿足反濾準(zhǔn)則；其次，它們?cè)阡佋O(shè)后必須是穩(wěn)定的；再次，雖然它們并不是作為受力部件來作用，但需要有一定的強(qiáng)度，應(yīng)能承受施工應(yīng)力和可能遇到的其他荷載。因此一般的設(shè)計(jì)應(yīng)該包括以下內(nèi)容。(一)提供必要的基本數(shù)據(jù)

1.被保護(hù)土的主要物理力學(xué)性指標(biāo)

被保護(hù)土的主要物理力學(xué)性指標(biāo)包括：土的分類、顆粒分析曲線(由此可查取土的特征粒徑d85、d60、d15、d10…)、土的不均勻系數(shù)Cu＝d60/d10、土的滲透系數(shù)K、土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)、土的化學(xué)成分等，它們可由試驗(yàn)確定。2.填土的性質(zhì)指標(biāo)

填土的性質(zhì)指標(biāo)即回填土的擊實(shí)試驗(yàn)曲線，從曲線上確定填土的最大干容重γdmax和最優(yōu)含水率Wop。

3.待選土工織物的性質(zhì)指標(biāo) 待選土工織物的性質(zhì)指標(biāo)包括土工織物的單位面積質(zhì)量M、等效孔徑O95、垂直滲透系數(shù)Kυ、水平滲透系數(shù)Kh、抗拉強(qiáng)度以及由淤堵試驗(yàn)測(cè)得的梯度比GR等。(二)一般的強(qiáng)度要求

織物要求的強(qiáng)度T很難計(jì)算確定，通常可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按以下情況取值。

(1)一般閘壩，要求無紡?fù)凉た椢锏腗≥300g/m2，T≥8.0kN/m，縱橫向強(qiáng)度比為2/3～3/2(M為單位面積質(zhì)量，T為抗拉強(qiáng)度)。

(2)預(yù)計(jì)應(yīng)力較大時(shí)，M≥400g/m2，T≥10kN/m，縱橫強(qiáng)度比為2/3～3/2。(3)應(yīng)力更大時(shí)，M≥500g/m2，T≥12kN/m，縱橫強(qiáng)度比為2/3～3/2 第二節(jié) 排水功能

一、排水作用

水利工程中需要將土中水排走的情況很多，例如堤壩工程中降低浸潤(rùn)線位置，以減小滲流力；擋墻背面排水，以消減水壓力，提高墻體穩(wěn)定性；土坡排水，減小孔隙壓力，防止土坡失穩(wěn)；隧道和廊道排水，以減輕滲水壓力；軟土地基排水，以加速土固結(jié)，提高地基承載力等等。傳統(tǒng)的排水材料多采用強(qiáng)透水粒狀材料，土工織物用作排水時(shí)兼起反濾作用，同時(shí)，不致因土體固結(jié)變形而失效，它具有施工簡(jiǎn)便，縮短工期，節(jié)約工程費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)。

二、典型應(yīng)用(舉例)以下是堤壩工程中可以應(yīng)用土工合成材料作為排水設(shè)施的一些常用場(chǎng)合。(1)堤壩體內(nèi)煙囪式排水及下游排水褥墊層。(2)堤壩防滲土工膜下的排水、排氣墊層。(3)設(shè)于水力沖填壩中的孔壓消散層。(4)土堤下游坡的排水層。(5)擋墻及岸墻后的排水層。

(6)加速軟基固結(jié)的排水帶或排水板。

(7)凍脹區(qū)用于截?cái)嗝?xì)水上升，防止凍害；干旱區(qū)防止毛細(xì)水上升造成鹽堿化。

三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

土工合成材料用作排水體的設(shè)計(jì)方法與反濾層的基本相同。但由于在此項(xiàng)用途中，織物應(yīng)有足夠的平面排水能力以導(dǎo)走來水，所以要進(jìn)行排水能力的校核。本節(jié)先介紹一般的排水設(shè)計(jì)方法，而后再就幾種特殊情況，做些說明。(一)一般的排水設(shè)計(jì) 1.所需的基本資料

與反濾設(shè)計(jì)中要求的類似，應(yīng)提供土體的物理力學(xué)特性，如土的分類、土的顆粒分析曲線、土的滲透系數(shù)等；有關(guān)地質(zhì)、水文資料；來水量(或根據(jù)條件估算)；土與水的化學(xué)成分等。另外，應(yīng)提供待選土工織物的厚度δ、等效孔徑O95、水平滲透系數(shù)Kh、垂直滲透系數(shù)Kυ等。

2.以反濾準(zhǔn)則檢驗(yàn)待選土工織物

用于排水的無紡?fù)凉た椢锸紫葢?yīng)符合反濾準(zhǔn)則，故待選材料應(yīng)先按第一節(jié)中的三項(xiàng)準(zhǔn)則逐一加以檢驗(yàn)，如不合格，應(yīng)更換其他合格材料。3.排水能力校核

這里我們先介紹一種反映土工織物透水性的指標(biāo)。土工織物排水是依靠其平面滲透性，按照理論應(yīng)該以其水平滲透系數(shù)Kh來表示。但是，由于織物埋在土內(nèi)要受到一定的壓力，其厚度δ要變薄，垂直滲透性和水平滲透性都將減小，為了回避可變的厚度δ，根據(jù)達(dá)西定理，推導(dǎo)出反應(yīng)織物滲透性的另外兩個(gè)指標(biāo)：

式中： q表示單位寬度的來水量；△h為土工織物上下兩側(cè)的水位差值；A為通過水流的面積； i為水流通過織物時(shí)的水力梯度。某種土工織物用作排水時(shí)是否合適，需要先計(jì)算兩種導(dǎo)水率：一個(gè)是由需要排除的水量q(亦即來水量)計(jì)算得要求的導(dǎo)水率θr，另一個(gè)是根據(jù)所提供織物的指標(biāo)算出的織物可提供的導(dǎo)水率θa，按以上所述，它們可以按式(2-10)及式(2-11)計(jì)算：

式中：Fs是安全系數(shù)，一般應(yīng)不小于3；q為來水量，可以借流網(wǎng)法或其他方法估算(可參考有關(guān)資料)。

式(2-11)如果得不到滿足，可以更換厚一些的織物，或改用排水量大的其他排水土工合成材料。

(二)煙囪式排水布置

上游來水流到豎向排水體土工織物(圖2-4)，將沿織物往下流，通過下游底部排水層導(dǎo)向堤外。

這種情況下的計(jì)算與上述

（一）中所述的基本相同，即先按流網(wǎng)估算進(jìn)人煙囪式排水體的來水量q，由此按式(2-9)算出θr(其中的i＝sinβ)；其次由提供的土工織物指標(biāo)，按式(2-10)算出θa；再由式(2-11)檢驗(yàn)提供的織物是否合適。

要注意的是流入織物的滲流量是由上而下累計(jì)增大的，如圖2-4(b)，其底部流量最大，應(yīng)該逐段驗(yàn)算。

(三)堤壩底部排水層

軟基上堤壩底部鋪設(shè)土工織物作為排水層的示意如圖2-5。飽和軟土地基在堤壩重力作用下將排水固結(jié)，排出的水量通過土工織物向兩側(cè)流走。

這種情況的排水計(jì)算較前述的稍復(fù)雜，因?yàn)樗婕巴恋墓探Y(jié)計(jì)算。這里不作詳細(xì)介紹，僅寫出以下公式作為參考。式(2-12)假設(shè)土工織物的最大承壓力為地基中最大水壓力的10％～15％，并根據(jù)單向固結(jié)理論推導(dǎo)得出：

式中：B為堤壩底寬；Ksυ是地基土的垂直向滲透系數(shù)； Cυ為土的固結(jié)系數(shù)，它是由地基土的固結(jié)試驗(yàn)求得的反映固結(jié)快慢的一個(gè)指標(biāo)；t為筑堤的時(shí)間。同樣，可按式(2-11)檢驗(yàn)所采用的織物是否有足夠的導(dǎo)水能力。(四)塑料排水帶垂直排水設(shè)計(jì)

在第一章中已簡(jiǎn)單介紹了塑料排水帶的構(gòu)造，它是由塑料排水芯材外包非織造土工織物(濾膜)構(gòu)成的一種土工復(fù)合排水材料，在軟土地基加固中應(yīng)用廣泛。這種材料是由早期的“排水砂井”演變而來。

利用砂井加速軟土地基固結(jié)的基本概念如下：假設(shè)有一處飽和軟土地基，如圖2-6(a)，在其表面施加外荷載(建筑物重量)，土中會(huì)產(chǎn)生超過靜水壓力的孔隙水壓力，于是，土體中多余水分逐漸從排水面(地表)排出，這種現(xiàn)象稱為排水固結(jié)。當(dāng)土層厚度H(假設(shè)其下為不透水層)較大時(shí)，排水行程(即H)太長(zhǎng)，土層完成排水固結(jié)的時(shí)間也將增大。若粘土滲透性小，則固結(jié)時(shí)間需要很長(zhǎng)，故建造在軟土上的建筑物將長(zhǎng)期處于持續(xù)下沉的狀態(tài)。為了加速固結(jié)，可以在軟基中設(shè)置垂直方向的砂井(砂井是用造孔機(jī)械在平面上按一定間距和布置方式(常為正方形或梅花形分布)造孔(一般穿過軟土層)，同時(shí)填入砂料，形成砂柱，如圖2-6(b)。砂柱為軟土提供了排水面，排入砂柱的水向上進(jìn)入地面的砂墊層，再沿水平方向排走。根據(jù)固結(jié)理論，排水固結(jié)的時(shí)間與排水距離的平方成反比。例如在圖2-6中，不設(shè)砂井時(shí)的最大排水距離為H，設(shè)砂井后，相應(yīng)距離為de/2。式中的de約為砂井間距，則為達(dá)到一定的固結(jié)度后者所需的時(shí)間t與前者時(shí)間T的關(guān)系為：t＝[（de/2）2/H2]T，所以只要調(diào)整de，即可使固結(jié)所需的時(shí)間縮短到要求的時(shí)間。事實(shí)上，所需時(shí)間比上式計(jì)算的還要短一些，因?yàn)樵谏熬脚潘耐瑫r(shí)，還有土層自身的垂直向排水。

砂井設(shè)計(jì)的要點(diǎn)在于按現(xiàn)有的土質(zhì)特性(固結(jié)系數(shù)Cυ等)、砂井的直徑和深度，現(xiàn)有的造孔設(shè)備規(guī)格(孔徑和造孔深度)，以及許可的固結(jié)時(shí)間，通過三維固結(jié)理論來估算砂井的分布間距。很明顯，間距愈小，固結(jié)將愈快，但為了使地基土不因砂井造孔而過分地?cái)_動(dòng)，砂井的間距不宜過小，一般為2～3m。

塑料排水帶加速地基固結(jié)的概念與砂井的完全相同，只是以截面為矩形的排水帶代替了截面為圓形的砂井，排水帶計(jì)算仍然采用砂井理論中的固結(jié)理論，所以需要將排水帶截面的周長(zhǎng)(寬度和厚度分別為b和δ)轉(zhuǎn)化為等效砂井直徑d，顯然d＝（2/π）(b十δ)。這樣排水帶就可以完全按直徑為d的砂井設(shè)計(jì)。

在塑料排水帶插帶過程或砂井施工過程中，不可避免會(huì)引起地基土的擾動(dòng)，并因此在排水帶或砂井周圍形成一相對(duì)不透水的土層，這種因?qū)Φ鼗翑_動(dòng)引起透水性降低的作用，稱為涂抹作用。同時(shí)，塑料排水帶或砂井的導(dǎo)水能力需要在一定的水頭差作用下才能起作用，以排出從地基土流人的水量，這種砂井導(dǎo)水能力的有限性可稱之為井阻。考慮涂抹和井阻作用的計(jì)算方法很多，有的方法可估算擾動(dòng)土層的范圍和滲透系數(shù)，以及塑料排水帶的滲透系數(shù)，然而，這些量的確定仍然是困難的。這里不再介紹有關(guān)的計(jì)算方法，僅引用《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定：對(duì)長(zhǎng)徑比較大和井料滲透系數(shù)小的袋裝砂井或塑料排水帶，應(yīng)考慮井阻作用，當(dāng)采用擠土方式施工時(shí)，尚應(yīng)考慮土的涂抹和擾動(dòng)影響。考慮的方法是將理想條件下計(jì)算得到的平均固結(jié)度乘以0.80～0.95的折減系數(shù)。

用以上介紹的方法進(jìn)行軟土地基的排水固結(jié)計(jì)算一般已能滿足工程設(shè)計(jì)的要求。在設(shè)計(jì)中還可針對(duì)實(shí)際情況進(jìn)一步考慮其他因素(如分級(jí)加載，井深不穿過軟土層，或地基土強(qiáng)度等)的影響，這里不再作進(jìn)一步介紹，如有需要可參考有關(guān)文獻(xiàn)。第三節(jié) 隔離功能

一、隔離作用

隔離是指在兩種物理力學(xué)性質(zhì)不同的材料之間鋪設(shè)土工合成材料，使它們不互相混雜。例如將碎石和細(xì)粒土隔離，軟土和填土之間隔離等等。隔離可以為工程帶來許多預(yù)期的良好效應(yīng)，舉簡(jiǎn)例說明如下：

(1)通過隔離層，引起應(yīng)力擴(kuò)散作用，使地基土的沉降量得到一定程度的均化。(2)隔離提供排水面，加速地基土固結(jié)，使承載力提高。

(3)隔離層起整體性作用，可使要求的地基粗粒料支持層的厚度減少，節(jié)約建筑材料。(4)地基中有部分軟弱區(qū)域，或有小范圍洞穴，鋪隔離層有架橋作用，以掩蓋和減弱洞穴區(qū)或軟弱區(qū)的影響。

(5)在地下水位較高的地基中，隔離層可以切斷毛細(xì)水上升，防止鹽堿化，或減弱凍脹。(6)道路基床中，隔離是防治翻漿冒泥的有效措施。(7)隔離層還起一定的保溫作用。前面已經(jīng)談過，一種土工合成材料常具有多種功能。利用它作為隔離層，更能說明這一特征，在水利工程中，經(jīng)常遇到的是水流從土體中通過，有時(shí)要穿越顆粒粗細(xì)不同的土層，或從土體中流出。因此，應(yīng)用于隔離的材料除要求有一定的強(qiáng)度外，還需要有足夠的透水性，讓水流暢通，避免引起過高的孔隙水壓力；有足夠的保土性，防止形成土骨架的土粒流失，保證土體穩(wěn)定性；堤壩坡防護(hù)層下的土工織物墊層要保護(hù)墊層下的土體不被沖刷帶走，實(shí)際上也起到隔離作用。由此看來，隔離功能往往不是單獨(dú)存在的，它常與排水、反濾，甚至防護(hù)功能連系在一起，難以截然分開。

本節(jié)中所述的隔離作用主要側(cè)重于那種用于持力層，因而對(duì)材料的抗頂破和刺破能力特別需要關(guān)注。

二、材料及其應(yīng)用舉例

用于隔離的土工合成材料應(yīng)以它們?cè)诠こ讨械挠猛緛泶_定。應(yīng)用最多的是有紡和無紡?fù)凉た椢铩Ｈ绻麑?duì)材料的強(qiáng)度要求較高，有時(shí)還要求以土工網(wǎng)或土工格柵作為材料的墊層。當(dāng)要求隔離防滲時(shí)，則需要土工膜或復(fù)合土工膜。

水利工程中要求隔離的實(shí)例很多，茲舉典型的如下：(1)堤壩粘土心墻和斜墻上下游的過濾層。(2)堤壩排水體與壩體的隔離層。

(3)岸坡防護(hù)層下的墊層以及地基上填筑粗粒料時(shí)的界面隔離層等。

為了重點(diǎn)闡明隔離層的受力狀態(tài)，可以圖2-7作示意性解釋。圖2-7(a)為在粗粒土上覆蓋細(xì)粒土，并有荷載作用；圖2-7(b)與圖2-7(a)相反，為在細(xì)粒土上填筑粗粒土；圖2-7(c)則既有粗、細(xì)粒土的相鄰，又有滲流運(yùn)動(dòng)；圖2-7(d)則是在兩種不同界面處有孔穴存在。在這幾種情況中，明顯看出，在標(biāo)有號(hào)碼“1”處，隔離材料在粗粒土的孔隙部位或兩種材料界面的孔穴部位將受到來自受壓軟土的擠頂作用，為此，要求隔離材料必須有足夠的抗頂破能力；在標(biāo)有號(hào)碼“2”處，隔離材料則將受到由粗土粒棱角施加的穿刺力，故隔離材料還應(yīng)有抵抗刺破的能力。

三、工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

設(shè)計(jì)及驗(yàn)算的內(nèi)容應(yīng)根據(jù)隔離層預(yù)計(jì)的工作條件來確定：(一)非持力層情況

隔離層不要求承受施工應(yīng)力以外的較大荷載，不需要按受力部件來考慮，則按本節(jié)中“反濾”和“排水”兩段所述要求來選擇隔離材料即可。

(二)持力層情況

如圖2-7所示情況，受上覆荷載作用，隔離材料有抵抗頂破和刺破的要求，則除滿足反濾和排水準(zhǔn)則，還需要對(duì)其進(jìn)行力學(xué)分析。由于力學(xué)分析與Mullen脹破試驗(yàn)及CBR頂破試驗(yàn)緊密相連，因此有必要在這里先簡(jiǎn)單介紹這兩種試驗(yàn)的情況。1.脹破和頂破試驗(yàn)

(1)Mullen脹破試驗(yàn)。這個(gè)試驗(yàn)是為了模擬土工織物鋪在凹凸不平的層面上受到擠壓，評(píng)價(jià)其強(qiáng)度而設(shè)計(jì)的。所用儀器如圖2-8。環(huán)形夾具中間為一可擴(kuò)散的薄膜(加筋的人造橡膠)。試驗(yàn)時(shí)將土工織物試樣覆蓋在薄膜上，用環(huán)形夾具將其夾緊，然后開動(dòng)機(jī)器加液壓，使薄膜連同土工織物同時(shí)鼓脹，直到織物被脹裂，將脹破壓力扣除使薄膜擴(kuò)張至脹裂狀態(tài)所需的壓力稱脹破強(qiáng)度或頂破強(qiáng)度。

(2)CBR頂破試驗(yàn)。這個(gè)試驗(yàn)是為模擬粗粒石料對(duì)土工織物的頂壓作用，評(píng)價(jià)其強(qiáng)度而設(shè)計(jì)的。試驗(yàn)所用CBR試驗(yàn)儀如圖2-9。試驗(yàn)方法是將土工織物試樣緊夾在圖2-8(a)的環(huán)形夾具中，然后用圖2-8(b)中直徑為50mm的CBR儀的圓柱頂壓桿在織物平面垂直向以一定速率頂向織物，直至試樣被頂破，頂破過程中的最大頂壓力稱頂破強(qiáng)度或刺破強(qiáng)度。

2.力學(xué)分析

故用作隔離的土工織物的Mullen試驗(yàn)的頂破強(qiáng)度應(yīng)不小于按式(2-13)算得的數(shù)值。有的學(xué)者建議dc取值如下： 帶棱角顆粒dc＝（1/4）d50 圓鈍顆粒 dc＝（1/2）d50

故用作隔離的土工織物的刺破強(qiáng)度應(yīng)不小于按式(2-14)算得的數(shù)值。第四節(jié) 防滲功能

一、防治作用及其應(yīng)用舉例

防滲是防止流體滲透流失的作用，也包括防止氣體的揮發(fā)擴(kuò)散。日常生活中要求防滲的事例很多，水利工程中要修建大量的擋水蓄水、引水和輸水等建筑物，更有防滲、防漏的要求。在水利工程中常見的防滲工程可列舉如下。(1)堤壩的防滲斜墻或心墻。

(2)透水地基上堤壩的水平防滲鋪蓋和垂直防滲墻。(3)混凝土壩、圬工壩及碾壓混凝土壩的防滲體。(4)渠道的襯砌防滲。(5)涵閘、海漫與護(hù)坦的防滲。(6)隧道和堤壩內(nèi)埋管的防滲。(7)施工圍堰的防滲。

圖2-11是一些防滲結(jié)構(gòu)的示意。

以往的防滲材料大多為透水性低的粘土、瀝青油毛氈和各種涂料，它們的用量大，施工復(fù)雜，還往往出現(xiàn)干裂等質(zhì)量事故。土工合成材料為防滲材料增加了一種極有前途的品種，國(guó)內(nèi)外的使用經(jīng)驗(yàn)證明，土工膜用于防滲效果很好，質(zhì)量輕，運(yùn)輸方便，施工簡(jiǎn)單，造價(jià)不高，只要使用得當(dāng)，在絕大多數(shù)情況下，完全可以替代傳統(tǒng)的防滲材料。但是，為了保證土工膜發(fā)揮其應(yīng)有的防滲作用，應(yīng)該注意一些關(guān)鍵性問題。

(1)土工膜材質(zhì)。土工膜的原材料有多種，應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件等進(jìn)行適當(dāng)選擇。例如在寒冷地帶，應(yīng)考慮土工膜在低溫下會(huì)不會(huì)變脆破壞，是否會(huì)影響焊接質(zhì)量；土質(zhì)和水質(zhì)中的某些化學(xué)成分會(huì)不會(huì)給膜材或粘結(jié)劑帶來不良作用等。

(2)排水、排氣問題。鋪設(shè)土工膜后，由于種種原因，膜下有可能積氣、積水，如不將它們排走，可能因受頂托而破壞。

(3)表面防護(hù)。聚合物制成的土工膜容易因日光紫外線照射而降解或破壞，故在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和施工等各個(gè)環(huán)節(jié)，都必須時(shí)時(shí)注意封蓋遮陽，特別是在施工過程中，應(yīng)盡量縮短其外露時(shí)間，原則上應(yīng)隨鋪隨用土覆蓋。

二、防滲結(jié)構(gòu)

土工膜的厚度很薄，容易遭破壞，為了有效保護(hù)和提高其在坡面上的穩(wěn)定性，要求按一定的結(jié)構(gòu)形式鋪設(shè)。原則上防滲結(jié)構(gòu)應(yīng)包括5層，如圖2-12。1.防護(hù)層

防護(hù)層是與外界接觸的最外層，是 為了防御外界水流或波浪沖擊、風(fēng)化浸蝕、冰凍破壞和遮蔽日光紫外線而設(shè)置。該層由透水的堆石、砌石或預(yù)制混凝土板構(gòu)成，要求有一定厚度。2.上墊層

上墊層是防護(hù)層和下臥土工膜之間的過渡層，由于防護(hù)層多是大塊粗糙材料，如果直接置于土工膜上，很容易破壞土工膜，如果防護(hù)層的塊體有移動(dòng)，更會(huì)傷害膜材，因此上墊層必須做好。上墊層可以采用透水性良好的砂礫料，厚度應(yīng)不小于10cm，根據(jù)具體情況，有時(shí)也可采用無砂混凝土或?yàn)r青砂漿等；如果防滲材料采用的是復(fù)合土工膜，則膜兩側(cè)的非織造土工織物可以起保護(hù)膜的作用，不必另設(shè)墊層。3.土工膜

土工膜是防滲主體，除要求有可靠的防滲性外，還應(yīng)該能承受一定的施工應(yīng)力和使用期間結(jié)構(gòu)物沉降等引起的應(yīng)力，故也有強(qiáng)度要求。土工膜的強(qiáng)度與其厚度直接有關(guān)，可通過理論計(jì)算或工程經(jīng)驗(yàn)來確定。單一土工膜表面光滑，摩擦系數(shù)小，鋪在坡面上要考慮下滑的可能性。為此，在可能條件下，一般要求采用復(fù)合土工膜，其表面的非織造土工織物與土的摩擦系數(shù)要比單膜的大得多；另外，也有地方將單膜加上紋路以增加糙度；再有則是從鋪設(shè)方式上著眼，例如按鋸齒形、臺(tái)階形鋪設(shè)，或在坡面上設(shè)戧臺(tái)等(圖2-13)。

4.下墊層

下墊層鋪在土工膜的下面，有雙重功能：一是排除膜下的積水、積氣，確保膜的穩(wěn)定；二是保護(hù)土工膜，使其不受支持層的破壞。

對(duì)于粗粒的堆石壩，下墊層也可起堆石與土工膜之間過渡層的作用，這時(shí)的下墊層由礫石、細(xì)礫和砂構(gòu)成，三者之間的粒徑應(yīng)符合一定的層間關(guān)系。如果采用的是非織造土工織物復(fù)合膜，而且是用于碾壓式土壩，則下墊層一般可以省去，因?yàn)榉强椩焱凉た椢镆呀?jīng)可以起到保護(hù)和排水排氣作用，而且又增加了與土工膜的摩擦力。

下墊層對(duì)土工膜起支持層的重要作用。如果土工膜直接放在粗粒料上，在水壓力作用下，它會(huì)被壓進(jìn)粗粒的大孔隙中，而被拉破。相反，如果膜下為平整硬層或細(xì)粒土料，則情況就會(huì)不同了。前人的試驗(yàn)研究證明，0.25mm厚的聚乙烯土工膜鋪在級(jí)配良好的砂卵石層上，作用水頭甚至達(dá)到200m，土工膜也沒有破壞，這表明膜下墊層的狀態(tài)對(duì)膜的安全至關(guān)重要。5.支持層

土工膜是柔性材料，必須鋪設(shè)在可靠的支持層上，它可以讓土工膜受力均勻。除上述的下墊層外，支持層還可采用級(jí)配良好的壓實(shí)土層，粒徑應(yīng)根據(jù)膜厚來選擇。有學(xué)者建議，對(duì)于0.2mm厚的土工膜，支持層的最大粒徑應(yīng)不大于6mm，不均勻系數(shù)應(yīng)不小于20。如果是碾壓式土石壩，由于其壩面平整，又有較大密實(shí)度，可以不專門設(shè)置支持層。

三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)(一)堤壩的防滲

土工膜僅是土石壩的一個(gè)組成部分，其總體布置、設(shè)置范圍與高程等應(yīng)遵循SDJ218—84《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。針對(duì)土工膜的核算有兩方面。1.穩(wěn)定性驗(yàn)算

心墻土工膜不存在滑動(dòng)失穩(wěn)問題，對(duì)于斜墻穩(wěn)定目前主要驗(yàn)算兩種失穩(wěn)情況。

(1)土工膜以上的防護(hù)層、上墊層連同膜本身沿下墊層或支持層面的滑動(dòng)。這種情況一般不致發(fā)生，因?yàn)槟ど隙艘蠊潭ㄓ趬雾敚又は孪聣|層要求透水，不致產(chǎn)生過高的孔隙水壓力使接觸面強(qiáng)度降低。這種形式的破壞可不考慮。

(2)土工膜以上防護(hù)層和上墊層沿土工膜表面的滑動(dòng)。這種情況的抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算一般采用土力學(xué)中的極限平衡法。由于土坡有不同工況，驗(yàn)算需要按正常運(yùn)行(即水位保持不變，堤壩內(nèi)有穩(wěn)定滲流和非常情況(通常指外水位由某水位快速下降到某一低水位)進(jìn)行。對(duì)于非常情況，還有上墊層材料是透水和不透水之分，后一情況是當(dāng)該層與膜的交界面處存在過高的孔隙水壓力，使強(qiáng)度顯著下降造成的，這是驗(yàn)算中的一種最危險(xiǎn)的控制工況。2.土工膜下的排水能力的驗(yàn)算

前面已經(jīng)提及，堤壩坡面鋪土工膜后，其下仍將會(huì)有一定的滲流量，應(yīng)該及時(shí)充分排除，以避免孔隙水壓力的產(chǎn)生。但是，對(duì)此迄今還沒有較好的估算方法，最好是采取防預(yù)措施較為穩(wěn)妥。例如采用非織造土工織物復(fù)合土工膜，通過織物排水，就是一種方便途徑。若預(yù)計(jì)來水量較大，則不妨用較厚的織物復(fù)合，甚至在膜下再鋪薄砂層。以上兩種驗(yàn)算的具體方法可以參考有關(guān)規(guī)范。(二)堤壩前的水平防滲鋪蓋 土石堤壩建在透水地基上，當(dāng)?shù)鼗穸冗^大，采用其他方式防止地基滲流不經(jīng)濟(jì)或不可能時(shí)，可采用鋪蓋防滲。它是將透水性小的材料水平鋪設(shè)在堤壩上游的一段長(zhǎng)度內(nèi)，并與堤身或壩身的防滲體系相連接，以增加滲流路徑，減小滲透坡降，防止地基滲透變形并減少滲流量。一般用于鋪蓋材料的滲透系數(shù)至少應(yīng)比地基的透水性小100倍，故以往常用的材料為粘性土。土工膜比粘土的透水性還要小，具有極大的柔性，能和地面密切貼合，而且施工相當(dāng)方便，只要正確應(yīng)用，就能收到良好的效果。

土工膜鋪蓋設(shè)計(jì)與粘土鋪蓋的基本相同，主要是根據(jù)透水地基的厚度、地層土滲透系數(shù)、壩前水深和地層土容許的滲透坡降等指標(biāo)，通過水力學(xué)計(jì)算來確定垂直于堤壩軸線的合理長(zhǎng)度。

根據(jù)規(guī)范，土工膜所需厚度應(yīng)按作用水頭，地層中可能存在裂隙的形狀與大小，以及膜材的抗拉強(qiáng)度和破壞應(yīng)變等，借薄膜理論來估算，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于中水頭堤壩，要求厚度一般為0.5～0.6mm。土工膜鋪蓋長(zhǎng)度也應(yīng)按計(jì)算確定，不過，大量的工程經(jīng)驗(yàn)表明，長(zhǎng)度取為壩前水深的5倍左右即可，太長(zhǎng)了效果不大。

應(yīng)指出：①土工膜下應(yīng)該設(shè)反濾層，以防止鋪蓋萬一穿孔時(shí)造成地層土流失，采用非織造土工織物的復(fù)合土工膜可以同時(shí)滿足運(yùn)行需要。②大面積鋪蓋下很可能會(huì)積水、積氣，應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)排放措施，將它們排除，例如在膜下建縱橫排放溝或采用專門的排放設(shè)備(如逆止閥)。③注意鋪蓋和堤壩防滲體、與其連接的結(jié)構(gòu)物以及岸坡的有效連接，以形成完整的封閉防滲系統(tǒng)。

與建鋪蓋類似，土工膜也可用于庫(kù)區(qū)防滲。使用時(shí)，將其妥善地鋪在需要堵漏的部位。(三)地基垂直防滲墻

垂直防滲墻是在透水地基內(nèi)造孔或挖槽，以透水性極低的材料填入建成的連續(xù)墻。我國(guó)堤壩中以往常用的混凝土防滲墻厚度為0.6～1.3m，目前在堤防工程中的墻厚已減至0.3m，甚至更薄。建造這樣的防滲墻，除需要造孔設(shè)備外，還要有澆注混凝土的專用機(jī)具，施工比較復(fù)雜。我國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)用土工膜完成多處垂直防滲墻工程。修建防滲墻的土工合成材料可以采用土工膜、復(fù)合土工膜或防水塑料板。國(guó)外采用打鋼板樁的技術(shù)和設(shè)備來插入高密度聚乙烯板，板的兩側(cè)附有鎖口，用以將兩塊板連接在一起。鎖口中的間隙則放人密封條，遇水后密封條膨脹，充滿間隙，可以做到基本不漏水。安裝時(shí)由震動(dòng)打樁機(jī)實(shí)施，板前端有一鐵靴，保護(hù)膜板的插入，深度可達(dá)40m。若采用插入土工膜，則膜厚度應(yīng)不小于0.5mm。在目前技術(shù)條件下，插入深度可以達(dá)到約15m，要求地基土中大于5cm的粗顆粒不多于10％，最大顆粒粒徑不大于15cm，否則將超出開槽寬度。

造墻的基本步驟是：首先用高壓水沖，或鏈斗或液壓式鋸槽機(jī)開槽，以泥漿護(hù)槽壁，將與槽深相當(dāng)?shù)恼硗凉つや伻氩蹆?nèi)，倒轉(zhuǎn)軸卷，使土工膜展開，相鄰兩幅之間用搭接的方式連接；及時(shí)進(jìn)行膜兩側(cè)的填土，并在槽底回填粘土，厚度不少于1m，目的是密封，以防止水從下部繞滲；接著填一般土，待其下沉穩(wěn)定后，往槽內(nèi)繼續(xù)填土壓實(shí)；最后待土工膜出槽后，立即將其與建筑物連接，不得外露。應(yīng)當(dāng)注意在與建筑物連接處土工膜應(yīng)留有足夠的富裕，以防建筑物變形時(shí)拉斷土工膜。第五節(jié) 防護(hù)功能

一、防護(hù)作用及其應(yīng)用舉例 防護(hù)作用具有廣泛的涵義。為了消減自然現(xiàn)象、環(huán)境影響和人類活動(dòng)對(duì)堤坡和岸坡造成的危害，常要采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。岸坡防護(hù)包括河岸、湖岸、海岸等的防水流沖刷，波浪沖擊等，這類防護(hù)措施古已有之，有許多迄今仍在繼續(xù)采用。傳統(tǒng)的防護(hù)辦法有利用埽枕、柴排、石籠、拋石保護(hù)岸坡或打護(hù)坡樁等。它們雖然也能起到護(hù)坡的良好作用，但耐久性較差，常要不斷維修。根本的弱點(diǎn)，是它們放在被保護(hù)土面上，不具有反濾功能，受水流沖蝕和潮浪淘刷抽吸的作用，被保護(hù)土顆粒容易被水流帶走，導(dǎo)致剝蝕和坍塌。

土工合成材料的發(fā)展，為上述岸坡防護(hù)提供了新的途徑，簡(jiǎn)單地說，只要在被保護(hù)士面上覆一層有良好反濾性能的土工織物，壓上一定蓋重，即能有效地保護(hù)岸坡不受水流和波浪等的破壞。

不僅如此，土工織物質(zhì)輕、耐腐、有柔性、整體性強(qiáng)、價(jià)廉、施工簡(jiǎn)便，它們?cè)诜雷o(hù)工程中的推廣應(yīng)用正在迅速發(fā)展。其實(shí)，這類材料不只有抗水流的能力，它們的產(chǎn)品之一——泡沫塑料板(聚苯乙烯EPS)在巖土工程中還被用于防止土體凍脹。水利工程中利用土工合成材料的常見防護(hù)工程有：(1)江河湖海岸坡防護(hù)。(2)水庫(kù)岸坡防護(hù)。

(3)水道護(hù)底和水下防護(hù)。(4)渠道和水池護(hù)坡。(5)水閘護(hù)底。(6)岸坡防沖植被。

(7)水閘、擋墻等防凍脹措施等。土工合成材料用于防護(hù)的范圍很廣，本節(jié)僅介紹利用軟體排、模袋和三維植被土工網(wǎng)作岸坡防護(hù)，利用土袋、土枕及土工管筑堤壩護(hù)坡等，其他利用可舉一反三。

二、防護(hù)制品

防護(hù)用的土工織物應(yīng)符合反濾準(zhǔn)則和具有一定的強(qiáng)度。由于要受到往復(fù)雙向水流作用，對(duì)織物應(yīng)有更高的反濾要求，故應(yīng)符合式(2-1)，同時(shí)強(qiáng)度也應(yīng)符合第一節(jié)“五”中的規(guī)定。為滿足防護(hù)的各種特殊需要，應(yīng)先將土工合成材料預(yù)制成符合一定需要的制品。舉例說明如下。1.土袋、土枕 土袋、土枕是以織造型(有紡)土工織物縫制成的管袋形制品。土袋尺寸較小，類似于一般草袋，充填土料后成為塊狀土體，可用于堵塞洞坑，建筑堤壩，或作為壓載。土枕是尺寸較大的長(zhǎng)土袋，直徑可達(dá)0.4～ 1m，長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)米或更長(zhǎng)，一般沿長(zhǎng)度每隔0.5m要繞一道橫箍，它們既能作筑堤壩的填充體，又可作為壓重。2.軟體排

軟體排是用織造型土工織物縫制成的大片排布，分單片和雙片兩種，單片排四周邊和中間縫上縱橫繩網(wǎng)，既加強(qiáng)排體，又可作為定位索之用，排上加壓重塊，保證其穩(wěn)定；雙片排由雙層土工織物縫制成，其中還縫有管袋，供充填土料，形成自身壓重，它也需縫上縱橫繩網(wǎng)。軟體排應(yīng)用時(shí)，排體鋪在需要防護(hù)的部位，再加上足夠壓重，即可防止土體被沖刷。3.土工模袋

前面已對(duì)土工模袋作了簡(jiǎn)單介紹，是由兩層編織型土工織物縫成的四周封閉的袋體，放于被保護(hù)岸坡上，并往其中澆注混凝土或砂漿，凝固成硬塊體護(hù)坡。模袋由工廠預(yù)制，有不同厚度、不同規(guī)格。此外，還有在現(xiàn)場(chǎng)縫制成的簡(jiǎn)易模袋。4.泡沫塑料板塊

泡沫塑料板塊是由聚苯乙烯塊鋸成的薄板，其導(dǎo)熱系數(shù)為土的1/3～1/4，具有保溫性，放于混凝土板護(hù)面或土面上，可達(dá)到防止土體凍害的目的。

三、設(shè)計(jì)原則

(一)軟體排護(hù)坡與護(hù)底 1.排體布置

軟體排布置于可能受沖刷破壞的部位，它的鋪設(shè)范圍及高程等應(yīng)遵從《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50286—98的規(guī)定。

排體順?biāo)鞣较虻某叽鐬榕艑挘怪彼鞣较虻某叽鐬榕砰L(zhǎng)。枯水位以上為水上部分，以下為水下部分。排體水上部分長(zhǎng)度為坡面長(zhǎng)和掛排所需長(zhǎng)度之和；水下部分長(zhǎng)度由與水上部分銜接段長(zhǎng)度、水下坡面長(zhǎng)度(其中應(yīng)包括排體褶皺和收縮長(zhǎng)度)以及因坡底可能發(fā)生沖刷需要預(yù)留的長(zhǎng)度三部分組成。水上部分與水下部分長(zhǎng)度之和為要求的排長(zhǎng)。排寬應(yīng)為待保護(hù)區(qū)的寬度、相鄰排塊搭接所需寬度和考慮排體收縮需預(yù)留的寬度之和。相鄰兩塊排的搭接寬度一般為0.5m，上游排塊蓋在下游排塊上。2.排體穩(wěn)定性

排體應(yīng)始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，故應(yīng)進(jìn)行排體的抗飄浮、抗沿坡面下滑和要求壓載的驗(yàn)算，要求的壓載可參考規(guī)范，或參考圖2-14。當(dāng)水流流速不大于3m/s時(shí)，壓載可為1kPa。為確保排體穩(wěn)定，要求排體在坡頂和坡底給予錨固，底部為防止沖刷，錨固可采取溝埋方式。坡底防沖非常重要，應(yīng)根據(jù)具體條件做成有效的防沖結(jié)構(gòu)，圖2-15是幾種參考形式。(二)土工模袋護(hù)坡

1.選型

模袋有多種形式，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形、工程類型和重要性以及水流條件等綜合因素選型。按工程類別選擇時(shí)，可參考表2-1。

2.模袋穩(wěn)定性

一般情況下，模袋穩(wěn)定性按其在斜坡上的抗滑安全系數(shù)Fs來評(píng)價(jià)(圖2-16)

為了改善模袋穩(wěn)定性，可以補(bǔ)充采取一些抗滑措施，參考圖2-17。

另外，模袋底部的滲水應(yīng)及時(shí)排除，如果模袋排滲能力不足，可以在模袋澆注后1小時(shí)，在袋內(nèi)插排水管，如圖2-18。

(三)三維植被網(wǎng)植草護(hù)坡 1.護(hù)坡機(jī)理

植被網(wǎng)是一種類似于絲瓜瓤狀的植草土工網(wǎng)墊，以加入炭黑的尼龍絲加工制成。絲與絲的交叉點(diǎn)熔合粘接，相互纏繞，質(zhì)地蓬松，孔隙率在90％以上，在其孔隙中可填加土料和草種。植草穿過網(wǎng)墊生長(zhǎng)后，其根系深入土中，植物、網(wǎng)墊、根系與土合為一體，形成牢固密貼于坡面的表皮，可有效地防止坡土被暴雨徑流或水流沖刷破壞。以往植被網(wǎng)墊應(yīng)用于無水或背水坡，目前國(guó)外已用于河道迎水坡防護(hù)，在有水流條件下，植被起良好的消能作用，促進(jìn)落淤。有報(bào)導(dǎo)說，在水流較深情況下，它甚至能抗御高達(dá)6m/s的短期流速，對(duì)歷時(shí)兩天的水流，也能經(jīng)受4m/s的流速，這種植被可使流速顯著降低。2.設(shè)計(jì)要點(diǎn)

植被護(hù)坡設(shè)計(jì)主要包括判別采用植被的必要性；確定鋪設(shè)范圍；草種選擇。

(1)植被必要性。坡上受沖刷破壞的程度與土類密切相關(guān)。另外對(duì)于水上坡，要不要防護(hù)，決定于降雨強(qiáng)度；對(duì)于水下坡，則要看水流流速的大小。植被必要性判別，對(duì)于水上坡和水下坡可分別參考圖2-19和圖2-20。

(2)鋪設(shè)范圍。植被應(yīng)遍及要求防護(hù)的部位，在高程上，水上坡應(yīng)鋪到坡頂，再橫向延伸不少于0.5m；水下坡下端應(yīng)至低水位以下1m(斜坡長(zhǎng))，上端應(yīng)達(dá)高水位以上0.5m(斜長(zhǎng))。(3)草種選擇。各地氣溫、降水和土質(zhì)條件等差別很大，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)卮篌w情況，遵循幾項(xiàng)基本原則來選擇草種：適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境，如耐寒、耐旱、耐澇等；適應(yīng)土質(zhì)條件，如耐鹽、耐堿，耐酸等；生長(zhǎng)期快，根系發(fā)育且長(zhǎng)；價(jià)格經(jīng)濟(jì)等。(四)土袋、土枕筑堤壩 1.堤壩形式

土袋、土枕筑堤壩可以采取不同的形式，歸納起來可分為兩類：①全斷面式，即整個(gè)堤壩體均由充填土料的袋或枕堆成，其底部鋪設(shè)透水織造土工織物墊層，坡面設(shè)置防護(hù)層。②土心填筑式，即堤壩中心部分為填土，兩側(cè)外坡用袋、枕堆筑，或填土后外部用土工織物整體包裹，如圖2-21(a)，或填土即是逐層包裹而成，它們的底部及背部為土枕，如圖2-21(b)。2.設(shè)計(jì)要點(diǎn)

(1)制作枕、袋采用織造土工織物，它們應(yīng)符合反濾準(zhǔn)則，且能承受施工應(yīng)力，其單位面積質(zhì)量應(yīng)不低于130g/m2，抗拉強(qiáng)度應(yīng)不小于18kN/m。

(2)為了保證袋、枕的穩(wěn)定性，它們的尺寸應(yīng)符合以下條件：

上式中的L、B、H、分別為填土后袋枕的長(zhǎng)度、寬度和高度。土料充盈系數(shù)應(yīng)不小于80％，但也不宜過大，填土應(yīng)壓實(shí)到規(guī)定密度。

(3)堤壩穩(wěn)定性可按傳統(tǒng)的圓弧滑動(dòng)法驗(yàn)算。

(4)堤壩外坡都必須作好保護(hù)層，例如塊石或模袋混凝土護(hù)面等。第六節(jié) 加筋功能

一、加筋作用

土體一般具有一定的抗壓強(qiáng)度，但抗剪強(qiáng)度很低。設(shè)想有一塊自由土體，即其側(cè)面上全無約束，在其頂面上施加壓力，則在不大的壓力下，土體即將被壓壞。如果同樣的一塊土被放進(jìn)一個(gè)剛性盒中，即其側(cè)面受到完全約束，不可能有橫向擴(kuò)張，則在其頂面上加壓，壓力雖然達(dá)到很大值，土塊也不會(huì)被壓壞。這個(gè)現(xiàn)象闡明了一個(gè)簡(jiǎn)單的道理：土體受壓時(shí)，其破壞與否與土的側(cè)向變形大小有關(guān)，允許的側(cè)向變形愈小，它能承受的壓力將愈高，所以，要提高土的承受能力，可以從設(shè)法減小其側(cè)向擴(kuò)張著手。

加筋土正是利用了這一原理。在土體中的一定部位鋪設(shè)水平方向的加筋材料，將土壓實(shí)后，土與加筋材密切結(jié)合成一復(fù)合土體(加筋土)，當(dāng)在復(fù)合土體的表面施加荷載，由于加筋材與周圍土之間有較大的摩阻力(有時(shí)尚有咬合力)，限制了土的側(cè)向變形，相當(dāng)于在土體側(cè)面上施加了約束力。從上面的道理可知，這種復(fù)合土體的承壓能力理所當(dāng)然地得到提高。

以往人們只是從概念上懂得這個(gè)道理，一直到了本世紀(jì)的60年代，法國(guó)工程師維德爾才從理論上建立了一套加筋土的設(shè)計(jì)方法，最初采用的加筋材料是金屬條帶，到70年代后期，金屬材料才逐漸被土工合成材料所取代。

二、加筋材料和加筋土應(yīng)用(一)加筋材料

加筋土中的加筋材料通常采用織造土工織物、土工帶和土工格柵等，只有當(dāng)對(duì)強(qiáng)度和變形要求不高時(shí)，才采用非織造土工織物。從以上的加筋原理得知，加筋在于最大限度地限制受壓土體的側(cè)向變形，而限制要靠土體中的筋材與周圍土的相互作用，為此，要求筋材與土之間應(yīng)結(jié)合好，亦即兩者之間應(yīng)有較高的界面強(qiáng)度(摩擦力與咬合力大)。此外，加筋材料的蠕變性應(yīng)較低。蠕變性指材料受不變的拉力下，長(zhǎng)度不斷伸長(zhǎng)的現(xiàn)象。蠕變使筋材承受拉力的能力不斷下降。因此，在目前的加筋材料中，土工格柵的蠕變性較低，是較為理想的加筋材料。(二)加筋土應(yīng)用

加筋土主要用于三個(gè)方面，形成三種類型的加筋土結(jié)構(gòu)。1.軟土地基加固

軟土地基上建堤壩的困難在于土的抗剪強(qiáng)度低，承載力不足，壓縮性過高。傳統(tǒng)的方法是將填筑速度放得極慢，以待在增加的荷載下軟土固結(jié)，強(qiáng)度增加；或采取分期填筑方法；或在堤壩兩側(cè)，將填土延伸一定距離，形成戧臺(tái)或反壓馬道，以平衡部分促進(jìn)滑動(dòng)的滑動(dòng)力矩等等。這樣，工期會(huì)拖得很長(zhǎng)，費(fèi)用高，有時(shí)填筑高度仍受到一定限制。而若在填筑之前，先在場(chǎng)地上預(yù)鋪一層織造土工織物或土工格柵，對(duì)地基進(jìn)行加固，可以較好解決這一難題。2.堤壩邊坡加筋

堤壩如果將邊坡做陡，不僅能減少填土方量，還可節(jié)約用地，是一舉兩得的好事。如果地基的承載力較高，堤壩不致因坡度過陡而破壞，這時(shí)采用土工織物加筋陡坡即可達(dá)到此目的。3.加筋土擋墻

它可以代替混凝土重力式擋墻。其最大優(yōu)點(diǎn)是對(duì)地基的要求比重力式擋墻要低，抗震性較好。這三種加筋土結(jié)構(gòu)各有其不同的設(shè)計(jì)方法，下面分別作介紹。

三、加筋土設(shè)計(jì)要求(一)軟土地基加固 1.筋材及其布置

地基加固用的筋材可為織造土工織物或土工格柵，使用時(shí)將它水平鋪放在軟基面上，兩端包折，如果土很軟，可以先鋪層薄砂，再鋪加筋材，如圖2-22(a)。如果一層筋材強(qiáng)度仍不足，可在第一層筋材上填約0.5～1.0m厚度土層(最好是透水料)，再鋪第二層筋材，兩層筋材在端部連接起來。2.穩(wěn)定性驗(yàn)算

根據(jù)軟土層分布情況不同，穩(wěn)定性驗(yàn)算分為兩種：深層滑動(dòng)和平面滑動(dòng)。

(1)深層滑動(dòng)。當(dāng)軟土層較厚，土坡失穩(wěn)可能是沿某一圓弧面滑動(dòng)的，如圖2-22(b)。深層抗滑穩(wěn)定一般采用傳統(tǒng)的圓弧條分法校核，在沒有加筋前，可以通過試算求得堤壩土坡的最小安全系數(shù)Fs1如下：

注意：在采用一層以上加筋材料時(shí)，每二層間應(yīng)鋪一定厚度的土料（最好是透水砂料）。(2)平面滑動(dòng)。當(dāng)軟土層較薄，其下為硬層，則上述滑動(dòng)圓弧不易切入下臥硬層，因而可能產(chǎn)生淺層的平面滑動(dòng)。淺層滑動(dòng)可能有三種形式，如圖2-23。①土坡的一部分沿加筋材的頂面滑動(dòng)，如圖2-23（a）；②土坡的一部分連同部分軟土沿下臥硬層的頂面滑動(dòng)，如圖2-23（b）；③加筋材底面與下臥頂面間的部分軟土被擠出，如圖2-23（c）。三種形式中給出最小安全系數(shù)的一種是最可能發(fā)生滑動(dòng)的情況。

平面滑動(dòng)驗(yàn)算采用一般的極限平衡法求取安全系數(shù)，這種方法已為廣大土工工作者所熟悉，不再贅述。

注意：計(jì)算中應(yīng)保證加筋材料不被拉斷，才能發(fā)揮加筋作用。并且根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，要求加筋材頂面的摩阻力的大小不能超過加筋材料在下列應(yīng)變時(shí)的抗拉力 對(duì)壓實(shí)粘土，ε=5.0%～10%； 對(duì)無粘性土和少粘性土，ε≤2%。

（二）堤壩加筋 1.筋材及其布置

加筋材可采用與軟土地基方式示意圖如圖2-24。筋材水平向鋪設(shè)，其長(zhǎng)度和沿堤壩高度要求的垂直間距應(yīng)根據(jù)試算來確定。

2.穩(wěn)定性驗(yàn)算

穩(wěn)定性驗(yàn)算的目的有二：①確定加筋要求的范圍，即水平向不同高程上加筋需要的長(zhǎng)度；②求得為使加筋后土坡的穩(wěn)定性達(dá)到規(guī)定的安全系數(shù)Fsr，需要加筋材提供的加筋力Ts。(1)加筋范圍的確定。針對(duì)要求加筋的土坡，用傳統(tǒng)的穩(wěn)定分析圓弧滑動(dòng)法，對(duì)不同滑動(dòng)圓心和半徑的圓弧逐一求其安全系數(shù)，可以得到許多個(gè)Fsu，將這些圓弧畫在同一張紙上，勾劃出Fsu≈Fsr的那些圓的外包線，如圖2-25中所示的實(shí)線，該線包圍的區(qū)域即是需要加筋的范圍。

(2)需要的加筋力。為將土坡的安全系數(shù)從Fsu提高到Fsr，可以將滑動(dòng)土坡視為一個(gè)整體，先求出所需的總加筋力Ts，假設(shè)它作用位置在坡高的1/3處，如圖2-26。為此，針對(duì)上述的許多試算滑動(dòng)圓的每一個(gè)，按下式算出對(duì)應(yīng)的Ts：

(3)加筋力的分配。求得的Tsmax需要分配到沿坡高的各個(gè)高程上去。建議對(duì)低于6m的土坡可以均勻分配，兩層間的垂直間距一般不宜大于0.6m。當(dāng)坡高大于6m，則建議按以下比例分配。

按二區(qū)分：底區(qū)Ts=（3/4）Tsmax；頂區(qū)Ts=（1/4）Tsmax 按三區(qū)分：底、中、頂各為（1/2）Tsmax、（1/3）Tsmax和（1/6）Tsmax(4)強(qiáng)度驗(yàn)算和抗拔驗(yàn)算。按以上方法分配后的筋材還應(yīng)該滿足兩方面的要求：①每層加筋材不得因受拉力過大而斷裂，并有一定的安全系數(shù)，所以加筋材拉力不應(yīng)超過其許可抗拉強(qiáng)度；②每層筋材不得因所受拉力過大而被拔出，因此，超出滑弧的筋材要有足夠長(zhǎng)度，以提供充分的握裹力，且具有所需的安全系數(shù)。(三)加筋土檔墻構(gòu)造

加筋土擋墻有四個(gè)基本組成部分，即：加筋材料、填土、墻面板和墻面板基礎(chǔ)，如圖2-27加筋材是織造土工織物、加筋帶或土工格柵；墻面板大多為預(yù)制混凝土整體板或板塊，一般不作受力桿件處理，僅供表面防護(hù)和裝飾之用；填土最好是透水材料，若必須采用不透水材料填充時(shí)，應(yīng)做好排水通道，以及時(shí)將進(jìn)入填土內(nèi)的水排走；墻面板基礎(chǔ)一般為預(yù)制混凝土構(gòu)件。

1.擋墻的初設(shè)斷面

擋墻的設(shè)計(jì)方法，一般是先假設(shè)一個(gè)計(jì)算斷面，再進(jìn)行外部整體性穩(wěn)定驗(yàn)算，然后再進(jìn)行內(nèi)部筋材的穩(wěn)定性校核。初設(shè)斷面即是要假設(shè)水平鋪設(shè)的加筋材長(zhǎng)度，各層垂直間距一般可初取0.4～0.5m。? 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，初設(shè)加筋材長(zhǎng)度可為墻高的0.7倍，如果墻后填土為斜坡或填土面還有超荷載作用，可設(shè)為墻高的0.8倍。2.外部穩(wěn)定性驗(yàn)算

將加筋材范圍內(nèi)的土體連同墻面板視為一個(gè)剛性的整體，與重力式擋墻類似，進(jìn)行以下各項(xiàng)驗(yàn)算：整個(gè)墻體沿其底面的抗平面滑動(dòng)穩(wěn)定性；抗深層圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定性；抗繞墻趾轉(zhuǎn)動(dòng)的傾覆穩(wěn)定性和墻基的承載力驗(yàn)算。以上各項(xiàng)安全系數(shù)都應(yīng)該達(dá)到規(guī)定的數(shù)值。3.內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算

(1)加筋材的拉力。加筋土擋墻分為兩種基本類型：①柔性筋式擋墻。加筋材的強(qiáng)度低，延伸率高，即材料的抗拉模量低，如織造土工織物即屬此類。②剛性筋式擋墻。加筋材的強(qiáng)度高，延伸率低，即材料的抗拉模量高，加筋帶或土工格柵屬此類。兩類墻的設(shè)計(jì)方法基本一致，不同之處在于材料模量不同，其變形有異，造成土中應(yīng)力分布有一定差異，即用于確定土中加筋材拉力的土壓力分布圖形不一樣。對(duì)于柔性筋式擋墻，每根筋條分配的拉力對(duì)應(yīng)于朗肯土壓力分布圖中相應(yīng)的土壓力部分，如圖2-28中第i條筋材中的拉力應(yīng)等于圖2-28(b)中陰影部分的土壓力，假設(shè)等于Ti，圖中的γ和Ka分別為填土容重和主動(dòng)土壓力系數(shù)。若是剛性筋式擋墻，其土壓力分布圖略有不同，而確定加筋材拉力的方法卻完全一致。

(2)加筋材的強(qiáng)度驗(yàn)算。為了墻的穩(wěn)定，每一層加筋材的拉力都必須滿足以下條件：

(3)加筋材的抗拔驗(yàn)算。每一層加筋材的拉力還要求不超過其端部段(超出滑動(dòng)面以外的加筋材長(zhǎng)度)埋在土內(nèi)發(fā)揮的握裹力。握裹力系由該端部段上下面與土產(chǎn)生的摩阻力所提供。所以這一驗(yàn)算實(shí)際上是校核端部段埋藏的加筋材長(zhǎng)度Lc是否足夠，因?yàn)槟ψ枇Φ拇笮∈桥c埋長(zhǎng)有關(guān)的。4.加筋材長(zhǎng)度

加筋材全長(zhǎng)度由兩個(gè)部分組成：填土破壞面以內(nèi)長(zhǎng)度La和以外的埋藏長(zhǎng)度Le。如果加筋材是織造土工織物，一般在其靠面板的一端要將織物折回，包裹土體如圖2-27(b)，包裹長(zhǎng)度為L(zhǎng)ω，所以加筋材全長(zhǎng)應(yīng)為：

第三章 堤防系統(tǒng)的防滲、排滲和加固

在前兩章中已對(duì)土工合成材料的性質(zhì)、功能、作用機(jī)理、使用原理和設(shè)計(jì)原則等作了全面的介紹，本章將對(duì)堤防系統(tǒng)中土工合成材料的設(shè)計(jì)和施工方面的一些問題作進(jìn)一步敘述和討論。這里所謂的“堤防系統(tǒng)”是指土堤和堤線上的涵閘(如破堤建閘等)及其相連的過水渠道，內(nèi)容包括江河堤防的防滲和排滲、水閘的排滲和閘基的加固以及海堤的地基加固等。為了使讀者易于理解有關(guān)原理，本章將列舉一些應(yīng)用實(shí)例。這些實(shí)例都是一些成功的工程實(shí)錄，其中一些是早期應(yīng)用的報(bào)導(dǎo)。按目前我國(guó)的應(yīng)用水平來看，所報(bào)導(dǎo)的內(nèi)容還有可以改進(jìn)和提高的地方，因此當(dāng)學(xué)習(xí)這些經(jīng)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況和現(xiàn)有發(fā)展水平因地制宜地使用。

此外，應(yīng)當(dāng)說明，土工合成材料在上述的某些方面目前應(yīng)用尚不普遍，如堤的防滲等，為此本章將引用一些類似的在低土壩中的應(yīng)用實(shí)例作為參考，以期促進(jìn)土工合成材料在堤防中應(yīng)用。

第一節(jié) 防滲、排滲和加固在堤防中的應(yīng)用

一般來說，在堤防的主體和附屬工程中，土工合成材料都有著能發(fā)揮第二章所提及的各種主要功能的場(chǎng)合。鑒于堤防的滲透控制原則仍是“上堵下排”，因此本節(jié)著重于土工合成材料的防滲、反濾和排水三個(gè)方面功能的應(yīng)用，同時(shí)也敘及加筋加固功能。

一、堤防防滲(一)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況

土工膜作為一種良好的防滲材料，目前在壩工中，特別是土石壩中已被廣泛地采用，在混凝土壩或碾壓式混凝土壩的修補(bǔ)中，作為防滲護(hù)面也逐漸增多，其使用量約為土工織物使用量的11％左右。然而在我國(guó)的堤防建設(shè)中，它的應(yīng)用則剛剛才開始，如作為垂直防滲墻的墻體材料等，但可以預(yù)計(jì)，它在今后新建的堤防和已有堤防的加固中將會(huì)廣泛地被使用。為了說明堤防防滲問題，借鑒一些壩工中的應(yīng)用實(shí)例，或許是有益的。表3-1(見參考文獻(xiàn)[3])和表3-2中分別給出了國(guó)內(nèi)外壩工中采用土工膜防滲的工程情況。從中可以看出一些特點(diǎn)：①土工膜在壩工中的應(yīng)用，從地域上看已很廣泛，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)普遍接受了這種新型的防滲材料和技術(shù)。許多工程實(shí)錄都表明它的防滲效果良好、經(jīng)濟(jì)、施工方便，有推廣使用價(jià)值。②國(guó)內(nèi)在壩工中使用土工膜防滲雖然較晚(1978年開始，比國(guó)外晚19年)，但從土工膜承受20m以上水頭的實(shí)例所占的百分?jǐn)?shù)來看，已與國(guó)外相當(dāng)，且國(guó)內(nèi)也有土工膜承受超過50m水頭的實(shí)例。這些都說明國(guó)內(nèi)在壩工中使用土工膜的技術(shù)水平已逐漸接近國(guó)際先進(jìn)水平。③關(guān)于土工膜的厚度目前有兩種觀點(diǎn)：一種主張用厚膜(膜厚＞1.0mm)，以歐洲國(guó)家為多；另一種觀點(diǎn)是使用薄膜(膜厚＜1.0mm)，以美洲國(guó)家和我國(guó)的實(shí)例較多，這些壩的使用情況至今仍然良好，因而值得很好地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)上述情況以及目前SL/T225—98和GB50290—98《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中所列入的土工膜在壩工中的防滲使用規(guī)定，都表明土工膜防滲技術(shù)在我國(guó)壩工中的應(yīng)用已經(jīng)漸趨成熟。這將為這項(xiàng)新技術(shù)和新材料在堤防中的推廣應(yīng)用提供良好的范例。

(二)設(shè)計(jì)和施工中的幾個(gè)問題 l.土工膜在堤防中鋪設(shè)的范圍和部位

土工膜在土堤中鋪設(shè)的范圍可從堤基開始，直到堤頂。土堤迎水面若設(shè)置鋪蓋，則鋪蓋長(zhǎng)度應(yīng)按滲流計(jì)算確定，或大于等于5倍水頭。土工膜材料目前的擋水水頭已達(dá)30～40m，因此可以完全滿足一般江河堤防的要求。

PVC為聚氯乙烯，LDPE為低密度聚乙烯，HDPE為高密度聚乙烯，CSPE為氯磺化聚乙烯，RI為異丁橡膠，PUR為聚氨脂。

土工膜的鋪設(shè)部位，對(duì)新建的土堤，可以鋪在堤的中間（即心墻）或迎水面（即斜墻），兩種形式各有特點(diǎn)。心墻布置方式比較省料，但施工時(shí)要求堤身填筑與土工膜心墻同時(shí)上升，而且土工膜應(yīng)做成鋸齒形鋪設(shè)（圖3-1），以適應(yīng)堤身的沉陷，因此施工比較復(fù)雜。斜墻式布置的優(yōu)點(diǎn)是堤身填筑完成后才鋪膜，施工干擾小，鋪膜質(zhì)量較易保證。因此，國(guó)內(nèi)外新建的堤防工程中大都采用斜墻形式的結(jié)構(gòu)。但對(duì)于已建堤防的修補(bǔ)和加固工程，由于迎水面有水，為避免水下施工，故采用堤內(nèi)開槽鋪膜方法施工，筑成心墻。當(dāng)然，若迎水面無水，則用斜墻形式更為方便。

圖3-1 2.土工膜防滲結(jié)構(gòu)形式

在土工膜與堤身或堤基接觸處應(yīng)加一定的墊層(過渡層)或反濾層，尤其對(duì)于膜與粗粒料直接接觸的情況，應(yīng)防止粗粒的尖角刺破土工膜，影響其防滲性能。若防滲膜選用復(fù)合土工膜材料(膜的側(cè)面為非織造織物)，則反濾層可以簡(jiǎn)化。對(duì)于已有的堤防加固的情況，由于鋪反濾層較困難，可以直接選用復(fù)有較厚的非織造土工織物的復(fù)合土工膜作為反濾層，以便利施工。但應(yīng)強(qiáng)調(diào)指出，不管什么情況下，反濾層是必不可少的。還應(yīng)指出，心墻式與斜墻式的選用還與堤基地層結(jié)構(gòu)及其滲透性有關(guān)。關(guān)于堤基的地層結(jié)構(gòu)，一般可分為單層結(jié)構(gòu)、雙層結(jié)構(gòu)和多層結(jié)構(gòu)三種。單層結(jié)構(gòu)是指從地表往下至基巖基本上是同一類土，粘性土的單層結(jié)構(gòu)均質(zhì)地層不會(huì)發(fā)生滲透變形，而均質(zhì)的砂性土單層結(jié)構(gòu)在靠近背水坡的地面易發(fā)生滲透變形，遠(yuǎn)離堤段的地方則是安全的，這種地層在大江大河上比較少見。雙層結(jié)構(gòu)(常稱二元結(jié)構(gòu))是指地層大致由兩種土層組成，上層透水性較弱，其下為較厚的透水性較強(qiáng)的土層，當(dāng)?shù)貙邮苌钽懈钪苯优c江水連通時(shí)，往往是最容易出現(xiàn)滲透失穩(wěn)狀態(tài)的。這種“二元結(jié)構(gòu)”在長(zhǎng)江、黃河等大江大河上比較常見，是一種在我國(guó)頗具代表性的堤基地層結(jié)構(gòu)。多層結(jié)構(gòu)往往是弱、較強(qiáng)、弱、較強(qiáng)、強(qiáng)透水層的組合，即在深度上有弱透水層與透水地層相間，而深部則往往是砂卵石等強(qiáng)透水層，這種地層也比較常見。對(duì)于不同的地層形式，在堤防防滲措施上有明顯的不同特點(diǎn)。①對(duì)于堤基透水性土層厚度不大(10m左右)的情況，采用心墻防滲是有效和可靠的，因?yàn)橥凉つば膲梢詮牡躺泶┻^透水地層直接與不透水土層相連，形成封閉式的防滲結(jié)構(gòu)，保證背水坡不發(fā)生滲透破壞。②對(duì)于透水性土層比較深厚的地基，心墻達(dá)不到不透水土層，故只能形成“懸掛式”的防滲結(jié)構(gòu)。然而研究和經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)表明，這種“懸掛式”防滲體系的防滲效果不佳，因此不宜采用。例如長(zhǎng)江科學(xué)院對(duì)湖北荊江大堤的垂直防滲深度分析表明，對(duì)于“二元結(jié)構(gòu)”，上層透水性弱，下層透水性強(qiáng)的情況，防滲墻進(jìn)入地層的深度h1小于0.8倍的地層總厚度(h2)時(shí)，堤后最大出逸比降J垂僅降低0.02～0.3，J水平降低0.01～0.05，相當(dāng)于削減滲透水頭10％～20％(荊南長(zhǎng)江干堤加固工程可行性研究階段滲流控制措施專題研究報(bào)告。長(zhǎng)江委長(zhǎng)江科學(xué)院，1998：12.)，如圖3-2。這時(shí)就應(yīng)采用土工膜斜墻加鋪蓋或者其他專門研究的防滲結(jié)構(gòu)了。③近年，在堤防建設(shè)中還遇到滲透性各異的另一種多層地基結(jié)構(gòu)的情況，其特點(diǎn)是在深厚的透水層中存在一層相對(duì)不透水的土層，埋深也不大，這時(shí)仍可以用心墻的形式，使其達(dá)到相對(duì)不透水土層，以形成“半封閉”的防滲結(jié)構(gòu)(圖3-3)。在采用心墻式的防滲結(jié)構(gòu)時(shí)，還有一個(gè)實(shí)際問題，就是要注意水環(huán)境的變化，以及非汛期地下水位的升高。

3.土工膜的選擇

土工膜的選擇涉及兩個(gè)問題，一是選擇何種原材料的土工膜，二是選用何種形式的土工膜（單膜或復(fù)合膜）。

(1)國(guó)內(nèi)外土工膜所用的原材料主要是聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）兩種。工程選料時(shí)，主要根據(jù)以下幾個(gè)方面來選定合適的土工膜：①力學(xué)特性，上述兩種材料制成的土工膜的拉伸強(qiáng)度相差不大。由于土工膜只用于防滲而不作為加筋材料使用，故其拉伸強(qiáng)度不是選材的重要指標(biāo)。但從另一方面來說，PVC膜因添加有塑化劑，使得其伸長(zhǎng)率比PE膜的大一些，柔性較好，與砂粒接觸時(shí)可使砂粒嵌入得更深一些而不破裂，從而增加二者之間的摩擦系數(shù)。因此，PVC膜與砂之間的摩擦系數(shù)明顯大于PE膜與砂之間的摩擦系數(shù)，摩擦角平均至少大50～60。這是一個(gè)關(guān)鍵性的指標(biāo)，會(huì)影響到膜與土體接觸面以及膜與其上保護(hù)層之間的滑動(dòng)穩(wěn)定性。增大PE膜摩擦性能的方法有三種：一是采用復(fù)合膜，因復(fù)合膜外層的土工織物與土料的摩擦系數(shù)較大，接近于PVC膜與土料的摩擦系數(shù)。二是對(duì)PE膜采用加糙措施，例如在土工膜的光滑表面上壓紋或噴涂加糙材料。三是改變水工建筑物的結(jié)構(gòu)，如調(diào)整壩坡，加防滑槽或防滑檻等。另外，當(dāng)PE膜的厚度從0.12mm增加到0.24mm時(shí)，其與粗砂的摩擦系數(shù)可以增加30％。②可連接性。土工膜無論出廠時(shí)幅有多寬，在實(shí)際使用時(shí)仍需將其幅與幅之間連接起來，以成為一個(gè)整體的防滲膜體。一般PE膜只能用加熱熔合的方式連接，而PVC膜除此之外，還可以采用特殊的粘合劑進(jìn)行粘接。薄型土工膜由于不能用熱焊方法連接而必須用粘接法連接，因此只能選用PVC膜。③經(jīng)濟(jì)性。目前兩種材料的價(jià)格大體相當(dāng)，一般均在10000元/t左右，而PE的比重小于PVC的比重，所以同樣厚度的情況下每單位面積的價(jià)格PE膜要少一些。另外PVC膜出廠時(shí)的幅寬一般為1.5～ 2.0m，PE膜幅寬可達(dá)4～4.5M，相應(yīng)地PE膜的接縫數(shù)量就比PVC膜的要少，因而搭接的用量就少一些，現(xiàn)場(chǎng)接縫的工作量也少一些。綜合這三個(gè)方面的優(yōu)缺點(diǎn)，再結(jié)合工程實(shí)際情況，可以對(duì)膜材作出合理的選擇。(2)選用單膜還是復(fù)合膜主要是從復(fù)合膜的作用和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面綜合考慮來選定。復(fù)合膜的一個(gè)作用已如上述，可以增加與土料之間的摩擦系數(shù)，第二個(gè)作用是保護(hù)士工膜不受運(yùn)輸和施工過程中外力的損害。復(fù)合膜的力學(xué)性能比單一膜有很大提高，其破壞應(yīng)變雖不如單膜的大，但仍遠(yuǎn)大于土體的破壞應(yīng)變，因而有較強(qiáng)的適應(yīng)各種情況的能力，例如重物沖擊，臨時(shí)性的局部荷載等等。據(jù)長(zhǎng)江科學(xué)院為三峽工程所做的研究表明，復(fù)合土工膜的強(qiáng)度和防滲性能要優(yōu)于單一膜和土工織物兩者簡(jiǎn)單疊加的性能，其優(yōu)良的程度與膜和織物之間復(fù)合的緊密程度密切相關(guān)，因此復(fù)合膜的設(shè)計(jì)不能簡(jiǎn)單地參照膜和織物各別的性能指標(biāo)直接套用。第三個(gè)作用是復(fù)合土工膜具有反濾排水功能。由于土工膜不可避免地總會(huì)有一些缺陷，如生產(chǎn)過程造成的不均勻性，或施工中機(jī)械刺破形成的漏洞等等，此時(shí)膜一側(cè)的土工織物能夠起到反濾排水作用，從而維護(hù)了保護(hù)層的穩(wěn)定。如復(fù)合土工膜是鋪在透水性不強(qiáng)的壩體表層，則膜下的土工織物可以迅速消除庫(kù)水位驟降時(shí)在膜后形成的水位差，避免土工膜被水壓力頂起的危險(xiǎn)。要達(dá)到這種排水作用的必要條件是土工織物要與壩后的排水通道相連接。

我國(guó)的堤壩建設(shè)在1993年以前大多采用單膜或多層單膜，這和當(dāng)時(shí)復(fù)合膜尚處在研制階段，未大規(guī)模生產(chǎn)有關(guān)。1994年后大多數(shù)工程都采用了復(fù)合土工膜。但從已往采用單膜的土石壩防滲效果，以及SL/T225—98規(guī)范中對(duì)土工膜類型的規(guī)定上看，單膜對(duì)低水頭的小型水庫(kù)防滲效果良好，仍然是一種具有競(jìng)爭(zhēng)力的膜材。當(dāng)然，在有條件的情況下復(fù)合膜有著更為優(yōu)越的工程特性，但工程造價(jià)也會(huì)相應(yīng)地有所增加。

4.土工膜的防滲性、厚度和缺陷的滲流分析

(1)從表面上看土工膜是一片密不透水的材料，但實(shí)際上在壓力作用下膜的孔隙大小可以變化，仍能夠透水，只不過其滲透系數(shù)很小而已。一般來說滲透系數(shù)取為1×10-12cm/s是穩(wěn)妥的。這個(gè)數(shù)值較之粘土要小得多，這就是為什么土工膜用作防滲材料的原因。實(shí)際工程中更關(guān)心的是土工膜與土層接觸時(shí)能承受多大的水頭。當(dāng)土工膜與粗粒土相接觸時(shí)，由于土粒之間的孔隙較大，土工膜在上覆水壓力作用下被迫向土孔隙中陷進(jìn)，因而產(chǎn)生拉伸應(yīng)變、承受拉應(yīng)力。如拉應(yīng)力過大，土工膜被拉裂，則會(huì)產(chǎn)生漏水點(diǎn)，影響其防滲性能。

(2)土工膜能承受多大的水頭取決于土工膜的力學(xué)性能(極限拉伸強(qiáng)度，拉伸模量)、厚度和墊層土(如土粒大小和級(jí)配)的情況。確定土工膜的防滲性有兩類辦法，一類是直接法，即將擬用的土工膜在試驗(yàn)儀器中鋪在實(shí)際使用的墊層土料上，然后施加水壓力，直到土工膜破裂或施加的水壓力超過工程最大水壓力一個(gè)安全倍數(shù)而不破裂為止。這類方法最為可靠，但工作量大，一般重要的工程才采用。對(duì)低水頭的堤防工程似無必要。另一類是間接法。這類方法有兩種途徑，一是通過公式計(jì)算；二是按規(guī)范規(guī)定的數(shù)值取用，對(duì)于堤防工程適用此法。現(xiàn)行規(guī)范要求土工膜的厚度不小于0.5mm，但目前國(guó)內(nèi)土工膜產(chǎn)品的厚度一般均小于0.5mm。因此在選料時(shí)，經(jīng)過論證，對(duì)于較小的工程也可選用厚度為0.3mm左右的土工膜，但要特別注意施工質(zhì)量。例如以表3-2中湖北毛兒沖土壩用土工單膜修復(fù)補(bǔ)漏工程為例，所用的PVC膜的厚度只有0.22mm，接縫為粘接縫，水頭達(dá)20m，從1993年到現(xiàn)在，經(jīng)歷了多年的汛期高水位的考驗(yàn)，防滲效果一直是良好的。可見土工膜防滲的成敗關(guān)鍵之一是施工質(zhì)量。

(3)土工膜的缺陷也是工程中可能發(fā)生和比較關(guān)心的一個(gè)方面，不論是由于生產(chǎn)制造，還是焊接或施工造成的漏水點(diǎn)，都會(huì)影響到土工膜的防滲效果。據(jù)國(guó)外對(duì)某工程28處共20萬m2土工膜的質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果來看，平均每1萬m2中有26個(gè)漏水孔，其中15％是自身的孔眼，69％出現(xiàn)在焊縫處，由此可見焊接質(zhì)量的重要性。而當(dāng)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量時(shí)因焊接而產(chǎn)生的漏水孔的發(fā)生率可以降到平均l萬m2中僅有2.5個(gè)。

從滲流角度來講，如果膜中的孔其上下完全不受阻礙地敞開漏水，其漏水量是不小的，但實(shí)際上水的流動(dòng)受到膜上保護(hù)層滲透性、膜兩側(cè)土工織物(對(duì)復(fù)合膜而言)以及其下墊層或堤的土料滲透性的限制，要精確地估計(jì)其滲漏量是不容易的。但問題是要防止因漏水引起土體的滲透變形，圖3-4中給出土工膜中一小孔產(chǎn)生滲漏時(shí)的情況。圖3-4(a)為流線分布圖，超出浸潤(rùn)線則無滲流。圖3-4(b)給出在b/Hs＝0.02和hW/Hs＝1的條件下平面狀態(tài)的滲流等勢(shì)線圖，hω為1。從3-4(a)圖中可以看到水通過小孔后開始以圓形(空間問題則以球形)的形狀擴(kuò)散，滲透面積迅速擴(kuò)大，因而水頭降低較快，但到一定距離后滲透面積穩(wěn)定，水頭下降減慢并維持一定的水力坡降，到最后仍保持一定的水頭。如果多個(gè)漏水點(diǎn)的最后逸出水頭疊加起來，則壩體下游的滲透水頭是不可忽視的，必須采取反濾層措施。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)指出，土工膜后的反濾層是十分重要的，不管土工膜有無破損，反濾層都應(yīng)十分認(rèn)真地做好。

當(dāng)進(jìn)行土工膜的定量滲流分析時(shí)，可以把滲透系數(shù)很小(Km＝l×10-2cm/s)，厚度很薄(1mm)的土工膜，換算為1m厚的滲透系數(shù)Ks為l×10-9cm/s的粘土層進(jìn)行計(jì)算；同時(shí)考慮到土工膜中不可避免的缺陷，再將其滲透系數(shù)加大100倍，亦即按Ks＝10-7cm/s的lm厚的不透水材料進(jìn)行滲流量和水頭分布的數(shù)值計(jì)算，可以得到近似值。

5.斜墻式土工膜的穩(wěn)定性

斜墻式土工膜的失穩(wěn)情況除第二章中列舉的兩種以外，還可能有以下兩種，即土工膜上的表面保護(hù)層被水壓力頂起失穩(wěn)和土工膜受其下水壓力的作用而被拉斷或被頂起失穩(wěn)。

(1)第一種失穩(wěn)情況主要和保護(hù)層的滲透性有關(guān)。當(dāng)保護(hù)層是透水的，且其坡角與土工膜鋪設(shè)墊層的坡角相同時(shí)，一般都利用通常的斜坡穩(wěn)定分析法(見第二章)。但若保護(hù)層透水性不良(如現(xiàn)澆混凝土板等)，庫(kù)水位下降時(shí)，容易在保護(hù)層上下形成水位差．到一定程度后，就可能造成面板的抬動(dòng)而失穩(wěn)。此時(shí)的關(guān)鍵問題在于如何使保護(hù)層下的透水墊層與底部排水通道連通，以迅速消散保護(hù)層下的滯留水。如王甫洲工程(圖3-5)，其現(xiàn)澆混凝土面板下的透水墊層下部有排水通道，當(dāng)庫(kù)水位變化時(shí)，透水層中的水位也隨之變化，水位差有限，故不會(huì)影響到膜上保護(hù)層的穩(wěn)定性。據(jù)估算，1m水頭就足以把250mm的混凝土板推動(dòng)上抬，造成失穩(wěn)。解決問題的關(guān)鍵是采取措施令透水層的水位基本上與庫(kù)水位同步下降。