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前者多为长丝结合而成的三维透水聚合物网垫,后者是由土工织物、土工格栅或土工膜、条带聚合物构成的蜂窝状或网格状三维结构,常用作防冲蚀和保土工程,刚度大、侧限能力高的土工格室多用于地基加筋垫层、路基基床或道床中。聚苯乙烯泡沫塑料(即EPS)是近年来发展起来的超轻型土工合成材料。它是在聚苯乙烯中添加发泡剂,用所规定的密度预先进行发泡,再把发泡的颗粒放在筒仓中干燥后填充到模具内加热形成的。EPS具有质量轻、耐热、抗压性能好、吸水率低、自立性好等优点,常用作铁路路基的填料。土工织物、土工膜和某些特种土工合成材料,将其两种或两种以上的材料互相组合起来就成为土工复合材料。土工复合材料可将不同材料的性质结合起来。
更好地满足具体工程的需要,能起到多种功能的作用。如复合土工膜,就是将土工膜和土工织物按一定要求制成的一种土工织物组合物。其中,土工膜主要用来防渗,土工织物起加筋、排水和增加土工膜与土面之间的摩擦力的作用。又如土工复合排水材,它是以无纺土工织物和土工网、土工膜或不同形状的合成材料芯材组成的排水材料,用于软基排水固结处理、路基纵横排水、建筑地下排水管道、集水井、支挡建筑物的墙后排水、隧道排水、堤坝排水设施等。路基工程中常用的塑料排水板就是一种土工复合排水材料。在介绍土工合成材料行业发展历史之前,先来看下什么是土工合成材料,概括而言,土工合成材料是应用于岩土工程的、以合成材料为原材料制成的各种产品的统称。
因为它们主要用于岩土工程,故冠以“土工”(geo一)两字,称为“土工合成材料”,以区别于天然材料。下文是对土工合成材料行业发展历史分析。土工合成材料行业发展历史如何?土工合成材料在早期曾被称为“土工织物”(geotextile)和“土工膜”(geomembrane)。随着工程需要,这类材料不断有新的品种出现,例如土工格栅、土工网和土工模袋等,原来的名称已不能准确地涵盖全部产品,这样,在其后的一段时期内,把它们称之为“土工织物、土工膜和相关产品(relatedproduct)”。显然,这样的名称不宜作为一种技术或学术。为此,1994年在新加坡召开的第五届国际土工合成材料学术会议上,正式确定这类材料的名称为“土工合成材料”(geosynthetics)。



国外对土工布的应用早在60年代就已开始,美国是世界上土工布消费量 ,它在90年代初对其年用量就在3亿㎡以上,近几年用量达到7亿㎡。欧洲和日本的土工布也得到较快发展,欧洲土工布近几年的年用量也在4亿㎡左右,其中纺粘法非织造布占非织造土工布的60%左右;日本在90年代中期以后对土工布的应用有显著的增长。日本非织造土工布中以纺粘法用量 ,约占非织造土工布总量的60%,而且主要是PET纺粘布。我国的土工布起步于80年代初,但当时的用量极少,只是试验性的应用。直到1998年特大洪水引起的重视,建筑部门把对土工布的应用列入到设计规范中去,并制定了相关的 标准,土工布才真正得到重视和发展。目前我国土工布的用量已超过3亿㎡。
非织造土工布占总量比重达到40%左右。我国土木工程建设具有巨大潜在市场,其潜力决不低于美国目前用量的7~8亿㎡。专家测算,我国土工布在今后15年仍将以双位数增长,其中增长速度较快的是PET纺粘长丝土工布。在“十五”及至“十一五”计划期间,我国规划在水利、电力、交通、环境保护、江河治理等各项工程上的投资巨大,包括水利建设、工程、电力投资、公路和铁路建设、环境工程建设,还有港口、机场、垃圾处理、江河湖海治理、治沙等等工程,投资计达上万亿元。中国在今后10年或更长时间,将会有更多的基础设施工程要建设,对土工布的需求也将会越来越多,而在“十二五”期间,也明确的指出了水利等各项工程的的大体计划,推进农业现代化。


可创造产值60亿元,形成利税10亿元。经企业反馈,采用本项目开发的系列新型非织造设备生产的短纤针刺非织造土工布和宽幅非织造布复合土工膜的各项性能指标可以满足实际使用要求,强度指标高于市场同类产品。鉴定会认为,该项目对于进一步提高我国土工合成材料生产技术装备和产品在国际市场的竞争力,带动纺织工业的产品结构调整能发挥积极作用,建议企业加速推进产品的生产和应用。近年来,随着生产垃圾、生活垃圾、商业垃圾和旅游垃圾等大量固废的产生。卫生填埋场逐渐成为城市垃圾的最终处理方式之一。卫生填埋场就是在铺设良好防渗性能衬垫的场地上,将固体废弃物铺成一定厚度的薄层,加以机械压实,并分层加土覆盖消毒,这一过程中,将用到大量的土工合成材料。
那么,在卫生填埋领域,土工合成材料面临着巨大发展空间。清华大学环境工程学院教授白庆中表示,卫生填埋应根据填埋场污染控制的“多重屏障学说”进行设计。也就是要先对填埋的垃圾进行预处理,形成废弃物屏障,再按岩土设计的原理与方法进行设计,形成工程屏障,最重要的是,在选址阶段时,要注意选择合适地段,形成天然的地质屏障。此外,合格的填埋场必须要有充分的填埋容量和较长的使用期,填埋容量必须达到设计量,使用期在六年以上。同时,不受洪水、滑坡等威胁,填埋工程处理垃圾成本低也是重要考虑因素。白庆中指出,目前国内常用的技术方法有竖向截水板桩、竖向截水地质膜、旋喷注浆底部封堵技术、地下泥浆截面、物探技术应用于监测衰减规律等多种。


