記者 康佳媛

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日前，中國産業用紡織品行業協會土工用紡織合成材料分會第二屆會員大會暨第二屆工程設計創新論壇在山東德州召開。中國紡織工業聯合會副會長、中國産業用紡織品行業協會會長李陵申在會上表示，“一帶一路”政策的實施及沿途産業轉移配套工程的建設，将為土工合成材料企業提供良好的發展契機。行業企業應重點加強阻燃高強、智能抗凍抗融、多功能吸排水、高強抗老化、生态修複等土工用紡織材料的開發研究，擴大高性能雙組分滌綸紡粘非織造屋頂防水材料、建築補強材料等産品在沿線公路、鐵路、港口、水利等基礎設施建設方面的應用。中國工程院院士姚穆則表示，近年來，土工合成材料面臨較好的外部發展環境，除高速公路、高鐵等基建工程不斷拉動市場需求外，垃圾填埋、工業防滲、石油勘探、生态護坡等産業的發展也為土工合成材料提供了良好的發展機遇。下一個發展階段，土工合成材料企業要努力向生産服務型企業轉變，積極推進結構調整，加強上下遊協同開發，突破重點關鍵技術，整合行業資源，形成一體化解決方案，實現終端領域産業融合。

工程應用

土工合成材料的應用是所有土工工程項目材料和節約成本的根本。随着國内民生事業的迅速發展以及民衆環境意識的提高，土工合成材料的需求将繼續大幅增長，其在各類工程中的應用占比也将不斷增大，同時扮演越來越重要的角色。

沙漠鐵路

加固路基本體減少沙源入侵

地質環境 中國沙漠化土地面積約為52.7萬平方米，是世界上沙漠化土地比較嚴重的國家之一。中國沙漠的分布特點決定了西部沙漠鐵路、公路的工程地質條件遠差于東部沙漠，但中國知名的沙漠鐵路、公路均位于西部沙漠。沙漠中風沙流在受地形及氣候的影響下，會導緻風速發生變化，産生風蝕和砂粒堆積兩種地質現象，嚴重影響沙漠鐵路、公路的養護及行車安全。此外，氣流中的砂粒具有較大能量，對機車及通訊設備進行撞擊和磨蝕，特别是在戈壁風沙流地區，會造成嚴重損害。

性能優勢 從使用部位上來分，土工合成材料在風沙鐵路中的應用，可分為兩類。一類是用在路基本體裡面的土工合成材料，如土工格栅、土工格室，其作用是加固路基本體，使其滿足強度要求；另一類是使用在路基本體之外的土工合成材料，其作用是穩定地表沙源入侵。例如，利用土工合成材料構建固沙方格可增加地表粗糙度，降低近地表層氣流強度，降低氣流的輸沙能力。在固沙帶前沿設置高立式栅欄工程，可阻止沙源，使之形成高大的阻沙堤，能起到防止前沿積沙的作用。固沙網格、紗障和化學治沙在無植物生長條件下，可作為永久治沙措施，在有植物生産條件時，可作為先導措施，為沙丘和風蝕地建立人工植被創造穩定生态環境。

灌區

節水、減災成效顯著

地質環境 灌區是一個半人工的生态系統，是依靠自然環境提供的光、熱、土壤資源，加上人為選擇的作物和安排的作物種植比例等人工調控手段而組成的一個具有很強的社會性質的開放式生态系統。由于我國灌區大多興建于20世紀50~70年代，由于當時科技條件有限，加之多年的疲勞運行，目前我國大多數灌區工程老化失修嚴重，處于超期服役或帶病運行狀态，緻使灌區水資源浪費嚴重，灌溉水利用率低，灌溉效益大幅度衰減。因此，急需對其進行改造。

性能優勢 灌區地區在使用土工膜、土工布等材料進行節水改造工程後，工程多方面情況得以改善。一是節水效益明顯。以河套灌區為例，通過實施骨幹渠道節水改造工程建設，該地區年節水量達到1.5億立方米，已實施的襯砌段落渠道水利用系數平均提高了0.156，全灌區渠系水利用系數由0.42提高到0.45。實施節水改造工程以來，灌區通過工程節水和管理節水，已累計節水達30多億立方米。二是提高了部分骨幹工程的安全性能。全灌區工程完好率提高到73.8%，提高了20%左右。三是渠道危險工段得到治理，減災效益明顯。襯砌後渠道兩側鹽堿地得到改善，确保了渠道的運行安全，緩減了水管單位、地方政府防洪防汛壓力。

尾礦庫

建立水利屏障杜絕周邊污染

地質環境 尾礦庫在世界20大災害事故中排第18位。中國是世界上尾礦庫數量最多、災害事故發生率最高國家之一。尾礦庫是礦山重要的生産措施之一，需對其進行相應的環保防滲。尾礦根據現行國家标準《一般工業固體廢棄物貯存、處置場污染控制标準》GB18599、《危險物鑒别标準》GB5085等有關規定分為第一類一般工業固體廢物和第二類一般工業固體廢物和危險廢物。尾礦庫也因此分為第一類尾礦庫和第二類尾礦庫。其中，第二類尾礦庫應按GB18599及其他危險廢物标準進行安全處置。

性能優勢 第二類尾礦庫對于環保防滲層的要求相當嚴格，常用的措施是在尾礦庫庫底及庫邊坡建立一個水利屏障，将庫内尾礦及礦漿水與外界隔離，防止污染地下水、地表水及周邊土壤，同時組織廠外地表水、地下水進入尾礦庫體内，避免尾礦及礦漿水對周邊環境造成污染。尾礦庫防滲層的主要原料為土工膜、複合土工膜等土工合成材料及鈉基膨潤土防水毯等複合防護材料。該類材料性能優良，适用于人工複合防滲結構，且使用壽命長，更換方便。但需要注意的是，無論選擇何種土工合成材料，都需要按照材料上水頭大小、尾礦性質、材料上堆載荷及鋪設條件決定，特别是土工膜的厚度應大于1.5毫米。

典型案例

為保證國内土工合成材料的健康發展，行業間應加大土工合成産品協作開發的力度，使産品的設計與開發搭上應用的“順風車”，為不同的行業、不同的工程條件服務。同時，非織造土工布生産商應進一步拓展相關工程的開發，通過與上遊企業的合作為下遊采購企業提供相應的配套材料，以使産品更好地應用于工程中。

南疆鐵路風沙防治工程

多種防沙體系搭配使用

工程解析 南疆鐵路庫喀段長970千米，空間跨度大，沿線各處的風沙防治體系工程環境條件差異較大，在建設和運營期間，根據工程所處環境不同，應用了多種防沙體系工程。在流動沙丘地段，前期采用土工合成材料防沙，後期采用高效節水的滴灌技術營造植物防沙體系工程。在既無水源條件又無植物材料的地段，采用土工材料制作的方格沙障和高立式阻沙栅欄構建防沙體系工程。由加入了抗老化劑的土工材料制作的防沙結構，使用壽命約為8~10年。

長江口深水航道整治工程

針刺複合土工布擔重任

（可點擊看大圖）

工程解析 長江口深水航道整治工程總長141.5千米，由各50千米長的南、北導堤和丁壩組成，分一期、二期工程。部分護堤的堤身下排排體布采用丙綸長絲機織土工布，餘排排體布采用丙綸機織加滌綸非織造針刺複合土工布。

西藏玉龍銅礦一期尾礦庫工程

襯墊與邊坡分别設計

工程解析 西藏玉龍銅礦尾礦庫屬于第二類固體廢棄物排放。其場底防滲襯墊結構自上而下為：黑色長絲土工布（200g/m2） 200mm厚黏土層 1.5mm厚HDPE膜 300mm厚壓實黏土層（壓實度為93%）；其邊坡防滲襯墊結構自上而下分别是：黑色長絲土工布（200g/m2） 1.5mm厚HDPE膜 300mm厚壓實黏土層（壓實度為93%）；預留焊接邊采用HDPE糙面土工膜。該工程各項物理、化學指标均合格，完全滿足國家對重點尾礦庫項目的各項技術要求。

創新工藝

開發新型土工合成材料及其配套工程，應着重考慮使用環境，不僅加大對所用材料的等效孔徑、滲透系數等方面的研究，還要考慮綜合工程的使用成本，同時加強第三方檢測機構對材料及工程設施的檢測。

立體複合防滲系統

防滲防腐性良好 可杜絕污水外洩

工藝特點 新型複合層防滲系統包括強大防滲性能及結構可靠性、自動修補漏洞、整個系統無能量消耗3大應用特點。根據填埋場防滲設施鋪設方向的不同，可将填埋場防滲分為垂直防滲和水平防滲兩類。

垂直防滲系統是根據填埋場的工程、水文地質特征，利用填埋場基礎下方存在的獨立水文地質單元、不透水或弱透水層等，在填埋場一邊或周邊設置垂直的防滲工程，将垃圾瀝出液封閉于填埋場中進行有控制地導出，防止瀝出液向周圍滲透污染地下水和填埋場氣體無控制釋放，同時也有阻止周圍地下水流入填埋場的功能。垂直防滲系統在山谷型填埋場中應用較多，這主要是因為山谷型填埋場大多具備獨立的水文地質單元條件。該系統可用于新建填埋場的工程，也可以用于老填埋場的污染治理工程。

水平防滲系統是在填埋區底部及周圍鋪設低滲透性材料制作的襯層系統。該系統是将滲濾液封閉于填埋場中進行有空地導出，防止滲濾液向周圍滲透污染地下水和填埋場氣體無控釋放。

應用思路 以運用立體複合防滲系統的紫金山銅礦堆浸場改造工程為例，該工程首次在國内堆浸場地采用“HDPE防滲膜 環氧樹脂連接槽 次水泥膨潤土泥漿牆”垂直防滲牆。既具有高标準防滲性能又具有抵抗酸性腐蝕的雙功能新型防滲牆，吸收了HDPE膜的高防滲性能和水泥膨潤土泥漿塑型牆技術各自的優點，集成創新，形成一種具有高防滲性能、強抗酸性能的高效攔截水平的新型防滲牆。3年實踐經驗表明，該系統有效地阻隔了地下污水的擴散，起到了保護環境的作用。此外，智能自動抽水井利用水位差原理，獲得屏障隔離能力，杜絕了場内污水洩漏到環境的可能性，一方面進一步提升了立體複合防滲系統的防滲功能，另一方面大幅度提高堆浸場工業系統的環保安全能力。

加筋土陡邊坡技術

限制土體位移 保障工程安全

工藝特點 加筋土陡邊坡技術是把具有抗拉強度的土工合成材料埋于土體内适當位置，通過其餘土體之間的相互作用，提高土工結構強度和穩定性，達到限制土體位移的效果，對工程結構安全具有重要作用。

該工藝的設計步驟主要包括10個方面：确定幾何尺寸、載荷及功能要求，現場土體工程技術及參數采集，加筋邊坡填土工程特性及參數采集，筋材設計，無加筋邊坡穩定性分析，加筋土邊坡筋材設計，加筋土邊坡外部穩定性分析，加筋土邊坡内部穩定性分析，加筋土邊坡坡面防護數據采集，加筋土邊坡排水工程設計。需要注意的是，在進行加筋土邊坡内部穩定性分析時，如筋材間距過大，應驗算層間土體擠出破壞的可能性；當邊坡坡面局部失穩時，可采取減小筋材間距、設輔助短筋加固、返包式邊坡或格賓坡面等措施。

應用思路 加筋材料采用整體鋼塑土工格栅，整體鋼塑土工格栅采用整體成型工藝，鋼塑複合材質，肋帶的主要受力元件為條帶内的高強冷拔鋼絲，蠕變極小；經抗老化處理的聚乙烯保護層，具有耐酸、堿、鹽腐蝕的化學特性，破斷伸長率小，強度高；條帶交叉交點結點分離力要求大于500N。設計力學及物理尺寸指标必須滿足交通行業标準《公路工程土工合成材料　土工格栅　第1部分：鋼塑格栅》（JT/T925.1-2014）的要求。加筋體填料要求采用現場開挖的散體狀、碎塊狀強風化岩回填，綜合内摩擦角不小于35度，與加筋材料接觸部分的填料不允許有尖銳的棱角以避免損傷加筋材料。填料分層碾壓，加筋體區域内及加筋體以外壓實度均要求不小于95%。加筋擋牆牆面采用C30預制混凝土模塊，模塊錯縫組合安裝，要求與加筋材料連接可靠。其中1、2、3階采用YI型預制塊，牆面垂直；4、5、6階采用YII型預制塊，牆面坡率1∶0.1。

立體式HDPE防排水闆

排除隧道間隙水 構築牢固防護層

工藝特點 HDPE防排水闆采用特殊工藝，将高密度聚乙烯片材壓制成封閉突起的柱體殼體，形成凹凸狀膜連續、具有一定排水控件、水可以在其間自由流動的防排水功能性材料。其立體式構造為環境水的排放提供了空間，從而可以有效排除間隙水；殼體頂部覆蓋土工布過濾池，确保排水通道不會因外來物而阻塞，适用于隧道内的防排水、車庫頂闆綠化、地下室内外牆體、屋面防滲和隔熱層等。根據施工資料顯示，施工縫、變形縫采用凸殼型排水闆防水比止水帶可節省50%以上造價。此外，HDPE防排水闆平面柔性好，空間剛度高和抗穿刺能力強等特點，可承受50Kpa（相當于25噸/平方米）的抗壓負荷。同時，防排水闆的凹凸狀膜/殼構造使其可與混凝土産生很好的機械咬合力，與二襯混凝土粘結良好并形成一體，當凹凸的殼内填滿混凝土時，其抗圍岩壓力可達到二襯混凝土抗壓強度的20%。應将排防結合的設計理念引入高速公路隧道防水工程中。

應用思路 隧道結構的傳統防水層難以避免破壞，山嶺岩體的環境水會在破壞的防水層内擴散，由于水位流體，會沿最小阻力路徑流動，隧道發生滲漏後不易準确找到滲漏根源，進行堵漏處理既複雜又不經濟。因此，如果将二襯結構外的環境水及時排洩掉，隧道内部就無水可滲。隧道設有縱向排水坡度，允許排洩環境水，采取防排結合設防方法是一種很好的防水措施。HDPE防排水闆能夠排洩流到闆材表面的環境水，對建築物起到防水、排水等保護功能，同時可與聚酯非織造布搭配使用，因為非織造布可以形成具有透水過濾功能的防護層，有效防止土顆粒進入排水控件而阻塞排水通道、防止土體流失。根據隧道岩體節理、裂隙發育，裂隙水情況，可采用單道盲溝或雙道盲溝排水系統，防排水闆僅在頂拱、側壁及排水溝部位設置，引導彙集的環境水至排水盲溝内排掉。

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