一、土工织物的发展简况 

    自从上世纪七十年代末我国开始引用土工织物以来，这种新兴的技术和材料即在水利、铁道和交通等行业中，广泛引起岩土工程师们的注视。美国杜邦公司是第一个以应用材料和技术进入我国的外国企业，一次即赠送我铁道部科学研究院2万平方米纺粘法土工织物，曾用于铁道路基防治翻浆冒泥试验。接着在华东纺织学院、上海纺织科学院等“无纺布”制造技术的诱导下，在江苏开始萌发了针刺无纺织机的试制和生产，加上党的十一届三中全会改革开放的提出，因此在铁道水利交通等行业的岩土工程师们吸收国外先进科学技术的同时，很快即由生产造纸毛毯和化纤地毯的技术转移到针刺土工布上来，形成了我国短纤针刺土工织物的基础。加之正值国家发展乡镇企业，国外企业也开始面向中国，他们以带着应用技术而来开拓市场的举措，确也促进了我国在这一领域的进步。然而当时虽然有美国的杜邦公司、奥地利的林茨公司、法国的罗纳普朗克公司等相继把目光投向中国市场，可惜的是他们强调了需要美元采购；对我国有无能力大规模使用还没有信心；更不愿意冒来华投资的风险；所以在1～4年多的时间内，外国企业一直在徘徊着。而当时国内工程单位，特别是设计部门的一些决策者们，缺乏对这种新材料、新技术的认识，因此要在那样的思想境界和国情下，很快大规模地得到应用是很困难的。这也就成了国外几家公司不久从这一领域退出去的原因。当然事物总是在不断变化，具有先进代表性和富有生命力的事物发展会很快，国外的退出就成了我国长期以来采用国产短纤针刺土工布的习惯成为我国以科研和高等院校带头推广应用的由来。我们协会(原协作网)于86年召开了全国第一届土工织物应用技术交流大会，出席这次会议的代表，超出了原计划人数的3倍，这是空前的出乎意料的。回忆起当时会上几位有名的外国专家(法、日)的报告；5家外企的展览以及国内用短纤针刺土工布(1m宽双幅)即吊起3吨多重的汽车时，都起到了轰动效应。所以会上无论是政府领导还是专家教授，都充分表现了对会议的高度重视和热情支持；也充分表明改革开放后的举国上下，是多么地盼望科技进步。我们的首席顾问、中科院院士、清华大学黄文熙教授在开幕词中首肯了国际上早先的说法：土工合成材料是对岩土工程的一场革命这句话。并指出：应用土工织物将可节省很大的运输量(指土、砂、石)。实际上这在上世纪80年代初，他老人家已经把应用联系到经济效益和社会效应上来了，联系到保护生态和环境的关系上来了。因此第二年在一次会议上再见到我们时指示：要全面推广多种土工合成材料的应用，不要局限在土工织物方面。可见他老人家的远见卓识是多么吻合我国土工合成材料以后的发展进程。是的，据我们当时的了解，会后仅一年(87年)我国的年用量即近200万m2，差不多是86年会前总用量的20倍。尤其是水利界用于病险库的处理即达近百处之多。锦州市公路局用于无铺砌路面防治路床翻浆冒泥，效果特别显著，经现场鉴定评议后，很快即在东北、华北严寒地区得到推广应用；并很快扩展到严寒地区的铁道系统。所有这些均充分表明了土工合成材料的生命力。 

当然主要是党的改革开放政策和全国正处于科学的春天，由于一套2m～4m宽的短纤针刺设备仅20～50万元左右，又无耗水排污等环境问题，所以在乡镇企业中发展很快，一转眼之间全国竟有无纺布工厂上百家，单以针刺土工布为主并加入我们协作网的就达60多家。正如刘宗耀网长所说，全世界生产土工布的公司，合起来也没有我们中国的土工布工厂多。然而投资较大且有一定高技术的长纤(纺粘)针刺设备，片梭织机等增加就不是那么快了。江苏、山东、浙江、北京，编织土工布好多年都维持为5家国营企业，而没有更多的竞争者。所以现在看来在那样的体制下，也就各有其利弊，一方面是乡镇企业投资少、灵活，项目上得快，竞争意识强，在产品质量和价格上有较强的可比性，在与用户的配合上也较容易协调。因此像塑料排水带(板)以及一些土工模袋织物，就属于这种类型，即上项目特快，工厂特多。但是太多了供就大于求，于是经营起来邪门歪道的事就容易出现了；这又是缺点。而几家国营的编织物企业，在那个时期连同集装袋出口和地毯用布，供货比较紧张，生意兴旺就荒疏了竞争而不思进取。等到走向市场经济，乡镇企业积累了资金基础，在全国纺织业下滑的情况下，有关乡镇企业借机如雨后春笋一般增多起来了，国营企业荒了，加上国营的饭吃惯了，显著地缺乏竞争力。其实像无锡的国营土工模袋厂早就在向编织企业提供过教训，只是他们没有注意而已。 

二、其它土工合成材料的生产与应用 

我国的土工膜产品发展又是另一个过程，起初因为没有热焊接机，多以PVC为原材料，因为适合用胶粘接；并很快由加铅稳定剂过渡到卫生级。但幅宽仅l～2m，且不宜生产薄型的，使用起来很不方便。后来有了国产热焊接机，于是PE的吹塑宽幅土工膜可用了，因此就很快占领了市场，并使用户对PVC土工膜淡化下去。尽管我们强调了两者各有其优缺点，各有不同的适用领域，最后还是在不同的生产成本上而使PVC膜受到冷遇。近两年多来地铁等地下工程多起来了，一些企业又推出了EVA土工膜，其实仍然是PE中柔性比较大的一种，据说它对不平整的洞壁衬砌容易做到较贴合，所以尽管价格较高，也引起部分用户的注视。我国PE土工膜的另一个特点是用一布一膜或二布一膜的复合制品较多，这主要是设计者认为膜上有了织物的复合，就有了保护，增加了安全感。有的甚至只注重复合而忽视了膜的厚度。我国现在针刺土工布用量之所以大增，其中就有土工膜的复合用量：其复合土工膜企业之所以很多，大部分就是针刺土工布厂的参与。因为针刺土工布的幅宽越来越宽(目前幅宽6m以上的已达10多条生产线，最宽的达7.5m)，所以复合土工膜的幅宽也越来越宽。这是市场积极的一面。但也忽视了另一面，即对于垃圾填埋、污水处理等一系列要求更厚的土工膜工程而言，这又是消极的。直到近两年国内环保工程开始大上，仿照国外设计要用厚型宽幅土工膜时，又对国内产品感到失落；有的设计者似乎认为非进口货不可。总的来说，国际上应用厚型光膜防渗的较多，而国内正相反，是以薄型复合膜为主。个人的看法不一定都要照抄照搬国外的，还是要在实事求是的基础上来讲国情。例如环保工程，特别是有毒性物质的储存，恐怕不仅要厚，而且得用两层到三层以上的防渗层；像金矿的尾矿防渗等，非如此不可。那么为什么国内生产宽幅厚型的土工膜企业相对较少呢，原因就在一次性投资过大，或者说风险大。相反，一些土工布厂利用自产土工布的优势，花上几十万元买台复合机，用别人的膜就投产了，又如过去的塑料排水板现在的软式透水管、塑料盲沟、三维网垫以及目前的GCL等，一套设备的投资一般均在50万元以下，所以类似这样的产品项目上得多、投资快。然而最大的问题是上述这些产品大都是克隆品，属于改进的产品却很少。所以上得过多就容易“变质”了。且有些企业连产品的介绍或宣传资料中的图片及照片也都相互抄袭，这种欠严肃的态度就把土工合成材料太商品化了，丧失了发展新技术、新材料的意义。我们提醒各企业要引起这方面的注意，否则长期下去，于国于己都不利，应力求改制造为创造。 

自从98年泰安华塑料厂有了第一条国产塑料拉伸土工格栅生产线以来，短短的4年时间全国即有20多家企业投资土工格栅生产，其中单双向格栅都能生产的就有10家左右，绝大多数集中在山东。这是从不大讲究原料配方开始，到现在精制机械设备、强调工艺技术、注重优选配方的过程；使我国塑料拉伸格栅的产品质量，着实有了一定的提高。其中有的与国外品牌可相媲美；有在应力应变关系上得到外商和用户的赞赏；有的已不断供货销往国外。所谓优选配方，就是要根据原材料的不同牌号的强度、变形、融熔指数等性能，作聚丙、聚乙不同用量的共聚选择；或单独作几个聚乙或聚丙不同牌号不同用量的共混选择；使其在经过充分拉伸工艺之后，既发挥出与其单位面积重量相适应的抗拉能力，又能控制住最大断裂变形在较小的范围之内(约10%)；从而达到较小的蠕变目的。这是一件细致和系列的科研性工作，是要花钱耗时的。好在目前塑料拉伸格栅企业多数是在不断进步之中。国产格栅其所以不断在求进步，就是因为1．该产品的生产设备(包括辅机等)投资一般均在160～200万元以上，一笔较大的资金投入，也就普遍增强了企业对产品质量的责任感。2．用户(设计)在国产品未出现之前在外商的驱动下，对格栅的性能指标有比较明确的认识和要求，企业知道必须努力去满足才有出路。3．确有一些企业，从开始就力争要使国产品达到或超过进口货。今日，虽然不排除还有少数企业在那里迷恋低价销售，而忽视产品包括蠕变在内的变形问题，但多数企业都在针对影响产品质量的原材料配方和设备技术等进行变革；其中少数企业正在为更上一层楼而努力拼搏，这种精神值得称赞。我们相信粗制滥造的格栅产品必将遭到淘汰！化纤和玻纤经编格栅生产线在我国不仅有了一定数量的进口设备，也有一些国产设备；同时对于后加工的复合处理发展也较快。我们看到规模较大的企业，经过复合处理后的经编格栅，比从国际展览会上拿回的样品还要好。而且他们还从事有关生产线的配套件制作，出口到国外去，并受到美国等厂家的欢迎。同时也作了应用方面的配合努力，如为了路面防治裂缝的施工铺设，生产了控制钉和自粘式格栅等，使工程应用感到得心应手。也正因为他们从应用技术上下了一些功夫，所以近两年多来，我国公路的路面和部分路基上应用了不少经编格栅；这与烧毛沥青土工布一起，为我国公路在防治反射裂缝方面走近了国际的前列。目前我国高等级公路的建设规模和速度仍在加大，预计不久将产生维修的高潮，届时玻纤格栅等材料，可望有较大的供应量，而不会长期处于供大于求的状态。希望抓紧时间努力做好应用技术和质量的配合与提高，而不能沉溺于价格战之中。在格栅的产品中，还有一种以加筋带焊接的形式制成的，这是利用我国故有的加筋带(包括钢塑复合带)生产技术，组合而成的格栅状材料，有其钢度大、变形(包括蠕变小)小的特点，在其节点部位也有牢度和抗剪能力低的缺点：加之阻隔部位的厚度相对较薄、格子大，对土体的约束和抗拔性能可能差一些。所以要特别注意，单双向的塑料拉伸格栅、经编纤维格栅、带状组合格栅、单向加筋带和高强机织土工布五种加筋材料，都各有其不同的工程特性和各自适用的条件，其设计方法和用量也是各不相同的；所以不要混为一谈或抽象地否定那一种。即便在都可用的情况下，还有经济比较和施工是否方便等问题。 

目前自称能生产土工格室产品的企业也有6-7家之多，主要因为江苏盐城山东威海二家企业生产超声波焊接机提供了方便，都以为板壁焊牢了万事大吉。但关键性的格室壁材是否过关，应引起重视。特别是对高度大于15cm的格室(棱形)壁材，不仅要有一定的抗拉强度，还要有一定的壁厚刚度，这样整个格室才能形成真正的三维结构受力体，不致因变形过大等原因而失去应用的价值。事实上土工格室在国内应用尚较少，除公路、铁路的沙漠地区用了一部分之外，在对付软基临时用于提高承载力或用于海滩浅海石油开发等方面也用了一些，这主要是由企业与设计的主动配合所取得的成绩。当然在解决了纵向接长，横向加宽等问题之后，施工的方式方法还欠熟练，同时往往缺乏认真的经济效益核算；只是受单价较高的思想支配，所以很难普遍推广。土工格室也可用于支挡结构，例如将陡坡用格室建成台阶状，这在国外还是用得较多的，它可以免除再护坡；尤其在丘陵起伏的城市中用之，还便于将陡坡以花草美化。关于格室用作边坡防护，可能由于价格高的影响，国内尚未(或很少)用过，但国外的资料、图片介绍，使用(四边形、六角形有时并带孔)格室作护坡的工程似乎很多，应引起我们进一步思考。具体到我国，需要对7～10cm高的格室与其它护坡材料作进一步的全面比较，其中不单纯是经济上的，还包括工程所处气象环境、地质条件以及其它种种因素等，相信总有其优势所在可以发挥。例如十分干燥的地区，无砂石的地区，无水浇筑砼棱体且护坡又很贵的地区，三维网植草很难养护、并无保证存活的情况，(尽管用三维网植草比不用网种草长得要好，但还是要浇水养护)那么用格室护坡，除去施工简易之外，即使立降暴雨也不怕，有其长期的可靠性。 

诚然，对于格室的应用，与我们协会和企业的进一步努力分不开，一是要尽快协助解决设计方法；二是要企业密切配合应用，开发系列品种，以宣传和推广应用技术来促销自己的产品。千万不能依样画葫芦地仿造出格室产品而了之。 

拉强小、变形大的土工网产品，曾经在我国走过一段旺销，这是缘于国外对我国加筋材料生产技术的遏制所迫及误导所致。一时间有8家左右企业花高价从国外引进土工网生产线10多条，产品用到了护坡、加筋及地基加固；虽然应用工程算是成功的，然而由于其性能所限，不仅用量相对过多、代价大，而且局限在较小的应用范围。因此自土工格栅出现以来，它一直处于下滑趋势；甚至少数企业已转产或停产。与此同时，协会好几位领导成员发现，国外是将土工网与土工织物等相配合，主要用于平面排水，即网是夹在两层土工织物或织物与土工膜之间，起便于架空排水的作用；亦或对土工织物起到加强和保护的作用。这在地下工程和低于地下水位的明挖工程中大有用武之地。然而由于国内这种组合产品尚未批量生产，在设计应用上尚未得到认识，因此对其恰当的应用尚未实现。相反，受过去误导的影响，土工网在公路界防止桥台跳车和边坡防护等方面仍在运用；当然从经济角度来与土工格栅等相比，如对受力不大，且受变形影响较小的工程而言，若还是可取的话，自然也是合理的。不过土工网的每平米用料较多，一般并不比双向格栅便宜，这是值得注意的另一方面。 

这几年我国的软式透水管和各种排水盲沟发展很快，可惜大多为克隆制品，很少有所改进。尤其是塑料丝盲沟排水，还是十分粗糙，即使是回收塑料可用，其用量也太大，所以价格难能下降；且没有把接长和加宽问题妥善解决，有待企业进一步与工程实际应用相结合，尽快加以提高。据口头信息，塑料丝中加入纳米成分可以大大增加产品的抗折、抗压能力，看看这样能否在产品的结构上、尺寸增大上和减小塑料丝的密度上得到改善。 

今年来土工织物粘土衬垫(GCL)在我国发展很快，据初步了解已有5家左右企业投产，可以算得上跟上了时代。根据我们的接触与观察，GCL产品除去强调必须要有合格的膨润土之外，在生产工艺技术上保持膨润土层均匀稳定是无技术障碍的。但是企业必须做到与设计应用和施工铺设密切相配合，这在我国当前对这种产品刚刚处于认识阶段而言是非常重要的。否则尽管产量品种很多，会因设计、施工技术滞后，致使外国企业抓住了关键，进而冷落了国内企业。所以企业应当认清形势，凡事开头难，尤其是大家对GCL的应用意义和技术还不是很熟悉的时候，那就更难。我们认为企业和协会都很有责任，来首先帮助解决为什么要用GCL防渗？怎样用？如何施工等疑难问题，只有由此打开局面，GCL产品才有前途。当然首先也要肯定国产GCL的产品质量，要显示出国产品的优势，千万不能认为GCL可以生产了，就可顺利销售；而要做的工作还很艰难。因为GCL的应用(设计、施工)技术在国内还没有经验积累，尤其是当前人们还没有充分认识和理解到应用GCL的优越性时，更需要企业配合去摸索前进。也只有在取得一定经验之后，才能一面对应用领域进行开拓，一面对产品进行改进；同时包括对产品的系列化。尽管我们对土工合成材料的任何种类都是如此要求，但对GCL产品而言，这样做却更为需要、更为重要。也正因为国内目前是处于这种状态，那么过多地投产GCL，不是太盲目了吗？ 

塑料排水带(板)在我国的用量是位于土工织物之后的第二大品种，港湾码头、围海造陆、公路、铁路及水利、建筑等用于软基处理的工程很多，年用量最多时超过7000万延米，可能为世界之最。在产品的结构形式、原材料(回收)的采用及滤膜的国产化方面都有一些特点。尽管从外观看其貌不详，外国人见了直摇脑袋，但实践证明应用效果是不错的。多年来为国家节省了很多工程投资，发挥了知识经济的巨大作用。当然这与整个应用技术力求先进也是分不开的，如近20年来，多数软基特别是超软基处理，采用了真空预压法，这是我国以天津港湾工程研究所、天津大学等共同努力的成果，其真空度高达0.8个大气压，较国外的高水平还要胜一筹。如今一些老的塑料排水带企业，仍在为国家的经济建设不断作贡献。其中也有为了开拓国外市场，从外观和原材料方面进行改进，并立马得到一些外商的欢迎。当然价格也上去了；既然外国人欢迎，也是一大好事。但这说明我们的产品要能在国外长久立足，非不断力求改进不可。为了出口要迎合外国人的味口，滤膜是一关，别看国内薄型非织造布厂家、设备很多，可能还是要用杜邦或科德宝的产品。而附测深装置的产品就不一定需要，因为国外在施工体制上使打设深度不能造假、自己骗自己。至于滤膜的质量和性能，这些年来研究得很少，这是因规范中要求渗透系数≥10-4cm/s比较容易达到。而等效孔径定为≤0.075mm尚有些争议；原因是理论与实际运行之间的差别所致。据了解，多年来应用滤膜的等效孔径多数大(略)于0.075mm，但预压加固工程几乎全部是成功的。所以从经验上说，滤膜等效孔径略大于0.075mm还是适用的。尽管有人过后挖取排水带来看，带芯中夹有少许粘土粒，但从理论上讲应属正常的。况且也未证明≤0.075mm时就一定没有粘土出现，特别是在真空度较高的情况下，有一点反而更符合理论。不过，千万要注意到滤膜的纵横向强度和变形，不能轻意发生断(开)裂或嵌入凹槽，从而影响到应用效果，外国人之所以看不惯我们的国产滤膜，关键就是对这些不放心。 

三、产品生产与应用需要相互开拓 

总之我国土工合成材料品种的发展与国际趋势是相吻合的，例如第7届国际土工合成材料学术会议论文集中，就专门分出微加筋的文章，而我国用于微加筋的裂膜丝纤维生产企业就有2～3家之多，在国内已逐渐被用于防止砼开裂。纤维土加筋的研究也在清华、天津大学等先后开展：这对有所为、有所不为的科研方针创造了基础。膜结构的生产企业也有落户上海的，这不仅标志着扩大了土工合成材料的应用范围，还表明不透水不透气的高强管袋在我国也有了着落。其它像大体积的泡沫塑料(EPS)、保温被、膨胀胶条、衬条，构件垫层、结构缝衬垫、接缝粘剂和注浆管等一些用量不大，却又比较特殊的材料，也都有了生产企业。且他们表示完全可以与用户合作，共同研制不同规格要求的工程用品。所以作为新技术也罢、新材料也罢，“土工合成材料”在国内外上早已突破了原始较狭隘的定义。如东南亚的黄麻、椰子纤维护坡网，西欧的高分子与金属的配合制品，我国市政工程用于砼养护(可改为黑色)以及用于非岩土(纯)工程等方面，都充分表明合成材料的生命力和可持续发展性。最近海南吉宏太公司与印度有关方的接触交流后认为：用超高分子形成的膜片(超厚)材，在土木工程中可广泛用作砼浇注模板，特别是在复杂的结构形式中，以充气的方式可以大大方便圆形和弧形建筑的施工，而放气拆模也十分容易方便；甚至可以做到大跨度。双方共认超高分子膜片材用于热电厂除灰、送灰，用于车船衬垫，用于特殊隔离等方面，都有其钢板、木板不易(宜)做到的好效果。其中就包括了它的高度平滑性、遇水不能相互冻结性和较强的不易热胀冷缩性。无疑这为我们在岩土工程应用中也开阔了思路。为此，我们大力提倡生产企业要对本部门的产品和原材料有哪些特性应有深入的了解，这样才能开拓前进。 

四、几点看法 

土工合成材料的应用有些需要有专业化的施工队伍和专门的施工工具，协会中专业化施工企业(会员)有4家，他们对土工合成材料的应用是专业性承包或一包到底的。而可配合施工的企业有若干家，但多数是针对土工膜铺设和焊接的，所谓配合并无真正的专业队伍，只可在施工时以自带的焊接机帮助焊接而已。可喜的是少数生产土工格室的企业，可以按照设计或临时工程要求帮助筹划、施工、指导施工。然而在公路和市政工程中能够专门承担对格栅施加预应力的还没有，这就表明对此施工技术和设备还缺乏必要的考虑，自然也影响到应用效果的提高。河北省廊坊市公路部门早先应用剪刀差原理对土工织物施加预张力：去年中南大学土木系杨有林教授也发表过预加格栅应力的文章可见设施跟不上也是无进展的原因之一。应当软件硬件齐头并进。浙江温州开发了国产自动爬行焊接机和室内土工合成材料测试仪；但缺乏现场焊接质量检测仪；工程原位测试仪和其它必要的施工配套工具，希望通过此次会议，能够有所改变。 

我国生产企业很多，目前会员企业已达200多家，主要集中在江苏、山东两省，而江苏的常州、无锡、宜兴三角地带和山东的泰安周围，彼此相类似的产品甚为重复。全国目前的形势是竞争的机制虽有，但依靠的手段并不十分高明，如果真是以质量、水平取胜的话，那就必须依靠科技，花精力、时间和资本来提高之，那样你还能任意地低价销售吗？成本一经核算总是有限度的。至于少数企业(包括非会员)的产品粗制滥造，一味麻木从事，甚至业务人员连本厂产品的性能、特点很少了解，……那么迟早遭淘汰也不足惜。 

土工合成材料及技术，是先进生产力的体现，属知识经济的范畴，也是时代的产物；国际上显示，综合国力越强，科技越先进，经济越发达，用量就越大。但首先要靠的是我们工程师们去实践。1998年以后，我国的材料品种增多了，设计、施工规范大部分也有了，用量增大了许多；有关材料的老化及耐久性问题，大部分通过实践也已得到逐步认识和解决；这完全符合事物发展的规律。尽管我们已取得很大成绩，但是与社会蓬勃发展的经济建设，与自然生态和环境保护的要求还相距较远，这就必须继续努力、与时俱进、开拓创新。具体说来我们需要再次解放思想，尊重科学的力量，学习一点高分子原材料的知识，进一步提高岩土工程的学识水平。相信这门新技术、新材料的应用空间和前景还很广。只要我们不断地实践—改进—创新—再实践，我们土工合成材料事业将在整个国民经济建设中发挥出更加巨大的作用