戈兵 楊衛(wèi)波 楊鴻駿 姚爽

1 定義與分類

土工合成材料是指通過(guò)與土體、巖石或其它巖土工程材料相接觸，應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域的各種天然的或人工合成的聚合物制品。現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB/T 50290—2014）中將其分為4類：土工織物、土工膜、土工復(fù)合材料和土工特種材料。

土工織物是由纖維或紗線經(jīng)過(guò)織造、編織或非織造方法制成，具有透水性的材料，按其制造方法分類，可分為有紡和無(wú)紡，或稱織造和非織造；土工膜是使用塑料或橡膠為原料通過(guò)擠壓、吹塑等方式制備而成的不透水膜材，包括塑料類和橡膠類土工膜，塑料類主要包括聚乙烯類（PE）、聚氯乙烯類（PVC）、乙烯—乙酸乙烯共聚類（EVA）等，橡膠類主要包括氯丁橡膠（CR）、丁基橡膠（HR）等；土工復(fù)合材料是由2種或多種不同的土工合成材料經(jīng)復(fù)合而成的一類材料，包括復(fù)合土工膜（土工織物—土工膜）、復(fù)合排水板（土工織物—土工網(wǎng)）等等；土工特種材料包括土工格柵（單向、雙向或三向）、土工網(wǎng)墊（三維）、土工模袋（砂漿型、混凝土型）、發(fā)泡土工材料（模塑型、擠塑型）等。

2 發(fā)展歷程與功能應(yīng)用

土工合成材料出現(xiàn)至今約有百年歷史，但最早應(yīng)用土工合成材料的年代已很難確定。我國(guó)是在20世紀(jì)60年代引入此項(xiàng)技術(shù)，土工合成材料在我國(guó)的應(yīng)用發(fā)展歷程可歸納為3個(gè)階段：第1階段是從20世紀(jì)60年代中期至70年代末期，稱為自發(fā)應(yīng)用階段，以塑料與化纖產(chǎn)品為主。早期無(wú)定型規(guī)格材料、無(wú)材料測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)與施工主要靠經(jīng)驗(yàn)。第2階段貫穿20世紀(jì)80年代，為技術(shù)引進(jìn)階段。在此期間，我國(guó)鐵路部門為解決當(dāng)時(shí)嚴(yán)重影響列車運(yùn)行安全的基床翻漿冒泥問(wèn)題，首先試用美國(guó)、英國(guó)生產(chǎn)的無(wú)紡布作為路基的基層，經(jīng)過(guò)5年的努力，防治基床病害取得顯著成效，成功率高達(dá)90%以上。第3階段，1998年罕見(jiàn)的洪水災(zāi)害侵襲我國(guó)南方大部分地區(qū)，給人民生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大損失，土工合成材料在抗洪搶險(xiǎn)工程修筑加固等方面發(fā)揮了巨大作用，以此為起點(diǎn)，土工合成材料迎來(lái)了在國(guó)內(nèi)的蓬勃發(fā)展期，開(kāi)始在工程上大量的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)多年努力，現(xiàn)在我國(guó)土工合成材料技術(shù)已經(jīng)與國(guó)際接軌，標(biāo)準(zhǔn)化工作也取得很大進(jìn)展。

目前土工合成材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水利、水運(yùn)、公路、鐵路、建筑、環(huán)境、礦山和農(nóng)業(yè)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)領(lǐng)域，設(shè)置于土體內(nèi)部、表面，或與其它巖土材料和結(jié)構(gòu)相結(jié)合，主要具有隔離、反濾、排水、防滲、加筋和防護(hù)6大功能與作用，用以解決巖土工程中的穩(wěn)定、變形和防滲排水等需求。

3 國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

3.1 產(chǎn)業(yè)分布

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)現(xiàn)存土工合成材料生產(chǎn)企業(yè)近千家。其中山東德州是我國(guó)最大的土工材料產(chǎn)品聚集區(qū)，山東省集中了約50%的土工合成材料生產(chǎn)企業(yè)。江蘇南京、四川成都及河北衡水等地也有一定數(shù)量的生產(chǎn)企業(yè)，但相對(duì)規(guī)模較小，西部欠發(fā)達(dá)省份相對(duì)偏少（見(jiàn)圖1）。

3.2 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)土工合成材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展不均衡，大型企業(yè)具有嚴(yán)格的管理體系，從研發(fā)、生產(chǎn)到檢驗(yàn)，各環(huán)節(jié)均具有較高水準(zhǔn)，并且不斷迭代推新技術(shù)，其生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品的種類、質(zhì)量，均已達(dá)到世界先進(jìn)水平了；中型企業(yè)能夠嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，并在產(chǎn)品質(zhì)檢方面有所重視、提高，產(chǎn)品質(zhì)量有保障；相對(duì)大中型企業(yè)而言，小型企業(yè)數(shù)量多，生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)方式落后，研發(fā)能力薄弱，受政策、金融環(huán)境等因素影響發(fā)展不穩(wěn)定，企業(yè)不做長(zhǎng)期規(guī)劃，基本依靠?jī)r(jià)格優(yōu)勢(shì)贏得市場(chǎng)，通過(guò)采購(gòu)低價(jià)劣質(zhì)的原材料獲取利潤(rùn)，置消費(fèi)者人身安全和社會(huì)利益不顧，產(chǎn)品經(jīng)常存在以次充好現(xiàn)象，嚴(yán)重?cái)_亂了市場(chǎng)秩序。土工合成材料目前在我國(guó)不屬于實(shí)施行政許可、市場(chǎng)準(zhǔn)入和相關(guān)資質(zhì)管理的產(chǎn)品。在國(guó)際上也沒(méi)有類似的監(jiān)管政策針對(duì)土工合成材料。

3.3 發(fā)展趨勢(shì)

土工合成材料因?yàn)槠滟|(zhì)量輕以及高性能的特點(diǎn)，已然成為了除鋼鐵、水泥、木材以外的重要工程材料，具有加筋，反濾，防滲等多種功能，被廣泛應(yīng)用在各個(gè)工程領(lǐng)域。隨著國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐步推進(jìn)，高速鐵路、海綿城市、南水北調(diào)等工程項(xiàng)目都大量使用土工合成材料，為土工合成材料行業(yè)帶來(lái)了發(fā)展的機(jī)遇。未來(lái)，隨著國(guó)家環(huán)保政策進(jìn)一步落實(shí)，水土治理，固廢處理等環(huán)保工程對(duì)土工合成材料的需求將會(huì)更龐大。在國(guó)家“一帶一路”倡議的推進(jìn)下，土工合成材料不僅在國(guó)內(nèi)有廣闊的發(fā)展前景，還將走出國(guó)門，服務(wù)“一帶一路”建設(shè)，所以該產(chǎn)品在未來(lái)將會(huì)繼續(xù)處于發(fā)展的上升期，發(fā)展勢(shì)頭良好。

4 國(guó)內(nèi)質(zhì)量現(xiàn)狀

4.1 標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化水平能夠反映其技術(shù)水平。目前我國(guó)土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)主要參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制訂，包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，交通、水利、城建、建材、紡織、輕工、鐵路和電力等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及少量的地方標(biāo)準(zhǔn)，將來(lái)則會(huì)制訂或轉(zhuǎn)化出許多團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)中包括大量的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和方法標(biāo)準(zhǔn)，以及少量的技術(shù)規(guī)范和術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)?？傮w來(lái)講，我國(guó)土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)基本涵蓋了工程中常用的產(chǎn)品類別及相關(guān)的試驗(yàn)方法（見(jiàn)表1）。

目前我國(guó)土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)存在的主要問(wèn)題是：無(wú)論是技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)還是方法標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)量都遠(yuǎn)落后于國(guó)外，標(biāo)準(zhǔn)種類少、細(xì)化程度不夠；特殊產(chǎn)品和新型產(chǎn)品的配套標(biāo)準(zhǔn)編制不及時(shí)，影響工程使用及推廣；現(xiàn)有部分產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)更新不及時(shí)，技術(shù)指標(biāo)及分類不合理，無(wú)法適應(yīng)行業(yè)現(xiàn)狀；各行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)交叉、混亂，方法和指標(biāo)不合理，給企業(yè)質(zhì)控帶來(lái)難度；部分試驗(yàn)方法缺失、不適用，導(dǎo)致只能參照國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)或測(cè)試數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；部分標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)試驗(yàn)設(shè)備及步驟要求不明確，具備檢測(cè)能力的機(jī)構(gòu)所用設(shè)備和人員技術(shù)水平差距較大，影響檢測(cè)結(jié)果。

4.2 質(zhì)量現(xiàn)狀

近些年，在監(jiān)管部門和行業(yè)同仁的共同努力下，土工合成材料產(chǎn)品質(zhì)量正在不斷提升。截至目前，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局已分別于2011年、2012年和2018年組織過(guò)3次“土工合成材料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督抽查”工作。根據(jù)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局公布的結(jié)果來(lái)看，我國(guó)土工合成材料行業(yè)技術(shù)和質(zhì)量水平整體在不斷提高，但是產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、發(fā)展不均衡的問(wèn)題依然比較突出。行業(yè)中的大中型企業(yè)與小型及微型企業(yè)相比，硬件條件和軟件條件存在很大的差距，部分小微企業(yè)技術(shù)資源、人員相對(duì)短缺，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝控制等方面能力薄弱，簡(jiǎn)單模仿的發(fā)展模式還存在，并且對(duì)國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不了解，未將國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求全面的執(zhí)行到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程，或因?yàn)槭茉牧瞎?yīng)和價(jià)格影響，故意偷工減料，忽略耐久性能等非常規(guī)參數(shù)，認(rèn)為只要外觀尺寸、機(jī)械性能等常規(guī)參數(shù)合格的材料即可在工程中蒙混過(guò)關(guān)、允許使用。相比之下，大中型企業(yè)無(wú)論是在技術(shù)力量、管理水平都在行業(yè)中起到引領(lǐng)作用，優(yōu)勢(shì)明顯，也為市場(chǎng)規(guī)范化和土工合成材料的應(yīng)用起到了推動(dòng)作用。因而目前行業(yè)的質(zhì)量現(xiàn)狀主要是不均衡的問(wèn)題，解決這一問(wèn)題的方式需要全行業(yè)共同努力，從自身的角度提升技術(shù)水平，通過(guò)技術(shù)水平的提升淘汰一批落后產(chǎn)能，同時(shí)需要下游使用部門嚴(yán)格控制準(zhǔn)入質(zhì)量門檻，倒逼產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

5 結(jié)語(yǔ)

土工合成材料行業(yè)經(jīng)過(guò)蓬勃發(fā)展和多年累計(jì)，產(chǎn)業(yè)具有一定規(guī)模，產(chǎn)品種類全、功能多，廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，并且建立了相對(duì)完整的標(biāo)準(zhǔn)體系。未來(lái)應(yīng)著力改變粗放式、小作坊式的企業(yè)發(fā)展模式，加強(qiáng)基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，提高行業(yè)整體技術(shù)水平，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，以規(guī)模化、高質(zhì)量、高技術(shù)含量為發(fā)展目標(biāo)，引導(dǎo)企業(yè)走向品牌建設(shè)和經(jīng)營(yíng)的可持續(xù)發(fā)展模式。可從如下方面著手：繼續(xù)完善標(biāo)準(zhǔn)體系，制訂缺失的標(biāo)準(zhǔn)，修訂不合理的標(biāo)準(zhǔn)，更新落后的標(biāo)準(zhǔn)，減小不同行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)間的差異；行業(yè)協(xié)會(huì)促進(jìn)行業(yè)交流，大企業(yè)起領(lǐng)頭羊作用，加大人才培養(yǎng)力度，帶領(lǐng)行業(yè)提高整體技術(shù)水平和思想覺(jué)悟，比如國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)交流先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、提高技術(shù)人員標(biāo)準(zhǔn)化意識(shí)、加大企業(yè)生產(chǎn)和檢測(cè)設(shè)備投入、拒絕使用回收料、不賣非標(biāo)產(chǎn)品等等；提高原材料及設(shè)備生產(chǎn)等供給端技術(shù)水平，加強(qiáng)供給以滿足土工合成材料生產(chǎn)企業(yè)日益擴(kuò)大的需求；監(jiān)管部門加大監(jiān)督抽查力度，加大政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的宣貫力度，引導(dǎo)、助力企業(yè)發(fā)展。