土工合成材料行业发展及质量检测现状简述

戈兵 杨卫波 杨鸿骏 姚爽

1 定义与分类

土工合成材料是指通过与土体、岩石或其它岩土工程材料相接触，应用于土木工程领域的各种天然的或人工合成的聚合物制品。现行国家标准《土工合成材料应用技术规范》（GB/T 50290—2014）中将其分为4类：土工织物、土工膜、土工复合材料和土工特种材料。

土工织物是由纤维或纱线经过织造、编织或非织造方法制成，具有透水性的材料，按其制造方法分类，可分为有纺和无纺，或称织造和非织造；土工膜是使用塑料或橡胶为原料通过挤压、吹塑等方式制备而成的不透水膜材，包括塑料类和橡胶类土工膜，塑料类主要包括聚乙烯类（PE）、聚氯乙烯类（PVC）、乙烯—乙酸乙烯共聚类（EVA）等，橡胶类主要包括氯丁橡胶（CR）、丁基橡胶（HR）等；土工复合材料是由2种或多种不同的土工合成材料经复合而成的一类材料，包括复合土工膜（土工织物—土工膜）、复合排水板（土工织物—土工网）等等；土工特种材料包括土工格栅（单向、双向或三向）、土工网垫（三维）、土工模袋（砂浆型、混凝土型）、发泡土工材料（模塑型、挤塑型）等。

2 发展历程与功能应用

土工合成材料出现至今约有百年历史，但最早应用土工合成材料的年代已很难确定。我国是在20世纪60年代引入此项技术，土工合成材料在我国的应用发展历程可归纳为3个阶段：第1阶段是从20世纪60年代中期至70年代末期，称为自发应用阶段，以塑料与化纤产品为主。早期无定型规格材料、无材料测试标准，设计与施工主要靠经验。第2阶段贯穿20世纪80年代，为技术引进阶段。在此期间，我国铁路部门为解决当时严重影响列车运行安全的基床翻浆冒泥问题，首先试用美国、英国生产的无纺布作为路基的基层，经过5年的努力，防治基床病害取得显著成效，成功率高达90%以上。第3阶段，1998年罕见的洪水灾害侵袭我国南方大部分地区，给人民生命财产造成了巨大损失，土工合成材料在抗洪抢险工程修筑加固等方面发挥了巨大作用，以此为起点，土工合成材料迎来了在国内的蓬勃发展期，开始在工程上大量的应用。经过多年努力，现在我国土工合成材料技术已经与国际接轨，标准化工作也取得很大进展。

目前土工合成材料已经广泛应用于水利、水运、公路、铁路、建筑、环境、矿山和农业等国民经济建设领域，设置于土体内部、表面，或与其它岩土材料和结构相结合，主要具有隔离、反滤、排水、防渗、加筋和防护6大功能与作用，用以解决岩土工程中的稳定、变形和防渗排水等需求。

3 国内产业现状

3.1 产业分布

据统计，全国现存土工合成材料生产企业近千家。其中山东德州是我国最大的土工材料产品聚集区，山东省集中了约50%的土工合成材料生产企业。江苏南京、四川成都及河北衡水等地也有一定数量的生产企业，但相对规模较小，西部欠发达省份相对偏少（见图1）。

3.2 产业现状

目前国内土工合成材料产业发展不均衡，大型企业具有严格的管理体系，从研发、生产到检验，各环节均具有较高水准，并且不断迭代推新技术，其生产工艺和产品的种类、质量，均已达到世界先进水平了；中型企业能够严格执行各项标准，并在产品质检方面有所重视、提高，产品质量有保障；相对大中型企业而言，小型企业数量多，生产设备和生产方式落后，研发能力薄弱，受政策、金融环境等因素影响发展不稳定，企业不做长期规划，基本依靠价格优势赢得市場，通过采购低价劣质的原材料获取利润，置消费者人身安全和社会利益不顾，产品经常存在以次充好现象，严重扰乱了市场秩序。土工合成材料目前在我国不属于实施行政许可、市场准入和相关资质管理的产品。在国际上也没有类似的监管政策针对土工合成材料。

3.3 发展趋势

土工合成材料因为其质量轻以及高性能的特点，已然成为了除钢铁、水泥、木材以外的重要工程材料，具有加筋，反滤，防渗等多种功能，被广泛应用在各个工程领域。随着国家基础设施建设逐步推进，高速铁路、海绵城市、南水北调等工程项目都大量使用土工合成材料，为土工合成材料行业带来了发展的机遇。未来，随着国家环保政策进一步落实，水土治理，固废处理等环保工程对土工合成材料的需求将会更庞大。在国家“一带一路”倡议的推进下，土工合成材料不仅在国内有广阔的发展前景，还将走出国门，服务“一带一路”建设，所以该产品在未来将会继续处于发展的上升期，发展势头良好。

4 国内质量现状

4.1 标准化现状

行业的标准化水平能够反映其技术水平。目前我国土工合成材料标准主要参考国际标准化组织（ISO）和美国材料与试验协会（ASTM）的相关标准制订，包括国家标准，交通、水利、城建、建材、纺织、轻工、铁路和电力等行业标准，以及少量的地方标准，将来则会制订或转化出许多团体标准。这些标准中包括大量的产品标准和方法标准，以及少量的技术规范和术语标准。总体来讲，我国土工合成材料标准基本涵盖了工程中常用的产品类别及相关的试验方法（见表1）。

目前我国土工合成材料标准存在的主要问题是：无论是技术规范、产品标准还是方法标准，数量都远落后于国外，标准种类少、细化程度不够；特殊产品和新型产品的配套标准编制不及时，影响工程使用及推广；现有部分产品标准更新不及时，技术指标及分类不合理，无法适应行业现状；各行业标准交叉、混乱，方法和指标不合理，给企业质控带来难度；部分试验方法缺失、不适用，导致只能参照国外标准检测或测试数据不准确；部分标准中对试验设备及步骤要求不明确，具备检测能力的机构所用设备和人员技术水平差距较大，影响检测结果。

4.2 质量现状

近些年，在监管部门和行业同仁的共同努力下，土工合成材料产品质量正在不断提升。截至目前，国家市场监督管理总局已分别于2011年、2012年和2018年组织过3次“土工合成材料产品质量监督抽查”工作。根据国家市场监督管理总局公布的结果来看，我国土工合成材料行业技术和质量水平整体在不断提高，但是产品质量参差不齐、发展不均衡的问题依然比较突出。行业中的大中型企业与小型及微型企业相比，硬件条件和软件条件存在很大的差距，部分小微企业技术资源、人员相对短缺，在设计、生产工艺控制等方面能力薄弱，简单模仿的发展模式还存在，并且对国家、行业标准不了解，未将国家、行业标准的要求全面的执行到产品的设计和生产过程，或因为受原材料供应和价格影响，故意偷工减料，忽略耐久性能等非常规参数，认为只要外观尺寸、机械性能等常规参数合格的材料即可在工程中蒙混过关、允许使用。相比之下，大中型企业无论是在技术力量、管理水平都在行业中起到引领作用，优势明显，也为市场规范化和土工合成材料的应用起到了推动作用。因而目前行业的质量现状主要是不均衡的问题，解决这一问题的方式需要全行业共同努力，从自身的角度提升技术水平，通过技术水平的提升淘汰一批落后产能，同时需要下游使用部门严格控制准入质量门槛，倒逼产业升级。

5 结语

土工合成材料行业经过蓬勃发展和多年累计，产业具有一定规模，产品种类全、功能多，广泛应用于多个行业领域，并且建立了相对完整的标准体系。未来应着力改变粗放式、小作坊式的企业发展模式，加强基础和应用研究，提高行业整体技术水平，促进产业结构升级，以规模化、高质量、高技术含量为发展目标，引导企业走向品牌建设和经营的可持续发展模式。可从如下方面着手：继续完善标准体系，制订缺失的标准，修订不合理的标准，更新落后的标准，减小不同行业标准间的差异；行业协会促进行业交流，大企业起领头羊作用，加大人才培养力度，带领行业提高整体技术水平和思想觉悟，比如国内外学术交流先进技术经验、提高技术人员标准化意识、加大企业生产和检测设备投入、拒绝使用回收料、不卖非标产品等等；提高原材料及设备生产等供给端技术水平，加强供给以满足土工合成材料生产企业日益扩大的需求；监管部门加大监督抽查力度，加大政策法规、标准规范的宣贯力度，引导、助力企业发展。