土工布是土工合成材料大家族中的一员，大量用于公路、铁路、水利、大型建筑、电厂灰坝建设、有色金属尾矿处理、环保工程、水土保持等方面。目前中国有土工布生产能力的企业已有上百家，总生产能力超过10万t。随着我国对基础工业发展的重视和政府对应用土工合成材料的大力提倡，今后土工合成材料的发展将会加快。据预测，2005年我国土工布的使用量可能达到5万t，2010年将达10万t。

1.土工布的原料 土工布所用原料不但要考虑其在使用环境中所需的物理化学性能，而且要注意产品成本。在性能方面主要考虑以下几方面：

1.       1良好的物理机械性能

土工布的工作环境恶劣，很多情况下是泡在水中或铺于湿度很大的土中，所以必须具有良好的抗水解性能和湿态机械性能。 1.2耐紫外线辐射、抗水解、耐高低温 土工布要暴露于日光下，因此要具有相应的耐紫外线性能；土工布要适应与沥青等材料接触时的温度，要求熔点较高。 1.3耐化学药品、耐腐蚀、耐霉变 水和土质很不相同，有的呈碱性，有的呈酸性，有的含盐份多，有的含各种元素，因此必须具有化学稳定性。 1.4良好的透水性 土工布过滤和排水都需要透水，因此必须具有良好的透水性。

   目前土工布原料大多采用高分子聚合物，其中用得最多的是聚丙烯原料(包括纤维)，大约占土工布总用量的50%以上，美国已占80%以上。聚酯原料(包括涤纶)占15%-30%，居第2位，日本用得较多。采用聚乙烯和聚酰胺纤维的较少，我国还有采用维纶的。聚丙烯原料用得最多，价格固然是一个重要因素，但主要是丙纶有优良的耐酸耐碱性、耐腐蚀、耐霉变，不受细菌侵蚀；且有较好的芯吸效应，对水的渗透性能好。其机械性能亦十分优良，尤其是近年来国内已开发出高强丙纶长丝，强度达到8g/D，制作高强度的丙纶机织土工布及袋布都很适合。 丙纶的缺点是抗紫外线性能差，特别对UVB波段的紫外线很敏感，试验表明，春夏季隔玻璃在光照下6个月，其强度即降为0，而涤纶仍能保持78%，尼龙为73%，因此丙纶在抽丝前必须经防老化处理，在使用和运输中必须尽量避免在日光下暴晒。另外，丙纶的熔点较低(在135℃左右)，我公司是国内最专业土工布生产企业，土工布主要分为两大类，无纺透水土工布和防水土工布。因此在与沥青等密封材料及铺地材料结合时受到一定限制。涤纶机械物理性能好，熔点比丙纶高，耐紫外线辐射亦比丙纶好得多，因此也是土工布的理想原料。涤纶耐酸性好，亦耐弱碱，但长期与碱性物质如石灰、水泥、混凝土、碱性土壤接触，强力会受损失，其抗水解性能亦较差，在使用时应予以注意。尼龙和维纶耐碱性好，但耐酸性差。聚酰胺长丝在pH为4，25℃缓冲溶液中经11个月，强度只剩至1%，聚酰胺土工布不宜用于pH<5的土壤中，否则不耐久。维纶耐海水侵蚀，适用于海岸工程。

2.土工布的生产工艺

2.1不同制造方法的土工布的消耗量

图1为1985-1995年织造土工布和非织造土工布在世界上的比例变化情况。由图1可以看出，当前非织造土工布占全部土工布的比例已达到70%左右，织造土工布约占30%。在美国非织造土工布的比例更高，1990年非织造土工布:织造土工布:针织土工布的比例为70∶28∶2。1995年则为85∶14∶1。

美国1992年曾对土工布市场作过分析(图2)：短纤、针刺、扁丝织造和纺粘针刺布分别居土工布用量的1、2、3位，三者总和占美国土工布总量的95.7%。当然目前结构已有很大变化。我国还没有确切的统计数字，但大体上占主导的是短纤针刺土工布和丙纶扁丝织造土工布，二者所占份额达到85%-90%。纺粘长丝针刺土工布1998年实际产量不会超过1500万m2，约3000t，占10%左右，单丝及复丝长丝织造土工布数量不多。 2.2关于织造土工布 织造土工布包括以单丝、复丝、切膜丝、膜裂丝为原料的土工布。

织造土工布的主要特点是：

--抗拉强力及初始模量大、断裂伸长及蠕变小。图3是织造土工布和非织造土工布负荷－伸长曲线的比较。

--依靠经纬纱互相挤压保持结构稳定。

--水力学性能看，织造土工布为平面过滤，孔隙尺寸大，最小为0.05-0.08mm，作反滤时，小砂砾易流失。扁丝织造布还容易淤堵。但单丝织物不易发生淤堵，适于作无粘性土的滤层。

--厚度小，水平排水能力差，不宜用作排水材料。

--弹性伸长小，与硬质材料接触易刺破、顶破，影响反滤功能。

--生产工艺复杂，产量低，成本高。

总起来说，织造土工布特别适合增强、加固和隔离之用，对控制侵蚀，进行护底及其它防护的工程，有时必须用强度很高的织造土工布，而一般以反滤和排水作用为主的工程则不宜采用。

土工布主要应用于下列工程：

（1） 公路（包括临时道路）铁路、堤岸、土石坝、机场、运动场等工程中，用以加强软弱地基，同时起隔离和过滤的作用。江、河、湖、海的岸坡置土工织物，还可以防止流水冲浊。

（2） 作挡土墙回填中的加筋，或用于锚固挡土墙的面板。修筑包裹式挡土墙或桥台。

（3） 加固柔性路面，修补道路上的裂缝，防止路面反射裂缝。

（4） 增加碎石边坡及加筋土的稳定性，防止水土流失和低温时土体的冻害。

（5） 路道碴与路基之间的隔离层，或路基与软基之间的隔离层。

（6） 人工填土、堆石或材料场与地基的隔离层，不同冻土层之间的隔离。起反滤和加固作用。

（7） 储灰坝或尾矿坝的初期上游坝面的滤层，挡土墙回填土中排水系统的滤层。

（8） 排水暗管周边或碎石排水暗沟周边的滤层。

（9） 水利工程中水井、减压井或斜压管的滤层。

（10）公路、机场、铁路道喳和人工堆石等与地基之间的土工织物的隔离层。

（11）土坝内部垂直或水平排水，埋入土体中消散空隙水压力。

（12）土坝或土堤中的防渗土工膜后面或混凝土护面下部的排水。

（13）排除隧洞周边渗水，减轻衬砌所承受的外水压力及各建筑物周围渗水。

（14）人工填土地基运动场地基的排水。

土工布的过去和未来发展

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最大的国家，它在90年代初对其年用量就在3亿m2以上，近几年用量达到7亿m2。欧洲和曰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m2左右，其中纺粘法非织造布占非织造土工布的60％左右；曰本在90年代中期以后对土工布的应用有显著的增长。曰本非织造土工布中以纺粘法用量最大，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年特大洪水引起政府的重视，建筑部门把对土工布的应用列入到设计规范中去，并制定了相关的国家标准，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m2，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m2。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、南水北调工程、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，中国将成为世界土工合成材料的最大营销市场。

（1）土工布作挡土墙回填中的加筋，或用于锚固挡土墙的面板。修筑包裹式挡土墙或桥台。

 

　　（2） 加固柔性路面，修补道路上的裂缝，防止路面反射裂缝。

 

　　（3） 增加碎石边坡及加筋土的稳定性，防止水土流失和低温时土体的冻害

 

　　（4） 路道碴与路基之间的隔离层，或路基与软基之间的隔离层。

 

　　（5） 人工填土、堆石或材料场与地基的隔离层，不同冻土层之间的隔离。反滤和加固作用。

 

　　（6） 储灰坝或尾矿坝的初期上游坝面的滤层，挡土墙回填土中排水系统的滤层。

 

　　（7）土工布可作为 排水暗管周边或碎石排水暗沟周边的滤层。

 

　　（8） 土工布也可作为水利工程中水井、减压井或斜压管的滤层。

 

　　（9） 公路、机场、铁路道喳和人工堆石等与地基之间的土工织物的隔离层

 

　　（10）土坝内部垂直或水平排水，埋入土体中消散空隙水压力。

 

　　（11）土坝或土堤中的防渗土工膜后面或混凝土护面下部的排水。

 

　　（12）排除隧洞周边渗水，减轻衬砌所承受的外水压力及各建筑物周围渗水

 

　　（13）人工填土地基运动场地基的排水。

 

　　（14） 公路（包括临时道路）铁路、堤岸、土石坝、机场、运动场等工程中用以加强软弱地基

土工布：

        该产品具有优越的透水性、过滤性、耐用性、可广泛用于铁路、公路、运动馆、堤坝、水工建筑、遂洞、沿海滩涂、围垦、环保等工程。主要有短纤针刺非织造土工布和裂膜丝机织土工布。

性能：

■利用土工布良好的透气性和透水性，使水流通过，从而有效的截留砂土流失。

■土工布具有良好的导水性能，它可以土体内部形成排水通道，将土体结构内多余液体和气体外排。

■利用土工布增强土体的抗拉强度和抗变形能力，增强建筑结构的稳定性，以改善土体质量。

■有效的将集中应力扩散，传递或分解，防止土体受外力作用而破坏。

■防止上下层砂石、土体及混凝土之间混杂。

■网孔不易堵塞—因不定型纤维组织形成的网状结构有应变性和运动性。

■高透水性—在土水的压力下，仍能保持良好的透水性

■耐腐蚀—以丙纶或涤纶等化纤为原料，耐酸碱，不腐蚀，不虫蛀，抗氧化

■施工简单—重量轻，使用方便，施工简单

土工布的用途：

1、水利工程：海堤、江堤、湖堤达标工程；水库加固工程；围垦工程；防汛抢险。

2、公路铁路航空港工程：软基加固处理；边坡防护；路面防反射裂缝结构层；排水系统；绿化隔离带。

3、电工工程：核电站基础工程；火电灰坝工程；水电站工程。

4、港口航道工程：港口

短纤土工布指标（GB/T17638-1998）

土工布的铺设方法：

用人工滚铺；布面要平整，并适当留有变形余量。

长丝或短丝土工布的安装通常用搭接、缝合和焊接几种方法。缝合和焊接的宽度一般为0.1m以上，搭接宽度一般为0.2M以上。可能长期外露的土工布，则应焊接或缝合。

所有的缝合必须要连续进行（例如，点缝是不允许的）。在重叠之前，土工布必须重叠最少150mm。最小缝针距离织边（材料暴露的边缘）至少是25mm。

缝好的土工布接缝最包括1行又线锁口链形缝法。用于缝合的线应为最小张力超过60N的树脂材料，并有与土工布相当或超出的抗化学腐蚀和抗紫外线能力。

任何在缝好的土工布上的“漏针”必须在受到影响的地方重新缝接。

必须采取相应的措施避免在安装后，土壤、颗粒物质或外来物质进入土工布层。

布的搭接根据地形及使用功能可分为自然搭接、缝接或焊接。

在施工中，土工膜上面的土工布采用自然搭接，土工膜上层土工布采用缝接或热风焊接。热风焊接是首先的长丝土工布的连接方法，即用热风枪对两片布的连接瞬间高温加热，使其部分达到融熔状态，并立即使用一定的外力使其牢牢地粘合在一起。在潮湿（雨雪天）天气不能进行热粘连接的情况下，土工布应采取另一方法一缝合连接法，即用专用缝纫机进行双线缝合连接，且采用防化学紫外线的缝合线。

缝合时最小宽度10cm，自然搭接时最小宽度为20cm、热风焊接时最小宽度为20cm。

对于缝接，要采用质量与土工布相同的缝合线，缝合线要采用抗化学破坏和紫外光照射能力更强的材质。

土工布铺设完毕由现场监理工程师认可后铺设土工膜，土工膜上土工布是在土工膜由甲方、监理认可后同上进行铺设，膜上下两层土工布在有锚固槽的部位都应与土工膜一同埋入锚固槽内。

 

土工布铺设的基本要求：

a、接缝须与坡面线相交；与坡脚平衡或可能存在应力的地方，水平接缝的距离须大于1.5m。

b、在坡面上，对土工布的一端进行锚固，然后将卷材须坡面放下以保证土工布保持拉紧的状态。

c、所有的土工布都须用砂袋压住，砂袋将在铺设期间使用并保留到铺设上面一层材料。

 

土工布安装施工注意事项：

土工布只能用土工布刀进行切割（钩刀），如在场地内切割，对其他材料须采取特殊保护措施，以防由于切割土工布而对其造成不必要的损坏；

在铺设土工布的同时，必须采取一切必要措施，以防止对下面一层材料造成破坏；

在铺设土工布时，必须注意不要让石头、大量尘土或水分等有可能破坏土工布、有可能阻塞排水渠或过滤网、或有可能给接下来的连接带来困难的物质进入土工布或土工布的下面；

安装结束后，对所有土工布表面进行目测以确定所有损坏的地主，作上标记并进行修补，确定铺设表面没有可以造成损坏的外来物质，如断针等异物；

土工布的连接必须遵循以下规定：正常情况下，坡面上不能有水平连接（连接须沿坡面的轮廓不与其相交），除修补的地方以外。

如采用缝合，缝合线须采用与土工布材质相同或超过的材料，缝合线须为防化学紫外线的材持。缝合线与土工布应有明显的色差，以便于检查。

安装时对缝合特别注意以确保没有泥土或砾石覆盖层中的砾石进入土工布中间。

土工布的损坏和修补

在缝合结合处,须进行重新缝合修补,并确保跳针部分的末端已重新缝合.

在所有地区,除了岩石斜坡地段,漏洞或撕裂部分须用同样材质的土工布补丁进行修补缝合.

在填埋场底部,如果裂口的长度超过卷材宽度10%,损坏的部分须被切掉,然后将两部分土工布连接起来