土工合成材料是一種新型的巖土工程材料，它以天然或人工合成的聚合物為原料，制成各類產(chǎn)品，然后置于土體內(nèi)部、表層或各層土體之間，起到加強(qiáng)或者保護(hù)土體等作用。事實(shí)上，凡是應(yīng)用于土木工程建設(shè)的材料，都可稱之為土工材料。隨著產(chǎn)品的不斷豐富，應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步拓展，土工合成材料的內(nèi)涵和范圍也有所外延，目前，其在公路、鐵路、水利、電力建筑、海港、機(jī)場、軍工、環(huán)保等各個工程領(lǐng)域均有應(yīng)用，依據(jù)其應(yīng)用及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可分為土工織物、土工膜、土工復(fù)合材料、土工格柵、土工網(wǎng)、土工格室、土工發(fā)泡材料、土工排水材料以及其他土工合成材料等九大類。
從國內(nèi)外來看，土工合成材料行業(yè)已發(fā)展成為技術(shù)含量高、應(yīng)用領(lǐng)域廣、產(chǎn)品附加值高、產(chǎn)業(yè)帶動性強(qiáng)的一類產(chǎn)業(yè)，在亞洲、歐洲以及北美洲等地區(qū)形成了一定的市場規(guī)模及一批具有實(shí)用價值的創(chuàng)新成果。土工用紡織品是土工合成材料中的重要品類，也是產(chǎn)業(yè)用紡織品中除醫(yī)療、過濾用紡織品外用量最大的產(chǎn)品品類，在土工合成材料的大框架內(nèi)，重點(diǎn)對土工用紡織品的發(fā)展歷程、加工工藝、市場應(yīng)用等進(jìn)行介紹，并對基于土工用紡織品的土工合成材料的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品開發(fā)等進(jìn)行分析與展望。
土工合成材料因具有良好的防污性、抗腐蝕性以及施工方便等特點(diǎn)，在固體廢棄物填埋場中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是由土工膜、膨潤土防水毯、土工復(fù)合排水網(wǎng)、土工織物等組成的襯墊系統(tǒng)。但其在填埋場中的應(yīng)用也會帶來失穩(wěn)和破壞問題。例如，有土工膜和膨潤土防水毯組成的復(fù)合襯墊系統(tǒng)界面強(qiáng)度低，易引發(fā)填埋體沿襯墊系統(tǒng)界面的失穩(wěn)滑坡；另外，因填埋體沉降或側(cè)向變形導(dǎo)致土工合成材料拉伸破壞。因此，在環(huán)保工程應(yīng)用中不僅要求土工合成材料具有優(yōu)良的防污性能，還要求其具有良好力學(xué)性能。在實(shí)際工程應(yīng)用中，選擇土工合成材料的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以環(huán)保要求為目標(biāo)，同時兼顧安全性。以某垃圾填埋場擴(kuò)建工程為例，最初的設(shè)計(jì)是“土工膜＋膨潤土防水毯”復(fù)合結(jié)構(gòu)，但考慮到膨潤土防水毯中膨潤土遇水后易擠出顯著降低土工膜和膨潤土防水毯界面的摩擦角，不利于擴(kuò)建填埋體的穩(wěn)定，因此最終采用了雙層HDPE土工膜，目的是使垃圾填埋場既能達(dá)到防滲標(biāo)準(zhǔn)要求，其安全穩(wěn)定性又能得到保障。 整體來看，土工合成材料在環(huán)保行業(yè)的應(yīng)用相對于鐵路、水利等行業(yè)仍具有一定的滯后性，在應(yīng)用過程存在產(chǎn)品以次充好、施工不夠精細(xì)、后期運(yùn)營維護(hù)不到位等問題。但是由于在固廢填埋場應(yīng)用中大多屬于隱蔽工程和長久工程，問題隱患很難在早期被及時發(fā)現(xiàn)，發(fā)生問題后難以追溯，導(dǎo)致生產(chǎn)廠家、施工單位等在意識上相對放松。雖然固廢填埋場防污襯墊系統(tǒng)的投資在整個填埋場總投資中的占比較高，接近1/3，但目前土工合成材料的應(yīng)用效果并不是很理想。 這一點(diǎn)應(yīng)引起土工合成材料行業(yè)的足夠重視。除產(chǎn)品質(zhì)量外，目前施工方面的問題比較大。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)，國外土工膜的施工質(zhì)量要求每公頃漏洞不多于3個，而我國居然有十幾個甚至更多，且尺寸較大，導(dǎo)致填埋場的防污效果大打折扣。為解決這些問題，中國土工合成材料工程協(xié)會作為行業(yè)機(jī)構(gòu)一直積極推動各方努力，規(guī)范和引導(dǎo)行業(yè)健康發(fā)展，包括業(yè)主培訓(xùn)、相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、產(chǎn)品目錄推薦等。
