土工合成材料的品种虽然已经不少，它们已可满足大部分工程的需要，但就堤防建设和防汛抢险而言，还有一些有希望的产品可以开发，兹列举若干如下；
一、防汛袋
(1) 前己述及，防汛袋是一种用织造型土工织物做成的袋，内装土或砾石料，在防汛中可作堵口、压重、挡风浪、筑子堤、抢管涌等的基本物品，用途十分广泛，在每年的防汛抢险中部立大功，用量以数亿个计，群众俗称“编织袋”。这种防汛编织袋虽然已十分风行普及，但在使用上仍不十分科学和规范，因此，有时不仅起不了好的作用，甚至有反作用，为此须将防汛袋规格化。
(2) 就防汛抢险来说，防汛袋的作用大致可分为：①阻漏、防浪、筑子堤；②压重和加固
二、土工合成材料粘土垫层* (1) 土工合成材料粘土垫层(Geosynthetics Clay Liner)简称GCL，是由两层(或多层)土工合成材料(织物、膜等)中间夹一层钠化膨润土粉组成的复合产品(见图6-1)，用以代替粘土防渗层。GCL有如下优点： 1) 因钠化膨润土粉与非织造针刺土工织物纤维充分缠绕，止水性强，耐冲刷，且不会因干湿和冻融反复循环而降低防渗性能，其渗透系数在5×10-1l～5×10-12m/s之间。 2) 材料的厚度约6～7mm，幅宽达4.8m，卷长约30m，卷在硬质轴上，整卷重约500kg，易于运输和安装。 3) 任何可能的漏水点因膨润土粉的迁移而自愈合，接缝处也只需叠合约0.30m，即可满足防渗性能。由于以上性能，GCL被用于地下水的保护、堤坝止水、水库和蓄水池防渗，以及填筑和掩埋场的密封面层等 |
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GCL由德国诺伊(NAUE)公司于
(2) 粘土衬垫产品举例。为了使读者有个具体的概念，表
三、土工包和土工管 (1) 土工包是将Geolon高强土工织物铺设在特制的可开底的空驳船内，将疏浚的淤泥或废料充填其上，待装满后，将织物包裹封合，防止泄漏，然后将驳船开到预定地点，打开船底，把土工包沉放到水底，其操作过程如图6-2所示。这种土工合成材料产品由于尺寸很大(长度可达40m，体积可达800～1000m3)，柔性好，整体性强，因此用于大面积崩岸治理、堤防迎水坡堵漏、河岸及河底的淘冲都很有效。图6-3为一开底驳船在装料前的照片，Geolon土工织物已摊铺在船上。图6-4为土工包用于修补和防止崩岸和坡脚掏刷的示意图。图6-5为堤防中采用土工包和土工管填筑的示意图。 |
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图6-3 开底驳船装料前 |
图6-4 土工包修补和防止崩岸及坡脚掏刷 |
制作土工包的合成材料为织造型土工织物。对三种规格的土工包使用的织物，其单位面积质量分别为
(2) 土工管是一种由高强的土工织物制成的大型管袋，其直径可根据需要变化，最大已超过
表6-1 | G C L 的 型 号 规 格 和 性 能 |
型号 | BFG500 | B | D4000 |
面层织物(g/m2) | 300(PP非织造针刺) | 300(PP非织造针刺) | 300(PP非织造针刺) |
800(纤维混膨润土粉) |
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底层织物(g/m2) | 200(PP织造) | 100(PP织造) | 199(HDPE织造) |
| 300(PP非织造) | 250(HDPE非织造) | |
膨润土粉(g/m2) | 4200 | 3500 | 4700 |
单位面积质量(g/m2) | 5500 | 4200 | 5350 |
蒙脱石含量(%) | ≥70 |
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含水率(%) | ≤15 | ≤15 | ≤15 |
吸水率(%) | ≥600 | ≥600 | ≥600 |
膨胀指数(ml) | ≥25 |
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厚度(mm) | 6 | 7 | 7 |
渗透系数(m/s) | ≤5×10-11 | ≤5×10-11 | ≤5×10-11 |
针刺密度(l/cm2) | ≥15 | ≥15 | ≥15 |
顺机向抗拉强度(kN/m) | 18 | 14 | 12 |
横机向抗拉强度(kN/m) | 8 | 24 | 12 |
顺机向伸长率(%) | 10 | 60 | 50 |
横机向伸长率(%) | 5 | 50 | 50 |
剥离强度(N/10cm) | ≥30 | 60 | 60 |
卷尺寸(m×m) | 4.8×3.0 | 4.8×3.0 | 4.8×3.0 |
卷径(cm) | 60 | 60 | 60 |
应用范围 | 1.地下水保护 | 1.地下水保护； | 埴筑及掩及掩埋物的密封面层或污染区域的密封层 |
注 | PP为聚丙烯,HDPE为高密聚乙烯。 |
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土工包和土工管在我国尚未应用，但可以估计，它将为难以对付的崩岸、塌坡、堤防大面积的防漏防冲等事故提供一种有用的工具。 总之，类似的新型土工合成材料制品还可能会不断地出现。其实只要我们能掌握土工合成材料的性能和功能，又了解所用工程的特点和要求，总结以往各种形式土工合成材料制品的运用经验，融合贯通、因地制宜地灵活运用，相信我国也能发展出新型土工合成材料制品。 |
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图6-9 土工管用于堤防 |
图6-10 土工管控制岸坡冲刷 |
附录 有关规程、规范一览表 |
标准级 | 名称 | 编号 | 发布部门 | 日期 |
国家标准 | 土工合成材料应用技术规范 | GB50290-98 | 国家质量技术监督局、中华人民共和国建设部 | 1999.1.1 |
行业标准 | 水利水电工程土工合成材料应用技术规范 | SL/T225-98 | 中华人民共和国水利部 | 1998.11.15 |
行业标准 | 铁道路基工程土工合成材料应用技术规范 |
| 中华人民共和国铁道部 |
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行业标准 | 水运工程土工织物应用技术规程 |
| 中华人民共和国交通部 | 1999 |
行业标准 | 公路土工合成材料应用技术规范 |
| 中华人民共和国交通部 | 1999 |
行业标准 | 土工合成材料测试规程 |
| 中国人民共和国水利部 | 1999 |
行业标准 | 聚乙烯土工膜防渗工程技术规范 |
| 中华人民共和国水利部 | 1998 |
协会标准 | 塑料排水带地基设计规程 |
| 中国土工合成材料工程协会 | 1997.11 |
l 土工合成材料工程应用手册，北京：中国建筑工业出版社，1994
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*Daniel D. Designing with Geosynthetic Clay Liners. Course Notes. UniversityOf Texas，1994。 |
