中科建通研發高性能材料CAST，解決地下工程安全開挖難題

日前，由中科建通科研團隊與東方雨虹工程技術中心聯合開展的富水砂卵石地層注漿改良專用材料CAST（無機改性水玻璃注漿料）研究項目迎來了階段性進展。經系統評測顯示，CAST材料性能完全符合指標要求，滿足富水砂卵石地層安全開挖等工程需求，具有綠色環保、經濟節約、高效安全、適用性強等創新優勢，是材料研發領域的一次重要突破。

行業痛點——傳統注漿材料難以保障安全開挖

富水砂卵石地層具有滲透係數大、水頭高、流速大、地下水治理難度大等難點，業界一般採用降水和注漿改良加固等方式解決開挖難題。但在北京市地下水位回升和水資源保護的背景下，軌道交通建設工程採用降水施工局限明顯，所以注漿改良加固地層成為首要選擇。

然而，使用水泥水玻璃、改性水玻璃等傳統材料對富水砂卵石地層進行注漿改良加固，施工效果並不理想，存在抗水衝刷性能差、留存率低、加固及止水效果差等問題，無法有效實現安全開挖的目標。

研發目標——以科研創新解決工程重難點問題

用創新科技守護地下工程安全，是中科建通人不懈追求的價值目標。

科研團隊圍繞砂礫卵石層安全開挖的需求，按照速凝止水、抗衝散止水等核心思路推進研發，緊扣材料物理性能指標及應用性能指標，重點關注材料的抗衝散性、流動能、耐久性等指標，科學系統地研發和評測新材料。

研發團隊以科研創新驅動工程實踐高質量發展，將CAST材料應用到工程端，深入驗證其性能表現，努力實現水穩定和結構穩定等目標，積極獲取準確的效果評價。

材料優勢——綠色高性能兼具較強工程適用性

CAST材料是一種適用於地下工程砂卵石地層注漿改良加固的環保型材料，採用了多種無機鹽的固化劑，不含氯離子和酸性物質，對地下水無汙染，不會腐蝕鋼筋和設備；施工中無揮發性物質，無異味，施工友好。

有效解決富水及動水條件下砂卵石地層注漿止水的難題，實現少降水或不降水即可安全開挖的目標，是CAST材料的重要優勢——這不僅可以節約高昂的降水施工費用，也有利於保護地下水資源。

經過實驗室研究開發、室內應用試驗研究、材料中試、工程應用等系統研發和評測顯示：

→ CAST材料配方性能指標滿足企業標準設定指標要求，重複驗證結果穩定性好；經濟性指標也達到設定目標。檢測結果表明，中試產品性能穩定。

→ 經過穩壓可注性模擬試驗、穩壓注漿止水試驗、動水注漿抗衝刷試驗等模擬試驗表明，CAST材料在凝膠體析水率、體積穩定性、水陸強度比等性能上，明顯優於改性水玻璃、水泥水玻璃等傳統材料。

→ 經過滲透係數有效性長期實驗評測顯示，CAST材料與砂卵石固結體滲透係數低於改性水玻璃、水泥-水玻璃樣品，表現出良好的止水性能。

→ 工程應用試驗表明，CAST材料適用性強，可採用傳統注漿工藝和設備進行施工。結果顯示，材料在砂卵石地層注漿中固結良好，漿液滲透擴散範圍可控，結石體強度適中，開挖掌子面無滲漏水情況。

截至目前，富水砂卵石地層注漿改良材料研究項目產出了豐富的知識產權成果。項目已提報在審及授權“一種用於富水地層注漿堵水的抗分散注漿材料及製備方法和施工方法”（專利號：ZL 2022 1 0618594.7）等3項發明專利，發表了專項研究論文，編製了注漿材料的企業標準，為推動和引領行業高質量發展，創造持久安全的地下工程安全開挖環境，貢獻出中科建通的專業智慧和力量。