慧正资讯：日前，由中科建通科研团队与东方雨虹工程技术中心联合开展的富水砂卵石地层注浆改良专用材料CAST（无机改性水玻璃注浆料）研究项目迎来了阶段性进展。经系统评测显示，CAST材料性能完全符合指标要求，满足富水砂卵石地层安全开挖等工程需求，具有绿色环保、经济节约、高效安全、适用性强等创新优势，是材料研发领域的一次重要突破。

图1：CAST材料凝胶体

行业痛点——传统注浆材料难以保障安全开挖

富水砂卵石地层具有渗透系数大、水头高、流速大、地下水治理难度大等难点，业界一般采用降水和注浆改良加固等方式解决开挖难题。但在北京市地下水位回升和水资源保护的背景下，轨道交通建设工程采用降水施工局限明显，所以注浆改良加固地层成为首要选择。

然而，使用水泥水玻璃、改性水玻璃等传统材料对富水砂卵石地层进行注浆改良加固，施工效果并不理想，存在抗水冲刷性能差、留存率低、加固及止水效果差等问题，无法有效实现安全开挖的目标。

图2：开挖施工现场涌水涌砂

研发目标——以科研创新解决工程重难点问题

用创新科技守护地下工程安全，是中科建通人不懈追求的价值目标。

科研团队围绕砂砾卵石层安全开挖的需求，按照速凝止水、抗冲散止水等核心思路推进研发，紧扣材料物理性能指标及应用性能指标，重点关注材料的抗冲散性、流动能、耐久性等指标，科学系统地研发和评测新材料。

研发团队以科研创新驱动工程实践高质量发展，将CAST材料应用到工程端，深入验证其性能表现，努力实现水稳定和结构稳定等目标，积极获取准确的效果评价。

图3：技术人员现场测试凝胶时间

材料优势——绿色高性能兼具较强工程适用性

CAST材料是一种适用于地下工程砂卵石地层注浆改良加固的环保型材料，采用了多种无机盐的固化剂，不含氯离子和酸性物质，对地下水无污染，不会腐蚀钢筋和设备；施工中无挥发性物质，无异味，施工友好。

有效解决富水及动水条件下砂卵石地层注浆止水的难题，实现少降水或不降水即可安全开挖的目标，是CAST材料的重要优势——这不仅可以节约高昂的降水施工费用，也有利于保护地下水资源。

图4：性能指标检测合格

经过实验室研究开发、室内应用试验研究、材料中试、工程应用等系统研发和评测显示：

→ CAST材料配方性能指标满足企业标准设定指标要求，重复验证结果稳定性好；经济性指标也达到设定目标。检测结果表明，中试产品性能稳定。

→ 经过稳压可注性模拟试验、稳压注浆止水试验、动水注浆抗冲刷试验等模拟试验表明，CAST材料在凝胶体析水率、体积稳定性、水陆强度比等性能上，明显优于改性水玻璃、水泥水玻璃等传统材料。

图5：掌子面保持稳定，开挖面平整

→ 经过渗透系数有效性长期实验评测显示，CAST材料与砂卵石固结体渗透系数低于改性水玻璃、水泥-水玻璃样品，表现出良好的止水性能。

→ 工程应用试验表明，CAST材料适用性强，可采用传统注浆工艺和设备进行施工。结果显示，材料在砂卵石地层注浆中固结良好，浆液渗透扩散范围可控，结石体强度适中，开挖掌子面无渗漏水情况。

图6：部分知识产权成果示例

截至目前，富水砂卵石地层注浆改良材料研究项目产出了丰富的知识产权成果。项目已提报在审及授权“一种用于富水地层注浆堵水的抗分散注浆材料及制备方法和施工方法”（专利号：ZL 2022 1 0618594.7）等3项发明专利，发表了专项研究论文，编制了注浆材料的企业标准，为推动和引领行业高质量发展，创造持久安全的地下工程安全开挖环境，贡献出中科建通的专业智慧和力量。