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黃微波，向佳瑜，劉旭東( 青島理工大學(xué)功能材料研究所，山東青島266033)
［提要］ 研究地震誘發(fā)的次生災(zāi)害的防御技術(shù)，對于保障人民生命及財(cái)產(chǎn)安全具有重大的意義。本文全面介紹了聚脲技
術(shù)在崩塌、滑坡及泥石流( 以下簡稱崩滑流) 和遇難者遺體掩埋等地震次生災(zāi)害中應(yīng)用的技術(shù)優(yōu)勢，簡要分析了地震次生災(zāi)害
的類型和危害性，詳細(xì)探討了聚脲技術(shù)在崩滑流邊坡防護(hù)和遇難者遺體掩埋等地震次生災(zāi)害應(yīng)用中的施工工藝。研究表明:
( 1) 聚脲技術(shù)因具有優(yōu)異的力學(xué)性能和抵抗水流沖蝕磨損的性能，能有效地防止雨水對邊坡的淘蝕，從而增加邊坡的穩(wěn)定性，
預(yù)防崩滑流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生; ( 2) 聚脲技術(shù)突出的防腐抗?jié)B性能及整體封閉效果和超長耐候性能可對遇難者的遺體進(jìn)行妥
善掩埋，達(dá)到隔離水源、保護(hù)環(huán)境的目的。
［關(guān)鍵詞］ 聚脲技術(shù); 地震次生災(zāi)害; 防御; 邊坡防護(hù); 遇難者掩埋
［中圖分類號(hào)］ P694 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A
Polyurea Technology Applied to Post-earthquake Disasters for Defencing
Huang Wei-bo，Xiang Jia-yu，Liu Xu-dong
( Research Institute of Functional Materials，Qingdao Technological University，Qingdao 266033，China)
Abstract: Researching in post-earthquake disasters defense technology to ensure the people’s life and property security has significant
meaning． In this paper，the advantages of polyurea technology in collapse，landslide，mud-rock flow and victims buried in postearthquake
disasters are introduced， the types and dangers of post-earthquake disasters are briefly analyzed， and the polyurea
technology application construction is discussed in detail． Research shows that: ( 1 ) Polyurea technology has excellent mechanical
properties and anti-scour performance，can effectively prevent the rain from washing the slope so that increase the stability of the slope，
hold back geological disasters occur． ( 2 ) The outstanding anti-corrosive，anti-permeability，overall protective and ultra-long ageing
resistant performances of polyurea technology can make the victims for proper burial to isolate water source， and protect the
environment．
Keywords: polyurea technology; post-earthquake disasters; defense; slope protection; victims buried
‍1 引言
在人類文明的發(fā)展進(jìn)程中，地震給人們帶來了巨大的災(zāi)難和痛苦。地震不僅在于其本身具有勢不可擋的摧毀力，同時(shí)還會(huì)誘發(fā)一系列的次生災(zāi)害。地震誘發(fā)的崩滑流等次生災(zāi)害，因其具有很大的破壞力，一直備受人們關(guān)注，并采取了許多措施進(jìn)行了防御和治理。目前大多數(shù)研究都集中于如何獲取更優(yōu)方法對地震相關(guān)次生災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測［1 ～ 4］，通過新技術(shù)對其進(jìn)行直接防御和治理卻鮮有報(bào)道。在崩滑流等地震次生災(zāi)害中，雨水侵蝕是最主要因素，然而現(xiàn)有的加固技術(shù)，包括扶壁式擋墻、格構(gòu)式錨桿支護(hù)、巖石噴錨支護(hù)等都無法解決雨水對邊坡的沖刷、淘蝕、溶解和軟化問題，不能有效地阻止崩滑流等地震次生災(zāi)害的發(fā)生。聚脲技術(shù)能夠根據(jù)施工環(huán)境在任意形狀表面形成整體致密、連續(xù)無接縫的高強(qiáng)度、高彈性涂層［5］，而且具有良好的防腐抗?jié)B、耐水流沖刷和耐老化性能，能有效地解決雨水的沖刷、淘蝕、溶解和軟化問題，對地質(zhì)松散的邊坡兼具有錨固作用。此外，聚脲材料得天獨(dú)厚的整體防腐抗?jié)B能力和超長耐老化性能對于妥善安葬遇難者遺體并保護(hù)水源具有很高的應(yīng)用價(jià)值。目前聚脲技術(shù)在這些方面的應(yīng)用尚屬空
                                                                 工程抗震與加固改造
白，但聚脲技術(shù)已經(jīng)在國外的垃圾填埋、核廢料儲(chǔ)運(yùn)等高危化學(xué)物質(zhì)的無害化處理中得到成功運(yùn)用。本文在結(jié)合聚脲技術(shù)優(yōu)異的理化性能基礎(chǔ)上，將其應(yīng)用于可能發(fā)生崩滑流防護(hù)和遇難者遺體妥善安葬等地震次生災(zāi)害中，在做好減災(zāi)防災(zāi)工作的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)人與環(huán)境和諧相處、和諧發(fā)展，具有極其重大的現(xiàn)實(shí)意義。2 聚脲技術(shù)簡介及其防御的技術(shù)優(yōu)勢2. 1 聚脲技術(shù)簡介聚脲技術(shù)是在反應(yīng)注射成型( Reaction InjectionMolding 英文縮寫RIM) 技術(shù)的基礎(chǔ)上，于上世紀(jì)70年代中后期發(fā)展起來的。美國化學(xué)家Dudley J．Primeaux 率先研發(fā)成功聚脲技術(shù)。1991 年該技術(shù)在美國德克薩斯州某建筑屋面進(jìn)行了抗擊冰雹的應(yīng)用，立即顯示出其優(yōu)異的力學(xué)性能。之后，又在美國的皮卡車貨箱得到了更加廣泛的應(yīng)用，受到人們的歡迎。澳大利亞、日本和韓國分別于1993、1995 和1997 年引進(jìn)該技術(shù)，并相繼投入商業(yè)應(yīng)用。1995 年筆者率先在國內(nèi)開展了早期研究工作，1996 年組團(tuán)赴美國GUSMER 公司考察聚脲設(shè)備，于1998 年9 月18 日在該院會(huì)議室地面噴涂成功中國第一個(gè)聚脲配方，從此標(biāo)志著中國聚脲技術(shù)的誕生。如今，聚脲技術(shù)因其便捷的施工工藝和優(yōu)異的力學(xué)性能及高效防水、耐腐蝕、耐老化、抗凍融、、抗疲勞破壞等性能使其迅速發(fā)展成為水利、電力、能源、軍事、高鐵、奧運(yùn)場館等許多領(lǐng)域首選的防護(hù)材料。
2. 2 聚脲技術(shù)防御的技術(shù)優(yōu)勢聚脲技術(shù)在水利、電力、能源、軍事、高鐵、奧運(yùn)
場館和屋面種植綠化等領(lǐng)域的應(yīng)用均取得了很大的成功。通過研究發(fā)現(xiàn)，聚脲技術(shù)應(yīng)用于地震次生災(zāi)害防御方面主要有以下技術(shù)優(yōu)勢:( 1) 零VOC( volatile organic compounds，揮發(fā)性有機(jī)化合物) ，符合環(huán)保、節(jié)能、減排、低碳的要求;( 2) 快速固化，可以不受環(huán)境溫濕度的影響，凝膠時(shí)間以秒計(jì)算，5min 之內(nèi)即可達(dá)到步行強(qiáng)度，噴涂完成后馬上可以投入使用，為災(zāi)害防御節(jié)省時(shí)間。采用噴涂成型，適合高空作業(yè)，可實(shí)現(xiàn)邊坡防護(hù)涂裝。一次噴涂便可以達(dá)到2mm 以上的厚度，施工方便快捷;
( 3) 優(yōu)異的力學(xué)性能，拉伸強(qiáng)度可達(dá)25 MPa 以
上、斷裂伸長率可達(dá)500% 以上，硬度可以根據(jù)需要從邵A30 ～ 邵D65 可調(diào)。圖1 所示為現(xiàn)場爆炸仿真試驗(yàn)，結(jié)果顯示，右邊未作處理的墻面在爆炸中已經(jīng)毀壞，左邊噴涂聚脲的墻面依然粘結(jié)成一個(gè)整體。聚脲優(yōu)異的力學(xué)性能完全能夠勝任地震次生災(zāi)害的防治、抵御野外自然環(huán)境中晝夜、四季溫差造成的熱脹冷縮，不會(huì)產(chǎn)生開裂和脫落現(xiàn)象;
圖1 現(xiàn)場爆炸仿真試驗(yàn)
加固試驗(yàn)


Fig. 1 Test explosion simulation on-site( 4) 能形成整體致密的涂層，防腐抗?jié)B效果顯著，無需增設(shè)保護(hù)層，有效地封閉遇難者遺體，保護(hù)水源;( 5) 具有超長耐老化性能，經(jīng)過熒光紫外燈老化1500h 后，力學(xué)性能保持率80% 以上。青島理工大學(xué)功能材料研究所通過擬合實(shí)驗(yàn)室加速老化和戶外自然老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)測其壽命可高達(dá)75 年以上［6 ～ 9］，能實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)的長期防護(hù)，同時(shí)具備耐磨損、耐腐蝕、抗凍融、抗沖擊、抗疲勞破壞等常規(guī)涂料所不具備的性質(zhì)。3 聚脲技術(shù)在防御地震次生災(zāi)害中的應(yīng)用3. 1 地震次生災(zāi)害類型及危害地震誘發(fā)的次生災(zāi)害大致可分為兩大類: ( 1 )自然層面。例如崩滑流、地裂縫、砂土液化、潰決水災(zāi)等次生地質(zhì)災(zāi)害。崩滑流是雨季震區(qū)內(nèi)發(fā)生最多的地質(zhì)災(zāi)害，影響范圍廣，危害嚴(yán)重。在這類自然災(zāi)害中，雨水是最主要的動(dòng)力: ①降雨形成的地表水對裂隙充填物的沖刷、淘蝕、溶解和軟化，使裂隙充填物抗剪強(qiáng)度降低; ②地表水到達(dá)軟弱巖層后，使軟弱巖層濕潤軟化，減少其摩擦力和粘聚力，甚至軟弱巖層發(fā)生膨脹，從上覆硬巖裂縫中擠出; ③地表水補(bǔ)給地下水后，地下水位抬升，浸潤范圍擴(kuò)大，軟弱土體飽和，同時(shí)對巖土體產(chǎn)生浮托作用，降低了有效正應(yīng)力和摩擦阻力，促進(jìn)了崩滑流的形成和發(fā)展。大地
                                                            黃微波，等: 應(yīng)用聚脲技術(shù)實(shí)現(xiàn)地震次生災(zāi)害的防御
震經(jīng)常引發(fā)崩滑流，有時(shí)與地震同時(shí)發(fā)生，有時(shí)滯后一段時(shí)間發(fā)生。汶川、茂縣、北川、彭州、理縣是地震重災(zāi)區(qū)，在暴雨等致災(zāi)因子的協(xié)同作用下，崩滑流頻頻發(fā)生，造成大量的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失; ( 2) 社會(huì)層面。例如道路破壞導(dǎo)致交通癱瘓、遇難者遺體掩埋不當(dāng)造成對飲用水源的污染、瘟疫流行等。歷史經(jīng)驗(yàn)表明，次生災(zāi)害所造成的傷亡和損失，有時(shí)比直接災(zāi)害還要嚴(yán)重。
3. 2 聚脲技術(shù)在崩滑流邊坡防護(hù)中的應(yīng)用
聚脲技術(shù)能夠根據(jù)工程環(huán)境的需要在任意表面噴涂形成連續(xù)致密的涂層。國內(nèi)外大量研究表明，崩滑流的發(fā)生往往是由于雨水對欠穩(wěn)固的山體侵蝕造成的，在可能發(fā)生崩滑流的邊坡上噴涂聚脲涂層后，能夠有效地實(shí)現(xiàn)其整體防護(hù)功能，對邊坡實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)錨固作用，加上聚脲材料超長的耐候性，可以長期有效地防御崩滑流的發(fā)生。結(jié)合現(xiàn)有的邊坡加固技術(shù)，聚脲技術(shù)應(yīng)用于崩滑流邊坡防護(hù)中的施工工藝流程為: ①修整邊坡，除去失穩(wěn)的土壤及巖體; ②安放排水孔、排水設(shè)施，便于在暴雨時(shí)及時(shí)排水; ③初次噴射混凝土; ④鉆孔，安裝錨桿; ⑤掛鋼筋網(wǎng); ⑥再次噴射混凝土; ⑦噴涂聚脲彈性體。和傳統(tǒng)的邊坡加固技術(shù)相比，增加了噴涂聚脲彈性體涂層，能有效的阻止雨水對邊坡的侵蝕，因而大大增加了結(jié)構(gòu)的安全性。在噴涂聚脲彈性體的施工過程中，要保證聚脲涂層對邊坡的防護(hù)效果，首先應(yīng)該進(jìn)行基材處理。對于表面較大的孔洞，應(yīng)先采用修補(bǔ)膩?zhàn)舆M(jìn)行封閉。表面的毛刺用角磨機(jī)磨平，尖端突起處盡量做到圓弧過渡，消除尖端應(yīng)力。采用風(fēng)力滅火器除去表面水分、灰塵等，保證基材表面應(yīng)清潔、干燥，不得有蜂窩麻面和油污等雜質(zhì)。然后采用配套底漆對混凝土表面的針眼、微裂紋等缺陷進(jìn)行封閉，同時(shí)起到增加聚脲涂層和混凝土附著力的作用。底漆必須現(xiàn)配現(xiàn)用，并嚴(yán)格按照專業(yè)配方要求準(zhǔn)確稱量，每一道工序之后需保持施工面整潔。底漆施工一般采用輥涂工藝，邊、角、溝、槽輔以刷涂施工。待底漆表干后，便可噴涂聚脲涂層。為了有效控制聚脲涂層防護(hù)體系的形成過程，噴涂施工設(shè)備必須具備如下基本要求:①噴涂時(shí)壓力范圍在1700 ～ 2500Psi 之間，這樣可以確保A、B 兩組分充分混合; ②保證物料輸送平
穩(wěn)、計(jì)量精確、混合均勻、霧化良好; ③對細(xì)部節(jié)點(diǎn)、拐角、異質(zhì)材連接處進(jìn)行聚脲涂層加厚處理。只有嚴(yán)格按照聚脲涂層噴涂方法施工才能有效地達(dá)到聚脲涂層的防護(hù)效果。
3. 3 聚脲技術(shù)在遇難者遺體掩埋中的應(yīng)用
在地震的次生災(zāi)害中，不僅自然層面上的崩滑流等對人類安全造成很大的威脅，而且來自社會(huì)層面的因素也嚴(yán)重困擾著人類。由于條件所限和重視程度不高，許多情況下對于遇難者采取就地掩埋的方式，這樣不僅會(huì)助長病毒的滋生，而且在大雨過后，雨水流動(dòng)還會(huì)造成水源污染。2003 年我國爆發(fā)“非典”，大量畜、禽死亡以后，只是簡單地噴灑生石灰和消毒液，就進(jìn)行深埋。如用聚脲技術(shù)對腐爛的動(dòng)物尸體進(jìn)行徹底覆蓋，便可防止瘧疾、霍亂、甲肝和傷寒等傳染疾病的流行。通過結(jié)合聚脲技術(shù)環(huán)保、施工方便快捷、涂層連續(xù)致密和噴涂后馬上可以投入使用等特點(diǎn)，并根據(jù)大量的基礎(chǔ)研究，認(rèn)為將聚脲技術(shù)應(yīng)用于遇難者遺體掩埋中，能有效地保護(hù)水
源，保護(hù)人類健康。

結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 聚脲技術(shù)應(yīng)用于遇難者遺體掩埋中的結(jié)構(gòu)示意圖
Fig. 2 Polyurea technology applied to
victims’body burying
圖2 所示為聚脲技術(shù)應(yīng)用于遇難者遺體掩埋的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，聚脲形成的封閉的涂層能妥善的處理遇難者的遺體，加上聚脲涂層本身無毒無污染，因此能夠有效地保護(hù)水源，保護(hù)人類健康。采用聚脲技術(shù)對遇難者遺體掩埋的大致過程是: ①在挖好的土壤深坑表面先鋪上1 層土工布，隨后立即噴涂聚脲材料，形成深坑底部和四周的彈性隔離層; ②擺放遇難者遺體或者堆放垃圾、噴灑生石灰和消毒液、回填土壤、找平空隙; ③再覆蓋1 層土工布，噴涂聚脲形成深坑頂部的強(qiáng)力彈性隔離層，從而徹底將遇難者遺體及危險(xiǎn)廢棄物與周邊土壤、水源隔
                                                         工程抗震與加固改造
絕，確保有害物質(zhì)不流失、不泄露、不散發(fā)，保護(hù)環(huán)境
安全。
4 結(jié)語
由于崩滑流和遇難者遺體掩埋等地震次生災(zāi)害，雨水是致災(zāi)的主要因素。傳統(tǒng)的邊坡加固技術(shù)和就地掩埋的方式，很難從根本上解決這類災(zāi)害帶來的問題，而且處理不當(dāng)還會(huì)造成環(huán)境污染，影響人類健康。聚脲技術(shù)具有節(jié)能環(huán)保、反應(yīng)迅速、整體成型、力學(xué)性能優(yōu)異、耐老化性能突出和防腐抗?jié)B抗沖蝕磨損性能顯著的特點(diǎn)，能有效地防止雨水對邊坡的侵蝕，從而增加邊坡的穩(wěn)定性，此外，還能對遇難者遺體進(jìn)行妥善掩埋，保護(hù)災(zāi)區(qū)環(huán)境。綜上所述，結(jié)合聚脲技術(shù)特有的理化性能和崩滑流及遇難者遺體掩埋等地震次生災(zāi)害問題的致災(zāi)特點(diǎn)，將聚脲技術(shù)應(yīng)用于這類災(zāi)害的防御中，成果實(shí)用性強(qiáng)，社會(huì)效益和環(huán)保效益突出。
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