黄微波，向佳瑜，刘旭东( 青岛理工大学功能材料研究所，山东青岛266033)
［提要］ 研究地震诱发的次生灾害的防御技术，对于保障人民生命及财产安全具有重大的意义。本文全面介绍了聚脲技
术在崩塌、滑坡及泥石流( 以下简称崩滑流) 和遇难者遗体掩埋等地震次生灾害中应用的技术优势，简要分析了地震次生灾害
的类型和危害性，详细探讨了聚脲技术在崩滑流边坡防护和遇难者遗体掩埋等地震次生灾害应用中的施工工艺。研究表明:
( 1) 聚脲技术因具有优异的力学性能和抵抗水流冲蚀磨损的性能，能有效地防止雨水对边坡的淘蚀，从而增加边坡的稳定性，
预防崩滑流等地质灾害的发生; ( 2) 聚脲技术突出的防腐抗渗性能及整体封闭效果和超长耐候性能可对遇难者的遗体进行妥
善掩埋，达到隔离水源、保护环境的目的。
［关键词］ 聚脲技术; 地震次生灾害; 防御; 边坡防护; 遇难者掩埋
［中图分类号］ P694 ［文献标识码］ 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
在人类文明的发展进程中，地震给人们带来了巨大的灾难和痛苦。地震不仅在于其本身具有势不可挡的摧毁力，同时还会诱发一系列的次生灾害。地震诱发的崩滑流等次生灾害，因其具有很大的破坏力，一直备受人们关注，并采取了许多措施进行了防御和治理。目前大多数研究都集中于如何获取更优方法对地震相关次生灾害进行预测［1 ～ 4］，通过新技术对其进行直接防御和治理却鲜有报道。在崩滑流等地震次生灾害中，雨水侵蚀是最主要因素，然而现有的加固技术，包括扶壁式挡墙、格构式锚杆支护、岩石喷锚支护等都无法解决雨水对边坡的冲刷、淘蚀、溶解和软化问题，不能有效地阻止崩滑流等地震次生灾害的发生。聚脲技术能够根据施工环境在任意形状表面形成整体致密、连续无接缝的高强度、高弹性涂层［5］，而且具有良好的防腐抗渗、耐水流冲刷和耐老化性能，能有效地解决雨水的冲刷、淘蚀、溶解和软化问题，对地质松散的边坡兼具有锚固作用。此外，聚脲材料得天独厚的整体防腐抗渗能力和超长耐老化性能对于妥善安葬遇难者遗体并保护水源具有很高的应用价值。目前聚脲技术在这些方面的应用尚属空
                                                                 工程抗震与加固改造
白，但聚脲技术已经在国外的垃圾填埋、核废料储运等高危化学物质的无害化处理中得到成功运用。本文在结合聚脲技术优异的理化性能基础上，将其应用于可能发生崩滑流防护和遇难者遗体妥善安葬等地震次生灾害中，在做好减灾防灾工作的同时，实现人与环境和谐相处、和谐发展，具有极其重大的现实意义。2 聚脲技术简介及其防御的技术优势2. 1 聚脲技术简介聚脲技术是在反应注射成型( Reaction InjectionMolding 英文缩写RIM) 技术的基础上，于上世纪70年代中后期发展起来的。美国化学家Dudley J．Primeaux 率先研发成功聚脲技术。1991 年该技术在美国德克萨斯州某建筑屋面进行了抗击冰雹的应用，立即显示出其优异的力学性能。之后，又在美国的皮卡车货箱得到了更加广泛的应用，受到人们的欢迎。澳大利亚、日本和韩国分别于1993、1995 和1997 年引进该技术，并相继投入商业应用。1995 年笔者率先在国内开展了早期研究工作，1996 年组团赴美国GUSMER 公司考察聚脲设备，于1998 年9 月18 日在该院会议室地面喷涂成功中国第一个聚脲配方，从此标志着中国聚脲技术的诞生。如今，聚脲技术因其便捷的施工工艺和优异的力学性能及高效防水、耐腐蚀、耐老化、抗冻融、、抗疲劳破坏等性能使其迅速发展成为水利、电力、能源、军事、高铁、奥运场馆等许多领域首选的防护材料。
2. 2 聚脲技术防御的技术优势聚脲技术在水利、电力、能源、军事、高铁、奥运
场馆和屋面种植绿化等领域的应用均取得了很大的成功。通过研究发现，聚脲技术应用于地震次生灾害防御方面主要有以下技术优势:( 1) 零VOC( volatile organic compounds，挥发性有机化合物) ，符合环保、节能、减排、低碳的要求;( 2) 快速固化，可以不受环境温湿度的影响，凝胶时间以秒计算，5min 之内即可达到步行强度，喷涂完成后马上可以投入使用，为灾害防御节省时间。采用喷涂成型，适合高空作业，可实现边坡防护涂装。一次喷涂便可以达到2mm 以上的厚度，施工方便快捷;
( 3) 优异的力学性能，拉伸强度可达25 MPa 以
上、断裂伸长率可达500% 以上，硬度可以根据需要从邵A30 ～ 邵D65 可调。图1 所示为现场爆炸仿真试验，结果显示，右边未作处理的墙面在爆炸中已经毁坏，左边喷涂聚脲的墙面依然粘结成一个整体。聚脲优异的力学性能完全能够胜任地震次生灾害的防治、抵御野外自然环境中昼夜、四季温差造成的热胀冷缩，不会产生开裂和脱落现象;
图1 现场爆炸仿真试验
加固试验


Fig. 1 Test explosion simulation on-site( 4) 能形成整体致密的涂层，防腐抗渗效果显著，无需增设保护层，有效地封闭遇难者遗体，保护水源;( 5) 具有超长耐老化性能，经过荧光紫外灯老化1500h 后，力学性能保持率80% 以上。青岛理工大学功能材料研究所通过拟合实验室加速老化和户外自然老化试验数据预测其寿命可高达75 年以上［6 ～ 9］，能实现对结构的长期防护，同时具备耐磨损、耐腐蚀、抗冻融、抗冲击、抗疲劳破坏等常规涂料所不具备的性质。3 聚脲技术在防御地震次生灾害中的应用3. 1 地震次生灾害类型及危害地震诱发的次生灾害大致可分为两大类: ( 1 )自然层面。例如崩滑流、地裂缝、砂土液化、溃决水灾等次生地质灾害。崩滑流是雨季震区内发生最多的地质灾害，影响范围广，危害严重。在这类自然灾害中，雨水是最主要的动力: ①降雨形成的地表水对裂隙充填物的冲刷、淘蚀、溶解和软化，使裂隙充填物抗剪强度降低; ②地表水到达软弱岩层后，使软弱岩层湿润软化，减少其摩擦力和粘聚力，甚至软弱岩层发生膨胀，从上覆硬岩裂缝中挤出; ③地表水补给地下水后，地下水位抬升，浸润范围扩大，软弱土体饱和，同时对岩土体产生浮托作用，降低了有效正应力和摩擦阻力，促进了崩滑流的形成和发展。大地
                                                            黄微波，等: 应用聚脲技术实现地震次生灾害的防御
震经常引发崩滑流，有时与地震同时发生，有时滞后一段时间发生。汶川、茂县、北川、彭州、理县是地震重灾区，在暴雨等致灾因子的协同作用下，崩滑流频频发生，造成大量的人员伤亡和财产损失; ( 2) 社会层面。例如道路破坏导致交通瘫痪、遇难者遗体掩埋不当造成对饮用水源的污染、瘟疫流行等。历史经验表明，次生灾害所造成的伤亡和损失，有时比直接灾害还要严重。
3. 2 聚脲技术在崩滑流边坡防护中的应用
聚脲技术能够根据工程环境的需要在任意表面喷涂形成连续致密的涂层。国内外大量研究表明，崩滑流的发生往往是由于雨水对欠稳固的山体侵蚀造成的，在可能发生崩滑流的边坡上喷涂聚脲涂层后，能够有效地实现其整体防护功能，对边坡实现增强锚固作用，加上聚脲材料超长的耐候性，可以长期有效地防御崩滑流的发生。结合现有的边坡加固技术，聚脲技术应用于崩滑流边坡防护中的施工工艺流程为: ①修整边坡，除去失稳的土壤及岩体; ②安放排水孔、排水设施，便于在暴雨时及时排水; ③初次喷射混凝土; ④钻孔，安装锚杆; ⑤挂钢筋网; ⑥再次喷射混凝土; ⑦喷涂聚脲弹性体。和传统的边坡加固技术相比，增加了喷涂聚脲弹性体涂层，能有效的阻止雨水对边坡的侵蚀，因而大大增加了结构的安全性。在喷涂聚脲弹性体的施工过程中，要保证聚脲涂层对边坡的防护效果，首先应该进行基材处理。对于表面较大的孔洞，应先采用修补腻子进行封闭。表面的毛刺用角磨机磨平，尖端突起处尽量做到圆弧过渡，消除尖端应力。采用风力灭火器除去表面水分、灰尘等，保证基材表面应清洁、干燥，不得有蜂窝麻面和油污等杂质。然后采用配套底漆对混凝土表面的针眼、微裂纹等缺陷进行封闭，同时起到增加聚脲涂层和混凝土附着力的作用。底漆必须现配现用，并严格按照专业配方要求准确称量，每一道工序之后需保持施工面整洁。底漆施工一般采用辊涂工艺，边、角、沟、槽辅以刷涂施工。待底漆表干后，便可喷涂聚脲涂层。为了有效控制聚脲涂层防护体系的形成过程，喷涂施工设备必须具备如下基本要求:①喷涂时压力范围在1700 ～ 2500Psi 之间，这样可以确保A、B 两组分充分混合; ②保证物料输送平
稳、计量精确、混合均匀、雾化良好; ③对细部节点、拐角、异质材连接处进行聚脲涂层加厚处理。只有严格按照聚脲涂层喷涂方法施工才能有效地达到聚脲涂层的防护效果。
3. 3 聚脲技术在遇难者遗体掩埋中的应用
在地震的次生灾害中，不仅自然层面上的崩滑流等对人类安全造成很大的威胁，而且来自社会层面的因素也严重困扰着人类。由于条件所限和重视程度不高，许多情况下对于遇难者采取就地掩埋的方式，这样不仅会助长病毒的滋生，而且在大雨过后，雨水流动还会造成水源污染。2003 年我国爆发“非典”，大量畜、禽死亡以后，只是简单地喷洒生石灰和消毒液，就进行深埋。如用聚脲技术对腐烂的动物尸体进行彻底覆盖，便可防止疟疾、霍乱、甲肝和伤寒等传染疾病的流行。通过结合聚脲技术环保、施工方便快捷、涂层连续致密和喷涂后马上可以投入使用等特点，并根据大量的基础研究，认为将聚脲技术应用于遇难者遗体掩埋中，能有效地保护水
源，保护人类健康。

结构示意图

图2 聚脲技术应用于遇难者遗体掩埋中的结构示意图
Fig. 2 Polyurea technology applied to
victims’body burying
图2 所示为聚脲技术应用于遇难者遗体掩埋的结构示意图。如图所示，聚脲形成的封闭的涂层能妥善的处理遇难者的遗体，加上聚脲涂层本身无毒无污染，因此能够有效地保护水源，保护人类健康。采用聚脲技术对遇难者遗体掩埋的大致过程是: ①在挖好的土壤深坑表面先铺上1 层土工布，随后立即喷涂聚脲材料，形成深坑底部和四周的弹性隔离层; ②摆放遇难者遗体或者堆放垃圾、喷洒生石灰和消毒液、回填土壤、找平空隙; ③再覆盖1 层土工布，喷涂聚脲形成深坑顶部的强力弹性隔离层，从而彻底将遇难者遗体及危险废弃物与周边土壤、水源隔
                                                         工程抗震与加固改造
绝，确保有害物质不流失、不泄露、不散发，保护环境
安全。
4 结语
由于崩滑流和遇难者遗体掩埋等地震次生灾害，雨水是致灾的主要因素。传统的边坡加固技术和就地掩埋的方式，很难从根本上解决这类灾害带来的问题，而且处理不当还会造成环境污染，影响人类健康。聚脲技术具有节能环保、反应迅速、整体成型、力学性能优异、耐老化性能突出和防腐抗渗抗冲蚀磨损性能显著的特点，能有效地防止雨水对边坡的侵蚀，从而增加边坡的稳定性，此外，还能对遇难者遗体进行妥善掩埋，保护灾区环境。综上所述，结合聚脲技术特有的理化性能和崩滑流及遇难者遗体掩埋等地震次生灾害问题的致灾特点，将聚脲技术应用于这类灾害的防御中，成果实用性强，社会效益和环保效益突出。
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