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隧道建设(中英文) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (2): 246-259.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2026.02.002
叶飞1, 崔浩1, 同月苹1, 赵苗龙1, 伍博文1, 田崇明1, 张永刚2
YE Fei1, CUI Hao1, TONG Yueping1, ZHAO Miaolong1, WU Bowen1, TIAN Chongming1, ZHANG Yonggang2
摘要: 为延长隧道排水系统结晶堵塞的处治周期、降低维养成本,以降低隧道排水系统结晶风险为目标,进行预防结晶堵塞的新材料及工艺研发,提出基于阻垢剂的隧道排水系统结晶防治措施。通过调研及试验,筛选满足隧道应用环境的阻垢剂单体,并开展二元复配阻垢剂性能室内试验。在探究不同复配阻垢剂协同增效作用的基础上,优选出可有效减缓结晶生成的复配阻垢剂,并利用物相测试、微观形貌分析及红外光谱测试手段,探究最优复配阻垢剂的协同增效作用机理。最终提出应用方案,并通过隧道现场试验验证复配阻垢剂的工程应用效果。研究表明: 1)聚天冬氨酸(PASP)与2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)二元复配体系(质量浓度比为1∶1)性能最优,阻垢率达94%。2)微观分析表明,PASP∶PBTCA复配阻垢剂使碳酸钙多以不稳定态球霰石形式存在,占比60.3%,其通过多官能团的协同作用,基于化学螯合、晶格渗透、物理分散与表面吸附多重阻垢机制,共同抑制碳酸钙结晶体的形成。3)现场试验验证复配阻垢剂可有效抑制碳酸钙结晶在排水管壁的附着,并且具有良好的分散作用,可阻断碳酸钙结晶析出—附着—生长的恶性循环。