В данном исследовании разработана смесь для мокрого торкретирования с добавлением суперабсорбирующего полимера (САП) для повышения водонепроницаемости и оценки ее применимости в полевых условиях. Соответственно, тип и дозировка САП были выбраны для максимального самозалечивания при минимизации потери прочности на сжатие. Разработанная смесь торкретбетона с САП была оценена посредством лабораторных испытаний ее реологических свойств, механических характеристик и усадочного поведения. Впоследствии было выполнено крупномасштабное торкретирование на модельной конструкции тоннеля (шириной 3,0 м, высотой 3,2 м и длиной 2,5 м) для оценки ее применимости в полевых условиях с точки зрения механических свойств и водонепроницаемости. Результаты испытаний показали, что введение 1% сополимера акриламида-акриловой кислоты САП по весу цемента привело к снижению механических прочностей; однако оно заметно снизило утечку воды на 68,3%. Кроме того, усадка уменьшилась, что улучшило трещиностойкость. Однако во время стадии водопоглощения САП статическое напряжение течения, динамическое напряжение течения и пластическая вязкость увеличились, что привело к снижению технологичности. Напротив, при высвобождении поглощенной воды из САП замедлялось зависящее от времени увеличение динамического напряжения течения и индуцировалось поведение сдвигового разупрочнения, что частично улучшило характеристики укладки торкретбетона. Следовательно, при применении торкретбетона с добавлением САП следует учитывать зависящие от времени реологические изменения при выборе типа и дозировки САП, а также при определении соответствующего технологического окна.

Туннели широко строятся для повышения эффективности передвижения людей и транспортировки материалов путем преодоления естественных препятствий, таких как горы, морское дно и скальные массивы. Обычно они прокладываются методами, включающими взрывные работы с последующей установкой обделки для обеспечения структурной устойчивости к внешним воздействиям как во время строительства, так и в процессе эксплуатации. Среди различных методов широко применяется метод торкретирования благодаря его способности обеспечивать немедленную поддержку и высокую технологичность. Торкретирование — это метод, при котором текучий бетон пневматически проецируется с высокой скоростью через сопло и немедленно прилипает к поверхности выработки с помощью ускорителя схватывания, что обеспечивает быстрое развитие прочности. В системах торкретной обделки просачивание грунтовых вод остается критической проблемой, которая может существенно подорвать устойчивость и долговечность туннеля. Длительные протечки могут привести не только к функциональной деградации сооружения, но и к катастрофическому разрушению. Соответственно, для решения проблем протечек были исследованы и внедрены различные стратегии, такие как применение гидроизоляционных мембран и повышение водонепроницаемости за счет контроля трещин. Однако спрос на более эффективные и удобные в строительстве технологии продолжает расти.