隧道電纜槽RPC新型材料蓋板特點(diǎn)研究及應(yīng)用分析

摘 要：本文結(jié)合我單位在項(xiàng)目建設(shè)中采用 RPC新型材料蓋板在隧道中作為電纜槽蓋板的施工案例，主要從隧道電纜槽蓋板現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展前景要求等幾方面介紹了傳統(tǒng)混凝土蓋板和 RPC新型材料蓋板的特點(diǎn)，并對其應(yīng)用效果進(jìn)行了說明，從經(jīng)濟(jì)效益方面簡單進(jìn)行了分析，為今后類似工程提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：RPC新型;蓋板;特點(diǎn);比選;應(yīng)用分析

中圖分類號：U455.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671-2064（2019）16-0000-00

0 引言

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此創(chuàng)建“綠色交通、人文交通”的理念逐漸成為工程建設(shè)的新理念和新目標(biāo)。目前，在公路隧道建設(shè)中，隧道洞內(nèi)兩側(cè)電纜槽蓋板多采用傳統(tǒng)的 C30鋼筋混凝土預(yù)制而成，但隨著新材料和新工藝的不斷發(fā)展和完善，電纜溝槽蓋板需要滿足更高性能的要求。因此在這一方面，傳統(tǒng)的混凝土蓋板在RPC新型材料蓋板面前則沒有了以往的優(yōu)勢。但RPC材料蓋板是否只在某一個(gè)方面有著優(yōu)勢？在其他方面它還具有哪些優(yōu)勢？本文將進(jìn)一步探討和分析。

1 傳統(tǒng)隧道電纜槽蓋板現(xiàn)狀及發(fā)展要求

1.1 傳統(tǒng)隧道電纜槽蓋板現(xiàn)狀及缺點(diǎn)

目前，在公路隧道建設(shè)中，洞內(nèi)兩側(cè)電纜槽蓋板采用C30鋼筋混凝土預(yù)制。?主要滿足封閉，便于養(yǎng)護(hù)、檢修及人員行走，防塵、防水等作用; 從結(jié)構(gòu)性能方面主要考慮可分為行人和行車蓋板兩類：行人蓋板按均布荷載5KN/m²考慮，主要為隧道內(nèi)正常段兩側(cè)電纜槽段;行車蓋板按集中荷載10K N考慮，主要為主洞與車行橫洞交叉處。 總結(jié)長期以來公路項(xiàng)目的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，本人認(rèn)為鋼筋混凝土蓋板主要存在以下缺點(diǎn)：（1）體積和重量均較大，蓋板預(yù)制施工極不方便。目前，隧道內(nèi)兩側(cè)電纜槽蓋板通常長為70～80厘米，寬為50厘米，厚為10 厘米左右。?自重達(dá)到100～120Kg，一般需要兩人才能抬起，且搬運(yùn)、施工困難。（2）外觀缺乏美感，脆性大、易破損并難修復(fù)，后期維護(hù)成本高。 施工人員將隧道電纜槽蓋板拉到現(xiàn)場后，主要是利用鋼釬、鐵棍等物進(jìn)行撬動(dòng)、安裝，在安裝過程中極易使其產(chǎn)生損壞，而且損壞后不易修復(fù); 同時(shí)，混凝土蓋板表面不同程度會(huì)存在蜂窩麻面、色度不均勻、細(xì)微裂縫、表面不光潔等問題，缺乏美感，整體壽命較短，后期維護(hù)成本較高。

1.2 隧道電纜槽蓋板發(fā)展要求

首先，為保證電纜槽蓋板的使用，隧道內(nèi)電纜溝槽蓋板需具有一定的強(qiáng)度和承載能力， 強(qiáng)度和承載力需滿足在隧道內(nèi)偶然荷載和可變荷載條件下不被破壞的要求; 除此之外，還應(yīng)具備以下性能： （1）阻燃性能。電纜溝槽蓋板應(yīng)具有良好的阻燃性能，應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑材料及制品燃燒性能分級》（ GB8624-2012）中規(guī)定的 A級。即達(dá)到不燃等級，以滿足隧道防火要求。（2）安全性能。 電纜溝槽蓋板的安全性能主要體現(xiàn)在導(dǎo)熱、導(dǎo)電、韌性等方面，電纜溝蓋板應(yīng)達(dá)到規(guī)定的要求，不導(dǎo)熱不導(dǎo)電，有很強(qiáng)的韌性。（3）耐磨性能、耐腐蝕性能。 電纜溝槽蓋板的使用壽命不小于30年，電纜溝蓋板須滿足一定的耐腐蝕性和耐磨性要求，防止電纜槽內(nèi)電纜受到損壞。（4）管溝分隔。隧道行車道旁的電纜溝在其側(cè)面應(yīng)采用不滲透液體的結(jié)構(gòu)，電纜溝槽的頂部應(yīng)比路面至少高出200毫米?？缭椒阑鸱謪^(qū)的隧道電纜溝內(nèi)，在交叉部位要求布設(shè)耐火極限不低于1.00h的不燃材料進(jìn)行有效的防火密封。

2 RPC新型材料混凝土性能特點(diǎn)

2.1 RPC新型材料混凝土簡介

RPC混凝土就是活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete）：以高強(qiáng)度細(xì)砂為骨料，混合微細(xì)鋼纖維，高效減水劑和足夠的硅灰等礦物摻合料，薄弱的界面得到極大增強(qiáng)，是繼高強(qiáng)、高性能混凝土之后，開發(fā)的超高強(qiáng)度、高耐久性、高沖擊韌性、抗腐蝕、抗凍蝕和體積穩(wěn)定良好的水泥基復(fù)合材料。它具有良好的力學(xué)特性和耐用性，抗壓強(qiáng)度能達(dá)到200～800 MPa， 抗拉強(qiáng)度能達(dá)到20 MPa～50MPa，彈性模量為40GPa～60GPa，斷裂韌性可高達(dá)40000J/m²，機(jī)械性能可以達(dá)到普通混凝土的250倍，這樣的效果完全與金屬鋁相當(dāng);抗?jié)B透能力非常強(qiáng)，氯離子的滲透率只有高強(qiáng)度混凝土的1/25;在300次快速凍融循環(huán)實(shí)驗(yàn)條件下，試樣并未損壞，經(jīng)檢測，耐久性因子的含量竟然高達(dá)100%。目前它已成為國際工程材料領(lǐng)域受追捧的研究熱點(diǎn)，在工程應(yīng)用方面具有較廣闊的發(fā)展前景。

2.2 RPC新型材料性能特點(diǎn)及要求

根據(jù)相關(guān)要求和已應(yīng)用項(xiàng)目的使用效果，結(jié)合本項(xiàng)目隧道電纜槽蓋板的構(gòu)造要求，確定RPC材料電纜槽蓋板的材料性能指標(biāo)，如表1所示。

除了上表列出的指標(biāo)外，在經(jīng)過國內(nèi)外專家及學(xué)者的研究、應(yīng)用情況來看，還具有以下技術(shù)性能指標(biāo)：（1）力學(xué)性能：具有很高的變形能力，強(qiáng)度高，韌性大，抗拉強(qiáng)度明顯高于同級別鋼筋混凝土;（2）耐久性能：材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部組成致密，缺陷少，因此具有很高的耐久性;抗?jié)B性能優(yōu)越，能有效保護(hù)構(gòu)件不受外界不利因素的侵害;（3）施工性能：RPC拌和物不僅具有良好的流動(dòng)性，還具有良好的粘聚性，在實(shí)際運(yùn)輸、澆筑和成型過程中不會(huì)發(fā)生離析現(xiàn)象。在較小模板空間與鋼筋間隙中具有良好的透過性，澆筑后不需要振搗;（4）環(huán)保性能：具有良好的環(huán)保性能，水泥用量減少，幾乎是普通混凝土的1/2，因此水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的CO₂排放量也只有一半左右。

3 RPC新型材料應(yīng)用現(xiàn)狀及經(jīng)濟(jì)分析

3.1 實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展展望

采用RPC材料制作的電纜槽蓋板，具有自身輕﹑強(qiáng)度高﹑造價(jià)低﹑不容易被偷盜等特點(diǎn);自從2003年以來， 以RPC為新型材料制作的小型預(yù)制構(gòu)件、蓋板等產(chǎn)品陸續(xù)在襄渝二線、青藏鐵路、遷曹鐵路、鄭西客專線等鐵路建設(shè)項(xiàng)目中大規(guī)模使用。 在以后的發(fā)展中，將在公路、市政、軌道交通、國防建設(shè)領(lǐng)域?qū)?huì)被更為廣泛的應(yīng)用。 尤其是國防建設(shè)領(lǐng)域，特別適合高寒、陰濕、耐火、防爆、海洋、抗腐等惡劣環(huán)境中應(yīng)用。

3.2 和普通鋼筋混凝土對比具有的優(yōu)點(diǎn)

從應(yīng)用效果角度分析，RPC新型材料混凝土蓋板相較鋼筋混凝土蓋板具有以下幾方面的顯著優(yōu)勢：（1）重量輕，安裝方便，一人就可安裝;（2）強(qiáng)度一致，韌性更高;（3）整體性好，無缺邊掉角，外形美觀;（4）孔隙率極低，抗凍、抗腐蝕效果好;（5）節(jié)省預(yù)制場地、設(shè)備投入，安裝成本低。

3.3 本項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用RPC蓋板經(jīng)濟(jì)效益分析

本高速公路項(xiàng)目共設(shè)置隧道22座，其中短隧道2座，中隧道9座，長隧道9座，特長隧道2座，隧道電纜溝蓋板均使用 RPC新型材料蓋板。下表是以傳統(tǒng)鋼筋混凝土蓋板和RPC新型材料蓋板從成本角度進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益對比分析，如表2所示。

4 結(jié)語

RPC新型材料混凝土與普通混凝土相比，是由剔除了粗骨料（石子）的水泥、活性混合材（粉煤灰、礦渣粉等）、細(xì)骨料，采用高效減水劑蒸汽養(yǎng)生（高壓滅菌）制作而成，具有高性能耐久度、超高抗拉強(qiáng)度、高沖擊韌性和良好穩(wěn)定的體積等優(yōu)異性能。它是一種高性能混凝土，是由配有纖維增強(qiáng)材料和 DSP材料復(fù)合而成的新型材料混凝土。經(jīng)過在本單位高速公路建設(shè)項(xiàng)目中應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)對比分析， RPC新型材料蓋板每塊成本比普通鋼筋混凝土蓋板低10元左右， RPC新型材料蓋板各種性能及指標(biāo)均高于普通鋼筋混凝土蓋板，本項(xiàng)目全線共計(jì)34萬余塊，累計(jì)節(jié)約施工成本340萬元，因此具有廣泛推廣意義。

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收稿日期：2019-07-30

作者簡介：岳楊韜（1985—），男，漢族，寧夏隆德人，碩士研究生，工程師，研究方向：工程管理。