隧道電纜槽RPC新型材料蓋板特點研究及應用分析

摘 要：本文結合我單位在項目建設中采用 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狀、行業發展前景要求等幾方面介紹了傳統混凝土蓋板和 RPC新型材料蓋板的特點，并對其應用效果進行了說明，從經濟效益方面簡單進行了分析，為今后類似工程提供了參考依據。

關鍵詞：RPC新型;蓋板;特點;比選;應用分析

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

0 引言

近年來，隨著經濟的發展，因此創建“綠色交通、人文交通”的理念逐漸成為工程建設的新理念和新目標。目前，在公路隧道建設中，隧道洞內兩側電纜槽蓋板多采用傳統的 C30鋼筋混凝土預制而成，但隨著新材料和新工藝的不斷發展和完善，電纜溝槽蓋板需要滿足更高性能的要求。因此在這一方面，傳統的混凝土蓋板在RPC新型材料蓋板面前則沒有了以往的優勢。但RPC材料蓋板是否只在某一個方面有著優勢？在其他方面它還具有哪些優勢？本文將進一步探討和分析。

1 傳統隧道電纜槽蓋板現狀及發展要求

1.1 傳統隧道電纜槽蓋板現狀及缺點

目前，在公路隧道建設中，洞內兩側電纜槽蓋板采用C30鋼筋混凝土預制。?主要滿足封閉，便于養護、檢修及人員行走，防塵、防水等作用; 從結構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，主要為隧道內正常段兩側電纜槽段;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。 總結長期以來公路項目的建設經驗，本人認為鋼筋混凝土蓋板主要存在以下缺點：（1）體積和重量均較大，蓋板預制施工極不方便。目前，隧道內兩側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。?自重達到100～120Kg，一般需要兩人才能抬起，且搬運、施工困難。（2）外觀缺乏美感，脆性大、易破損并難修復，后期維護成本高。 施工人員將隧道電纜槽蓋板拉到現場后，主要是利用鋼釬、鐵棍等物進行撬動、安裝，在安裝過程中極易使其產生損壞，而且損壞后不易修復; 同時，混凝土蓋板表面不同程度會存在蜂窩麻面、色度不均勻、細微裂縫、表面不光潔等問題，缺乏美感，整體壽命較短，后期維護成本較高。

1.2 隧道電纜槽蓋板發展要求

首先，為保證電纜槽蓋板的使用，隧道內電纜溝槽蓋板需具有一定的強度和承載能力， 強度和承載力需滿足在隧道內偶然荷載和可變荷載條件下不被破壞的要求; 除此之外，還應具備以下性能： （1）阻燃性能。電纜溝槽蓋板應具有良好的阻燃性能，應符合國家標準《建筑材料及制品燃燒性能分級》（ GB8624-2012）中規定的 A級。即達到不燃等級，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在導熱、導電、韌性等方面，電纜溝蓋板應達到規定的要求，不導熱不導電，有很強的韌性。（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，防止電纜槽內電纜受到損壞。（4）管溝分隔。隧道行車道旁的電纜溝在其側面應采用不滲透液體的結構，電纜溝槽的頂部應比路面至少高出200毫米。跨越防火分區的隧道電纜溝內，在交叉部位要求布設耐火極限不低于1.00h的不燃材料進行有效的防火密封。

2 RPC新型材料混凝土性能特點

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）：以高強度細砂為骨料，混合微細鋼纖維，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，是繼高強、高性能混凝土之后，開發的超高強度、高耐久性、高沖擊韌性、抗腐蝕、抗凍蝕和體積穩定良好的水泥基復合材料。它具有良好的力學特性和耐用性，抗壓強度能達到200～800 MPa， 抗拉強度能達到20 MPa～50MPa，彈性模量為40GPa～60GPa，斷裂韌性可高達40000J/m²，機械性能可以達到普通混凝土的250倍，這樣的效果完全與金屬鋁相當;抗滲透能力非常強，氯離子的滲透率只有高強度混凝土的1/25;在300次快速凍融循環實驗條件下，試樣并未損壞，經檢測，耐久性因子的含量竟然高達100%。目前它已成為國際工程材料領域受追捧的研究熱點，在工程應用方面具有較廣闊的發展前景。

2.2 RPC新型材料性能特點及要求

根據相關要求和已應用項目的使用效果，結合本項目隧道電纜槽蓋板的構造要求，確定RPC材料電纜槽蓋板的材料性能指標，如表1所示。

除了上表列出的指標外，在經過國內外專家及學者的研究、應用情況來看，還具有以下技術性能指標：（1）力學性能：具有很高的變形能力，強度高，韌性大，抗拉強度明顯高于同級別鋼筋混凝土;（2）耐久性能：材料結構內部組成致密，缺陷少，因此具有很高的耐久性;抗滲性能優越，能有效保護構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性，還具有良好的粘聚性，在實際運輸、澆筑和成型過程中不會發生離析現象。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）環保性能：具有良好的環保性能，水泥用量減少，幾乎是普通混凝土的1/2，因此水泥生產過程中產生的CO₂排放量也只有一半左右。

3 RPC新型材料應用現狀及經濟分析

3.1 實際應用現狀及發展展望

采用RPC材料制作的電纜槽蓋板，具有自身輕﹑強度高﹑造價低﹑不容易被偷盜等特點;自從2003年以來， 以RPC為新型材料制作的小型預制構件、蓋板等產品陸續在襄渝二線、青藏鐵路、遷曹鐵路、鄭西客專線等鐵路建設項目中大規模使用。 在以后的發展中，將在公路、市政、軌道交通、國防建設領域將會被更為廣泛的應用。 尤其是國防建設領域，特別適合高寒、陰濕、耐火、防爆、海洋、抗腐等惡劣環境中應用。

3.2 和普通鋼筋混凝土對比具有的優點

從應用效果角度分析，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勢：（1）重量輕，安裝方便，一人就可安裝;（2）強度一致，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）節省預制場地、設備投入，安裝成本低。

3.3 本項目實際應用RPC蓋板經濟效益分析

本高速公路項目共設置隧道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。下表是以傳統鋼筋混凝土蓋板和RPC新型材料蓋板從成本角度進行了經濟效益對比分析，如表2所示。

4 結語

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）、細骨料，采用高效減水劑蒸汽養生（高壓滅菌）制作而成，具有高性能耐久度、超高抗拉強度、高沖擊韌性和良好穩定的體積等優異性能。它是一種高性能混凝土，是由配有纖維增強材料和 DSP材料復合而成的新型材料混凝土。經過在本單位高速公路建設項目中應用的經濟對比分析， 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均高于普通鋼筋混凝土蓋板，本項目全線共計34萬余塊，累計節約施工成本340萬元，因此具有廣泛推廣意義。

參考文獻

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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。