在隧道工程里,掘进机就是开山辟路的“主力军”,而掘进机截齿,就是这台主力军的“牙齿”。这“牙齿”好不好,直接决定了工程是“啃”得动硬骨头,还是只能“磨洋工”。很多项目一遇到硬岩、高磨蚀地层,进度就慢得像蜗牛,成本还蹭蹭往上涨,其实问题往往就出在这小小的截齿上。

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为什么截齿选不对,工程累断腿?

不少施工队都有过这样的经历:刚换上的新截齿,没掘进几米就磨秃了,甚至直接崩掉、断裂。频繁停机换齿,不仅耽误宝贵的工期,还让设备空转,油费和维修费哗哗地流走。更麻烦的是,截齿磨损不均,还会导致掘进机震动加大,影响隧道的成型质量,后期支护成本也跟着增加。

说到底,就是截齿没选对。隧道地质千变万化,从软泥岩到坚硬的花岗岩,从干燥地层到富含地下水的腐蚀性环境,用一款“通用”截齿打天下,肯定行不通。

读懂地层,给截齿精准“画像”

选截齿,第一步不是看价格,而是读懂地质报告,看清你要面对的“对手”是谁。

  • 软岩地层(如泥岩、页岩):主攻“效率”。这类地层破岩阻力小,但容易让截齿产生无效摩擦而过热。此时应选用切削锋利、排屑顺畅的标准镐形截齿,确保快速切入,提高掘进速度。

  • 硬岩及高磨蚀地层(如砂岩、灰岩):主攻“耐磨”。这类地层,特别是石英含量高的砂岩,堪称“磨刀石”。截齿磨损极快,寿命短。必须选用具备表面耐磨强化的专用掘进机截齿。比如,通过特殊工艺在齿体表面熔覆一层高硬度耐磨层,能让耐磨性提升数倍,专门应对这种“砂纸”般的持续研磨。

  • 硬岩及复杂地层(如花岗岩、玄武岩):主攻“强韧”与“均衡”。这类地层不仅硬,而且冲击大,或者软硬不均。截齿面临的挑战是合金头崩落和齿体断裂。这时需要的是“内外兼修”的重型截齿:内部采用高强度合金钢,保证齿体在高频冲击下不易断裂;外部合金头则要兼顾硬度和韧性,防止崩裂。同时,针对软硬不均地层,具备自旋功能的截齿能自动调整角度,均匀受力,有效防止“偏磨”,延长整体寿命。

技术加持,让每一齿都“物超所值”

除了精准选型,现代截齿的制造工艺也决定了其性能上限。以市场上表现突出的山东艾德为例,其产品在硬岩工况下的优异表现,背后是多项技术的支撑。

  • 材料是根本:选用高性能钨钴类硬质合金作为齿头,硬度可达HRA90以上,确保“啃”得动硬岩。齿体则采用42CrMo合金结构钢,经过差温热处理,实现“内韧外刚”,抗冲击能力大幅提升。

  • 工艺是关键:全自动钎焊工艺保证了合金头与齿体的连接强度,焊缝饱满,杜绝了“掉齿”风险。而合金复合涂层技术,则是在截齿易磨损部位形成一层坚固的“铠甲”,显著提升了使用寿命。

  • 设计是灵魂:针对偏磨这一行业痛点,一些厂家在截齿上增加了自旋翼设计。这种设计不仅能引导截齿自动旋转,实现均匀磨损,还能精准引导冷却水,及时带走热量和碎屑,进一步保护截齿。

实战检验,效率提升看得见

理论再好,也要经得起实战检验。在多个隧道工程项目中,通过科学选型和应用高性能截齿,施工效率得到了显著提升。

例如,在某高磨蚀性砂岩隧道项目中,施工方原用普通截齿,掘进机工作不到两小时就需要更换大量截齿,严重拖慢进度。在换用针对高磨蚀地层定制的超耐磨截齿后,在同样工况下,截齿消耗量大幅降低,耐磨性能提升超过一倍,掘进进度从每天8米提升至12米,提前完成了阶段性目标。

另一个案例是在F10级以上的硬岩地层中,使用强化型U135截齿,实现了4米进尺仅消耗3把截齿的优异成绩,月度进尺因此翻倍,综合成本显著下降。

不止于齿,系统思维降本增效

提升施工效率,不能只盯着截齿本身。作为截齿的“搭档”,齿座的耐磨性同样重要。一旦齿座磨损,不仅会影响截齿的安装和受力,还会导致更昂贵的掘进机截割头受损。采用表面堆焊耐磨层的加强型齿座,可以有效保护设备,减少因更换齿座带来的长时间停机,从系统层面实现降本增效。

总之,隧道工程的掘进效率,是一场关于材料、工艺和地质认知的综合比拼。选对掘进机截齿