有了硬質合金盾構刀的助力,中國最深地鐵海底隧道才能成功貫通?

近日,青島地鐵1號線過海隧道順利貫通,其“本職”何在?為青島地鐵1號線全線按期完工奠定了堅實基礎。據悉,青島地鐵1號線跨海隧道全長8.1公里,其中過海段長約3.49公里。這條地鐵建成後,將會大大縮短青島市黃島區到青島主城區的通行時間。這意味著住在這極具“紅房綠樹”特徵的小島上的人們的出行方案多了。

也因此,這些小島住民們也便有了更多時間去欣賞風景,看看這被稱作“萬國建築博覽會”的地兒到底有著怎麼樣的一些異域建築。而這恰巧勾起了筆者“驢友心”。筆者也很是希望到這被諸多文人墨客推崇備至的地兒走走看看,體會一下樑實秋《憶青島》文章中所言:“我雖然足跡不廣,但北自遼東,南至百粵,也走過了十幾省,竊以為真正令人流連不忍去的地方應推青島。”

青島地鐵1號線海底隧道順利貫通圖片

話說回來,說道這條過海隧道,它的出身可不一般。青島地鐵1號線過海隧道是目前國內最深的地鐵海底隧道,海底部分最深處達88米。它還是目前國內穿越斷層破碎帶最多的地鐵海底隧道。然而,這些榮譽的背後,意味著這條過海隧道的施工難度可不是一點點的大。據專業人士介紹,本來海底隧道施工就具有安全風險大、科技含量高、爆破工藝要求高等特點,若是遇到斷層破碎帶多的,那難度就更大了。所以,施工人員必須得嚴格控制過程,還需要不斷地應用新設備、新技術以及新工藝。不僅如此,爆破設計參數是要隨時進行調整的,主要是根據在施工中的地質情況、環境條件和爆破效果來操作,以確保挖掘工程安全品質處於受控狀態。這其中,盾構機上的硬質合金刀可是發揮了很大的作用。可以說,沒有好的硬質合金刀,這隧道挖掘工作進度將受到極大的影響。此話怎講?

眾所周知,盾構機,也叫盾構掘進機,是一種用於隧道掘進的專用工程機械,也是盾構法施工技術中必不可少的工程機械,集光、機、電、液、傳感、資訊技術於一體,涉及地質、土木、機械、力學、液壓、電氣、控制、測量等多門學科技術。現如今,我國的地鐵、隧道等地下工程建設大量引進了盾構機和硬質合金刀片等特種切削刀具備件。其中,盾構刀具是由硬質合金刀片與鋼基刀體通過焊接製成的。

盾構機圖片

對此,有些小夥伴可能會有疑問:為什麼需要大量進口盾構機,而且連這上面的硬質合金刀片也需要進口呢?我國的鎢、鈷等資源不是很豐富嗎?首先,筆者想說的是,我國的鎢資源是挺豐富的,總儲量位於世界前列。不僅如此,我國金屬鎢的產量,同稀土一樣,差不多都占了全球供應量的百分之八十左右。然而,這也改變不了我們在某些技術上還是有所欠缺的,比如,這盾構機,比如,這盾構機用硬質合金刀片。

硬質合金盾構刀圖片

好在近年來,專家通過對進口盾構刀具硬質合金刀片進行了解剖分析,也研究出了有著較好的力學性能的硬質合金刀片材料——具有粗晶粒結構的硬質合金刀片材料。他們發現要想發揮盾構特種刀具作用,關鍵在於解決材料的韌性和耐磨性問題,而這與硬質合金的WC晶粒及Co含量密切相關。WC晶粒越粗、Co含量越高,刀具的韌性、耐疲勞強度越好,抗衝擊性越高。也就是說,該種盾構刀具比較能夠承受來自地下土質、水壓等持續和變化著的擠壓、衝擊、刮削等作用。

但是,不得不說的是,在苛刻的施工工況下,盾構刀具磨損嚴重、斷裂失效等情況還是極有可能時不時發生的。對此,我國的科研工作者還在繼續努力研發能夠承載主要切削作用的硬質合金刀片材料。至此,你們也該明白了吧:有了硬質合金盾構刀的助力,中國最深地鐵海底隧道才能成功貫通!最後,筆者還想說一句,雖然我們雖然大量進口了盾構機和硬質合金刀具備件,其實,我們也是能夠自產的。衷心希望我國的科研工作者早日研發出各方面性能足夠好的盾構機和硬質合金刀片。

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