客户案例｜湖北引水隧道F10级硬岩截割：单班截齿“零损耗”实测

近期，信达技术团队参与了湖北某引水隧道项目的现场技术支持。该项目在掘进至高硬度灰岩段后，截齿损耗急剧上升，施工进度明显滞后。针对这一问题，我司进行了现场调研与对比测试。

工况背景

BACKGROUND

项目位于山区引水隧洞，采用悬臂式掘进机施工。进入特定里程后，地层转为微风化灰岩，岩石致密、强度高。

根据现场取样及地质资料，该段岩石单轴抗压强度（UCS）稳定在100–110MPa之间，普氏硬度达到F10–12级，属于典型的高强度难截割工况。

在原有方案下，项目方使用常规镶嵌合金豆截齿，单班（8小时）进尺约3米左右，但截齿损耗极大，单班消耗达50–60把。频繁的换齿不仅增加耗材成本，也严重占用有效施工时间，成为制约进度的关键因素。

问题分析

为何常规截齿难以应对硬岩冲击？

ANALYSIS

通过对现场报废截齿的分析发现，其主要失效形式为脆性崩裂。

在100MPa以上硬岩工况中，截齿承受的瞬时冲击载荷极高。如果仅追求合金硬度，而忽略韧性与结构匹配，材料内部容易产生疲劳裂纹并迅速扩展，最终导致合金破碎。同时，若基体支撑不足，也会在冲击作用下发生变形，引发掉头等问题。

简而言之，在这种工况下，问题并不在于“硬度不够”，而在于整体结构无法承受冲击。

解决方案

以稳定性为核心的硬岩截齿设计

PIAN

针对上述问题，信达为该项目提供了硬岩专用截齿方案。该方案的核心思路，并非单一强化某一指标，而是从材料与结构匹配出发，提升整体稳定性。

具体包括：

1.合金优化

选用超粗晶粒硬质合金，提高抗裂纹扩展能力

2.基体强化

通过热处理工艺提升齿体韧性，吸收冲击能量

3.连接优化

优化钎焊界面，提升高温与冲击下的结合稳定性

通过上述设计，使截齿在高冲击环境中仍能保持稳定工作状态。

实测表现

单班“零损耗”的对比结果

RESULTS

测试在项目方与施工队共同参与下进行，在保持设备参数不变的前提下，仅更换截齿进行对比。

测试过程中，设备运行平稳，负载波动较小。半班检查时，截齿仅出现轻微正常磨痕，无崩裂及异常磨损，自转性能良好。

8小时班次结束后，实测结果如下：

单班进尺：由约3.1米提升至4米（+29%）

截齿消耗：由约55把降至0把

换齿停机：由约1.5小时降至0小时

结论

匹配性优于单一性能

CONCLUSION

本次案例表明，在极硬岩（UCS＞100MPa）工况下，截齿性能并不取决于单一硬度指标，而取决于：

合金耐磨性 + 基体韧性 + 结构稳定性的整体匹配

同时，减少换齿停机带来的连续作业能力提升，是实现效率提升的重要因素。

结语

CONCLUSION

目前，该项目已全面采用信达硬岩系列截齿。实践证明，针对具体工况进行前置分析与定制选型，是解决复杂岩层问题、实现降本增效的关键路径。

如果您在硬岩掘进中也面临类似问题，欢迎提供工况数据，我们可协助进行针对性分析与选型建议。