日前,我“復(fù)雜巖溶區(qū)高鐵綜合勘察和減災(zāi)防災(zāi)”科技成果成功通過鑒定,這意味著我復(fù)雜巖溶區(qū)高鐵技術(shù)躍居際先水平。
巖溶又稱喀斯地質(zhì)構(gòu)造,消除巖溶塌陷位移對工程的影響是世界難題。經(jīng)過20余年積累拼搏,由中鐵二院、成都理工大學(xué)、中地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所、中鐵路經(jīng)濟規(guī)劃研究院共同完成的《高速鐵路復(fù)雜巖溶勘察成套技術(shù)及應(yīng)用》總體達到際先水平。該研究建立了完整的復(fù)雜巖溶區(qū)高鐵綜合勘察與減災(zāi)防災(zāi)的成套技術(shù)體系,為復(fù)雜巖溶區(qū)高鐵建設(shè)提供了理論技術(shù)支撐,已成功推廣應(yīng)用到貴廣、滬昆、貴南、渝昆、渝湘等高鐵建設(shè)勘察設(shè)計中,有規(guī)避了巖溶災(zāi)害風險,降低了復(fù)雜巖溶區(qū)高鐵工程投資,取得了良好的經(jīng)濟、社會與環(huán)境益,具有應(yīng)用推廣價值。
據(jù)了解,中喀斯地貌分布之廣泛,類型之多,為世界所罕見,主要集中在云貴高原和四川西南部,據(jù)不完統(tǒng)計,總面積達200萬平方公里,其中裸露的碳酸鹽類巖石面積約130萬平方公里,約占總面積的1/7。攻克復(fù)雜巖溶區(qū)高鐵技術(shù)難題,意味著我有能力推動高速鐵路建設(shè)延伸至地域廣大的巖溶地區(qū),也為我鋼材市場帶來了巨大的需求。
高鐵建設(shè)鋪就巨大“鋼需”
據(jù)測算,設(shè)計時速為250公里的客運線的建設(shè)投資成本在0.87億元/公里左右,預(yù)計2017年~2020年我新增高鐵投資規(guī)模約為6960億元;2017年~2025年新增高鐵投資規(guī)模約為13920億元;2017年~2030年新增高鐵投資規(guī)模約為20010億元。據(jù)統(tǒng)計,我鐵路基本建設(shè)投資每億元耗鋼量已由前幾年的0.32萬噸上升到0.333萬噸。據(jù)此推算,2017年~2030年,由于高鐵建設(shè)而產(chǎn)生的耗鋼量將達6660萬噸。
據(jù)了解,目前我?guī)r溶區(qū)高速鐵路通車里程約3600公里。同時,我?guī)r溶區(qū)規(guī)劃待建高速鐵路還有約3000公里。
高鐵項目用鋼量大,對鋼材的別和質(zhì)量要求較高。據(jù)了解,我高速鐵路建設(shè)工程中,基礎(chǔ)建設(shè)以及機車制造在投資中占比較大,而原材料與零配件的采購環(huán)節(jié),又占據(jù)了其中的很大部分,如鋼軌、鐵路彈性元件、鐵路扣件、防水材料,以及車軸、車輪。同時,車站、隧道、橋梁等建設(shè)也需要大量鋼材。
具體來說,高鐵項目用鋼主要分類有線路基建用鋼、隧道建設(shè)用鋼、車體用鋼、車輪用鋼、客運車站用鋼等。
線路基建用鋼:無碴軌道的軌枕由混凝土澆筑而成,路基不用碎石,鐵軌軌枕直接鋪在混凝土上,因此般工程材料(普通鋼筋、低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線等)很難滿足高鐵路基建設(shè)要求,而需用更高強度更大規(guī)格低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線、PC鋼棒(預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒)、HRB500高強鋼筋。同時,目前,我在軌道建設(shè)過程中主要使用60千克/米、75千克/米重軌。此外,高鐵建設(shè)工程中橋梁占比很大,對鋼材性能有更高的要求。
隧道建設(shè)用鋼:修建高鐵隧道是高速鐵路進入復(fù)雜巖溶區(qū)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之,工作量很大,工程難度高。例如,修建鄭萬高鐵(河南鄭州到重慶萬州)上座小三峽隧道,需要花費5年多時間,預(yù)計2022年初可以面完成小三峽隧道土建工程施工。據(jù)介紹,鄭萬高鐵長818公里,建成通車后,將成為聯(lián)系中原和西南地區(qū)的主要高速客運通道,從重慶坐火車到鄭州將由現(xiàn)在8個多小時縮短到4個小時。據(jù)了解,建巖溶隧道不僅需用支撐鋼,如隧道涵洞用鋼波紋涵管、支撐鋼管、鋼拱架、鋼格柵等鋼材,還需大量的灌注混凝土用二襯臺車、掘進機等大批xianjin設(shè)備。這里的鋼需不僅有直接用于建設(shè)的各類鋼材,還涉及制造各類用機械設(shè)備的鋼材。
車輪用鋼:列車運行速度越來越快,對列車車輪的品質(zhì)要求就更高。這對鋼材的潔凈度、強韌性、耐磨性及軋制工藝、檢測條件等都提出了高的要求。目前,車輪、軸、軸承箱、彈簧等零部件構(gòu)成的轉(zhuǎn)向架及其關(guān)鍵部件的產(chǎn)化和推廣是我高鐵用鋼自主創(chuàng)新的重點工作。
客運車站建設(shè)用鋼:高鐵車站廣泛應(yīng)用大跨度鋼結(jié)構(gòu),所用鋼材品種中,中厚板(厚板)約占50%以上,熱軋H型鋼占15%左右,彩涂板(鍍鋅板)占12%左右,管材占3.5%左右,其他型鋼及冷彎型鋼占19%左右,總體要求鋼材具備高強度、高韌性、可焊接性,以及抗震、抗層狀撕裂、耐火、耐候等性能,因此高強度鋼、耐候鋼、窄屈服強度鋼、輕型薄壁H型鋼、TMCP(熱機械控制工藝)型高韌性超寬H型鋼是重點研發(fā)和生產(chǎn)品種。
要研制適應(yīng)高鐵走上
產(chǎn)化之路的鋼材
在新辦2月26日召開的新聞發(fā)布會上,中高鐵控制技術(shù)軍人物之、中工程院院士丁榮軍透露:400公里時速的變軌距列車正在開發(fā),600公里時速的下代磁浮列車也在研究。目前,我在高鐵域的研究正駛?cè)雱?chuàng)新的“無人區(qū)”,同時也有了些新成果。如齒輪箱是驅(qū)動“復(fù)興號”動車組高速行駛的核心部件,為滿足30年2400萬公里的超長使用壽命要求,其零件的材質(zhì)、密封性、抗老化性都需要經(jīng)受嚴格的考驗。相關(guān)家表示:“齒輪修型直接關(guān)乎著齒輪的咬合能力與磨損壽命要求,為讓齒輪箱保證2400萬公里的超長壽命,齒輪表面要求達到微米精度,而這樣的精度相當于頭發(fā)絲的五十分之。”再如CR400BF型動車組的關(guān)鍵零部件———軸接地裝置。該裝置的核心組成部分是碳刷架和摩擦盤,其主要作用是將車體上的電流傳遞至車軸,再通過車輪和鋼軌形成閉合電路,以確保車載設(shè)備和乘客的安。據(jù)了解,這個接地裝置的實物樣件已經(jīng)可以運行100多萬公里,外的同類產(chǎn)品僅能運行七八萬公里。
為適應(yīng)“中造”動車的創(chuàng)新需求,研制開發(fā)出殊材質(zhì)、滿足高標準性能要求的鋼材品種,應(yīng)成為鋼鐵企業(yè)今后的主攻目標。鋼鐵企業(yè)應(yīng)沿著高鐵車產(chǎn)化的思路,積與零件研發(fā)相關(guān)企業(yè)對接,有所承擔。