在隧道掘进作业中，施工团队常常会遇到一个看似不大的变量——隧道渗水或穿越富水岩层。许多经验丰富的管理者发现，在这种“湿式”工况下，即便岩石硬度并未增加，截齿的消耗速度却往往异常加快，截齿寿命显著缩短。
这种现象并非偶然。水，作为掘进环境中的特殊介质，会对截齿产生复杂的物理与化学作用，从而加速其失效进程。本文将深入剖析渗水环境下导致截齿消耗加剧的两大核心原因——热冲击脆化与磨料磨损，并结合实践经验，为相关工程的截齿选型提供专业建议。
“热冲击脆化”效应对合金头的考验
“热冲击脆化”，是渗水环境对截齿最直接、也最具破坏性的影响之一。
在常规掘进中，截齿与岩石高速摩擦，硬质合金头的瞬时温度可高达数百摄氏度。当掘进面存在渗水时，高温合金头会突然遭遇低温水的冲击，反复的骤冷骤热，就像烧红的铁块被冷水骤然浇灭一样，在合金内部产生巨大热应力。
这种热应力会超过材料的疲劳极限，导致合金表面或内部出现肉眼难以察觉的微裂纹。这些裂纹一旦形成，在掘进冲击载荷作用下会迅速扩展，最终引发合金头的提前崩裂、剥落甚至断裂。
因此，在潮湿或渗水隧道中，截齿的非正常损坏（崩齿、掉头）概率显著高于干燥工况。也正因如此，对隧道掘进机截齿合金的抗热冲击性能提出了更严苛的要求，只有具备更高韧性的合金材料才能有效应对。
“磨料磨损”对齿体的挑战
如果说热冲击脆化是对合金头的“突然打击”，那么“磨料磨损”就是对整个截齿的“持久消耗”。
在干燥环境下，岩石碎屑通常以粉尘或颗粒状被迅速排出。但在渗水条件下，水会将细小且高硬度的矿物颗粒（如石英砂）与泥浆混合，形成一种高浓度的“研磨膏”。
这种“研磨膏”会牢牢附着在高速旋转的截齿表面，相当于一层不断流动的砂纸，对截齿进行全方位、持续不断的打磨，磨损速度远超干燥条件。它带来的影响主要有：
加速齿体磨损
截齿直径迅速减小，导致强度下降，断柄风险增加。
破坏合金头侧翼
几何形状被磨平，破岩效率下降，掘进阻力增大。
影响齿座配合
齿体被磨细后易松动，甚至出现甩齿、卡机风险。
这也是为什么在富水岩层中，截齿常常“不知不觉”就耗光了寿命。
信达的解决方案与选型建议
面对隧道渗水及富水岩层掘进的复杂挑战，单纯依靠常规耐磨截齿，往往难以满足要求。科学的选型应重点考虑以下三个方向：
01优选抗热冲击合金牌🥇号
选用晶粒度均匀、韧性更好的超粗晶粒硬质合金，大幅提升合金头的抗热冲击能力，降低崩裂概率。
02强化齿体材料与工艺
齿体不仅要具备高强度，还应通过整体热处理+表面淬火工艺，提高耐磨性和稳定性，避免因“研磨膏”造成快速磨细。
03优化结构与表面设计
合理的结构改进，如超耐磨层、激光熔覆耐磨层以及强化排渣槽等，能够有效减缓泥浆和岩粉对齿体与合金头的包裹和侵蚀。
目前，信达的耐水工况专用截齿已在多条隧道工程中验证，结果表明：在富水岩层环境下，其寿命平均提升1.5~2倍，有效降低了非正常消耗，显著改善了施工进度与成本控制。
总结
“水”并不是掘进过程中的无害因素，而是会显著改变截齿失效模式的重要变量。深入理解热冲击脆化与磨料磨损的机理，选择更具针对性的隧道掘进机截齿，是保障工程顺利推进、降低截齿消耗的关键。
信达科技凭借多年研发积累，已针对富水岩层开发出系列化解决方案。我们将持续以更耐用、更专业的产品，帮助客户应对最复杂、最严苛的掘进挑战。
