日前，我國“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，這意味著我國復(fù)雜巖溶區(qū)高鐵技術(shù)躍居國際水平。
巖溶又稱喀斯特地質(zhì)構(gòu)造，消除巖溶塌陷位移對工程的影響是難題。經(jīng)過20余年積累拼搏，由中鐵二院、成都理工大學(xué)、中國地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所、中國鐵路經(jīng)濟(jì)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(dá)到國際水平。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，有效規(guī)避了巖溶災(zāi)害風(fēng)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(jì)、社會與環(huán)境效益，具有應(yīng)用推廣價值。
據(jù)了解，中國喀斯特地貌分布之廣泛，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)不完全統(tǒng)計，總面積達(dá)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，約占全國總面積的1/7。攻克復(fù)雜巖溶區(qū)高鐵技術(shù)難題，意味著我國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)，也為我國鋼材市場帶來了巨大的需求。
全國高鐵建設(shè)鋪就巨大“鋼需”
據(jù)測算，設(shè)計時速為250公里的客運(yùn)專線的建設(shè)投資成本在0.87億元/公里左右，預(yù)計2017年~2020年我國新增高鐵投資規(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，我國鐵路基本建設(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(dá)6660萬噸。
據(jù)了解，目前我國巖溶區(qū)高速鐵路通車?yán)锍碳s3600公里。同時，我國巖溶區(qū)規(guī)劃待建高速鐵路還有約3000公里。
高鐵項目用鋼量大，對鋼材的級別和質(zhì)量要求較高。據(jù)了解，我國高速鐵路建設(shè)工程中，基礎(chǔ)建設(shè)以及機(jī)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(yùn)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，因此一般工程材料（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(qiáng)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(qiáng)鋼筋。同時，目前，我國在軌道建設(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(jìn)入復(fù)雜巖溶區(qū)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，工作量很大，工程難度。例如，修建鄭萬高鐵（河南鄭州到重慶萬州）上一座小三峽隧道，需要花費(fèi)5年多時間，預(yù)計2022年初可以完成小三峽隧道土建工程施工。據(jù)介紹，鄭萬高鐵全長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(yùn)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(jìn)機(jī)等大批先進(jìn)設(shè)備。這里的鋼需不僅有直接用于建設(shè)的各類鋼材，還涉及制造各類專用機(jī)械設(shè)備的鋼材。
車輪用鋼：列車運(yùn)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(qiáng)韌性、耐磨性及軋制工藝、檢測條件等都提出了的要求。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)鍵部件的國產(chǎn)化和推廣是我國高鐵用鋼自主創(chuàng)新的重點(diǎn)工作。
客運(yùn)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（特厚板）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(qiáng)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(qiáng)度鋼、耐候鋼、窄屈服強(qiáng)度鋼、輕型薄壁H型鋼、TMCP（熱機(jī)械控制工藝）型高韌性超寬H型鋼是重點(diǎn)研發(fā)和生產(chǎn)品種。
要研制適應(yīng)高鐵走上國產(chǎn)化之路的鋼材
在國新辦2月26日召開的新聞發(fā)布會上，中國高鐵控制技術(shù)領(lǐng)軍人物之一、中國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公里時速的下一代磁浮列車也在研究。目前，我國在高鐵領(lǐng)域的研究正駛?cè)雱?chuàng)新的“無人區(qū)”，同時也有了一些新成果。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(yán)格的考驗。相關(guān)專家表示：“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(dá)到微米級精度，而這樣的精度相當(dāng)于頭發(fā)絲的五十分之一。”再如CR400BF型動車組的關(guān)鍵零部件———軸端接地裝置。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。據(jù)了解，這個接地裝置的實物樣件已經(jīng)可以運(yùn)行100多萬公里，國外的同類產(chǎn)品僅能運(yùn)行七八萬公里。
為適應(yīng)“中國造”動車的創(chuàng)新需求，研制開發(fā)出特殊材質(zhì)、滿足高標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)。鋼鐵企業(yè)應(yīng)沿著高鐵全車國產(chǎn)化的思路，積極與零件研發(fā)相關(guān)企業(yè)對接，有所承擔(dān)。
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