旋挖钻机生产厂家

旋挖钻机适用于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用，主要用于市政、公路桥梁、工业和民用建筑等基础施工中。旋挖钻机的额定功率一般为125-450kW，动力输出扭矩为120-400kNm，最大成孔直径可达1.5-3m，最大成孔深度为60-90m，可以满足各类大型基础施工的要求。

1 旋挖钻机类型

选择旋挖钻机的原则是满足用户目前的主要工程需求，兼顾今后可能发生的工程需求。旋挖钻机根据其扭矩、发动机功率、钻孔直径、钻孔深度及钻机整机质量可以分为3种类型：小型机——钻孔直径0.5-1m，钻孔深度40m左右，整机质量40t左右；中型机——钻孔直径0.8-1.8m，钻孔深度60m左右，整机质量65t左右；大型机——钻孔直径1-2.5m，钻孔深度80m。

2 旋挖钻机产品

2.1国外产品

中外研制生产旋挖钻机的公司主要有宝峨（BAUER）、士力（SOILMEC）、意马（IMT）、迈特（MAIT）、卡萨格兰特、（CASAGRANDE）、DELMAG、MGAF、英格索兰、利渤海尔以及日立—住友等公司。主要产品情况见表1。

表1 国外公司的旋挖钻机

生产商

型号

发动机功率 kW

动力头扭矩 kNm

钻孔直径 m

宝峨公司

BG9

125

93.4

1.3

BG9H

122

93

BG14

206

140

108

BG15

160

145

BG22

180

220

1.9

BG22H

190

220

1.5

BG22S

222

220

2.2

BG30

206

367

2.2

BG30（H）

268

367

2.2

BG30（S）

222

367

2.2

BG40

297

367

2.2

BG50

445

280

3.0

意马公司

AF6

79

63

1.5

AF10

112.5

102

1.5

AF120

170

120

1.5

AF150

172.5

156

1.8

AF180

205

185

2.0

AF200

240

220

2.0

士力公司

R312

135

113

1.5

412

158

109

1.5

412HD

158

108

1.5

518

220

157

1.5

618

229

172

2.0

622

300

200

2.5

CM35

80

60

0.8

CM40

132

100

1.5

CM40HD

139

120

1.5

CM48

136

88.5

0.95

迈特公司

E-12

97

120

1.2

FUNDA

135

90

1.0

HR45

62

46

1.2

HR110

135

130

1.5

HR130/60

173

131.4

1.5

HR130

173

130

1.5

HR160

246

180

1.8

HR180/24

246

180

1.8

HR200

259

200

2.0

HR240

333

240

3.0

2.2国内产品

旋挖钻机近年来在我国逐步推广应用，进口产品大量涌入我国市场，而我国同类产品的开发生产尚处于初始阶段，国内有几家单位对旋挖钻机陆续进行了一些开发工作，但由于种种原因，产品数量和品种较少，都没有能够形成系列的成熟产品。国内主要的生产厂家产品情况如下。

1）徐工RD18 钻机最大成孔直径：带套管时1.5m，不带套管时2m；最大成孔深度60m；工作状态整机质量65.795t；发动机额定功率246kW(2100r/min)；动力头额定扭矩180kNm，额定工作转速7-23r/min。卷扬力：主卷（第一层）160kN、副卷（第一层）80kN；主副卷最大升、降速度55m/min。

2）三一 SYR200 SYR200型旋挖钻机采用250kW的CAT C-9电喷涡轮增压中冷发动机，海拔4500m以上地带照常工作，钻机钻孔转速7-26r/min反转甩力200kN；桅杆左右倾斜角度6°；桅杆倾斜角度5°（前）、15°（后）；最大钻孔深度60m；最大钻孔直径2m；饮食标准钻杆配置时的总重量62t。

3）北京经纬巨力ZY-200型 ZY-200型钻机技术参数如下：康明斯发动机功率246kW；动力头最大扭矩200kNm；转速0-20r/min；不带钻杆时整机重量60t。最大钻孔深度60m；最大钻孔直径2.2m。

4）内蒙古北方重汽ZY-200型 ZY-200型钻机采用卡特底盘，康明斯M11-C330发动机功率246kW；动力头最大扭矩200kNm；转速0-20r/min；不带钻杆时整机重量60t。最大钻孔深度60m；最大钻孔直径2.2m。

3 旋挖钻机与循环钻机适用范围的区别

许多人认为旋挖钻机比传统循环钻机的钻孔直径更大、深度更深，其实这是一个误区。通常旋挖钻机适合的钻孔深度在50-60m以内，钻孔直径都在2m以内，大多数是在1.8m以内；而国产的反循环钻机的钻孔深度可达上百米，钻孔直径都在3m.而旋挖钻机几乎做不到，这是由钻机的结构所决定的。旋挖钻机的取土依靠伸缩钻杆，当孔深加大时，必然要使用更长的钻杆，而钻杆加长必然会造成钻杆自重的增加，这样考虑整机平衡使得设备成本增高。另外，如果钻深过大，将造成在孔内钻进时间大大少于提钻卸土等辅助时间，使得工效大打折扣。虽然旋挖钻机的钻孔深度和直径相对于循环钻机没有优势，但是在工效、环保、移位，尤其是地层适应能力等方面占有绝对的优势，而这些特点正好能解决基础施工中最常见的问题。

4 选购旋挖钻机注意事项

目前，我国市场上的旋挖钻机种类较多，且价格都比较昂贵，若想买到性能、价格都比较理想、适合自己开拓市场需要的机型，在选型时应重点考虑以下几个问题：①根据企业所施工的桩基领域，选择钻孔能力适宜的机型；②对不同厂家同一级别产品，重点对比动力头额定回转扭矩、主卷扬单绳提拔力、机器重量三个参数，选择三者都较大的机型；③认真分析钻机的性能价格比；④尽量选择售后服务好的厂家；⑤清楚厂家的动力头额定输出扭矩、液压系统额定工作压力、主卷扬安全系数等衡量钻机实际能力和工作可靠性的重要参数。确定了机型大小后，选购旋挖钻机需考虑以下事项。

4.1 钻机扭矩

依据工程需要选择钻机扭矩，确保钻机能够可靠地工作在钻机的高效区。钻机的高效区一般指钻机在正常钻进时，平均进度为5m/h以上。例如使用短螺旋钻头和筒式钻头，在土层成孔直径800mm,钻机应有80kNm的扭矩，成孔直径每扩大100mm，钻机扭矩应增大10kNm。在密实度大的砂层、砾石屋，成孔直径每增大100mm，钻机扭矩应增大15-20kNm。必须指出，钻机成孔速度和钻头的结构及结构参数有非常密切的关系。

4.2钻机钻杆

钻杆要将动力头的全部扭矩一直传递到孔底的钻头上，并且还要将加压液压缸的压力、动力头自重和钻杆自重等稳定地传递到几十米以下的钻头上，因此当钻进较坚硬的地层时，钻杆要同时承受大扭矩和大钻压，还要克服很大的弯矩，如果钻杆达不到要求，则很容易损坏。

各厂家钻机采用的加压方式主要体现在钻杆的形式上，摩阻式伸缩钻杆，在软土层钻进效率较高；机锁式钻杆，适于钻进硬岩层，俚对操作的要求较高，需找到加压点加压；自锁铠式钻杆，可随时加压，传扭效果好。凯式钻杆可以分为磨擦钻杆的锁紧钻杆两大类。目前从钻杆形式上，钻杆可分为牙楔式，半牙楔式、摩阻式的大顺序。牙楔式、半牙楔式在坚硬的地层中成孔时，可以可靠地实现钻杆加压，在硬地层和一般地层成孔时。钻杆加压力的可控程度很好。

钻杆长度应根据成孔深度确定，在成孔深度范围很大时，应选择两套钻杆，一套不短于60m的长钻杆和一套40m左右的短钻杆。为保证最大直径的钻头安装，一般中、小型钻机钻杆中心线和钻桅滑道面距离应不小于1m，大型钻机不小于1.2m。钻杆减振。橡胶减振只有减振功能，可减少每节钻杆端部磨损，保证钻杆的使用寿命。弹簧减振、橡胶—弹簧复合减振除了有效保证钻杆的使用寿命外，还可以通过振动将钻头内难以卸掉的粘土类渣土卸掉，提高工作效率。弹簧减振的钻杆，采用振动卸土方法时弹簧使用寿命较短。应严格控制振动振幅和振动次数，并应备有备用弹簧。建议短钻杆采用弹簧减振，长钻杆采用橡胶减振。

4.3钻桅调整结构

钻机的钻桅调整结构目前有三角形和平行四边开两大类，各有优势。在施工现场，从钻机现场安装、拆卸以及施工中穿越空中障碍等情况看，平行四边形的钻桅调整结构更实用。

4.4辅助系统

1）旋挖外钻机应有自动测深装置，既可测时每次钻深，以可测量总的钻深。这对钻机成孔质量和安全操作必不可少。

2）钻机还应配有垂直纠偏装置，有自动和手动两种方式，以便随时、快速地调整和修正钻杆垂直状态，保证成孔质量。

3）钻机安全装置包括紧急停车和驾驶室防护装置。紧急停车装置主要防止钻机工作时，驾驶员视力盲区发生钻机伤人等事故。

4）钻机各部位有能够进行维修保养的空间，零部件更换方便，钻机配备的专用工具和通用工具齐全、耐用。

4.5其它事项

动力系统要求工作可靠，无故障工作时间长。一般应采用国内备件好解决的名牌发动机；液压、电气系统要求性能可靠，国内备件好解决；钻机的运输尺寸应控制在最大长度13m左右，宽度3.2m以内，高度3.2m以下。

从整体上看，国内的旋挖钻机与发达国家的同类产品相比还有差距。目前国内使用的钻机中，意大利马公司的AF系列、天锐公司的Tr5ve系列、土力公司的R系列的整机直接进口；德国宝峨公司的BG系列钻机在国内组装；徐工RD18钻机、北京巨力公司的ZY系列国内生产，钻机的关键部件仍从国外进口。这些钻机在性能、价格等方面各有优势，各个厂家的主导产品的孔径均是最大钻孔直径在1-3m之间，为用户提供了很宽的选择范围。综上所述，每种钻机都有其不同的优点，有的价格较为便宜，有的自动化程度较高但对操作的要求也主同，有的性能优异但价格比较贵。用户可根据自己的资金情况及常用的工程情况，综合考虑性价比，选购不同价格、不同性能优势的钻机。

1，对不同厂家同一级别产品，重点对比动力头额定回转扭矩、主卷扬单绳提拔力、机器重量三个参数，选择三者都较大的机型；

2，清楚厂家的动力头额定输出扭矩、液压系统额定工作压力、主卷扬安全系数等衡量钻机实际能力和工作可靠性的重要参数。

2.操纵主卷扬放绳，并由协助人员拉出钢丝绳。

3.待钢丝绳拉出还剩一圈时，卸下主卷扬钢丝绳限位块。并移出钢丝绳。

4.安全松开新钢丝绳，确保它和旧的一样长。

5.在滚筒的末端安装钢丝绳，并将限位块卡牢。

6.操纵主卷扬重绕钢丝绳，并仔细查看钢丝绳沿滚筒缠绕的是否整齐有序，并确保缠绕的钢丝绳非常紧密。不得有乱绳现象，否则需要重新缠绕。

7.在钢丝绳的末端连接提引器，装钢丝绳夹。

钢丝绳夹的安装方法应符合《钢丝绳夹》（GB/T 5976-2006）中的合理选购钢丝绳后，还需要正确使用钢丝绳，才能延长钢丝绳使用寿命，并防止事故的发生。

装卸和保管：装卸时应正确吊装，严禁野蛮吊装，以免造成绳盘损坏和钢丝绳损伤、乱圈现象，验收后应保存在通风干燥的室内，且不与地面接触，以防阳光直射、雨淋和潮气侵蚀，从钻机上卸下的待用的钢丝绳应进行的清洁，在储存之前对每一根钢丝绳进行包扎。长度超过30的钢丝绳应在卷盘上储存。

安装：成盘钢丝绳解卷时，应采用正确的解卷方法，将绳盘支起缓缓转动，并且钢丝绳在卷筒上的缠绕方向与其捻制方向一致，以防止出现加捻（上劲）或松捻（破劲）现象，钢丝绳剪切之前应先用低碳钢丝绳进行捆扎，以避免绳头松散，并绳端固定处性能不变。

张启君,张忠海,陈以田,郑华

(徐州工程机械股份科技有限公司,江苏徐州221004)

摘要:以国内外旋挖钻机现有的底盘机构,钻桅,自行起落架,主副卷扬,动力头,钻杆,发动机系统等

结构为背景,分析了国内外旋挖钻机常见的结构特点,为国内企业开发起到一定的借鉴作用.

关键词:旋挖钻机结构特点底盘结构

中图分类号:U445.3文献标识码:B文章编号:1000-033X(2004)10-0037-05

Discussion of drilling rig structure

ZHANG Qi-jun, ZHANG Zhong-hai, CHEN Yi-tian, ZHENG Hua

(Xugong Science&Technology Co. Ltd, Xuzhou 221004, China)

Abstract: This paper analyzed the structure characteristics of present drilling rig,such as chasis, drill string,

lifting frame, windlass, power head, drill rod, engine,etc.

Key words: drilling rigcharactersticschasisstructure

旋挖钻机是一种多功能,高效率的灌注桩成孔设

备,被广泛应用于水利工程,高层建筑,城市交通建设,

铁路公路桥梁等桩基础工程的施工.旋挖钻机还可配

套长短螺旋钻具,普通钻斗,捞砂钻斗,筒式岩石钻头

等钻具以适应粘土层,砂砾层,卵石层和中风化泥岩等

不同的施工要求.

1概述

旋挖钻机的结构主要由底盘机构,钻桅,自行起落

架,主副卷扬,动力头,钻杆,钻头,转台,发动机系统,

驾驶室,覆盖件,配重,液压系统,电气系统等组成,其

工作原理也完全相同,都是由全液压动力头产生扭矩,

由安装在钻架上的油缸提供钻压力,并通过伸缩式钻

杆传递至钻头,钻下的钻渣充入钻头,由主卷扬提拔出

孔外.徐工研究院在调查研究的基础上已开发出

RD15, RD 18 , RD22旋挖钻机,RD系列产品的旋挖钻机

的整机主要由底盘,动力头,钻架,发动机系统,钻杆自

动存取装置,钻杆自动润滑装置,虎钳,锚固装置,钻

具,液压系统,电气系统及泥浆系统等部件组成.

2主要结构特点

2.1底盘的结构

旋挖钻机的底盘一般为液压驱动,轨距可调,'刚性

焊接式车架,履带自行式的结构.底盘主要包括车架及

行走装置,行走装置主要包括履带张紧装置,履带总

成,驱动轮,导向轮,承重轮,托链轮及行走减速机等组

成.目前国内外旋挖钻机的底盘结构大小不一样,履带

板宽度为800一1 200 mm.如意大利SOILMEC R622 HD

旋挖钻机的底盘采用的是摆动伸缩式底盘,尺寸相对

较小,驱动轮节距为216,单边10个支重轮2个托链轮,

底盘高度相对较低.底盘伸缩采用的是摆动式,在行走

过程中实现底盘的伸缩行走减速机采用意大利BON-

FIGLIOLI公司产品.意大利的CMV公司的旋挖钻机采

用228.6节距的驱动轮,支重轮,托链轮及链轨,履带板

拟全部采用柏壳优士吉公司的进口件.单边11个支重

轮2个托链轮,底盘伸缩仍采用通过油缸伸缩来实现,

底架采用框架结构.CMV TH22的车架为箱形主体结

构,上部布置有回转支承支座,中心回转体支座,车架

的前,后部设置有履带伸缩箱形框架机构,车架主体两

边上部固定托链轮,下部固定支重轮,前部设置了导向

轮及其张紧装置,后部设置了驱动轮及其传动装置.

MAIT公司采用自行设计的多功能底盘,稳定性好,重

量轻,可配预留装置实现多功能,并具有上下车水平调

整系统可进行倾斜调节.意马公司采用卡特彼勒履带

底盘.意大利,德国制造的各类旋挖钻机的履带底盘均

可以伸缩.国内的三一SYR220型旋挖钻机选用卡特彼

勒3300底盘,C-9电喷发动机,内藏式液压可伸缩履带

结构,宽履带提供较低的接地比压,提高施工时整机的

翼期践C黔 2oo4Ao 37

万方数据

黔黝

稳定性和适应性,且便于施工和运输.总之,国内外生

产的旋挖钻机大多数应用的是专用底盘,轨距可调,能

根据施工情况对底盘进行宽度调整,以增加钻机的整

体稳定性,驾驶室前窗配有防坠物保护也有少数厂家

应用的是起重机底盘或挖掘机底盘.

2.2发动机系统

旋挖钻机的发动机系统一般包括发动机,散热器,

空滤器,消音器,燃油箱等.一般旋挖钻机设计时发动

机选用国外的增压中冷式水冷发动机,选用进口

CUMMINS发动机,为了适应不同用户的需求,也可选

装国内二汽东风的康明斯发动机.其水散热器,空滤器

等附件选用国产配套件,燃油箱自制.

2.3变幅机构及钻桅的结构

目前国内旋挖钻机的变幅机构一般采用两级变幅

油缸,平行四边形连杆机构,上端一级变幅油缸两端具

有万向节头便于调整,钻桅截面形式为梯形截面,钻桅

下端有液压垂直支腿,上端有两套滑轮机构,上下两端

均可折叠,钻桅左右可调整角度为士50,前倾可调整角

度为50,后倾可调整角度为150.三一SYR220型旋挖钻

机的桅杆采用大箱形截面,为动力头和钻杆提供导向

作用,具有良好的刚性和稳定性,抗冲击,耐振动,无需

拆卸的可折叠式结构能减少整机长度和高度,便于运

输.采用流行的平行四边形结构,通过其上油缸的作

用,可使桅杆远离机体或靠近机体.通过桅杆角度的调

整,可实现桅杆工作幅度或运输状态桅杆高度,桅杆相

对地面角度的调节,使其动作机动灵活,施工效率高.

意大利,德国制造的各类旋挖钻机可自行移动,自

立桅杆,整个工作机构可在履带底盘上做土3600回转.

因而现场转移,对孔位灵活方便,辅助时间少钻架采

用"平行四边形连杆机构十三角形"的支撑结构,非常

适合城市狭窄场地的施工钻架上装有垂直度检测仪,

可以检测和显示钻架的偏斜度,并可通过钻机的"微

动"系统调整钻架的垂直度国外的SOILMEC公司的

旋挖钻机产品品种有R-210,11-312,11-416,11-5161-11),

R-620,R-622,R-625,11-725,11-825,11-930,11-940,R-

1240等,其中SOILMEC R622 HD钻孔机的钻桅部分与

国内的钻机产品相比,主要有以下几点不同.

(1)动力头滑轨的形式SOILMEC R622 HD钻孔

机的滑轨采用板式滑轨,但目前许多新型的钻机采用

的是方形钢管式滑轨,这种新型的滑轨在强度上容易

保证.

(2)变幅机构与钻桅之间的十字轴结构SOILMEC

R622 HD钻孔机的十字轴采用的是转盘式结构

钻机的十字轴结构采用的是柱式结构.

(3)加压油缸的固定型式SOILMEC R622 HD钻

孔机的加压油缸采用的是2个铰点固定的方式,铰点所

需的立板通过2--3个铰点固定在钻桅上国内的钻机

是将铰点所需的立板通过螺栓间接地焊在钻桅上.

(4)加压油缸的防掉SOILMEC R622 HD钻孔机

的加压油缸在加压油缸的末端另有保护装置国内的

钻机则是利用上铰点来防掉的.

(5)动力头的下限位块SOILMEC R622 HD钻孔

机的下限位块是在限位块与动力头之间加一橡胶块,

并在橡胶块的动力头端加一金属挡板国内钻机的下

限位块是金属的,没有缓冲.

(6)背轮的结构SOILMEC R622 HD钻孔机背轮

上的2个滑轮是共面布置,主,副卷扬机的钢丝绳,在前

后方向上错开国内的钻机背轮上的2个滑轮是同心布

置,主,副卷扬机的钢丝绳在左右方向上错开.

(7)背轮的位置及收放SOILMEC R622 HD钻孔

机背轮在运输状态下,位于发动机与副卷扬机之间,并

在用手动棘轮机构使之水平国内的钻机背轮在运输

状态下,位于配重后面,呈竖直状态.

(8)由于SOILMEC R622 HD钻孔机采用的是摆动

伸缩式底盘,其钻桅没有在钻桅底部的支腿机构.

宝峨公司的产品系列为BG12H,BG15H,BG18H,

BG24H, BG24H, BG40H, BG24, BG25 , BG36, BG40,

BG48等,该公司最新组装生产的BG20旋挖钻孔机,其

二级变幅的结构形式较为特别,在转台上升起一横向

支柱,变幅油缸安装在上面.这一设计可以加大变幅油

缸安装距,增大钻桅的稳定性但他也使转台的设计变

的复杂,且升高了运输时的整车高度.国外车型中也仅

有Bauer公司一家使用此结构.另一个特点是主,副卷

扬机都安装在钻桅上,节省了回转平台上的安装空间,

便于转台的布置.

2.4动力头的结构

动力头是螺旋钻孔机的关键工作部件,其性能好

坏直接影响钻孔机整机性能的发挥.动力头的功能:动

力头是钻孔机工作的动力源,他驱动钻杆,钻头回转,

并能提供钻孔所需的加压力,提升力,能满足高速甩土

和低速钻进2种工况.动力头驱动钻杆,钻头回转时应

能根据不同的土壤地质条件自动调整转速与扭矩,以

满足不断变化的工况.国内的动力头为液压驱动,齿轮

减速,可实现双向钻进和抛土作业,主要包括回转机

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38

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2004.10

万方数据

筑豁瓢镰澎5.

有葬声芭亩三亩亩面面亩亩或互亩面菌面面面面或亩

构,动力驱动机构及支撑机构.回转机构主要有齿轮与

钻杆互锁的套管,两端支撑采用回转支承,密封等组

成.动力驱动机构采用双变量马达带动减速机及小马

达小减速机同时驱动钻进.抛土作业时,大减速机脱

离,小马达小减速机工作,实现高速抛土.另外,支撑机

构由滑槽,支座上盖与油缸连接件等组成,均为焊接结

构件,应充分考虑其内部润滑,应有润滑油高度显示,

加油口,放油口等,易于保养,维修.国内三一集团的动

力头采用双变量液压马达驱动小齿轮,由小齿轮啮合

大齿轮带动键套与钻杆配套,可根据不同地质条件自

动无级改变旋转速度和输出扭矩.高品质双速减速机

还可实现高速甩土功能.动力头有独立的润滑,冷却和

换速液压系统,确保动力头可靠高效地工作.OILMEC

R622 HD钻孔机的动力头部分与国内钻机的产品相

比,主要有以下几点不大相同:SOILMEC R622 HD钻

孔机的动力头由三液压马达驱动,其中有一对马达同

轴驱动一齿轮,在反向抛土时,只依靠小马达提供动

力.国内的钻机只是由两液压马达提供动力,在反向抛

土作业时,两马达均提供动力输出.SOILMEC R622

HD钻孔机的动力头反向旋转由一单独机构实现,依靠

此机构实现驱动齿轮与回转支承外齿轮的离合.国内

的钻机是通过对减速器的更改来实现这一功能的国

内的钻机与SOILMEC R622 HD钻孔机与CMV钻孔机

的动力头部分就结构上来讲,大体上是相似的,但

SOILMEC R622 HD钻孔机与CMV钻孔机的动力头更

为相似.他们均为三液压马达驱动,减速器与液压马达

之间有一抛土换向机构.由于采用的三马达正常驱动

及一马达反向抛土驱动.CMV公司的钻机采用平行连

杆机构加三角形支撑型式,动力头可按土层自动调整

扭矩和转速.意马公司采用动力头装有油浴式润滑.迈

特公司系列旋挖钻机的动力头配有套管钻进增扭装

置,钻机的摩擦钻杆驱动键的宽度和厚度大,可锁式钻

杆为短键嵌入式可保证快速加锁和解锁.从国际知名

大公司的钻孔机产品我们可以看出带有离合机构的钻

孔机是比较普遍的机型.

采用恒功率泵与变量液压马达配合,使动力头可

根据地质条件自动改变其排量和压力,从而改变了输

出扭矩及转速,即使动力头具有土壤自适应特性采用

带三挡或离合器的减速机,用远程液压操纵换档来实

现钻孔机的低速钻进和高速抛土液压换档,操作简单

方便,提高了机器的作业效率.采用2个小齿轮同时驱

动I个大齿轮且3个齿轮处于同一水平面.有利于倍增

大齿轮所能传递的扭矩齿轮中心连线为锐角三角形,

使动力头结构紧凑.大齿轮与空心轴被联接为一体空

心轴内壁上均布有3条牙嵌板,其牙嵌钻进时与钻杆上

的外牙嵌嵌合,可有效地传递扭矩和加压力空心轴反

转时,牙嵌即可分离.此结构不仅实现了轴的功能,也

加强了轴的强度和刚度.动力头上,下箱体均为焊接结

构,外形轮廓为一条包括几条圆弧及几条切线的封闭

曲线此结构不仅具有足够的强度和刚度,而且具有良

好的工艺性.

2.5转台的结构

目前国内旋挖钻机的转台为整体焊接式结构,主

纵梁为"工字梁"形截面,主要包括回转支承,转台主

体,钻桅后支撑,配重组成,钻桅后支撑位于配重前与

转台主体用螺栓固定,便于拆卸,配重采用分体铸造大

圆弧结构,运输时可拆卸.国外旋挖钻机转台的结构不

太一样,如R622-HD旋挖钻机回转平台整体上采用了

高铰点,大截面结构,这也是由转台受力大,应力高的

特点决定的.转台主梁为变截面工字梁结构,采用的是

等强度设计,这种设计较矩形梁设计具有重量轻,省材

等优点.边梁设计与徐工集团RD 18大致相同,采用大

圆弧造型设计.转台上布置与国内的具有较大区别,在

布置上显得更为紧凑些,主要区别是回转减速机前置,

充分利用了前面的空间,主泵和液压油箱均放在转台

左边,燃油箱放在发动机前端,吸油阻力较小,发动机

水散和液压油散热放在转台右边,主阀等液压元件放

在转台右边油散热之前,这样管路布置不会太乱.后面

配重也采用大圆弧设计,与边梁和机棚造型相适应.

2.6钻杆的结构

决定设备地层适应能力的主要因素在于旋挖钻机

所使用的钻杆形式,钻头类型以及与之相适应的设备

本身的结构,其中采用什么样的凯式伸缩钻杆是最重

要的因素.这是因为钻杆要将动力头的全部扭矩一直

传递到孔底的钻头上,并且还要将加压液压缸的压力,

动力头自重和钻杆自重等钻压稳定地传递到几十米以

下的钻头上,因此当钻进较坚硬的地层时,钻杆可能要

同时承受大扭矩和大钻压,还要克服很大的弯矩,这样

使得钻杆的受力条件变得非常复杂,如果钻杆本身的

能力达不到要求,则很容易损坏.凯式钻杆可以分为摩

擦钻杆和锁紧钻杆2大类.摩擦钻杆是指钻杆上的键只

能传递扭矩而不能传递钻压的钻杆,而锁紧钻杆是指

钻杆之间通过加压平台可以锁成一个刚性体对地层加

压钻进的钻杆.摩擦钻杆在提钻时不需要解锁,操作简

封撰农慕解2004.1o 39

万方数据

单,但由于加压能力有限无法钻进较硬地层.锁紧钻杆

的地层适应能力强,但需要解决提钻时可能对钻杆造

成强烈冲击的问题.锁紧钻杆又可分为简单的加压式

钻杆和六键式嵌岩钻杆.简单加压式钻杆可以实现加

压,但加压平台较窄,压强较大,容易磨损造成加压失

效,因此不能真正适应坚硬地层的施工.而六键式嵌岩

钻杆的加压平台宽大,可以稳定地传递大钻压,又因为

是六键结构,钻杆本身抗失稳的能力很强,可以有效地

克服钻杆的细长杆效应.国内外的六键式嵌岩钻杆和

简单锁紧式钻杆都可以实现加压,但是这类钻杆也有

不足,就是在提钻时必须先反转解锁,然后再卸土.正

常的提钻顺序应该是钻杆由内向外依次上升,但是如

果反转解锁不完全,就会造成某相邻两节钻杆尚未解

锁就一起缩进外层钻杆,一般称为挂钻.而这两节钻杆

继续往上运动时,受到轻微的扰动就会自动解锁,这样

外面的钻杆就会悬空,对钻杆和动力头会形成强大的

冲击.通常单节钻杆的质量约为2t,假如钻杆从3m甚

至8m高度自由落体冲击下来,冲击能量将非常大,如

果没有保护装置,很容易造成动力头和钻杆的严重破

坏.因此使用六键式或其他锁紧式加压钻杆必须配置

动力头减振器.减振器包括弹簧装置和液压减振装置,

能有效缓冲并吸收钻杆对动力头的冲击以及钻杆之间

的冲击,保证锁紧式钻杆的安全使用.目前国内外旋挖

钻机的钻杆采用4节或5节伸缩内锁式钻杆,每节长度

大约为13 m,装配后总长不小于48 m,采用高强度合

金钢管,钻杆与动力头采用长牙嵌内锁式连接方式.顶

端与上滑动板用010系列无齿回转支承相连,下端带有

弹簧缓冲,第4节上端用可滑转万向节与主卷钢丝绳相

连,下端采用方形截面杆通过销轴与钻头相连,每只钻

头应与方形截面杆相配,具有互换性.

2.7钻头的结构

钻头是决定旋挖钻机能否较好适应复杂地层,提

高工效的重要部件,目前国内外旋挖钻机的钻头共分3

种常用的结构:短螺旋钻头(0600-02 500 mm),回转

斗钻头(0800-02 500 mm)和岩心钻钻头(0800-02

500 mm),如R622-HD旋挖钻机的钻头有:短螺旋钻头,

单层底旋挖钻头,双层底旋挖钻头共4个沙900,

O1 000,0800,01 500)0目前国内外旋扮钻机钻头的3

种常用的进土结构如下.

(1)短螺旋钻头旋挖钻头主要纵短螺旋钻头为

主,他主要靠螺旋叶片之间的间隙来容纳从孔底切削

下来的土,砂砾等,这种钻头结构简单,造价低.地层较

好时,使用他也可达到好的效果,如果地下砂砾石较多

或含水较多时,在提钻时很容易掉块,钻进效率低,甚

至于不能成孔.

(2)单层底旋挖钻头在地下水位较高,或含砂砾

较多的地层,目前多数旋挖钻机均采用钻头钻进,用静

压泥浆护壁,这种钻孔工艺已明显优于短螺旋钻头钻

孔.最早的旋挖钻头是单层底,在底下方有对称的2扇

仅可向头内方向打开的合页门.当钻头钻进时,孔底切

削下来的土,砂经合页门压入头内在提钻时,在头内

土砂的重力作用下,两扇门向下关闭,以阻止砂土漏回

孔内.由于这种重力作用不是十分可靠,时常发生合页

门关闭不严,造成砂土漏回孔内,降低了钻进效率,还

会影响孔底清洁度.

(3)双层底旋挖钻头自20世纪90年代以来,国外

的一些钻机制造公司,在原单层底钻头的基础上,开发

出双层底的旋挖钻头.其特点是2层底可以相对回转一

个角度,以实现头底进土口的打开与关闭.即在顺时针

旋转切削时,底部的进土口为开放状态,当钻完一个回

次后,将钻头逆时针旋转一个角度,致使进土口强行关

闭,从而使切削物完整地保存在头内.实践表明,在复

杂地层中,双层底钻头的钻进效率及孔底清洁度明显

优于单层底钻头.

2.8卷扬的结构

国内外旋挖钻机的卷扬有主副卷扬2种,卷扬的结

构采用卷扬减速机,具有卷扬,下放,制动功能,卷筒自

行设计,主卷扬应具有自由下放功能,且实现快,慢双

速控制.主,副卷扬应配有压绳器.

2.9液压电器系统

意大利,德国制造的各类旋挖钻机的机,电,液一

体化高度集中,结构紧凑,操纵灵活方便,自动化程度

高.他采用伸缩式钻杆,节省了人力和加接钻杆的时

间,施工中只需一人即可操纵整台钻机,工人劳动强度

低.钻架上装有垂直度检测仪,可以检测和显示钻架的

偏斜度,并可通过钻机的"微动"系统调整钻架的垂直

度.驾驶室控制面板上装有孔深和钻架垂直度显示仪

以及反映发动机,液压系统工作状态的仪表,显示屏及

报警装置,有的还装有全电脑操作系统,使操作手能实

时掌握钻进深度,钻架垂直度,保证钻孔准确到达设计

深度和良好的垂直度.

2.10旋挖钻机的电液比例伺服控制系统

国内外旋挖钻机采用电液比例伺服控制系统,

PLC,CAN总线控制等,提高了定位钻孔精度,具有钻

40髯黔及 Cd 2004.10

万方数据

筑黯机镰与旅篡橇戮化

兹或奋亩亩亩亩亩亩泣亩石盆兹亩亩

孔深度的自动化检测,荧光屏显示功能等,当钻桅发生

倾斜时,钻机会自动报警,并进行自动调整.采用能显

示多种信息的多功能液晶显示器,能进行起钻桅控制,

自动垂直调平,回转倒土控制,发动机的监控,钻孔深

度测量及显示,车身工作状态动画显示及虚拟仪表显

示,故障检测与报警等信息的显示.

2.11安全保护

国内外钻机的设计充分考虑操作人员的安全,并

采取了一些措施,例如:驾驶室前窗配有FOPS(防坠物

保护)卷扬的高度限位驾驶室内操作台安全控制发

动机,液压等参数显示,报警等.

3国外旋挖钻机主要特点

意大利,德国等制造的各类旋挖钻机虽然能力大

小有别,结构上略有差异,但总体性能和质量都比较先

进,可靠,具有以下特点.

(1)机,电,液一体化高度集中,结构紧凑,操纵灵

活方便,自动化程度高,采用伸缩式钻杆,节省了人力

和加接钻杆的时间.

(2)可自行移动,自立桅杆,整个工作机构可在履

带底盘上做13600回转.因而现场转移,对孔位灵活方

便,辅助时间少.

(3)与施工能力相同的常规钻机相比,回转扭矩

大,并可根据地层情况自动调整.

(4)钻架采用"平行四边形连杆机构+三角形"的支

撑结构,非常适合城市狭窄场地的施工.

(5)履带底盘可以伸缩.

(6)钻架上装有垂直度检测仪,可以检测和显示钻

架的偏斜度,并可通过钻机的"微动"系统调整钻架的

垂直度.

(7)驾驶室控制面板上装有孔深和钻架垂直度显

示仪,以及反映发动机,液压系统工作状态的仪表,显

示屏及报警装置,有的还装有全电脑操作系统,使操作

手能实时掌握钻进深度,钻架垂直度,保证钻孔准确到

达设计深度和良好的垂直度实时掌握各系统工作情

况,便于及时采取维修措施,保证钻机正常运转.

(8)可实现多工艺钻进,能适应不同地层,不同桩

基础处理方法施工的需要.一般类型的旋挖钻机除能

进行旋挖钻进外,通过更换工作装置,还可实现跟管钻

进和长螺旋钻进.

参考文献:

[1]韩金亭.大口径旋挖钻机在桩基施工中的技术优势【J].西部探矿工

程,2002,12(3).

[2]王平,赵永生,赵政.旋挖钻机选型及其在成孔施工中存在问题

的探讨〔J].探矿工程,2001, 45(4).

[3」侯再民.旋挖钻机卡钻原因及其对策〔J].探矿工程,2001,45(l).

[41 JTJ 034-2000.公路路面基层施工技术规范[S].

[51 GY 203-1996.M筋混凝土预制桩打桩工艺标准〔S].

[61 GY 208-1996.设备基础施工工艺标准【S工

[71 GY 204-1996.泥浆护壁回转钻孔灌注桩施工工艺标准【S].

收稿日期:2004-05-13

(上接第36页)

3)墩头必须墩圆,以免滑丝

4)千斤顶的张拉杆必须拧进锚杯10扣丝以上

5)钢丝束接长时,连接杆必须拧进锚杯至10扣丝

以上

6)如未张拉的钢丝要进行接长时,应套上一个比

锚杯还大的钢套管,以便张拉时自由伸长

7)张拉时要随着张拉力的增加紧固螺帽,以防锚

杯丝扣变形,不易锚固

8)锚下混凝土要振捣密实,以免大吨位张拉时造

成混凝土崩裂.

4压浆与封锚

压浆是为了加强钢筋束与混凝土的整体作用,增

大钢束与混凝土之间的粘结力,把力传递给混凝土,防

止钢丝锈蚀.因此,压浆必须及时进行,以免长时间绷

紧的钢丝束产生疲劳荷载,造成预应力损失.压浆前应

选配好适宜的水灰比,水灰比太小,浆太稠给压浆造成

困难太大,浆太稀易离析沉淀,一般情况水灰比以

0.45较适宜.

封锚是为了保护锚头不受空气的腐蚀,保证其预

应力的永久性,因此封锚一定要封得密实.

参考文献:

[1]许尚江.滨州黄河大桥引桥横隔梁维修加固方案[J].筑路机械与施

工机械化,2003 , 20(6).

收稿日期:2004-05-24

获麟磊豁粼2004Ao 41

万方数据的资料下的好乱，见谅