旋挖钻机培训 — 重庆基地

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2019-11-08 -
国内外旋挖钻机品牌及性能对比

国内外旋挖钻机品牌及性能对比


旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械,广泛用于市政建设、公路桥梁、高层建筑等基础施工工程,配合不同钻具,适应于干式(短螺旋)、湿式(回转斗)及岩层(岩心钻)的成孔作业,旋挖钻机具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活,施工效率高及多功能等特点。目前,旋挖钻机已被广泛应用于各种钻孔灌注桩工程。 

  目前国内市场上进口旋挖钻机是主流,可供选择的范围非常大。整机直接进口的有意大利土力公司R412~R618;MAIT公司的HR130~HR240;IMT公司的AF6~AF50;CMV公司的TH12~TH25等;进口钻机部件在国内组装的有德国宝峨公司BG系列。

1 国内现状

  国内旋挖钻机的生产只是近几年才出现和发展的,国内企业开发了一些可替代进口的新型旋挖钻机,但从整体看,与发达国家的同类产品还有差距。目前国内各个厂家的主导产品均是最大钻孔直径在1.5~2.0m之间,而钻孔灌注桩的最常用桩径一般为1.2~1.5m,考虑到安全储备系数,这类钻机对于施工这种桩径是非常适合的。各厂家钻机采用的加压方式也各不相同,各有优势。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,但对操作的要求较高,需找到加压点加压;自锁铠式钻杆可随时加压,传扭效果好。

1.1 徐工RD18

  徐工RD18钻机最大成孔直径2m,最大钻深60m(5节钻杆),属履带可行式短螺旋钻机。主机分为钻桅、钻杆、动力头、钻桅变幅机构、转台回转机构、主卷扬、副卷扬、发动机系统等。采用维柴WD615.68斯尔太发动机,额定功率为205kW/2100r/min,装有全程调速进口泵、中冷器、低温启动装置、水冷散热器、直径640mm吸风风扇。主机通过回转平台安装在履带式自行底盘上,底盘可前行、后行、原地旋转,履带轨距可方便地改变宽度,以提高工作状态的稳定性。整车各机构均由液压系统控制,主泵、主控制阀均为德国Rexroth公司产品,先导阀为美国Parker公司产品,液压管接头及管路元件均为国外进口产品,主油路设定压力为28MPa。

RD18钻机的钻桅通过变幅机构可改变其工作幅度,转移工地时,钻桅置于水平状态,两端均可折叠。钻杆中心至回转中心的工作幅度3.8m~4.8m。工作状态时,钻桅上安装有垂直状态自动监测仪,可自动保持钻杆的设定工作角度。可配装进口摩擦式钻杆或自锁式钻杆,以适应不同用户需求。钻杆为多节可伸缩式,材质为27SiMn。

RD18钻机动力头有高、低两挡转速,减速机是意大利Breuini公司进口产品。泵-马达系统为恒功率控制系统,可根据负荷大小自动调节输出转速。RD18钻机的钻进是由直径140mm、行程5m的液压油缸驱动,油缸最大推动力为16t,推进时可根据负载情况实现快进、慢进。抛土工况钻杆的提升是由主卷扬牵引,主卷第一层钢丝绳最大拉力是16t,第三层为13.6t;钢筋笼的提升是由副卷扬牵引,副卷扬的第一层拉力为8t,第三层拉力为6.8t。主副卷扬减速机为德国Rexroth公司的进口产品。

1.2 三一R200

  三一R200型旋挖钻机最大钻孔直径2m,钻孔转速7~26r/min;反转甩土转速140r/min;最大加压力180kN;最大起拔力200kN;桅杆左右倾斜角度6°;桅杆前倾角度5°、后倾15°;最大钻孔深度60m;包含标准钻杆配置时的总重量62t。采用功率高达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,高效的燃油室可实现低油耗、低排放、低噪音下的大功率输出,达到欧洲Ⅱ号排放标准。

  钻机关键零部件采购国际品牌产品,可配套短螺旋钻头、普通钻斗、捞沙钻斗等钻具,可钻进粘土层、沙层、卵石层和中风化岩石层。无级变速动力头配置了双马达、双减速机,加压力高达18t,能提供超大钻进扭矩(200kN·m),适合高原的冻土地层和普通钻机无法钻进的卵石层施工。独特的动力头润滑回路,最大程度上保护动力头;多种钻杆选择:自动内锁互扣式伸缩钻杆、磨阻式钻杆、长螺旋钻杆、大口径短螺旋钻杆;可实现全套管钻进施工。

  采用力士乐液压系统,液压先导控制自动调整桅杆垂直度;ECM电子模块实时监控,16项报警功能;PLC编程全自动控制钻机;全面设计装配保险装置;独立散热系统;空调防尘加压驾驶室不惧风沙袭扰,可在高寒和低压地带施工,人性化设计。

1.3 巨力ZY系列 

  北京经纬巨力公司是香港独资企业,生产ZY120、ZY160、ZY200三种主要机型,选用美国康明斯公司M11系列或C8.3系列原装发动机,液压系统油泵采用德国力士乐公司的A8VO+A10V0+1PF2G3。底盘采用可拓宽结构,由德国力士乐公司A2FE型液压马达和行星减速器驱动行走装置,由力士乐公司A2FE型液压马达或WHITE公司的HB型低速大扭矩液压马达和力士乐公司或意大利布雷维尼公司的行星减速器驱动上车回转。四轮一带选用意大利爱迪姆公司和柏可公司产品。动力头由力士乐公司A6VM型液压马达驱动,以布雷维尼公司的双速减速器及单级平行轴齿轮减速器减速、增扭,实现大扭矩钻孔和高速反转甩土。主、辅卷扬机由力士乐公司A6VM型马达或A2FE型液压马达驱动。

ZY系列的桅杆由钻桅、三角架和四边形机构组成,由液压油缸驱动,可竖起或放倒钻桅,钻桅的垂直度和钻头在水平面上的位置可调节,并且能够迅速实现运输状态与工作状态的转换。ZY系列的钻杆采用圆环形断面、可伸缩套管结构,可配备800mm~1500mm的短螺旋钻头和筒形钻头。 

1.4 杭州天锐TR-200C

  天锐国内组装旋挖钻机TR-200C最大钻孔直径2m,最大钻进深度62m,沃尔沃发动机功率为224kW/2200rpm,主机部分由两只带减速机的液压马达驱动。底盘(轮心至轮心)长度为4650mm。两条履带外缘间距,展宽前3300mm,展宽后4300mm,履带板宽度700mm。底盘最大行走速度1.7km/h,底盘牵引力320kN。回转系统可360°回转并在任一回转角度施工,回转速度3.8rpm。驾驶室全封闭采用隔音系统并可选装空调装置。顶窗上配有保险杠栅网,座椅下配有安全钮并可调节。

  液压系统由主系统和辅系统组成。主系统液压泵最大输出流量为420L/min(2000rpm)。额定工作压力为320bar,最大工作压力为340bar,带进口电子极限负荷控制(EC控制器)。辅系统液压辅泵1输出流量为90L/min(2000rpm),额定工作压力为280bar;液压辅泵2输出流量为38L/min(2000rpm),额定工作压力为100bar。

  桅杆高度19575mm,桅杆截面500mm×500mm,滑轨架100mm×1200mm,桅杆通过液压控制能自行起落,桅杆垂直度自动调节,桅杆可左右倾斜5°,前倾范围5°,后倾范围15°。钻杆具有自动回位定位功能。

  动力头采用双轴承高强度滚珠设计,液态润滑油润滑,三马达结构(其中一只马达单独用于卸土),钻进转速8~25rpm,甩土转速145rpm,最大实际扭矩可达220kNm。液压系统控制卷扬绳起落,主卷扬内藏减速机,直径28mm单绳拉力(第一层)为20t,通过可变量马达驱动, 最大提升速度为65m/min。辅卷扬机直径18mm单绳拉力(第一层)为8t,最大提升速度为70m/min。

1.5 北方重汽ZY-200

  内蒙古北方重型汽车股份有限公司与吉林大学联合研制了ZY-200型旋挖钻机,钻机底盘选用卡特彼勒公司履带底盘,选用美国康明斯发动机,功率243kW。动力头最大输出扭矩200kNm,最大钻孔转速22r/min,可以旋挖直径2m,深60m的桩孔。

1.6石家庄煤机XZ-20

  石家庄煤矿机械公司的XZ-20型旋挖钻机是该公司在引进芬兰永腾公司技术的基础上,采用技贸结合的方式生产的新产品,该机动力头、钻杆等均从芬兰永腾公司进口。发动机功率216kW,动力头最大输出扭矩200kNm,最高转速36r/min,最大钻孔直径2m,孔深60m。

2 国外现状

  目前国外旋挖钻机的品牌主要有宝峨、土力、意马、迈特等。国外该类产品技术已趋成熟,整机采用钻孔深度、垂直度自动检测及控制;荧屏实时显示;钻孔定位技术;液压履带式伸缩底盘,保证了整机稳定性及良好的机动性能;自行起落可折叠钻桅;大扭矩多节伸缩式钻杆,可匹配多种钻具,以适应不同作业需求;双速自适应动力头,既可进行钻孔,又能安放套管;采用了主、副卷扬的高度限位,动臂幅度限位及驾驶室内液控开关等安全保护装置;应用人机工程原理设计了新型操纵室,布置了冷暖空调,提高了操作舒适性等。

  欧洲的旋挖钻机一般都设有摇管装置,由2或3个液压马达驱动大扭矩动力头(可配套管连结器)。液压系统采用恒功率变量自动控制,采用自锁互扣钻杆、先进的监控仪表,同时配有各种保险装置(如防止带负载起动、卷扬机超高限位等),但各家公司的旋挖钻机都有自己的特点。

2.1 德国宝峨公司

  宝峨公司钻机产品系列为BG12~BG25。钻机的立柱调整采用大三角形支撑结构,动力头可根据负荷自动调节回转速度,具有弹簧、液压两级减振,大型钻机为达到套管设置深度而增设变矩器。天津宝峨公司主要组装宝峨BG系列旋挖钻机和连续墙施工设备,该公司最新组装生产的BG20旋挖钻机动力头为双级扭矩输出,当小扭矩输出时,最大钻进速度可达60rpm,大大提高了施工效率。该机可配5种自锁式或摩擦式6键钻杆,长度30m~58m。发动机额定功率145kW,耗油量小, 储备功率低,主要适于在平原施工。它的基本结构形式与该公司其它钻机产品外形完全相同。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加大了变幅油缸安装距,增大钻桅的稳定性。但它也使转台的设计变的复杂,且升高了运输时的整车高度。国外产品中也仅有宝峨公司一家使用此结构。另一个特点是主副卷扬都安装在钻桅上,节省了回转平台上的安装空间,便于转台的布置。这一结构使其整机外形较小,特别是回转平台与底盘显得小,外观上显得前重后轻,有一种不安全的感觉。但多年的使用经验证明此结构是可靠的,较小的机重有利于降低成本。

2.2 迈特(MAIT)公司

  目前该公司的旋挖钻机中,EBl2、HR45、HRl00、HRll0为单一钻机功能设计;HRl30、HRl30/60、HRl80、HR260、HR300-570、HR240-800均为多功能设计,即该系列钻机在具有钻孔桩的功能外,通过更换不同的工作装置,具有长螺旋(CFA)、地下连续墙、预制桩、切割桩、全套管等施工的性能。近几年研制的中小口径系列旋挖钻机BABYDRILL、MINIDRILL、MIDIDRILL主要适合于城市建筑物内部及铁道、交通等一些狭窄地段施工,施工孔径为250mm~800mm。该系列钻机配置不同的工作装置,可进行80m钻深微型桩孔、斜孔、高压旋喷等施工。迈特公司的最大输出扭矩钻机HR240-800,最大钻进扭矩为790kNm,最大钻孔直径3m,最大钻深ll0m,最小机型BABYDRILL钻机,最小钻孔直径250mm。

  迈特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。钻机的立柱采用平行连杆加三角形支撑型式,液压系统为多泵独立回路,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,而且钻杆的材料采用专利配方,同时配有钻杆支架。另外卷扬机容绳量大、单绳缠绕可达到绳速高、提升力恒定和减少磨损。除此以外,迈特系列旋挖钻机设置了功率及扭矩输出分级系统,扭矩输出有3挡:大扭矩-低转数;低扭矩-高转数;中扭矩-中转数。功率输出有高低两挡,用户可根据施工地质情况,设置不同的“扭矩-转数”挡位和“功率”挡位,满足各种类型地质条件快速施工的需要,达到高效节能的目的。

2.3 意马(IMT)公司

  意马公司采用卡特彼勒履带底盘,钻杆配有导向滑轮架以防止钻孔偏斜,动力头装有油浴式润滑、冷却系统和清洗泵,液压系统主油路采用双路传递功率设计,整机液压系统为先导负反馈恒功率变量自动控制系统,主卷扬机具有钻杆触地自停和动力头随动装置以防止乱绳和损坏钢丝绳。使用自动内锁互扣凯式伸缩钻杆,增加了动力头施加于伸缩钻杆并传递到钻具上的下压力,提高施工效率。

2.4 CB公司

CB公司的钻机配自制底盘,动力头采用恒功率控制和多功率传递的设计,整机液压系统为先导负反馈恒功率变量自动控制,自锁式钻杆壁较厚,加焊有凹凸导向条以增加刚性和减少挠性变形,动力头有减振装置和清洗泵,卷扬机具有过载保护和限位保护装置。另外,在长螺旋钻孔施工时,由电脑控制混凝土灌入量。

3 国外发展趋势

  国外旋挖钻孔机主要向底盘专业化、多功能化、控制技术的智能化发展,在起钻桅控制、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、报警及信息显示等方面逐步实现智能化控制。

1)向液压驱动方向发展。西方发达国家的产品已普遍实现了液压驱动,我国起步较晚,现仍以电动式钻机为主,急需得到改善。

2)向多功能方向发展。只需要选择不同的工作附件,便可做到一机多用。钻机采用的是多用途模块式设计,可与连续墙抓斗、长螺旋等配合使用,如宝峨BG15旋挖钻机、MAIF公司的CFA24钻机等。动力头为双作用驱动箱,既可进行钻孔,又能安放套管,一机多用。国外钻机一般可用于大口径短螺旋和旋挖斗回转施工、长螺旋施工、全护筒跟管施工、全护筒跟管+磨桩机施工、液压抓斗地下连续墙施工、高压旋喷施工、潜孔锤施工、预制桩施工。

3)大都采用电液比例伺服控制系统,具有钻孔深度、钻桅垂直度自动化检测、荧屏显示,提高了定位钻孔精度。

4)机电一体化控制、智能化作业。国外产品大都实现了负载反馈的自动控制,并显示、记录、打印成桩的外形,大大提高了成桩质量。

5)采用孔深、发动机、油压、主副卷扬拉力等参数的自动化检测,荧光屏显示。

6)钻机的设计充分考虑操作人员的安全,并采取了一些措施: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、发动机参数显示、液压参数显示、报警等。

7)采用上、下车独特的水平调节系统,钻机的上车与下车的连接机构采用了独特的设计形式,通过左右特别的两个油缸,可进行上下车倾斜调节,当下车底盘倾斜时(施工场地为斜面时),上车驾驶室仍为水平,此功能既保证了钻孔时的垂直度,又可使操作手长时间工作而不会感到疲倦。 

8)应用动力头MCS系统─套管钻进增扭装置,可减少摆管机的应用,大幅度降低使用成本。


4 国内市场预测

  在世纪之交的今天,我国正处在一个大发展时期,特别是公路桥梁、铁路、水利、城市发展,需要大量的桩工机械,每年需要100台左右旋挖钻机,80%需进口。北京环线公路建设和青藏铁路建设所用旋挖钻机绝大部分由德国和意大利进口。至2003年,国内拥有旋挖钻机总量大约600台,其中国产旋挖钻机占15%左右,国外二手旋挖钻机大约为20%。旋挖钻机作为一项新兴产业,在我国方兴未艾,进口产品正大量涌入我国市场,而我国同类产品的开发尚处于初始阶段,未来几年将处于急速发展的上升时期。

 

目前旋挖钻机在国内外发展状况及应用前景

随着全球经济的高速发展,基本建设范围的持续拓宽,以人为本和保护环境的理念及至相关法津法规实施的不断强化,使桩基础特别是现浇混凝土灌注桩基础几乎取代了基他基础,得到了广泛的应用空间。旋挖钻机因其效率高、污染少、功能多的特点,适应上述综合发展的需求,在国内外的现浇混凝土灌注桩施工中得到了广泛应用。

 

  旋挖钻机的英文为Rotary Drilling Rig,除配置各种回转斗作业外,也要配置短螺旋和长螺旋钻进,安装套管护壁钻进,配合摇管装置和冲抓斗等进行会套管施工;配合伸缩式导杆抓斗进行地下连续墙施工,配合潜孔锤进行硬岩破碎施工;更换作业装置后也可进行旋喷施工和正循环施工;也可以配置液压锤、振动锤、柴油锤等进行其他形式桩基出的施工。

 

    旋挖钻机一般适用粘土,粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层。对于具有大扭矩动力头和自动内锁式伸缩钻杆的钻机,可以适应微风化岩层的施工。为了满足施工要求,旋挖钻机底盘和工作装置的配置具有装机功率大、输出扭矩大、机动灵活、多功能、施工效率高等特点。目前,旋挖钻机的最大钻孔直径为3m,最大钻孔深度达120m,(主要集中在40m以内),最大钻孔扭矩620kNm。

 

  到90年代末,我国旋挖钻机的拥有量仅为100台左右,2002年,我国进口各种旋挖钻机近百台,截止2003年底,我国旋挖钻机的保有量为350-400台,截止2004年底,我国旋挖钻机的保有量为450-500台。

 

1、旋挖钻机的发展历史

 

  旋挖钻机是在回转斗钻机和全套管钻机的基础上发展起来的,第二次世界大战前,美国CALWELD首先研制出回转斗,短螺旋钻机。二十世纪五十年代,法国BENOTO将全套管钻机应用于桩基础施工,而后由欧洲各国将其组合并不断完善,发展成为今天的多功能组合模式。

 

    意大利土力公司首先从美国将安装在载重汽车上和附着在履带起重机上的钻机引入欧洲,动力头为固定式,不能自行安装套管,难以适应硬质土层施工,1960年德国维尔特和盖尔茨盖特公司同时开发了可动式动力头。1975年德国宝峨公司研制了配有伸缩钻杆的BG7型钻机,该钻机直接从底盘提供动力,配置可锁式钻杆实现加压钻孔,钻孔扭矩增大,可实现在紧密砂砾和岩层的钻孔。

 

  日本于1960年从美国引进CALWELD旋挖钻机,同时加藤制作所开发了15-H型钻机。以后开发了可配套摇管装置和抓斗的钻机,1965年日立建机研制了利用挖掘机底盘装有液压加压装置的钻机,1974年开发了利用液压履带起重机底盘由液压马达驱动的钻机。1980年日立建机与土力公司合作开发了为提高单桩承载力和扩底灌注桩的施工领域。德国宝峨的加入和日立建机与住友建机的联盟进一步促进了旋挖钻机技术在日本的发展。日本的旋挖钻机扭矩比欧洲的同类产品小。

 

  目前国外的旋挖钻机主要生产厂家为:德国:BAUER、LIEBHERR、Delmag、WIRTH、MGF,意大利SoilMec、MAIT、CMV、CASAGRANDE、IMT、ENTEGO;西班牙:LLAMADA。日本:日车车辆、HITACHI、住友、加藤;芬兰:JUNTTAN、TAMROCK;美国:APE、Ingersoll-Rand;英国:BSP等。

 

1984年天津探矿机械厂首次从美国RDI公司引起车载式旋挖钻机。1988年北京城建工程机械厂仿制了土力公司1.5m直径附着式旋挖钻机。1994年郑州勘察机械厂引进英国BSP公司附着式旋挖钻机,1998年上海金泰股份有限公司与宝峨合作组装BG15。1999年哈尔滨四海工程机械公司和徐州工程机械股份公司先后开发了附着式旋挖钻机和独立式旋挖钻机。2001年经纬巨力第一台旋挖钻机试制成功。2003年后三一、山河智能等多家生产厂家的旋挖钻机陆续下线,产销两旺。

 

  目前,国内的旋挖钻机主要生产厂家为:湖南山河智能、湖南三一、徐工、中联重科、徐州东明、北京巨力、天津宝峨、石家庄煤机、连云港黄海、哈尔滨四海、内蒙古北方重汽、宇通重工、南车时代、山东鑫国、郑州勘察等。

 

  根据旋挖钻机的主要技术参数,如扭矩、钻孔直径、钻深、发动机功率、整机质量等,可分为大中小3种类型。

 

  目前国外的旋挖钻机主要分为以欧洲为代表的方形立柱加平行四边形连杆机构的独立式,以日本为代表的履带起重机附着式。

 

  欧洲的独立式旋挖钻机具有以下特点:

 

  (1)动力头由一个或多个液压马达驱动,一类为宝峨、永腾为代表,转速较低、没有高速反转。另一类以土力、迈特、卡萨为代表,动力头运转由一至两个大排量变量马达驱动,高速反转由另外一个小马达驱动,还有一类如意马,直接通过行星减速机的换档来实现高速反转甩土。前面两种结构简单,液压配管方便,成本低,后面一种液压管布管复杂,减速机结构复杂,易出故障,造价高。

 

  (2)钻杆分为摩阻式与机锁式。机锁式又分为间断式和齿条式。摩阻式钻杆用于普通地层钻进,机锁式用于坚硬地层钻进。旋挖钻机工作时,钻杆同时承受拉压、剪切、扭转、弯曲等复合应力。欧阳旋挖钻机所遥的伸缩钻杆均采用高强度特殊合金无缝管制造。设计制造都有一些特殊的要求。这样才能达到质量轻,传扭大、耐磨损、寿命长。

 

  (3)立柱采用箱形结构,刚性好,重量轻。滑道多采用耐磨方形无缝管,便于传递大扭矩。立柱支撑机构有三种形式,一种为平行四边形小三角结构,其特点是变幅范围大,可整机放倒,折叠,降低运输高度和长度。缺点是前面重量偏重,稳定性稍差,不能承受超大扭矩。另一种为大三角结构,以宝峨为代表,其特点是结构简单,稳定性好,能承受大扭矩。缺点是运输时要拆开,费时,需要辅助起重设备,第三种以西班牙拉马达公司、意大利安特高为代表,虽然也是大三角支承结构,由于装有辅助起架油缸,整机也能放倒折叠,具有以上两种结构的优点,结构新颖,经济实用。

 

  (4)主卷扬是旋挖钻机的关键部件,根据旋挖钻机的施工特点,在钻机每个工作循环(对孔下钻-钻进-提钻-回转-卸土),主卷场的结构和功能都非常重要,钻孔效率的高低、钻孔事故发生的几率,钢丝绳寿命的长短都与主卷场有密切的关系。欧洲的旋挖钻机都有钻杆触地自停和动力头随动装置以防止乱绳损坏钢丝绳。特别是意大利迈特公司的旋挖钻机,主卷扬的卷筒容量大,钢丝绳为单层缠绕排列,提升力恒定,钢丝绳不重叠碾压,从而减少钢丝绳之间的磨损,延长了钢丝绳的使用寿命。国外旋挖钻机主卷扬都采用柔性较好的非旋转钢丝绳,提高使用寿命。

 

  (5)底盘分为专业桩架底盘(可横向伸缩,带有后支腿,立柱三点式支承,如BAUER、BSP等);旋挖钻机专业底盘(横向伸缩式底盘,如SOILMEC、CASAGRANDE、LLAMADA等);起重机履带底盘(如LIEBHERR等);挖掘机履带底盘(上车后部加长,立柱下加支腿,工作装置独立,如IMT、WIRTH、MGF等);汽车底盘(为了提高机动性,主要在城区或要求快速施工的场合使用的,如MAIT、CMV、SOILMEC等。)

 

  可变履带间距的底盘,低重心及配重的可调整设计布置,既保证了整机的稳定性,又满足运输的要求,采用宽履带,降低接地比压及优越爬坡能力,保证了钻机现场转位所要求的机械性能。

 

  (6)机电一体化功能的设计

 

A、发动机与负载相匹配(降低油耗、减少噪音)的电子控制系统;

B、手动和自动切换,监控立柱垂直度(保证柱孔垂直度)的自动纠缠系统;

C、高精度钻孔倒土回转定位(防止桩孔变形)控制技术;

D、钻孔深度(防止过放钢绳和确认孔深)测量及显示系统;

E、故障(带负载起动,卷扬过卷)检测、报警及信息显示系统;

F、整机工作状态(启动前先自动预检)动画及虚拟仪表显示系统;

G、GPS定位与移动电话数据(快速联络、及时到位)传输系统;

H、成柱过程(提高成桩质量)的反馈显示、记录、打印系统;

 

  (7)适应施工的多种机具配置

 

  旋挖钻机一般用于大口径短螺旋和旋挖斗钻孔施工,除此之外,钻机采用的是多用途模块式设计,还配置如下机具施工:

 

  长螺旋(CFA)钻具、全套管与冲抓斗、液压抓斗地下连续墙、液压锤、振动锤等。

日本生产的旋挖钻机主要以附着式为主。实际上它的底盘并不是纯粹的起重机,只是外观像起重机,它的平台、吊臂、液压系统都是根据旋挖钻机的特点设计的。附着式旋挖钻机的最大特点是一机多用(即可作钻机用,也可以做起重机用)作业范围大,并且可以定装扩底装置,缺点是动力头扭矩偏小,不能长距离加压,成孔的垂直度没有独立式钻机好。

 

  国内近年来利用各种方式和途径有消化吸收国外先进技术的基础上,不断创新,相继开发了多种型式的旋挖钻机,如湖面山河、徐工集团等开发的专用底盘旋挖钻机;三一重机、石家庄煤机等开发的挖掘机底盘旋挖钻机。国产旋挖钻机整体水平虽然与国外产品还有一定差距,但主要性能已接近国外先进水平,价格优热明显,所以从2003年下半年开始,国内旋挖钻机市场已经从进口机为主变为已国产机为主。

 

  目前,国产旋挖钻机品种比较单一,大多数产品的扭矩是180-220kNm,用户选择的余地较小,然后,据统计我国80%-85%的桩基础桩径在1200mm以下,深度不超过40m,今后,可发挥旋挖钻机的多功能这一最大优点,不片面强调大扭矩条件,开发适合我们国情,满足施工要求、价格较低的国产旋挖钻机。日本旋挖钻机大多数在100kNm以下就是一个例证。国内进口的很多日本二手旋挖钻机,用户使用的效果也很好。

 

4、应用前景

 

  混凝土质量的改善,桩基础施工技术的完善,灌注桩承载能力的提高,以及城市环境法规的严格执行,混合物灌注桩几乎取代了其他基础,成为应用最广泛的基础,国内外成孔作业中各种钻孔机(反循环、旋挖钻机、全套管)的比例迥然不同,在国外大直径混凝土灌注桩施工中,旋挖钻机一般占2/3以上,反循环钻机在欧洲市场几乎不再使用,而国内钻孔机产品中反循环钻机的产量点近90%。

 

  旋挖钻机因其具有装机功率大,输出扭矩大,轴向压力大,机动灵活、施工效率高、环保等特点,配合不同钻具,适应我国大部分地区的地质条件,成为适合建筑基础工程中成孔作业最理想的施工机械。近年来,北京地铁、环线路网建设、特别是青藏铁路、奥运场馆、首都机场新航站楼等大型工程的施工中,旋挖钻机高效、环保、效益高的优势得到公认。

 

  随着改革开放的逐步深化,国内市场经济的需求,使得铁路公路水路交通、城市公共设施和工业民用建筑、水利电力设施、港口码头机场的建设全面飞速发展桩基础施工机械潜在的巨大市场已经出现。仅铁路建设方面,2005年我国将再上一批新项目,到2020年铁路建设总投资要超过2万亿元。今年将有数条高速客运专线,如武大、郑西、石太、京津等相继开工,高速客运专线有60%以上为桥梁,桥桩的直径大多适合旋挖钻机施工,这将是继青藏铁路以后旋挖钻机有铁路建设中更大规模的应用。

 

  旋挖钻机及施工工艺在我国北方地区已经得到了很快普及,在南方地区特别是东南沿海发达地区由于地层较软,桩一般较大较深,旋挖钻机成孔困难,目前仍以正反循环钻机为主。实际上旋挖钻机配合一些其他设备也可以在该地区施工,一种方法是旋挖钻机与套管式钻机联合施工;另一种方法是利用我国已广泛使用的振动桩锤沉拔钢护筒在软土地区成孔施工,通过浙大唐乌沙山电厂、宁波金华兰溪电厂、福建宁德电厂等施工证明完全是可行的。

 

  旋挖钻机的大量应用只是在近几年,我们缺乏相应的产品标准,尚未编制旋挖钻机施工规范,没有系统的工法研究,缺少技术培训,基本理论的研究有待深入,旋挖钻机与土木工程及施工工艺结合的非常紧密。研制旋挖钻机的设计技术人员应熟悉桩基础施工,使用旋挖钻机的工程技术人员应了解其工作原理和作业性能,为此,中国工程机械工业协会将和有关科研单位,主机生产厂家及施工部门开展与旋挖钻机相关的(基本结构工作原理、液压技术、机电控制技术、安全规程等)技术培训,施工经验的交流等活动,适时地制定旋挖钻机产品标准及相关标准,推动机械化施工和旋挖钻机产品的发展。


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