介绍中联重科KSD25型水平定向钻孔机的性能参数及结构特点。
英国保路捷有限公司（Powermole Ltd.）具有近30年的专业设计、制造和施工经验，在 世界非开挖领域久负盛名。2001年中联重科整体并购保路捷公司，随后在英国成立了中联保 路捷有限公司，双方紧密联合致力于非开挖施工设备的研制。 2002年5月，长沙中联重科与英国中联保路捷有限公司联合推出的KSD25型干湿两用水平定向 钻孔机(图1)是新一代非开挖施工设备。该设备在国内率先采用气动冲击掘进技术，能在软 土、卵砾石、回填土和硬度达250MPa的硬岩中完成导向孔的施工，有效地解决了困扰水平定 向钻孔机发展的难题。 图1 KSD25型水平定向钻孔机 该设备是干湿两用的水平定向钻孔机，用户可根据需要配备空气压缩机或泥浆搅拌系统 ，实现干式或湿式钻进。干式钻进系统特别适宜于岩石、卵砾石和回填土等复杂地层中小管 线(500mm以内)的施工，不但成本低而且对环境几乎不产生污染。湿式钻进系统适宜于软 土地层中大口径管线(500mm以上)的施工，有利于孔内虚土的流动和排出，保证施工质量 。
1 主要技术参数 柴油机功率(kW) 112 扭矩(Nm)9 060、6 820、4 630 转速(r/min)0～40、0～50、0～70 最大进给力(kN)180 最大回拖力(kN)250 最大铺管直径(mm)800（视土质而定） 最大铺管长度(m)300（视管型而定） 导向仪型号Radio Detection RD386 泥浆系统泥浆压力10MPa；流量50L/min 空压机空气压力12MPa；流量17m+3/min 主机质量(kg)5 580 动力装置质量(kg)1 880
2 结构特点
21 动力装置 该设备的动力装置由DEUTZ柴油机及其控制系统、Rexroth液压泵、Sesion液压油冷却器 、LINAK直线电机、蓄电池、柴油箱和液压油箱等组成，结构紧凑、布置合理。动力装置单 独设置，通过胶管和电缆与主机相连，使主机的占地面积减小，从而更适宜于狭窄场地的施 工。
22 主机 主机包括完成管线非开挖铺设所需的多种工作机构。
1)动力头给钻头和回扩头提供强劲的掘进扭矩，以保证包括硬岩在内的各种土质中的顺 利钻进和800mm直径的回扩头的正常运转。液压马达由Eaton公司提供，通过三级换挡和两级 齿轮传递实现较宽范围的变速，以满足不同土质和不同扩孔直径的需要。输出端为 双圆弧齿轮，传动力大；所有轴承均为德国的FAG出品，经久耐用；弹簧浮动 机构既满足冲击钻进和卸扣的需要，又保护了动力头和丝扣免受破坏；滚动式的 移动机构不但运行灵活而平稳，而且使导轨的磨损降到最低。
2)臂架系统兼顾动力头的移动、入射角和主机重心位置调整的功能。内置式双油缸倍力 机构使动力头次移动距离可达35m，并通过钻杆给钻具提供高达170kN的给进力或250kN的 回拖力；四连杆机构类型的调整装置使入射角从8°～23°进行精确的调整，以满足不同工 程的需要；一般情况下，臂架前移600mm至最前位置时是主机最稳定的工作状态，而臂架回 撤时是主机移动和吊装最稳定的状态。
3)卸扣装置由前后两卡头组成，前卡头负责前端钻具的夹持，后卡头除负责后 端钻具的夹持外还具备翻转卸扣的功能。夹块用优质合金工具钢制造，其类型可根据钻 杆和钻具的不同进行选择。
4)平台为封闭式结构，均采用优质钢材制作。平台内部安装有液压 、电气元器件和管路，为保证主机的行走和吊装平稳专门设计了两个平衡配重。
5)底盘兼顾主机行走和工作支撑的功能。行走速度为21km/h，由来自于Brevini精心 设计的行走减速机驱动；橡胶履带触地可靠，而且不会对路面产生破坏；独特的履带侧伸机 构使钻机实现步进式横向移动，就位更加方便和快捷。 6)锚固系统由前支板、中部支腿和后部支腿组成。一般情况下，在三者可靠着地时可保 证主机稳定地工作；而在大口径长距离管线施工时为保证高达250kN的回拖力的输出，则需 在前支板下方浇注砼基础并对前支板进行可靠的固定，以避免钻机移动和损坏。
7)操纵控制系统分为三个单元，所有元件均选用Hella、Wango、RS、施耐得名牌产品。柴油机的启动和监控装置安装在动力装置上，臂架调整 和锚固系统的控制箱安装在平台侧面，而动力头、卸扣装置、行走系统以及液压系统和应 急系统的总控制台则设立在钻机的右前方，其位置可通过铰接式连杆进行调整，特殊工况时 可将控制台移至6m之外遥控作业。由于各液压执行元件均采用负载敏感控制，因而操作方 便、动作轻巧、反应快捷。
8)钻具包括钻杆、钻头、回扩头、分动器和气动冲击锤等。由于地下工程的复杂性和偶 然性，要求钻具必须具备超强的工作能力和极高的可靠性，均 选用优质合金钢精心制作，钻杆、气动锤、钻头和回扩头的硬质合金均采用国际 名牌产品。
9)导向仪为Radio Detection RD386型，探测深度可达16m，探测精度3％，可保证钻头 沿预定的路线安全、准确无误地钻进。该导向仪由探头、探测仪和远程显示器组成，探头按 固定方向安装在位于钻具后端的柱体内，其可将钻头的性状参数即时发射给探测仪和远程显 示器，机手可随时对钻进路线进行正确调整。
3 施工实例 2002年8月由深圳鑫路通非开挖技术公司购买的第1台KSD25型水平定向钻孔机在广东省 增城市新塘镇穿越基岩66m，成功地铺设了4条160mmPE电缆套管，开创了我国水平定向钻 进技术在复杂地层中施工的新局面。该工程位于新塘镇和祥路口，甲方要求将套管铺设在路 面3m以下，此前已有国内外的钻机作过尝试，都因不具备岩石掘进的功能而无功而返。 KSD25型钻机进场后，根据钻机、场地和地质情况重新设计了铺管路线（图2），即将钻 进路线分为先导孔和导向孔两部分：前者保证钻头在入岩前达到所要求的35m深 度和朝上3％的倾角，此段36m，均为回填土；入岩后长66m，为风化程度不同的石 灰岩，其最大硬度150MPa。 图2 铺管路线 1-放管坑；2-路面；3-电信竖井；4-入射点；5-回填土； 6-电力竖井；7-岩石；8-下水道管；9-自来水管 安装好硬岩偏心钻头、Compare气动冲击锤、探头和钻杆后开始钻进。钻头入土时 入射角为10％，回转并钻进4根钻杆后钻头深度为17m；调整钻头的面向角至12点，向前推 进1根钻杆后钻头深度变为19m，而倾角变为7％；然后再回转并钻进1根钻杆， 如此交替进行四个回合后钻头就已接近岩石并达到预定的深度和倾角。安装好第13根钻杆 并增大压缩空气的流量后回转并前推钻杆，从地下便传来清晰的气动冲击锤破碎岩石 的声音。前3m长度的岩石较软，钻进耗时约20min，随着岩石硬度的不断提高每3m钻进的 耗时也在不断增加，至终点时已需90min，钻进66m导向孔的工作时间共计约8h。回拖扩孔从220mm开始均采用叶轮形通用回扩头，依次为300、380、 460、520mm，随着扩孔直径的增加所需时间也有所增加，最后一级扩孔耗时约10 h，整个扩孔阶段共计约36h。每次扩孔时，孔的两端都有大量的沙石随着高压空气和加入了添加剂的泥浆排出。为了确保孔的畅通无阻，在各级扩孔完成后又用特别改制的460mm扩孔头对孔进行一 次清理，事实证明此次清理非常有效。相对而言，回拖铺管所需的时间较短，在连接好460mm扩孔头、连接爪、分动器、 十字架和4条160mmPE管后开始拖管，为降低摩阻和增强沙石的流动， 拖管过程中又注入了近2m3的膨润土泥浆，拖管时间共计约90min。至此，该工程顺利完成。 不久，中联重科和中联保路捷还将联合推出KSD5、KSD15两种规格的水平定向钻孔机和多 达12种规格的气动矛和气动锤等一系列的非开挖施工设备，以满足广大客户的迫切需要。
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