作者：徐工研究院 张启君杨裕丰
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。
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 SYR200SYR200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。
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