李明帥，呂曉曉，馬云龍

徐工XMZ120多功能鉆機(jī)可以實(shí)現(xiàn)頂驅(qū)式動(dòng)力頭跟管鉆進(jìn)、偏心潛孔錘跟管鉆進(jìn)、潛孔錘鉆進(jìn)、牙輪鉆頭泥漿鉆進(jìn)、繩索取芯等多種施工工法。本文介紹了徐工XMZ120多功能鉆機(jī)的應(yīng)用范圍、主要參數(shù)、關(guān)鍵技術(shù)，并重點(diǎn)介紹了高壓旋噴工法施工。

1 產(chǎn)品參數(shù)及主要技術(shù)特點(diǎn)

1.1 產(chǎn)品參數(shù)

徐工XMZ120多功能鉆機(jī)主要參數(shù)如表1所示。

1.2 產(chǎn)品主要技術(shù)特點(diǎn)

1.2.1 動(dòng)力系統(tǒng)

徐工XMZ120多功能鉆機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、水散熱器、中冷散熱器、空濾器、消音器等。配置東風(fēng)康明斯119kW渦輪增壓、空空中冷、電控發(fā)動(dòng)機(jī)，具有較高的功率儲(chǔ)備，作業(yè)時(shí)動(dòng)力更強(qiáng)勁；供油系統(tǒng)采用Bosch高壓共軌系統(tǒng)，燃油消耗低，使用更經(jīng)濟(jì)；滿足國Ⅲ/EU Stage Ⅲ A排放標(biāo)準(zhǔn)，綠色施工，減少環(huán)境污染。

表1 徐工XMZ120多功能鉆機(jī)主要參數(shù)

1.2.2 液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)采用負(fù)載敏感技術(shù)，節(jié)省能耗；主要?jiǎng)幼鞑捎靡簤合葘?dǎo)控制，操作輕便；兩種自動(dòng)旋噴模式的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，大大降低機(jī)手的工作強(qiáng)度；采用智能電子風(fēng)扇形式的液壓油散熱系統(tǒng)，液壓油溫度控制更精確，能充分發(fā)揮液壓系統(tǒng)性能；關(guān)鍵液壓元件均為進(jìn)口，可靠性高。

1.2.3 工作裝置

（1） 底盤及車架。

履帶式底盤參照徐工成熟產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)選型，通用性好，可靠性高。車架采用框架式結(jié)構(gòu)、承載力強(qiáng)。液壓油箱與車架一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊。車架與履帶可偏擺的設(shè)計(jì)，使鉆機(jī)地面適應(yīng)性好、爬坡能力強(qiáng)。

（2） 多自由度變幅機(jī)構(gòu)。

變幅機(jī)構(gòu)的動(dòng)作主要由下變幅、上變幅、變幅側(cè)擺、桅桿回轉(zhuǎn)等油缸實(shí)現(xiàn)，桅桿上下變幅角度可達(dá)180°，左右側(cè)擺角度為±40°（見圖1）。

（3） 模塊化動(dòng)力頭。

根據(jù)不同的工程特點(diǎn)及地質(zhì)情況，客戶可選擇適用的施工工藝，配套專門的動(dòng)力頭（可選配HD 5012、HB50A、RH 1200、TE1000等動(dòng)力頭）施工，模塊化的動(dòng)力頭安裝滑架使動(dòng)力頭的拆裝及更換更方便。

（4） 自制液壓卡盤。

自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的液壓卡盤可實(shí)現(xiàn)鉆具貫穿驅(qū)動(dòng)功能，滿足單次大深度旋噴施工，打破了國外的壟斷，實(shí)現(xiàn)了大幅度降本。

（5） 可拆卸副臂。

可拆卸副臂設(shè)計(jì)，配合液壓卡盤的使用，單次旋噴深度可達(dá)15400mm，減少了拆、裝鉆桿的時(shí)間，大幅度提高了作業(yè)效率，能滿足大部分高壓旋噴工況需求。

（6） 夾鉗裝置。

夾鉗裝置包括上、下兩組夾鉗，其中上夾鉗可回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)拆、裝鉆桿。夾持范圍為60～415mm，可滿足各種施工要求。

1.2.4 電氣系統(tǒng)

電氣系統(tǒng)為鉆機(jī)提供控制、照明等功能，關(guān)鍵元件采用進(jìn)口件，可靠性高。

2 高壓旋噴施工案例

高壓噴射注漿法是利用鉆孔的方法將帶有噴嘴的注漿管下放到土層中的預(yù)定位置，用高壓設(shè)備使水泥漿液形成20～40MPa的高壓射流，從噴嘴中噴射出來，沖切、擾動(dòng)、破壞原狀土體；同時(shí)鉆桿以一定速度逐漸提升，將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合；漿液凝固后，在土中形成一個(gè)連續(xù)的固結(jié)體，從而達(dá)到加固地基或止水防滲的目的（見圖2）。

2017年初，徐工XMZ120多功能鉆機(jī)在江西某工地進(jìn)行二重管高壓旋噴工法施工。工程總用地面積800m2，擬建設(shè)一座地下沉井廣場，深度7.70m。工程共計(jì)需要在支護(hù)樁之間噴射完成160根旋噴樁，深度10～12m不等。場地地層結(jié)構(gòu)自上至下分別為：①雜填土、②粉質(zhì)粘土、③圓礫、④-1全風(fēng)化粉砂巖、④-2強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖、④-3中風(fēng)化粉砂巖、⑤中風(fēng)化灰?guī)r和⑥中風(fēng)化千枚巖。其中旋噴施工深度最大到強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖層。

圖1 側(cè)擺角度

圖2 旋噴系統(tǒng)組成

圖3 高壓旋噴工藝流程圖

2.1 施工工藝流程

雙重管法旋噴施工的工藝流程如圖3所示。

2.2 施工過程詳述

2.2.1 準(zhǔn)備及鉆機(jī)就位

首先進(jìn)行工作場地平整、鋪設(shè)鋼板、測量放線等工作。鉆機(jī)到位后，根據(jù)顯示器上顯示的角度，調(diào)整好姿態(tài)。XMZ120多功能鉆機(jī)自帶傾角傳感器及機(jī)械式傾角儀，角度顯示準(zhǔn)確、可靠。

2.2.2 試噴及鉆孔

鉆孔施工前，開啟空壓機(jī)和高壓泵（低速運(yùn)行，保持1MPa左右的低壓狀態(tài)），確保管路暢通后開始鉆進(jìn)。鉆具向下旋轉(zhuǎn)鉆孔過程中通過高壓泵注射清水，防止噴嘴堵塞，至設(shè)計(jì)標(biāo)高后停止鉆進(jìn)。

2.2.3 高壓噴射注漿

（1）高壓泥漿泵壓力增加到施工設(shè)計(jì)值（20MPa），坐底噴漿30s后，邊噴漿，邊旋轉(zhuǎn)，邊提升（提升速度為200～250mm/min，動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速為16～25r/min）。旋噴提升速度及動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速通過XMZ120鉆機(jī)操作臺(tái)相應(yīng)旋鈕調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍大，重復(fù)性好。當(dāng)旋噴提升接近樁頂時(shí)，應(yīng)從樁頂以下1.0m開始，慢速提升旋噴至樁頂停漿面。

（2）旋噴作業(yè)系統(tǒng)的各項(xiàng)工藝參數(shù)按照預(yù)先設(shè)定的要求加以控制，并做好關(guān)于旋噴時(shí)間、用漿量、冒漿情況、壓力變化等記錄。

2.2.4 機(jī)具清理

現(xiàn)場施工時(shí)，漿液中添加有速凝劑，旋噴結(jié)束后立即沖洗管路，防止凝固堵塞。

2.2.5 移位

移位至下一根樁位，重復(fù)以上操作。旋噴樁施工時(shí)，為防止相鄰兩樁施工距離太近或間隔時(shí)間太短，造成相鄰高噴孔施工時(shí)串漿，現(xiàn)場采取跳孔施作，相鄰兩樁施工間隔時(shí)間不小于48h。

3 結(jié)束語

該鉆機(jī)具有動(dòng)力頭更換方便、兩種自動(dòng)旋噴模式、參數(shù)調(diào)節(jié)方便等特點(diǎn)，可滿足基坑錨固、隧道超前注漿鉆孔、高壓旋噴、邊坡支護(hù)、微型樁等多種施工工藝需求，一機(jī)多能。

實(shí)際施工表明，徐工XMZ120多功能鉆機(jī)操作簡便、可靠性好、效率高，大大減少機(jī)手的勞動(dòng)強(qiáng)度，可為用戶帶來較高的經(jīng)濟(jì)收益。

目前，出口到國外的一批XMZ120鉆機(jī)正在施工，現(xiàn)場反饋良好。隨著國內(nèi)外市場需求的增加，該鉆機(jī)市場前景廣闊。

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