郭旭東 李立敏

【摘 要】宇通YTR280C雙動力頭旋挖鉆機(jī)已通過性能試驗(yàn)和工業(yè)性試驗(yàn)考核，并走出國門遠(yuǎn)銷美國數(shù)臺。其先進(jìn)的液電控制系統(tǒng)、工作效率高、一機(jī)多用優(yōu)勢，將會滿足未來樁工機(jī)械發(fā)展的需求。

【關(guān)鍵詞】宇通YTR280C；雙動力頭旋挖鉆機(jī)

宇通YTR280C雙動力頭旋挖鉆機(jī)在吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新針對美國客戶的需求定制研究開發(fā)的一款多工法旋挖鉆機(jī)。該鉆機(jī)配置兩套動力頭，一種為普通旋挖鉆機(jī)動力頭，另一種為多工法雙動力頭，本文重點(diǎn)介紹旋挖鉆機(jī)配置雙動力頭所具有的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)、成孔原理和施工工法。

旋挖鉆機(jī)雙動力頭主要用于空間狹小、臨近建筑物的空間施工，不僅可以實(shí)現(xiàn)CFA工法還可以實(shí)現(xiàn)CFG工法、連續(xù)墻施工、鋼管樁施工等。

一、主要技術(shù)參數(shù)

主機(jī)參數(shù)

產(chǎn)品型號 YTR280C

鉆孔深度（CFA） ≤15m

鉆孔直徑（CFA） φ300mm

發(fā)動機(jī)功率： 261kW

系統(tǒng)流量： 2X280L

系統(tǒng)壓力： 30MPa

最大起拔力： 540kN

雙動力頭參數(shù)

內(nèi)側(cè)動力頭：

外側(cè)動力頭：

二、宇通YTR280C雙動力頭鉆機(jī)技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

（一）雙動力頭特點(diǎn)

雙動力頭由從安裝形式上來看，此雙動力頭為不可分離式，從安裝形式上來看，此雙動力頭為不可分離式，即內(nèi)側(cè)動力頭（3）、外側(cè)動力頭（4）同時固定在滑架（2）上，螺旋鉆桿（1）通過油缸（8）與內(nèi)側(cè)動力頭（3）連在一起，行成剛性連接。從功能上看，此雙動力頭為可分離式，即內(nèi)側(cè)動力頭（3）、外側(cè)動力頭（4）通過油缸（8）行程的調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)套管（6）和螺旋鉆桿（1）的豎直方向的相對運(yùn)動適應(yīng)不同地質(zhì)的施工需要。內(nèi)側(cè)動力頭（3）與外側(cè)動力頭（4）能同軸逆向旋轉(zhuǎn)分別驅(qū)動螺旋鉆桿（1）和外側(cè)套管（6）鉆孔，不僅可以實(shí)現(xiàn)CFA工法還可以實(shí)現(xiàn)CFG工法、連續(xù)墻、鋼管樁等多種工法的施工。內(nèi)、外側(cè)動力頭獨(dú)立控制，采用電控馬達(dá)，根據(jù)負(fù)載采用不同的轉(zhuǎn)速檔位，實(shí)現(xiàn)兩檔變速，節(jié)能環(huán)保，提升施工效率。

（二）主機(jī)特點(diǎn)

主機(jī)通過更換動力頭來滿足不同的施工要求。當(dāng)主機(jī)配置旋挖鉆機(jī)動力頭時，可實(shí)現(xiàn)最大鉆深90米，最大孔徑2米的旋挖工法施工；當(dāng)主機(jī)配置雙動力頭，采用主卷揚(yáng)提升，加壓卷揚(yáng)進(jìn)行加壓實(shí)現(xiàn)鉆深15米，孔徑0.3米的套管長螺旋等多種工法的施工。

三、宇通YTR280C鉆機(jī)雙動力頭成孔原理

工作時內(nèi)側(cè)動力頭與外側(cè)動力頭同軸逆向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反作用力自身可以達(dá)到平衡。當(dāng)內(nèi)側(cè)動力頭帶動鉆桿鉆進(jìn)的同時外側(cè)動力頭驅(qū)動套管反向旋轉(zhuǎn)跟進(jìn)，這樣就可以達(dá)到護(hù)壁的目的，避免鉆孔坍塌，又可糾偏保證孔的垂直度，有利于長螺旋鉆具排土，成孔精度高，施工速度快，能夠應(yīng)對各種土層、砂層等復(fù)雜的地形。由于內(nèi)、外動力頭控制方式為獨(dú)立控制，單獨(dú)驅(qū)動任一動力頭，鉆機(jī)可以像普通的旋挖鉆機(jī)、長螺旋鉆機(jī)一樣進(jìn)行施工。與普通的CFA工法鉆孔機(jī)相比，雙動力頭旋挖鉆機(jī)克服了其輸土速度與鉆孔扭矩相矛盾的問題，普通的CFA工法鉆孔機(jī)施工時要實(shí)現(xiàn)快速輸土，要求鉆桿的轉(zhuǎn)速高，扭矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系為：

轉(zhuǎn)速高時扭矩必然會下降，鉆桿鉆進(jìn)切屑能力就會下降，雙動力頭鉆孔施工解決了這一矛盾，內(nèi)側(cè)動力頭帶動的長螺旋鉆桿在外側(cè)動力頭驅(qū)動套管逆向鉆進(jìn)時，可以提高向孔外輸土的速度。兩者同時施工，和傳統(tǒng)的下護(hù)筒后再鉆進(jìn)相比施工效率明顯提高。

在施工中，遇見硬地層時，下套管阻力較大，需要鉆機(jī)提供足夠大的扭矩，此時可以通過調(diào)節(jié)油缸的行程讓螺旋鉆桿對硬層進(jìn)行碎土、松土，減少土壤阻力便于套管的鉆進(jìn)。

四、宇通YTR280C鉆機(jī)雙動力頭施工工法

由于雙動力頭的存在，YTR280C旋挖鉆機(jī)能夠進(jìn)行CFA工法、CFG工法、鋼管樁、連續(xù)墻等工法施工。

（一）CFA工法

CFA工法是一種地基處理方法，適用于填土層、粘土層、砂土層、卵石層等地層，突出優(yōu)點(diǎn)是施工效率高、無污染、經(jīng)濟(jì)效益明顯。采用的主要設(shè)備有CFA工法鉆孔機(jī)、砼泵及其他輔助設(shè)備如攪拌機(jī)。成孔過程如圖2所示，內(nèi)側(cè)動力頭驅(qū)動長螺旋鉆桿，外側(cè)動力頭驅(qū)動套管，套管和長螺旋鉆桿同時進(jìn)行逆向鉆進(jìn)，渣土、巖屑等在鉆進(jìn)時沿著鉆桿上的螺旋葉片排出，套管上留有排出孔，達(dá)到預(yù)定鉆進(jìn)深度后，通過主卷揚(yáng)拔出鉆桿和套管，此時向螺旋鉆桿上部的彎管內(nèi)灌注混凝土，即邊提鉆邊灌漿，待螺旋鉆桿和套管提出孔外后，利用副卷揚(yáng)向孔內(nèi)下放鋼筋籠振動入孔，最后成樁。

（二）CFG工法

CFG樁具有施工效率高、質(zhì)量易控制、工期耗時短、工程造價低等優(yōu)點(diǎn)。CFG樁體的剛度在碎石樁和混凝土灌注樁之間，適用于多種土質(zhì)地基的加固，包括粘性土、粉質(zhì)土、淤泥質(zhì)土等，尤其是軟土地基，加固效果更為顯著。成孔過程如圖3所示，驅(qū)動雙動力頭，鉆到預(yù)定深度后，向長螺旋鉆桿內(nèi)灌注一定量的混凝土，在鋼管底部形成混凝土樁頭，然后通過主卷揚(yáng)將內(nèi)側(cè)動力頭驅(qū)動的長螺旋鉆桿拔出樁孔，外側(cè)動力頭驅(qū)動的鋼管從護(hù)筒驅(qū)動器上拆掉留在孔內(nèi)，形成鋼管樁。

（三）連續(xù)墻施工

YTR280C雙動力頭鉆孔機(jī)可以形成墻樁和咬合樁，具體選擇哪種樁要根據(jù)施工現(xiàn)場的需求。墻樁是按一定的順序進(jìn)行的鉆孔，兩個樁之間可以有間隙或者兩個樁相切；間隙的大小取決于土質(zhì)情況和施工中對樁基礎(chǔ)的要求。比較硬的土質(zhì)本身的承載能力大，樁間的距離可以適當(dāng)?shù)脑龃笮?。如果相鄰樁有一定的距離，可以按照順序1，2，3，4……進(jìn)行施工成樁；如果相鄰樁相切，先制作1，3，5等奇數(shù)位置的樁，大約2小時后，制作2，4，6等偶數(shù)位置的樁。

如果相鄰樁相互重疊，即為咬合樁，成樁過程為，先鉆1、5、9等位置上的孔并灌注成樁，然后3、7、11位置上的，最后2、4、6等位置。其中奇數(shù)樁按照A樁的施工工藝進(jìn)行，不需下鋼筋籠；偶數(shù)樁按照B樁的施工工藝進(jìn)行，需要下鋼筋籠。

宇通YTR280C雙動力頭旋挖鉆機(jī)已通過性能試驗(yàn)和工業(yè)性試驗(yàn)考核，并走出國門遠(yuǎn)銷美國數(shù)臺。其先進(jìn)的液電控制系統(tǒng)、工作效率高、一機(jī)多用優(yōu)勢，將會滿足未來樁工機(jī)械發(fā)展的需求。