旋挖钻机发展历史

旋挖钻机旋挖钻机是一种专门的灌注桩成孔作业施工机械，广泛用于市政建设、公路和铁路桥梁、高层建筑等基础施工，配合不同的钻头，适应于适用粘土，粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层等各种地质的成孔作业，可以适应微风化岩层的施工，适用于我国大部分地区的土壤及地质条件。

近年来，旋挖钻机作为钻孔灌注桩施工中一种较为先进的施工机械，因其适应桩径范围广、桩位定位准确、成孔质量好、自动化程度高、移动灵活方便等优点，特别是其具有高环保性和工作效率，在城市高层建筑基础及高速公路桥梁桩基施工中，显示出明显的优越性。

1. 国外发展状况
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，起源于美国卡尔维尔公司。

二战以前，在美国卡尔维尔公司问世，1948年意大利迈特公司首先开始研制，接着意大利、德国开始发展，70~80年代在日本得到快速发展。

目前在国内销售旋挖钻机的国外公司主要有德国宝峨公司、意大利士力公司、MAlT公司、lMT公司、CMV公司等。

国外生产旋挖钻机主要生产企业和产品如表2所示。

目前国外的旋挖钻机一般都设有摇管装置由2个或3个液压马达驱动的大扭矩动力头(可配套管连结器)。

液压系统采用恒功变量自动控制、自锁互扣钻杆、先进的监控仪表(tzU 发动机和液压系统自动监测和报警系统、钻孔深度显示、钻桅自动测斜纠偏装置)。

同时配有各种保险装置（如防止带负载起动和卷扬机超高限位等) 但各家公司的旋控钻机都有自己的技术特点。

具体分析如下：
德国宝峨公司其产品系列为BG12~BG25：在天津设有一家独资企业．宝峨公司钻机的立柱调整采用大三角形支撑结构。

遮设计可以加大变幅油缸安装距，增大钻桅的稳定性。

但他也使转台的设计变的复杂，且升高了运输时的整车高度。

国外车型中也仅有BAUER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。

动力头可根据负荷自动调节回转速度，具有弹簧、液压两级减振以及大型钻机为达到套管设置深度的要求而增设的变矩器。

MAlT公司目前已开发定型的大口径系列旋挖钻机中EB12、HR45、HR100、HR110为单一钻机功能设计HR 1 3 0、H R1 30／60、HR 1 80、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，还同时具有长螺旋(CFA)、地连墙、预制桩、切割桩、全套管等施工的性能。

在最近几年研制的中、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，直径为250~800 mm桩径。

该系列钻机也具有多功能性能，配置不同的工作装置．可进行80 m钻深微型桩 L、斜孔、高压旋喷等施工。

在MAlT公司系列旋挖钻机中，集国外钻机最大输出扭矩与最小机型为一身机型HR240—800钻机，最大钻进扭矩为790 kN m，最大钻径3 m，最大钻深110 m，最小机型BABYDRILL 钻机，最小钻径250 mm。

MAIT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~1]- 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，自锁式钻杆为短键嵌人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，另外卷扬机客绳量大、单绳缠绕可达到绳速高、提升力恒定和减少磨损。

除此以外，MAlT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，即大扭矩低转数、低扭矩高转数和中扭矩中转数，功率输出有高、低2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。

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。

NCB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。

自锁式钻丰千壁较厚，加焊有凹凸导向条以增加刚性和减少挠性变形，动力头有减振装量和清洗泵。

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人量。

CMV公司的钻机为了能在保证稳定性和垂直度的情况下改变工作半径以及穿越空中障碍物，采用平行连杆机构加三角形支撑型式，动力头可按土层自动调整扭矩和转速。

表2国外旋挖钻机主要生产企业及产品一览表
2. 国内发展状况
中国旋挖钻机产业起步晚，但发展较快。

早在20世纪90年代初．国内旋挖钻孔需求量少。

市场基本被国外钻机所垄断。

中国干1986年首次在基础施工中使用进口旋挖钻机。

目前国内生产旋挖钻机厂商有近20家，主要生产企业和产品如表1所示。

中国最近几年开发的旋挖钻机技术水平起点高，但品种少，还不能满足不断发展的基础施工市场的需要。

目前国内旋挖钻机生产厂家一般是在参考国91、同娄型产品技术的基础上开发设计的，有的甚至是引进国外技术生产。

所选用关键件一般为进口件，技术水平基本上达到了国外同类产品的先进水平。

但品种较少，基本上属于动力头扭矩在180～220 kN m之间，最大钻孔直径2 m，最大钻深60 m的产品，有待进一步向两头发展，开发最大钻孔直径1 2 m和3m左右的旋挖钻机，以满足市场需要。

国内主要生产产品的技术现状分析如下。

徐工集团主要产品有RD15 RD18、RD22三种旋挖钻孔机，是国内较早专业生产大口径液压旋挖钻机的厂家。

该系列钻机是在广泛吸收国外同类产品先进技术的基础上设计开发的商新技术产品，主要性能指标达到了当代国际同类产品的先进水平，液压件等美键零部件采用国际化配套，保证整机的可靠性。

整机采用液压伸缩式履带底盘，自行起落折叠式钻桅、伸缩式自锁钻杆，采用国际先进的PLC智能控制技术，CAN总线控制系统+具有钻孔定位自动对正、钻桅垂直度自动控制、孔深自动检测显示、钻孔速度扭矩自适应系统、故障诊断等多种智能化功能。

采用彩色屏翻屏显示，优化了界面，方便人工揉作，控制器、传感器等主要电气元件采用进口件，提高了产品可靠性。

采用液压先导控制，操作方便舒适。

该系列钻机采用进口CUMMINS系列发动机，RD22还采用了电喷发动机，最大扭矩250 kN m，最大成孔直径2500 mm，具有充足的功率储备，完全可以满足在中国高原地区的施工。

徐工钻机目前主要采用进口钻杆，整机具有主副卷扬防过卷安全保护、变幅安全限位、驾驶室内先导控制切断等可靠的安全保护装置。

操纵室视野开阔，装有冷暖空调并最犬限度地满足操作人员的舒适要求，整机外型美观大方，主要结构件采用高强度低台金结构钢焊接而成，机械强度高、刚度太，工作安全可靠。

北京经纬巨力工程机械有限公司是香港中国基础工程有限公司(CFC)10O％投资控股企业。

生产的产品主要有ZY120、ZY160、ZY200=种机型，其产品主要元件采用进口件，包括钻杆在内的结构件均为自制件，功能及技术性能与国内外同类产品相似，动力头采用双速减速机及单级平行轴齿轮减速增扭，所选发动机功率较大，可在高原等恶劣条件下作业。

河北石家庄煤矿机械公司最新推出的XZ一20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、钻杆等均从永腾公司进口，制造成本较高，因此售价大大高于国内同类产品机型，市场竞争力有待提高。

内蒙古北方重型汽车股份有限公司经过缜密的市场调研，与吉林大学联合研制了ZY-200型旋挖钻机，该机底盘选用卡特彼勒公司履带底盘，发动机选用美国cuMMfNs发动机，可以旋挖直径2 m，钻深60m的桩孔。

天津宝峨公司是德国宝峨公司设在天津的一家独资企业。

主要组装宝峨BG系列旋挖钻机和连续墙施工设备，并提供在中国所有宝峨公司产品的售后服务。

主要机型为BG20旋挖钻机。

该机最大的特点是动力头为双级扭矩输出，当小扭矩输出时，最大钻进速度可达到60 dmin，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，长度范围为30~58 m，发动机额定功率为145 kW，耗油量小，主要适合于在平原施工。

三一重机主要产品是SR220C型，最大扭矩220 kN·m，最大成孔直径2 000 mm。

该
机配置特点是底盘车体采用进口卡特彼勒可扩展底盘：动力头采用双马达双减速机结构，液压系统采用力士乐元件：整机结构布置与IMT公司机型类似。

因该机采用进口底盘，成本较高。

宇通重工新推出机型是YTR230。

该机型配置基本和三一重工的SR220C相同，主参数也基本相同。

这是该公司首次涉足旋挖钻机领域．在技术上有待进一步完善。

山河智能公司i~gSWDM，20钻机和徐州东明公司I~JTRM200钻机均采用自制底盘国产化钻杆，动力头为国内同一家公司生产，技术水平相差无几。

表1国内旋挖钻机主要生产企业及产品一览表
3. 旋挖钻机行业发展前景
首先，从产品的性能优势来看，旋挖钻机在未来相当长时间内仍将作为主要的桩工机械产品，不存在被替代的威胁。

尤其在桩径大、钻孔深的桩工程中，旋挖钻机的优势明显：其性能好、效率高，且污染小，在公路、铁路、桥梁与大型高层建筑物的桩基础工程中已成为首选设备，具有明显的优势。

参考国外形势：灌注桩钻机设备中，旋挖钻机占到2/3，可见旋挖钻在国内工程施工中有着广阔的用武之地。

再看市场需求。

在中国，可以说2003年青藏铁路工程以及北京奥运工程等的推动促成了旋挖钻机行业的第一次腾飞，那么2012年下半年起兴起的轨道交通建设热潮以及城
镇化持续推进等带来的巨大工程量无疑将成为旋挖钻行业实现再次腾飞的又一契机。

2012年是中国地铁建设“井喷”之年，多地轨道交通投资规划相继获得批复，将成为拉动旋挖钻机产品销售量的有力支撑。

据记者了解，中国目前已经建成并开通运营的城市轨道交通为1700多公里，已批复34个城市的近期建设规划一共有177个项目，141条线路，总里程大约是4382公里，总投资超过了2万亿元人民币。

预计到2020年，中国将有近50个城市发展轨道交通，网络总规模超过7000公里左右。

另外，城镇化进程的持续快速推进，基建、地产投资反弹和政府对西部地区基础设施建设的加速，包括交通、水利、城市建设、资源开发等在内的开发项目如火如荼地展开，这些都为旋挖钻机的销售提供了有利的市场环境。

对此，面对广阔的市场空间，国内旋挖钻机生产企业有必要进行整合升级，致力于追求技术进步，实现产品升级换代，并共同推动行业走向可持续性发展。

首先，各企业应苦练内功，加大研发投入，加强产品部件基础性试验和可靠性试验，加强产品的精细化制作，提升产品国际竞争力；其次，要创新营销模式，加强客户需求研究，大力推行技术性营销，努力实现与客户的双赢，与行业共同成长；再次，企业要继续加大出口力度，努力开拓国际市场，最终在世界范围内与国际品牌进行抗衡，真正做到立足中国，走向世界
4. 旋挖钻机发技术展趋势
(1)底盘专业化目前国内外生产的旋挖钻机绝大多数应用的是专用底盘，只有少数应用的是挖掘机底盘或起重机底盘。

这些底盘在设计上没有兼顾旋挖钻机的施工特点，在稳定性方面存在着一定缺陷。

(2)控制技术的智能化在起钻桅控制、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。

(3)多功能化即钻机采用的是多用途模块式设计。

国外钻机一般用于：
1)犬口经短螺旋和旋挖斗回转施工。

2)长螺旋施工。

3)全护筒跟管施工。

4)全护筒跟管+磨桩机施工。

5)液压抓斗地下连续墙施工。

6)高压旋喷施工。

7)潜孔锤施工。

8)预制桩施工。

以上不同工法的施工，只需要选装不同的工作附件，便可做到一机多用，节约使用成本。

(4)安全保护钻机的设计充分考虑操作人员的安全，并采取了一些措施：
1)驾驶室前窗配有FOPS(防坠物保护)。

2)卷扬的高度限位。

3)驾驶室内操作台安全控制。

4)发动机、液压等参数显示、报瞽。

(5)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2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，又可使操作手在舒适的位置长时间工作而不会感到疲倦。

(6)动力头MCS系统---套管钻进增扭装置增加套管跟管钻进增扭系统．可节省摆管机的应用，大幅度降低使用成本。