【正文】 、承載力大小、質(zhì)量的可靠性必須適應(yīng)建設(shè)場地的地層地質(zhì)特點和單樁承載能力要求，還需適應(yīng)我國物力、人力、財力、資源的實況和社會的發(fā)展?fàn)顩r。近二十年來基礎(chǔ)工程技術(shù)的發(fā)展有力地印證了這一點。其原因主要是由于沉管灌注樁的擠土效應(yīng)導(dǎo)致成樁質(zhì)量很不穩(wěn)定，斷樁、縮徑十分普遍。2 、引進設(shè)備要避免盲目性八十年代，上?；A(chǔ)公司、廣東基礎(chǔ)公司引進貝諾托工法設(shè)備，但迄今二十多年棄之不用。此外，如中建一局、六局等單位也將從國外工程承包中購置的貝諾托設(shè)備擱置起來。旋挖鉆機的大量引進就是在這種背景下發(fā)生的。第二節(jié) 旋挖鉆機的發(fā)展趨勢一、旋挖鉆機主機的技術(shù)發(fā)展趨勢 1 、采用全液壓驅(qū)動和電液比例伺服控制系統(tǒng)，使鉆機各機構(gòu)匹配，并聯(lián)工作； 2 、采用油缸或卷揚加壓提升，增大提升能力和加壓能力；3 、液壓元件大多采用國際先進成熟的產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的可靠性； 4 、底盤采用可伸縮式結(jié)構(gòu)，提高整機的穩(wěn)定性；采用多節(jié)自鎖式或摩阻式鉆桿及多種型式的鉆頭，可根據(jù)不同作業(yè)要求更換鉆桿、鉆頭； 6 、動力頭為雙驅(qū)動，既可進行鉆孔，又能驅(qū)動套管，一機多用； 7 、具有鉆孔深度、立柱垂直度自動檢測、熒屏顯示，提高定位鉆孔精度；8 、發(fā)動機、液壓系統(tǒng)、主副卷揚拉力等參數(shù)的自動檢測，熒屏顯示，提高智能化作業(yè)能力。多種回轉(zhuǎn)斗的配置，加大側(cè)刃的外伸尺寸，減小切削阻力，防止鉆進過程中產(chǎn)生真空，提高作業(yè)適應(yīng)性和施工效率；短螺旋舍棄雙轉(zhuǎn)速，簡化控制；增加刮土器，提高作業(yè)效率；正反循環(huán)鉆具配置，加循環(huán)水箱和振動篩，使鉆機適應(yīng)硬質(zhì)地層作業(yè)；各種長螺旋鉆具的配置；各種地下連續(xù)墻抓斗的配置；擴孔、擴底及其相應(yīng)的配置；液壓振動錘的配置；套件驅(qū)動裝置的配置：針對我國的國情，旋挖鉆機未來的發(fā)展方是向兩頭發(fā)展：一是向大型或超大型機方向發(fā)展，使鉆機具備超大功率和扭矩的輸出能力，加大鉆機的成孔深度和成孔口徑，并配備多種不同工法用的工作裝置，實現(xiàn)一機多用；二是向小型機方向發(fā)展，使鉆機具備小功率、低成本、機動性強等能力，大力開拓工民建樁基市場，逐步取代該市場仍在大量使用的老式正反循環(huán)鉆機。旋挖鉆機采用的是多用途模塊式設(shè)計，可用于多種樁的施工：（一）灌注樁旋挖鉆機一般用于大口徑短螺旋和旋挖斗施工，除此之外，還可配置長螺旋鉆具．全套管與沖抓斗、液壓抓斗、反循環(huán)鉆具、高壓旋噴機具、潛孔錘機具、液壓錘和柴油錘、振動錘等，用于螺旋鉆孔灌注樁、鉆孔擴底灌注樁、潛水鉆成孔灌注樁、鉆斗鉆成孔灌注樁、反循環(huán)鉆成孔灌注樁、貝諾托灌注樁、中掘施工法樁、振動沉管樁、錘擊沉管樁、振動沖擊沉管樁等灌注樁的施工。（三）地下連續(xù)墻旋挖鉆機還可配置液壓抓斗，用于地下連續(xù)墻的施工。各型式可以是下述分類中的一種，也可以是下述分類中的不同組合。 2 、內(nèi)燃式旋挖鉆機：動力源為內(nèi)燃機驅(qū)動的旋挖鉆機。 2 、輪式旋挖鉆機：底盤為輪式的旋挖鉆機。第三章 旋挖鉆機的基本構(gòu)造及工作原理第一節(jié) 概述TR系列旋挖鉆機是北京南車時代重工公司獨立研發(fā)的地基基礎(chǔ)施工機械產(chǎn)品，在設(shè)計和制造上吸取了國內(nèi)外著名品牌產(chǎn)品的優(yōu)點，主要性能達到國際同類產(chǎn)品水平。旋挖鉆機可廣泛應(yīng)用于城市高層建筑、鐵路、公路、橋梁、機場、港口等樁基礎(chǔ)工程的鉆孔灌注樁成孔的施工，具有成樁速度快、施工效率高、環(huán)保節(jié)能等特點。旋挖鉆機的結(jié)構(gòu)從功能上分，主要包括底盤和工作裝置兩大部分。旋挖鉆機的工作裝置主要包括變幅機構(gòu)、桅桿、主、輔卷揚、動力頭、隨動架、加壓裝置、鉆桿、鉆具等（詳見“機械結(jié)構(gòu)部分”）。彩色顯示屏直觀顯示工作狀態(tài)參數(shù)，整機操縱上采用先導(dǎo)控制、負荷傳感，最大限度地提高了操作的方便性、靈敏性和安全舒適性，充分實現(xiàn)了人、機、液、電一體化。第二節(jié) 工作原理旋挖鉆機鉆進成孔工藝：旋挖成孔首先是通過鉆機自有的行走裝置和桅桿變幅機構(gòu)使得鉆具能迅速到達樁位，利用桅桿導(dǎo)向下放鉆桿將底部帶有活門的桶式鉆頭放置到孔位．鉆機動力頭裝置為鉆桿提供扭矩、加壓裝置通過加壓動力頭的方式將加壓力傳遞給鉆桿、鉆頭，鉆頭回轉(zhuǎn)破碎巖土，并直接將其裝入鉆斗內(nèi)，然后再由鉆機提升裝置和伸縮式鉆桿將鉆頭提出孔外卸土，這樣循環(huán)往復(fù)，不斷地取土、卸土，直至鉆至設(shè)計深度。而在松散易坍塌地層，則必須采用靜態(tài)泥漿護壁鉆進工藝 。第三節(jié) 機械系統(tǒng)的基本構(gòu)造一、機械結(jié)構(gòu)：旋挖鉆機的結(jié)構(gòu)從功能上，分為底盤和工作裝置兩大部分。 圖3—1旋挖鉆機結(jié)構(gòu)圖二、底盤底盤是鉆機工作裝置部分的安裝基礎(chǔ)，由行走機構(gòu)、底架、上車回轉(zhuǎn)組成．見圖3－2。主要由底座和履帶支重輪架、液壓馬達、減速機、驅(qū)動輪及張緊裝置、履帶、支重輪、托輪、引導(dǎo)輪等部件組成。 X 型、箱式斷面的底座提供出色的抗扭抗彎強度。支重輪、托輪、引導(dǎo)輪都是密封潤滑，能夠適用惡劣的工作環(huán)境和比較高的工作強度。行走機構(gòu)的履帶具有張緊度調(diào)節(jié)功能。調(diào)整履帶張緊度時，用手壓黃油泵向張緊裝置的張緊油缸注油口注入適量油脂 。底架用于安裝和支承履帶行走機構(gòu)，內(nèi)部裝有液壓油缸、液壓系統(tǒng)的“中心回轉(zhuǎn)接頭”。通過液壓油缸的伸縮運動實現(xiàn)了履帶行走機構(gòu)的展寬和縮回?；剞D(zhuǎn)臺是工作裝置部分的安裝基礎(chǔ)，發(fā)動機、液壓系統(tǒng)、駕駛室、變幅機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、配重等部件直接安裝在其上。能夠感應(yīng)負載變化．并相應(yīng)調(diào)整輸出功率的大小。2 、TR13TR160型旋挖鉆機采用的是邦利集團挖掘機底盤改制而成。三、工作裝置工作裝置包括變幅機構(gòu)、桅桿總成、隨動架、動力頭、主卷揚、輔卷揚、加壓裝置、鉆桿、鉆具等。由動臂、聯(lián)結(jié)體、支撐桿、變幅油缸等組成，見圖3—3 。 圖 3—3 旋挖鉆機變輻機構(gòu)回轉(zhuǎn)臺—動臂—支撐桿—聯(lián)結(jié)體通過銷軸鉸接，組成一個平行四邊形機構(gòu)。滿足了桅桿平移、升降的工況要求。桅桿是鉆機的重要機構(gòu)，是鉆桿、動力頭的安裝支承部件及其工作進給的導(dǎo)向部件。桅桿為三段可折疊式?；喖芙Y(jié)構(gòu)如圖 3—5 ，安裝于桅桿的頂端，工作時用螺栓與桅桿聯(lián)接?；喖転檎郫B式，運輸時與桅桿鉸接聯(lián)接，以降低運輸狀態(tài)時整機的高度。4 、動力頭動力頭是鉆機最重要的工作部件，結(jié)構(gòu)如圖3—7．它由液壓馬達、減速機、動力箱、緩沖裝置、滑移架、聯(lián)接板、壓盤組成。液壓馬達的高速旋轉(zhuǎn)通過減速機減速以后，減速機的動力輸入給動力箱中的齒輪軸，齒輪軸小齒輪與齒圈嚙合，形成最后一級減速。緩沖裝置的作用：當(dāng)鉆孔深度超過第一層鉆桿的長度時，下鉆桿時會沖擊動力頭，特別是卡鉆時的意外情況，沖擊力更大，此緩沖裝置可緩解對動力頭的沖擊，保護動力頭不受到損壞。壓盤的作用是鉆斗上提時與鉆斗上的碰塊相撞，打開鉆斗卸渣。兩種轉(zhuǎn)速通過液壓系統(tǒng)進行切換，切換時有 3 秒滯后延時。主卷揚的功能是提升或下放鉆桿，是鉆機完成鉆孔作業(yè)的重要組成部分，其提升和下放鉆桿的工作由液壓系統(tǒng)驅(qū)動和控制。 圖 3—8 旋挖鉆機主卷揚6 、輔卷揚輔卷揚由液壓驅(qū)動機構(gòu)、卷揚筒、卷揚支座、鋼絲繩、壓繩裝置等組成。7 、加壓裝置加壓裝置由加壓油缸和卷揚加壓組成。摩阻式鉆桿加壓方式：由于鉆桿作旋轉(zhuǎn)運動，鉆桿鍵側(cè)與動力頭輪轂的鍵產(chǎn)生正壓力，正壓力產(chǎn)生摩擦力，由于加壓油缸對動力頭的加壓動作，此摩擦力實現(xiàn)鉆桿鉆孔工作的進給運動。由于此方式需解鎖，有時解鎖不徹底，容易造成卡鉆，只有當(dāng)鉆孔進給阻力大時才可采用。加壓油缸活塞桿縮回，起拔動力頭，在埋鉆的悄況下，也可以用來起拔。8 、鉆桿鉆桿是鉆機向鉆具傳遞扭矩和壓力的重要部件。TR250D旋挖鉆機出廠標準配用的鉆桿是磨阻式五節(jié)鉆桿（ 14 米* 5節(jié)），鉆孔有效深度可達 68 米。TR220D旋挖鉆機出廠標準配用的鉆桿是磨阻式五節(jié)鉆桿（ 13 米* 5節(jié)）．鉆孔有效深度可達 60 米。 TR180D旋挖鉆機出廠標準配用的鉆桿是磨阻式五節(jié)鉆桿（ 12米 *5 節(jié)），鉆孔有效深度可達55 米。 TR135D旋挖鉆機出廠標準配用的鉆桿是磨阻式四節(jié)鉆桿（ 12 米 *5 節(jié)），鉆孔有效深度可達 55米。鉆具有撈砂斗、土鉆斗、螺旋斗、筒鉆、清底鉆斗、擴孔鉆頭等。第四節(jié) 動力系統(tǒng)的基本介紹旋挖鉆機作為一種移動式施工機械，其動力系統(tǒng)普遍采用柴油發(fā)動機為原動力。圖 3—9 為TR220D旋挖鉆機采用的CATERPILLAR（卡特彼勒） C—9 工業(yè)柴油機。每一步發(fā)展都在一定程度上提高了柴油燃燒率，降低了污染排放。渦輪增壓技術(shù)利用發(fā)動機的排氣能量經(jīng)排氣渦輪轉(zhuǎn)換為壓氣渦輪能量，將發(fā)動機進氣壓縮，并借助空—空中冷器的冷卻作用，比較常壓吸入密度高得多的空氣送入氣缸與燃油混合燃燒．從而有效增大柴油機的空燃比．幫助燃油及時、完全燃燒，使柴油機的指示功率增大，經(jīng)濟性提高；同時增壓燃燒的過量空氣環(huán)境能有效降低廢氣中的 NOX和 CO 。柴油機電控噴射技術(shù)所要解決的核心問題是燃油定量和噴油定時。從技術(shù)機制上，柴油機電控噴射技術(shù)則經(jīng)歷了 3 個階段：第一階段，凸輪壓油+位置控制；第二階段，凸輪壓油+電磁閥時間控制；第三階段，凸輪壓油+共軌蓄壓+電磁閥時間—壓力控制。只是用以單片機為核心的控制器 ECU( Eleclmnicco Control Unit ）指令執(zhí)行器—電動機（調(diào)速器）代替機械離心式調(diào)速器。第三階段的電控共軌系統(tǒng)是迄今為止柴油機電控噴油技術(shù)中，結(jié)構(gòu)最完善、性能最先進、技術(shù)難度最大的電控噴油系統(tǒng)，其系統(tǒng)組成及控制框圖分別如圖 3—12 、圖 3—13 所示。在獲得最佳經(jīng)濟性的同時，取得減少廢氣有害成分的排放目標，并且給柴油機帶來了技術(shù)性能的全面提高。二、卡特 330C—9 發(fā)動機知識介紹卡特330C－9發(fā)動機結(jié)構(gòu)包括二大機構(gòu)、五大系統(tǒng)。 （一）卡特330C－9發(fā)動機特性與結(jié)構(gòu)參數(shù) l 、特性 ( l ）直列六缸水冷式柴油機 ( 2 ）功率范圍： 205~287kW ( 275~385 馬力）。 2 、結(jié)構(gòu)參數(shù)缸徑 112mm：沖程 149 mm；排量 8 . 8L ；重量 681kg （二）機體曲柄機構(gòu)機體曲柄連桿機構(gòu)作用將往復(fù)活塞式內(nèi)燃機燃料的化學(xué)能通過燃燒放出熱能，再轉(zhuǎn)換為機械能。3 、帶輪通過皮帶、張緊裝置帶動水泵、空調(diào)壓縮機、發(fā)電機、風(fēng)扇工作。（三）配氣機構(gòu) l 、配氣機構(gòu)的作用按照發(fā)動機六缸工作過程的需要，定時地開啟和關(guān)閉進氣門、排氣門，實現(xiàn)發(fā)動機高速旋轉(zhuǎn) 。3 、每缸工作過程進氣行程：缸內(nèi)壓力為 78~88kPa，缸內(nèi)溫度為50~70度；壓縮行程：缸內(nèi)壓力為2940~4900kpa，缸內(nèi)溫度為 500~700度；做功行程：開始時缸內(nèi)壓力為 5880~8820kpa，缸內(nèi)溫度為 1500~2500度；終止時缸內(nèi)壓力為290~390kpa，缸內(nèi)溫度為 780~8870 度；排氣行程：廢氣壓力高于大氣壓力約為103~123kpa，溫度為 300~700度。氣門間隙若氣門間隙過小、便可能在熱車時因氣門的膨脹變形使此間隙消除而造成關(guān)閉不嚴；若氣門間隙過大，則影響氣門的開啟量，并可能在氣門開啟時產(chǎn)生較大的沖擊噪聲。 （2）可調(diào)整4缸進氣門為 0 . 38 mm，調(diào)整（3）擰緊鎖緊螺母，復(fù)查一次。 （5）可調(diào)整6缸進氣門為 6 。 （7）取出盤車工具，蓋上蓋子。 l 、低壓燃油系統(tǒng) （1）低壓燃油系統(tǒng)組成加油泵→油箱→手動泵→燃油油水分離器→燃油泵→ECM模塊→燃油濾清器→發(fā)動機風(fēng)扇前端→l 缸噴油嘴→2 缸噴油嘴→3缸噴油嘴→4缸噴油嘴→5 缸噴油嘴→6 缸噴油嘴→發(fā)動機后端→燃油壓力調(diào)節(jié)閥→油箱 （2）各零部件結(jié)構(gòu)油箱：里面裝有燃油位傳感器(可變式電阻），油箱中的浮子在不同液位，得到電阻位的大小不同，5 伏直流電通過該電阻，形成不同電流作為信息傳給ECM和監(jiān)控器，顯示燃油的油位；油箱有兩個不同液位的出口，較高的出口為輸出到發(fā)動機，較低的出口為放油口，作為清洗油箱用。燃油油水分離器：它能過濾大于13微米燃油懸浮的顆粒雜質(zhì)；還能分離出燃油中的水分，并收集在濾杯中；若燃油水分不及時排除、將對噴油器產(chǎn)生嚴重損傷。燃油濾清器：它能清除燃油中98 ％的兩微米顆粒以及大于兩微米的燃油雜質(zhì)顆粒，它的使用和定期維護能明顯提高噴油器的壽命 。它是由電磁線圈、提升閥、增壓活塞、增壓柱塞、柱塞回位彈簧、單向閥、噴油柱塞、噴油頭、回油閥等組成。一部分驅(qū)動油使提升閥上提，切斷去往增壓活塞驅(qū)動油； ② 輔助噴射：電磁閥得電，電驅(qū)上提，切斷流入噴油頭驅(qū)動油，使壓住針閥驅(qū)動油流入缸頭，一部分驅(qū)動油使提升閥上提，切斷去往增壓活塞驅(qū)動油；同時驅(qū)動油進人增壓活塞，打開針閥，燃油開始噴油。同時驅(qū)動油繼續(xù)進入增壓活塞，使增壓活塞壓力不斷增大； ④ 主噴射：電磁閥得電，電驅(qū)上提，又切斷流入噴油頭驅(qū)動油，使壓住針閥驅(qū)動油流入缸頭，針閥打開；同時驅(qū)動油繼續(xù)進入增壓活塞，使增任活塞壓力不斷增大，推動活塞把燃油高壓噴入； ⑤ 補充噴射：電磁閥失電，電驅(qū)下放，大部分驅(qū)動油流入噴油尖又壓住針閥，燃油立刻停止噴射；增壓活塞驅(qū)動油停此推動活塞。燃油壓力調(diào)節(jié)閥：它由一個節(jié)流孔、金屬濾網(wǎng)和一個簧壓的單向閥組成，節(jié)流孔是一個限流裝置（流量限制裝置，它能夠增加供油壓力）；單向閥在壓力大于等于 35kpa 時打開；當(dāng)發(fā)動機熄火并且不存在油壓時，單向閥關(guān)閉。2 、高壓燃油驅(qū)動系統(tǒng)( l ）循環(huán)途徑機油盤→機油泵→機油冷卻器→沖機油濾清器→液壓驅(qū)動泵（HEUI泵）→噴油驅(qū)動壓力傳感器（IAP 傳感器）→噴油器→機油盤( 2 ）各零部件結(jié)構(gòu)液壓驅(qū)動泵（ HEUI泵）：結(jié)構(gòu)：由變從輸送軸向泵和泵壓力調(diào)節(jié)器組成。ECM每秒將實際驅(qū)動壓力和理想驅(qū)動壓力比較 67 次，當(dāng)出現(xiàn)不匹配時，ECM將調(diào)整泵壓力調(diào)節(jié)器的電流，使實際驅(qū)動壓力與理想壓力趨于相等。(五)潤滑系統(tǒng)循環(huán)途徑機油盤→集濾器→機油泵→機油冷卻器→機油濾清器→分散到液壓驅(qū)動泵（HEUI 泵）、禍輪增壓器、主油道中活塞冷卻噴油嘴、上軸承、凸輪軸承、惰輪軸承、搖桿機構(gòu)、氣門機構(gòu)、前殼體等零部件 2 、機油泵：它能把機油從油盤泵；還能夠使機油壓力增加到 240～480kpa 。