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GXW-型旋挖工程钻机（一）钻机功用和特点
GXW-1000型旋挖工程钻机是一种用于桩孔的施工钻机。主要用于城市高层建筑、地下工程、水电、交通、港口、国防等基础工程灌注桩孔作业中。该钻机无须循环液施工,故减少了环境污染,也极大地降低了工程造价。此外,设备结构和操作工艺简单,工作可靠,并使生产成本低。它是目前城市基桩施工中广为采用的、最经济有效的钻机之一。其主要特点如下：
1）采用旋挖钻斗钻孔,无须循环液,钻渣采用绳索吊装排出孔外,避免了泥浆污染和泥浆处理。
2）钻杆采用插装式连接结构,装拆方便。
3）采用铰链提引器,克服了装拆钻杆时登塔作业,利于安全,文明生产。
4）采用液压步履机构,在现场移动灵活,对准孔位方便、准确。
5）采用机械传动,液、电操纵,钻机机械化程度高。
（二）钻机主要技术性能
GXW-1000型钻机主要技术性能如表1-13所示。
表1-13GXW-1000型钻机主要技术性能
（三）钻机的组成
钻机的组成如图1-52所示。钻机由底座、滑架、步履机构、塔架、动力头、油泵装置、液压系统、起塔油缸、孔口装置等组成。
底座和滑架为焊接结构,两者利用油缸可进行相对移动,油缸行程为1250mm。3台卷扬机、塔架、油泵装置、步履机构及操纵系统等部件都安装在滑架上。
塔架为无缝钢管焊接结构,并焊有动力头移动滑轨。动力头在塔架滑轨上做上、下滑动。塔架上装有两套天车：一套供提升动力头用,使得动力头能平稳地沿着滑轨上下移动；一套供辅助卷扬机提升用,并可用于装拆钻杆、吊放钢筋笼和灌注混凝土。
步履机构亦为焊接结构,弯梁部分同滑架滑轨配合,在钻机做步履时,承受钻机质量,使得钻机沿弯梁圆弧进行旋转运动,达到钻机移动时改变方向的目的。
动力头是机械传动式。电动机通过皮带驱动蜗杆减速器,再经一级齿轮减速器减速后,驱动钻杆旋转,实现钻孔。
卷扬机有3个,即旋挖钻头卷扬机、动力头提升卷扬机和辅助卷扬机。旋挖钻头卷扬机是供旋挖钻头的提升,实现排渣；动力头卷扬机是供动力头的提升和减压钻进；辅助卷扬机是为了吊装钢筋笼、灌注混凝土和装拆钻杆而设置的。
图1-52旋挖钻机总体结构图
1—底座；2—滑架；3—步履机构；4—塔架；5—动力头；6,7—滑车；8—油泵装置；9,10—卷扬机；11—液压系统；12—起塔油缸；13—孔口装置
（四）液压系统
钻机的液压系统如图1-53所示。它由油箱、齿轮油泵、压力表、多路换向阀组、单向节流阀、双向液压锁、纵移油缸、前后摆动油缸、前后支腿油缸、起塔油缸等组成。
液压系统的功能有两个：一是完成钻机液压步履移动,对准孔位。液压步履机构由前支腿油缸、后支腿油缸、纵移油缸、前摆动油缸、后摆动油缸组成。其动作由多路换向阀组来控制。单向节流阀的作用是使支腿油缸动作基本一致或按规律动作（前腿先起,后腿先落）。二是起落塔架并保持塔架在某一状态下稳定。起塔油缸的动作由换向阀来控制,双向液压锁的作用是对起塔油缸实现双向锁紧,使塔架在某一状态下保持稳定。
图1-53GXW-1000钻机液压系统图
1—油箱；2—滤清器；3—齿轮油泵；4—压力表；5—纵移油缸；6—后摆动油缸；7—前摆动油缸；8—前支腿油缸；9—后支腿油缸；10—单向节流阀；11—起塔油缸；12—双向液压锁；13—多路换向阀
（五）钻具结构
GXW-1000型旋挖工程钻机的钻具包括插装式钻杆、插销锁紧弹簧复位的铰链提引器、半合式的旋挖钻头（钻斗）。钻具结构如图1-54所示。它由导向钻头、旋挖钻头、钻杆、短钻杆、铰链提引器、活络吊钩等组成。旋挖钻头既是切削破碎工具,又是暂时存土的容器,其结构为半合式。钻杆采用插装式连接结构,装拆方便迅速。采用铰链式提引器,可免去了装拆钻杆时的登塔高空作业。
（六）钻机使用和操作
根据工程施工要求的孔径、孔深,确定钻具的匹配：直径大于800mm的钻孔,采用?152mm钻杆；直径在800mm以下的钻孔,采用?114mm钻杆。开孔时,第一根钻杆用长度为2m的短钻杆。将短钻杆与动力头上的铰链提引器连接,然后将活络吊钩套在钻杆上,将旋挖钻头吊到孔内与钻杆连接。
图1-54旋挖钻具结构图
1—导向钻头；2—旋挖钻头；3—钻杆；4—短钻杆；5—铰链提引器；6—活络吊钩
1.连接和拆卸钻杆
操纵动力头下降按钮,使动力头下降到适当高度,将铰链提引器上与锁销相连的锁帽拉出,并旋转某一角度,锁销即可从销孔中拉出。此时,提引器可绕销轴转动。将提引器扳到适当位置与辅助卷扬机吊装的钻杆上接头相对应,经检查钻杆接头处有无脏东西和毛刺后,便可将钻杆上接头插入提引器内的六方孔中,安装连接销轴并装开口销以防脱落。将锁帽复位,提升动力头至钻杆垂直状态,锁销复位表明钻杆上接头已接好。然后将钻杆下接头对准卡于孔口装置上的钻杆上接头。位置不合适时,可将动力头点动,一经对正后,便将动力头缓缓下降。接头结合到位后,安装连接销轴,并装上开口销以防脱落,用勾扳手将锁紧螺母锁紧。重复上述动作,即可继续连接下一根钻杆。拆卸钻杆时,按接杆时反顺序进行。
开孔时,第一根钻杆采用长度为2m短钻杆,将短钻杆与动力头上的铰链提引器连接,然后将活络吊钩套在钻杆上,将旋挖钻头吊至孔内与短钻杆相连接。适当提升动力头,让导向钻头上的传钮销轴离开孔底,将旋挖钻头脱离活络吊钩,自由下落,直至钻头与传钮销相结合。点动动力头,让其传钮销到位,经确认后,方可进行钻进。开孔时,应缓慢进尺,动力头做点动下降,每次下降50mm左右,进尺约500mm左右时,钻头筒内即装满了钻渣。遂停止钻进,使动力头点动反转,让钻头与钻杆脱开,然后操纵钻头提升卷扬机,使活络吊钩下降至孔底,通过钢丝绳的下降即可观察吊钩是否到位。在深孔钻进时,吊钩到位与否不易确定,可在钢绳上做出标记,在确认到位后,立即停止钢绳下降（因钢绳下降过多容易导致钢绳缠绕,造成提钻困难）。然后提升吊钩,使钻头缓慢上升。再根据地层情况适当控制提升速度。当提至孔口时,将定位钩打开,继续提升至适当位置,将孔口装置迅速推至钻头底下,并用孔口装置的挡板盖上。此后把钻头开闭钢绳套在挂耳上,并用销轴拴牢,再使钻头下降,将钻渣卸到孔口装置中。卸渣后,提升钻头,将开闭钢绳取下,继续下降钻头到孔口,确认定位钩是否到位；继续下降钻头,使活络吊钩到达孔口,打开吊钩,钻头便自由下落至孔底,即完成一个钻进周期。若周而复始,即为正常钻进。应该注意,在旋挖钻头从孔底提到孔口,卸渣以及钻头下落至孔底的过程中,导向钻头和钻杆是不动的。
钻进时,可根据不同的地层选择加压钻进或减压钻进。
加压钻进一般用于浅孔。加压钻进是将旋挖钻头提升卷扬机点动提升,钢绳通过动力头上的固定滑轮向钻杆加压,加压力的大小和钻进快慢与地层情况有关。
减压钻进在通常情况下采用。减压钻进是根据地层情况和进尺的快慢,通过动力头提升卷扬机将钻具和动力头提起一部分,从而达到钻具质量和动力头质量不会全部加于钻头之上,实现减压钻进之目的。
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GXW-1000型旋挖工程钻机是一种用于桩孔的施工钻机。主要用于城市高层建筑、地下工程、水电、交通、港口、国防等基础工程灌注桩孔作业中。该钻机无须循环液施工,故减少了环境污染,也极大地降低了工程造价。此外,设备结构和操作工艺简单,工作可靠,并使生产成本低。它是目前城市基桩施工中广为采用的、最经济有效的钻机之一。其主要特点如下：
1）采用旋挖钻斗钻孔,无须循环液,钻渣采用绳索吊装排出孔外,避免了泥浆污染和泥浆处理。
2）钻杆采用插装式连接结构,装拆方便。
3）采用铰链提引器,克服了装拆钻杆时登塔作业,利于安全,文明生产。
4）采用液压步履机构,在现场移动灵活,对准孔位方便、准确。
5）采用机械传动,液、电操纵,钻机机械化程度高。
（二）钻机主要技术性能
GXW-1000型钻机主要技术性能如表1-13所示。
表1-13GXW-1000型钻机主要技术性能
（三）钻机的组成
钻机的组成如图1-52所示。钻机由底座、滑架、步履机构、塔架、动力头、油泵装置、液压系统、起塔油缸、孔口装置等组成。
底座和滑架为焊接结构,两者利用油缸可进行相对移动,油缸行程为1250mm。3台卷扬机、塔架、油泵装置、步履机构及操纵系统等部件都安装在滑架上。
塔架为无缝钢管焊接结构,并焊有动力头移动滑轨。动力头在塔架滑轨上做上、下滑动。塔架上装有两套天车：一套供提升动力头用,使得动力头能平稳地沿着滑轨上下移动；一套供辅助卷扬机提升用,并可用于装拆钻杆、吊放钢筋笼和灌注混凝土。
步履机构亦为焊接结构,弯梁部分同滑架滑轨配合,在钻机做步履时,承受钻机质量,使得钻机沿弯梁圆弧进行旋转运动,达到钻机移动时改变方向的目的。
动力头是机械传动式。电动机通过皮带驱动蜗杆减速器,再经一级齿轮减速器减速后,驱动钻杆旋转,实现钻孔。
卷扬机有3个,即旋挖钻头卷扬机、动力头提升卷扬机和辅助卷扬机。旋挖钻头卷扬机是供旋挖钻头的提升,实现排渣；动力头卷扬机是供动力头的提升和减压钻进；辅助卷扬机是为了吊装钢筋笼、灌注混凝土和装拆钻杆而设置的。
图1-52旋挖钻机总体结构图
1—底座；2—滑架；3—步履机构；4—塔架；5—动力头；6,7—滑车；8—油泵装置；9,10—卷扬机；11—液压系统；12—起塔油缸；13—孔口装置
（四）液压系统
钻机的液压系统如图1-53所示。它由油箱、齿轮油泵、压力表、多路换向阀组、单向节流阀、双向液压锁、纵移油缸、前后摆动油缸、前后支腿油缸、起塔油缸等组成。
液压系统的功能有两个：一是完成钻机液压步履移动,对准孔位。液压步履机构由前支腿油缸、后支腿油缸、纵移油缸、前摆动油缸、后摆动油缸组成。其动作由多路换向阀组来控制。单向节流阀的作用是使支腿油缸动作基本一致或按规律动作（前腿先起,后腿先落）。二是起落塔架并保持塔架在某一状态下稳定。起塔油缸的动作由换向阀来控制,双向液压锁的作用是对起塔油缸实现双向锁紧,使塔架在某一状态下保持稳定。
图1-53GXW-1000钻机液压系统图
1—油箱；2—滤清器；3—齿轮油泵；4—压力表；5—纵移油缸；6—后摆动油缸；7—前摆动油缸；8—前支腿油缸；9—后支腿油缸；10—单向节流阀；11—起塔油缸；12—双向液压锁；13—多路换向阀
（五）钻具结构
GXW-1000型旋挖工程钻机的钻具包括插装式钻杆、插销锁紧弹簧复位的铰链提引器、半合式的旋挖钻头（钻斗）。钻具结构如图1-54所示。它由导向钻头、旋挖钻头、钻杆、短钻杆、铰链提引器、活络吊钩等组成。旋挖钻头既是切削破碎工具,又是暂时存土的容器,其结构为半合式。钻杆采用插装式连接结构,装拆方便迅速。采用铰链式提引器,可免去了装拆钻杆时的登塔高空作业。
（六）钻机使用和操作
根据工程施工要求的孔径、孔深,确定钻具的匹配：直径大于800mm的钻孔,采用?152mm钻杆；直径在800mm以下的钻孔,采用?114mm钻杆。开孔时,第一根钻杆用长度为2m的短钻杆。将短钻杆与动力头上的铰链提引器连接,然后将活络吊钩套在钻杆上,将旋挖钻头吊到孔内与钻杆连接。
图1-54旋挖钻具结构图
1—导向钻头；2—旋挖钻头；3—钻杆；4—短钻杆；5—铰链提引器；6—活络吊钩
1.连接和拆卸钻杆
操纵动力头下降按钮,使动力头下降到适当高度,将铰链提引器上与锁销相连的锁帽拉出,并旋转某一角度,锁销即可从销孔中拉出。此时,提引器可绕销轴转动。将提引器扳到适当位置与辅助卷扬机吊装的钻杆上接头相对应,经检查钻杆接头处有无脏东西和毛刺后,便可将钻杆上接头插入提引器内的六方孔中,安装连接销轴并装开口销以防脱落。将锁帽复位,提升动力头至钻杆垂直状态,锁销复位表明钻杆上接头已接好。然后将钻杆下接头对准卡于孔口装置上的钻杆上接头。位置不合适时,可将动力头点动,一经对正后,便将动力头缓缓下降。接头结合到位后,安装连接销轴,并装上开口销以防脱落,用勾扳手将锁紧螺母锁紧。重复上述动作,即可继续连接下一根钻杆。拆卸钻杆时,按接杆时反顺序进行。
开孔时,第一根钻杆采用长度为2m短钻杆,将短钻杆与动力头上的铰链提引器连接,然后将活络吊钩套在钻杆上,将旋挖钻头吊至孔内与短钻杆相连接。适当提升动力头,让导向钻头上的传钮销轴离开孔底,将旋挖钻头脱离活络吊钩,自由下落,直至钻头与传钮销相结合。点动动力头,让其传钮销到位,经确认后,方可进行钻进。开孔时,应缓慢进尺,动力头做点动下降,每次下降50mm左右,进尺约500mm左右时,钻头筒内即装满了钻渣。遂停止钻进,使动力头点动反转,让钻头与钻杆脱开,然后操纵钻头提升卷扬机,使活络吊钩下降至孔底,通过钢丝绳的下降即可观察吊钩是否到位。在深孔钻进时,吊钩到位与否不易确定,可在钢绳上做出标记,在确认到位后,立即停止钢绳下降（因钢绳下降过多容易导致钢绳缠绕,造成提钻困难）。然后提升吊钩,使钻头缓慢上升。再根据地层情况适当控制提升速度。当提至孔口时,将定位钩打开,继续提升至适当位置,将孔口装置迅速推至钻头底下,并用孔口装置的挡板盖上。此后把钻头开闭钢绳套在挂耳上,并用销轴拴牢,再使钻头下降,将钻渣卸到孔口装置中。卸渣后,提升钻头,将开闭钢绳取下,继续下降钻头到孔口,确认定位钩是否到位；继续下降钻头,使活络吊钩到达孔口,打开吊钩,钻头便自由下落至孔底,即完成一个钻进周期。若周而复始,即为正常钻进。应该注意,在旋挖钻头从孔底提到孔口,卸渣以及钻头下落至孔底的过程中,导向钻头和钻杆是不动的。
钻进时,可根据不同的地层选择加压钻进或减压钻进。
加压钻进一般用于浅孔。加压钻进是将旋挖钻头提升卷扬机点动提升,钢绳通过动力头上的固定滑轮向钻杆加压,加压力的大小和钻进快慢与地层情况有关。
减压钻进在通常情况下采用。减压钻进是根据地层情况和进尺的快慢,通过动力头提升卷扬机将钻具和动力头提起一部分,从而达到钻具质量和动力头质量不会全部加于钻头之上,实现减压钻进之目的。
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