旋挖钻机在我国基础施工中已经得到了普及，虽然2011年旋挖钻机市场趋于冷清，但仍然有不少新用户进入旋挖钻机领域；他们或是投资者，或是从其他工程机械领域进入旋挖锚机领域。这些用户，由于对旋挖钻机的性能和旋挖施工工艺了解甚少，因此，很多时候很难发挥旋挖钻机的最佳使用性能，甚至导致设备损坏或施工成本大幅度增加。本期我们就如何提高旋挖钻机使用性能进行探讨。 
　　性能的影响因素 
　　化学泥浆：大家好，今天和大家探讨如何提高旋挖钻机的使用性能，大家都知道，任何设备的性能发挥都受诸多的因素影响，那么影响旋挖钻机使用性能发挥的因素有哪些?对旋挖钻机的认知程度 
　　化学泥浆：影响旋挖钻机性能发挥的因素是多方面的。首先，是否按工程情况选择合适的旋挖钻机，如200级别的旋挖钻机最大可以钻2m的孔径，但这个级别最适合的却是钻1.2m左右的孔径，如果小马拉大车，往往施工效率不高，且影响整机的使用寿命，得不偿失。其次，钻杆钻具的选择非常重要，各种地层都有最适合的钻杆钻具与之匹配，若都用一种钻杆钻具，往往事倍功半。第三，操作手的操作技能也会影响主机工作性能的发挥，经验丰富的操作手和新操作手在施工效率上差别很大，一些不规范的操作会导致设备损坏，甚至造成施工事故。第四，根据工程地质情况选择合理的施工工艺，特别是在一些复杂地层与极端工况，往往需要制定有针对性的施工方案才能保证高效施工。最后就是旋挖钻机的定时维护和保养非常重要，这一点对使用2年之后的旋挖钻机影响很大，如果维护保养不到位，旋挖钻机的工作性能会明显下降，主要表现在易发生故障，工作压力低，速度缓慢。 
　　工作装置合理配置因素 
　　化学泥浆：旋挖钻机中工作装置性能的高低，直接决定着旋控钻机的工作能力与效率。在实际的桩基础施工过程中，应根据不同的地质条件合理地选取动力头扭矩值及转速。在实际的施工中，当遇到中等硬度的地质结构时，旋挖钻机可以选取最大扭矩与最小转速搭配，此时发动机在最高挡位并输出最大功率，钻机的钻进效率最高。如果地层比较坚硬，此时不能强行加大扭矩，而应适当减小扭矩，调整转速，避免坚硬地质对钻具造成损害：当遇到较软地质时，扭矩值可以调整低些。转速提高些，配以适当的加压力，可使钻机达到最高的钻进效率。这种转速一扭矩的变化可以在最大功率限制下自动实现，不需要人工干预。各种类型的旋挖钻机虽然可以通过更换工作装置实现多工艺钻进以适应不同地层，但是，由于其价格昂贵，一般只配套了旋挖钻进的工装。因而，在施工地层方面就有一定局限。不宜钻进胶结致密、粒径大于10mm的卵砾石层，即使采用锁式或自锁式传压钻杆，配用入岩钻头，也不宜施工入岩桩孔，主要原因是钻进效率低，钻齿消耗量大，钻头和钻杆磨损严重，使施工成本大幅上升，还极易造成钻杆扭曲变形。 
　　用户短视盲目 
　　化学泥浆：前面，大家基本上从设备本身方面进行了探讨，那么，用户在使用过程中存在哪些误区影响了设备性能的正常发挥? 
　　盲目投资 
　　化学泥浆：用户在设备选购时就有很多不科学的地方，因为很多人根本没有施工经验或者对设备不了解，有很多用户在初次购买钻机时未结合施工要求而选用钻深最大的钻杆，而在施工过程中所遇工程钻深常常不及钻机最大钻深的一半。由于钻杆节数的增加，对钻杆的可靠性与寿命也有影响，钻杆的重量会增加很多，这样不仅带来了油耗的增加、钢丝绳磨损的加剧，还降低了施工效率，往往是得不偿失。所以建议用户在初次购买旋挖钻机时务必根据施工要求合理选择钻杆，而不要盲目追求大钻深。 
　　此外，很多用户抱着旋挖钻机“一杆一钻可以打天下”的思维选购设备。随着旋挖钻机施工在国内的快速推广，用户对施工工法的探索也不断深入，对高效率、低损耗、低风险等方面提出了更高的要求。而许多新入行的旋挖钻机使用者对钻具的选择并没足够的认识，往往是凭借一套钻杆和一种钻具去尝试各种不同的地质情况，最终导致的后果就是施工效率低下，钻具磨损严重，整车剧烈震动等等一系列问题。所以建议用户应深入研究施工工艺，因地制宜方能取得更大的经济效益。 
　　对工艺认知的欠缺 
　　化学泥浆：在施工过程中，有些用户认为硬地层钻进加压力越大越好，其实不然。近日随着高铁项目的降温，诸多用户逐渐转战南方市场，而南方地区复杂的地质情况对旋挖钻机施工提出了新的要求――入岩作业。许多用户认为硬地层施工时加压力越大，岩石就越容易破碎，施工效率就越高，甚至有些用户只为了追求更大的加压力，选择了卷扬加压方式，最终效果也是与想象中的效果相差千里，甚至有些用户经常遇到因断绳而带来了更大的损失。根据岩土破碎机理我们不难发现，岩土的破碎与切削正压力并不是简单的正比关系，它还与切向力、切削角度等有着很密切的关系。经过我们长时间的研究与探索，在保证整机稳定性的前提下，科学的布局钻具的钻齿，配合合理的加压力及控制方式会使入岩作业更加理想。 
　　保养不到位 
　　化学泥浆：影响旋挖钻机使用性能发挥的因素有很多，这里我主要从使用的角度谈谈自己的看法。再好的设备如果只使用而保养不当，也发挥不了它的性能。目前很多从事旋挖钻机行业的老板原来基本上都不是从事桩基础施工，他们不是被前几年的高铁蓬勃发展所吸引，就是被旋挖钻机营销人员所诱惑而入行。他们本身不具备桩基础施工的专业知识，甚至也不懂机械设备，如果再找不到专业的管理和操作人员，那么他们入行旋挖钻机就很“杯具”了，他们所买的旋挖钻机就更杯具了! 
　　因为对工艺和设备不懂，又出于节约成本的考虑，因此这些老板的旋挖钻机应该配的配件一般都没有没有配，到期更换的配件和液压油不会按期更换，又不能定期加注润滑脂进行及时保养，导致旋挖钻机的使用性能急剧下降。 
　　我曾经遇到一位用户在打孔时发生了孔内事故(护筒被操作手压入孔内15.5m处呈45°插入土层，该工程孔径1.8m，孔深78m)，我到现场处理这起事故，发现需要先更换孔内泥浆，但是现场只配备了1台3.5kW的泥浆泵，功率显然不足，没有配套大功率的泥浆泵的原因是因为老板觉得费用太高。此外，该机发动机冒黑烟很严重，询问得知已经进行过多次检修，结果拆下空气滤清器后发现里面很多死苍蝇，而且还有很多灰尘，最后得知，这台旋挖钻机自从购买后根本就没有任何日常保养。试问，用户这样使用旋挖钻机，还如何谈性能发挥呢? 
　　旋挖钻机是一种自动化程度很高的大型设备，它施工的对象是看不见的地下土层、岩层。那么，管理、使用当然也应是很专业的人员，这些人员不但要熟悉设备的使用与保养知识，还要能根据不同的地质条件调整钻进速度、钻压和泥浆配比，更为重要的是要严格对设备进行日常保养。 
　　制造商浮于表面 
　　化学泥浆：目前，国内外有很多制造商都在研发旋挖钻机，但各家的旋挖钻机性能良莠不齐。市场上旋挖钻机在设计方面有哪些不 足影响了旋挖钻机使用性能的发挥? 
　　核心技术欠缺 
　　化学泥浆：从近年来旋挖钻机的情况来看，首先，国产旋挖钻机针对不同地层的工况适应性有待加强，特别是在南方硬地层的施工时适应性差、主机的可靠性较低，严重影响了旋挖钻机的施工效率。其次，国内有些制造商不掌握底盘等核心部件设计及制造技术，采用挖掘机改制底盘，为了追求高经济性，在设计上超过了底盘的设计参数与承载能力，降低了可靠性并影响施工质量。再次，对于人机工程学的研究以及细节方面设计不够完善，整机操作舒适性和自动化程度较低，在操控的平稳性、连贯性和施工的可靠性方面较国外钻机有较大差距。最后，关键技术研究有待进一步提高，如机锁式钻杆由于国产管材料的力学性能较差、加压键条热处理工艺以及焊接工艺的研究不足，和国外同等型号的钻机相比，钻杆直径较大、设计笨重，严重影响旋挖钻机的使用性能，且使用可靠性差、寿命短。国外钻机使用双排绳主卷扬，正常施工基本没有问题，国产钻机受限于国内钢丝绳制造水平以及客户对于施工成本严格控制，双排绳结构主卷扬一直是行业无法解决的一个“难题”，特别是28t・m以上的大吨位旋挖钻机，钢丝绳寿命普遍较短并且难于控制，给用户带来较大的经济损失。 
　　施工能力达不到设计指标 
　　化学泥浆：由于旋挖钻机的设计施工能力如孔深、孔径与实际施工能力有一定的差异，有的达不到设计指标，强行施工会造成设备的损坏和难以维持高效钻进。 
　　旋挖钻机的工作装置是钻机的重要组成部分，其中动力头、加压装置及起拔装置的参数决定了旋挖钻机的主要工作性能。设计及使用中三者之间的关系协调不好，这些“硬性能”参数影响了旋挖钻机核心竞争力基础。经常遇到的瓶颈问题是“提不动”，大口径桩施工尤为明显。 
　　旋挖钻机的控制智能化是带有前瞻性的研究课题，尤其是大型旋挖钻机在失稳自诊断、发动机监控、自动加压、自动调直、自动倒立桅、自动调直、回转自动对位、自动测深、虚拟仪表显示、故障自诊断、声光报警与信息显示以及GPS远程监控系统等实现控制智能化方面的设计问题面临考验和挑战。 
　　质量控制不到位 
　　化学泥浆：我接触的旋挖钻机制造商和产品型号很多，而且很多机型也使用过，从中确实发现一些机器存在很多需要改进的地方。 
　　首先是结构件配合间隙问题。国产底盘与平行四边形变幅机构、变幅机构与桅杆、桅杆与动力头、动力头与钻杆、钻杆每一节的连接处、钻杆与钻具之间都存在间隙较大的问题。 
　　国产底盘与平行四边形变幅机构的间隙过大，在施工中会在扭矩太大时使机身左右摇动，对孔壁会形成一种揉动冲击力，严重时会造成孔壁坍塌。还会使机身偏移原来的位置而造成孔心位置偏移大于设计要求。 
　　变幅机构与桅杆的间隙过大，会使桅杆在施工时摆动。桅杆的摆动会造成孔径过大、充盈系数远大于设计值等问题，大大增加施工成本。 
　　桅杆与动力头的间隙过大，会使动力头在施工时向上翘起。这时钻杆是斜着钻进的，会造成斜孔，严重时会折断钻杆。 
　　动力头与钻杆的间隙过大，会使钻杆的键与动力头的键套在施工时产生强烈敲击。使键与键套都变形过大，严重时键的焊接点会脱离，这时扭矩就会集中作用于钻杆的这一点上，钻杆就会扭裂、扭断。 
　　钻杆每一节的连接处间隙过大，特别是机锁杆，在加压时就会使接头处有弯曲的现象。钻孔也会慢慢地向内弯曲，孔越深地层越硬，情况越严重，最严重时钢筋笼都不能安放。 
　　钻杆与钻具的间隙过大，会在施工时损失扭矩，且会摇动钻具：会扭裂钻具方头，会加大孔径。 
　　各个结构件间的配合间隙过大还会使扭矩传送损失，造成发动机油耗过大、施工效率低下等问题。所以，设计与生产人员应最大限度减少配合间隙。 
　　其次是桅杆方面的问题。桅杆是主要支撑件，它的设计很重要。我曾遇到一个品牌旋挖钻机的桅杆使用的板材太薄，在支撑液压缸的上部1m左右的地方常会弯曲，这是因为在竖起桅杆时那里受力最大。还有些品牌旋挖钻机的桅杆质量过大，而使整个钻机的重心抬高，结果在施工时机身摆动太大，施工质量很不好。这也是需要设计人员注意的地方。 
　　最后是钻斗(头)、斗齿(子弹头)的问题。钻斗(头)是主要的执行设备，斗齿(子弹头)是破岩的尖兵。我们现有的钻斗(头)、斗齿(子弹头)虽然很多，但也不能满足不同地质情况及施工特殊地层的需要，且材质性能也需提高。 
　　破解之策 
　　化学泥浆：前面大家对影响旋挖钻机性能发挥的因素和存在的问题进行了分析，最后请大家谈谈如何才能提高旋挖钻机性能? 
　　核心技术欠缺 
　　化学泥浆：提高旋挖钻机的使用性能是我们主机厂与广大用户的共同愿望，我们也一直致力于研究如何提高旋挖钻机的使用性能以实现产品价值最大化。 
　　首先，在设计上，我们始终以用户利益为导向，开拓创新，优化设计，提升钻机性能。例如，近两年，单排绳主卷扬旋挖钻机的开发应用，一举打破了国内外钻机多层绳主卷扬的传统，很好地解决了多层绳磨绳、咬绳的问题，大幅度提高钢丝绳的使用寿命。很多用户反映，多层绳钻机一根钢丝绳累计钻深可以达1000m左右，而单排绳平均可达3000m以上，有些最深的突破了10000m。 
　　其次，研究施工工艺，选择合理的钻杆钻具。企业应指导用户如何根据施工孔深、孔径及地质情况，科学、合理选用钻杆、钻具，要因地制宜。通常情况下，如用户所接工程为硬岩浅桩，应推荐用户选用4节或者3节机锁杆，3节机锁杆不仅降低钻杆故障率、节省油耗，并且可延长钢丝绳使用寿命。关于钻具的选用更要因“地”而异，一般应遵循以下几点：土层使用斗齿捞砂斗或直螺旋钻头：硬岩小孔径工况，使用截齿筒钻或锥螺旋钻头；硬岩大孔径工况，最好是多种规格截齿筒钻、螺旋钻和截齿捞砂斗配合使用，分次钻进。 
　　最后，坚持定期的维护与保养也能提高旋挖钻机的使用性能。发动机、减速机、提引器、钢丝绳、钻杆、电气元件以及各润滑点等重要地方的定期维护与保养可以使钻机长期保持良好的使用性能。如果平时不注意保养，到发生故障时才去关注，不但降低钻机的使用效率，且影响施工进度。所以，希望广大用户一定要重视钻机的维护与保养，这有百利而无一害。 
　　杨小军：在结构形式方面钻机的变幅结构应当兼顾平行四边形和大三角结构形式。运输时可整机放倒并折叠，运输高度和长度得到降低。同时加大变幅油缸安装距，增加钻机的稳定性同时承受更大的扭矩，改善入岩能力。 
　　在多能性方面，钻机通过分别配短螺旋钻头、螺旋回转头、岩心螺旋钻头后可以对各种黏性土、粉土、填土及中等密实以上的沙土、碎石土、中等硬度风化岩层等进行成孔作业；通过配置液压打桩锤，可“实现预置混凝土桩或钢桩的施工：通过配置长螺旋钻斗，液压抓斗，可分别进行长螺旋钻孔和地下连续墙施工。 
　　在产品系列化方面，要小、中、大三者兼顾。 既有适合狭窄区间作业、孔深和直径要求不太高的小型钻机，又要有入岩能力过硬的大型钻机。 
　　在强调智能信息化方面，电子信息化全面应用应深入到钻机的各个部件及工况的监控上：电子控制系统、手动和自动切换、监控桅杆垂直度的自动纠正系统、高精度钻孔倒土回转定位控制技术及相关信息的反馈显示、记录、打印等。 
　　最后从人性化设计方面考虑，舒适性硬件(冷暖风空调，可自动调节座椅)，操作手的操作便捷性、操作视野开阔性、控制手柄的合理布局上要全面考虑，以降低操作手的劳动强度。 
　　在使用方面，旋挖钻机进场前，一定要摸清施工现场的地质情况和该工程桩的设计深度，选择适合该工程的旋挖钻机，避免盲目进场带来不必要的经济损失。在刚开始钻进时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数。在钻进过程中，不可进尺太快。对粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺。而在松散易坍塌地层，则必须采用静态泥浆护壁钻进工艺。在提钻时，须及时向孔内补浆，以保证泥浆高度。旋挖钻机在选择上要根据所从事施工的桩基情况，选择钻孔能力适宜的机型。 
　　制造商理念提升 
　　化学泥浆：国产旋挖钻机在设计理念上主要还是以仿制国外的为主，虽然有很多专利，那也不过是把一些局部做了修改。此外，国内旋挖钻机生产企业多不是专业的桩工、钻探设备生产厂家，因此，因自身的专业缺陷而造成在设计与制造上难免会有一些不足。比如：主泵的型号选择不对，造成输出压力、流量达不到使用要求，太大输出功率过剩，还会损害液压元器件，太小又会造成输出功率不足，使设备运转无力；液压油管的管径太小，不能满足压力、流量的使用要求，最主要的表现形式就是经常爆管；液压马达、减速机的型号选择不对，会造成使用时的动力头转速、扭矩不够，行走无力等一些方面。 
　　在生产上也存在很多的不足，有些虽只是装配精度方面的，但它凸显的是一种人文方面的不足。我在深圳某基础公司工作时，公司新购买的旋挖钻机有2台就有问题。其中1台的液压管道多处漏油，检测发现液压管螺栓没有拧紧，还有一根油管使用了坏的密封圈；另外1台使用不到1个月时间，行走履带上的螺栓就掉了9个，这肯定是出厂前螺栓没有拧紧导致的结果。2010年在西宝线工地，维修支撑液压缸(漏油，密封件不耐用)，在拆卸缸内压紧螺母时，发现生产厂家没有将定位螺孔内的钻屑清理干净，导致螺母拆卸困难，丝扣损坏。 
　　用户施工能力提升 
　　化学泥浆：其实，在旋挖钻机的使用及维修保养中，用户只需根据旋挖钻机的使用说明书制定出与之相适应的操作规程，施工中将安全使用及维护设备的任务落实到责任人：在使用过程中及时掌握和反馈设备的运行情况，及时检查和消除发现的问题，使设备始终处于良好的工作状态，就能很好地发挥旋挖钻机的性能。 
　　良好的润滑是设备运行的保证，必须要定点、定时、定质、定量、定人。现场施工员要督促及检查，并做好保养记录。如发现油品不对、油路不畅等问题要及时汇报并解决；当旋挖钻机在施工中发生故障时，现场的操作及维修人员要及时排除，并做好记录，还要及时汇报给生产企业以便不断改进；再有，当旋挖钻机在施工运行时，要根据旋挖钻机使用说明书所给出的数据标准对设备进行检查并做好记录。只有全面掌握旋挖钻机的运行情况，我们才能及时发现及解决问题。保养是保证设备正常运行的唯一手段，是发挥设备优良性能的基石。 
　　钻具的选用也很重要。要根据不同的地质情况作出与之相适应的施工方案，组织好施工设备，采用最为合理的施工机具。钻杆的选用、钻斗(头)的选用都是一个项目成败的关键。在施工过程中要灵活的选用钻具，复杂地层不能一个钻斗(头)干到底，需根据地层的变化而变换钻斗(头)，必要时还要自己把钻斗(头)加工变型一下。在黏土层中施工，如果用捞砂斗很不容易出土，严重影响施工速度，这时可以换成开合钻斗施工，也可以在斗壁上多开几个孔让化学泥浆更好地润滑孔壁。