建國70年樁工機械回顧與展望（下）

郭傳新

（中國工程機械學(xué)會樁工機械分會，北京 100007）

接上期。

2.11 全套管鉆機

1994年，昆明捷程樁工有限責(zé)任公司成功研制了我國第1臺搖動式全套管鉆機（搓管機），填補了國內(nèi)搖動式全套管鉆機的空白。

2012年，徐州盾安重工研發(fā)成功我國首臺DTR1505全回轉(zhuǎn)全套管鉆機，填補了國內(nèi)空白。

2015年11月，全球最大的全回轉(zhuǎn)全套管鉆機DTR3205H全回轉(zhuǎn)全套管鉆機徐州盾安重工下線，國內(nèi)全回轉(zhuǎn)全套管鉆機形成全系列產(chǎn)品。

2016年1月15日，盾安重工主編的JB/T12634-2016《建筑施工機械與設(shè)備 全套管全回轉(zhuǎn)鉆機》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)國家工信部批準(zhǔn)發(fā)布，2016年6月1日正式實施。

施工案例：高承壓水地層，成蘭鐵路太平站大橋施工，樁徑1.5m，下覆埋深超過90m壓力達1MPa的高承壓水灌注樁施工，目前最大成孔深度達到143.8m。施工單位：上海勇創(chuàng)建設(shè)發(fā)展公司、江蘇通州基礎(chǔ)工程公司、天津漢源鐵科基礎(chǔ)公司。使用設(shè)備：3臺盾安重工DTR2605 H全套管全回轉(zhuǎn)鉆機（見圖21）。

圖21 盾安重工DTR2605H全套管全回轉(zhuǎn)鉆機

圖22 上海金泰早期的標(biāo)志性抓斗產(chǎn)品SG40A

圖23 2008年南車北京時代第1臺抓斗下線

2.12 液壓抓斗

國產(chǎn)液壓抓斗近十幾年發(fā)展很快，先后有上海金泰、徐工、南車、三一、中銳等企業(yè)生產(chǎn)。

2003年，上海金泰工程機械有限公司開始自主研發(fā)和制造國產(chǎn)地下連續(xù)墻液壓抓斗，同年推出采用專用底盤、集成機電液一體化技術(shù)的地下連續(xù)墻液壓抓斗——SG30，中國首臺自主品牌的地下連續(xù)墻液壓抓斗誕生。

2007年，上海金泰早期的標(biāo)志性抓斗產(chǎn)品SG40A下線，并成功應(yīng)用于國家重點水利項目“南水北調(diào)中線項目興隆水利樞紐工程”，數(shù)十臺SG40A高效完成了興隆水庫95%的防滲墻成槽施工。2011年，在海拔4200m的西藏拉薩旁多水利工程中，上海金泰與中國水電基礎(chǔ)局合作對SG40A進行了升級改造，創(chuàng)造了108m超深防滲墻施工的世界紀(jì)錄（見圖22）。

2008年，南車北京時代第1臺抓斗下線（見圖23）。

2018年8月，中聯(lián)第1臺抓斗ZDG 500下線（見圖24）。

2018年，徐工升級版的全新一代E系列抓斗下線（見圖25）。

圖24 中聯(lián)第1臺抓斗ZDG500

圖26 中銳ZG60液壓抓斗

圖25 徐工升級版的全新一代E系列抓斗下線

圖27 中聯(lián)第1臺雙輪銑槽機ZC32

圖28 徐工XTC80/60M雙輪銑槽機

圖29 SC25/SC30/SC35雙輪攪拌鉆機

2019年，中銳ZG70液壓抓斗下線并投入寧波地鐵施工（見圖26）。

2.13 雙輪銑槽機

2013年5月，國內(nèi)首臺雙輪銑SX40在上海金泰下線。2018年，上海金泰雙輪銑SX50下線。

2014年9月，中聯(lián)第1臺雙輪銑槽機ZC32下線（見圖27）。

2015年6月，徐工基礎(chǔ)首臺雙輪銑槽機XTC80型成功下線，目前已實現(xiàn)系列化，包括XTC80/55、XTC80/60M、XTC80/60、XTC80/85、XTC100/105。

2018年，國內(nèi)首臺施工高度不超過7m的XTC80/60M雙輪銑槽機在徐工下線（見圖28）。

2.14 雙輪攪拌鉆機

2011年，上海金泰成功開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的SC系列液壓銑削攪拌鉆機。

2017年上海金泰工程機械有限公司SC液壓銑削攪拌鉆機技術(shù)及其施工工法成果——《超深等厚度水泥土攪拌墻成套施工裝備與技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用》項目榮獲國家科技進步二等獎（見圖29）。

2.15 TRD工法機

2010年，上海振中與日本三和機材公司合作聯(lián)合開發(fā)了步履式TRD工法機（見圖30）。

2012年11月，上海工程機械廠國內(nèi)首臺TRD-D工法機下線。2015年、2017年TRD工法機以“超深等厚度水泥土攪拌墻成套設(shè)備與技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”分別榮獲上海市科技進步一等獎和國家科技進步二等獎。2018年12月，完成TRD-80E工法機研制，成墻寬度0.90～1.0m，最大切削深度86m。

2.16 多軸鉆孔機

我國SMW工法施工用多軸鉆孔機早期全部從日本進口，如日本三和機材、三和機工，主要以二手機為主。1998年建設(shè)部北京建筑機械綜合研究所與上海金泰聯(lián)合研制的國產(chǎn)第1臺三軸鉆機ZKD110-65試制成功。近幾年國產(chǎn)的SMW工法用多軸鉆孔機，經(jīng)過不斷改進完善已能夠滿足國內(nèi)施工的需要，主要生產(chǎn)企業(yè)有上海工程、上海金泰、浙江振中等。從三軸到五軸，最大成墻深度已超過50m（見圖31）。

圖30 TRD-D工法機

圖31 多軸鉆孔機

2.17 樁架

樁架是工人們的習(xí)慣叫法，根據(jù)它的用途和構(gòu)造原理，實際上是打樁專用的起重與導(dǎo)向設(shè)備。柴油錘、振動錘、液壓錘、鉆孔機、振沖器、深層攪拌機等工作裝置在施工時都必須與樁架配套使用。樁架的作用主要是起吊各種樁錘、樁、料斗；給樁錘導(dǎo)向和變幅（打斜樁）；給樁錘以行走和回轉(zhuǎn)方式移動樁位。

解放初期，我國使用的樁架是外國洋行遺留下來的凡伯羅樁架，這種樁架是塔式的，卷揚機由蒸氣驅(qū)動，滾管移動樁位。操縱笨重，性能落后。

1966年，長沙建筑機械研究所與上海工程機械廠開始共同研制軌道式多功能打樁架。1968年DJG-25型多能軌道式樁架研制成功，填補了國內(nèi)空白，通過了技術(shù)鑒定。該機采用軌道行走底盤，多電機分別驅(qū)動，集中操縱控制，配D25型柴油錘，能吊樁、吊錘、行走、回轉(zhuǎn)移位，挺桿能水平微調(diào)和傾斜打斜樁，裝有升降電梯為打樁工人提供了良好的操作條件，受到了使用單位的歡迎。DJG-25多能樁架和D25型筒式柴油打樁錘曾榮獲全國科技大會獎和湖南省科技進步獎。

1973年，為了振動錘配套需要，長沙建筑機械研究所與北京機械化施工公司共同研制了40t振動沉拔樁架。

1978年，為了適應(yīng)D40型筒式柴油樁錘的配套需要，由浦沅工程機械廠和長沙建筑機械研究所又開發(fā)了DJG-40型軌道式打樁架。

70年代中后期，由于軌道式樁架機動性能較差，需鋪枕木和鋼軌，給基礎(chǔ)施工帶來很多不便，我國開始開發(fā)研制液壓步履式底盤樁架。上海基礎(chǔ)公司開發(fā)了長短船步履行走機構(gòu)。

1979年，河北新河鉆機廠和黑龍江雙城鉆機廠與北京市科研部門合作，開發(fā)了采用液壓油缸履靴和回轉(zhuǎn)機構(gòu)運動的步履式樁架。這種類型的樁架由于不需要鋪設(shè)枕木和鋼軌、結(jié)構(gòu)緊湊、造價較低、機動靈活、性能可靠而迅速推廣應(yīng)用，從此軌道式樁架開始逐漸被替代。步履式樁架是一種中國特色的樁架，到現(xiàn)在還被廣泛應(yīng)用。

1983年，長沙建筑機械研究所與連云港機械廠合作，研制了高層建筑成套設(shè)備ZJG40型振動沉拔樁架。

滾管式行走底盤結(jié)構(gòu)簡單，靠卷揚機拖拉縱橫向移位，成本低，價格便宜，受到鄉(xiāng)鎮(zhèn)建筑隊和中小建筑隊的歡迎。

履帶式懸掛樁架是利用施工單位的現(xiàn)有履帶式起重機配掛上立柱和水平支撐就可打樁，這種樁架簡單，操縱方便，適合打樁量不大的施工現(xiàn)場使用。

1982年，撫順挖掘機廠引進了日本日立建機公司的PD系列三支點履帶式樁架。

1987年，北京建筑機械綜合研究所與哈爾濱第一機器制造廠、上海工程機械廠聯(lián)合開發(fā)了DJU-95H型三支點履帶式樁架，使我國樁架達到了國外80年代初期水平。獲得部級科技進步一等獎。

1998年和2003年，上海工程機械廠又先后引進日本車輛株式會社H558和DH658全液壓履帶式樁架技術(shù)。這種技術(shù)先進的樁架價格較高，使用范圍受到一定的影響，目前批量還不大，但是隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和樁工機械行業(yè)的技術(shù)進步，今后將會得到發(fā)展。

1995年，山東卓力（原文登合力）將步履樁架和履帶樁架的優(yōu)點相結(jié)合開發(fā)出了電動履帶式樁架，成本與全液壓履帶樁架相比大幅度降低，移動又比步履式方便得多。該產(chǎn)品受到施工單位的歡迎。

2005年，北京三一重機SF558多功能電液履帶式樁架研制成功，結(jié)合國情，降低施工成本，將發(fā)動機改為電機驅(qū)動液壓系統(tǒng)。

2013年開始，北京建筑機械化研究院與上海振中研制的全液壓履帶式三支點打樁機JU110、JU140相繼問世（見圖32-33）。

2017年，徐工基礎(chǔ)與北京建筑機械化研究院、上海振中、浙江永安研發(fā)生產(chǎn)的XJU140履帶式樁架掛配XHP12液壓打樁錘設(shè)備獲得40臺出口大單，刷新出口記錄。該設(shè)備在尼日利亞丹格特?zé)捰蛷S項目中進行φ500mm沉管灌注樁樁基礎(chǔ)施工，得到了非洲用戶高度贊揚和肯定（見圖34）。

2015年開始，山河智能開發(fā)全液壓履帶樁架系列機SWCH598/680/880，多臺出口到韓國。

圖32 北京建筑機械化研究院與上海振中研制的全液壓履帶式三支點打樁機JU110

圖33 北京建筑機械化研究院與上海振中研制的全液壓履帶式三支點打樁機JU140

圖34 徐工基礎(chǔ)與北京建筑機械化研究院、上海振中、浙江永安研發(fā)生產(chǎn)的XJU140履帶式樁架

圖35 HZQH5000A機液一體式強夯機

2.18 小口徑多功能鉆機

小口徑多功能鉆機適用于在地基松軟易沉降區(qū)域以及抗震和施工時防止工業(yè)與民用建筑、道路等傾斜、下沉對地基進行改良加固處理，在建筑深基坑、礦山巷道、隧道以及水利、鐵路、公路和易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)的壩基、路基和邊坡等進行錨固支護以防坍塌和滑坡，進行地源熱泵鉆孔施工，隧道管棚、注漿孔、降水井、鋼管樁的施工等。

我國的小口徑多功能鉆機以簡易式為主，動力頭只能回轉(zhuǎn)沒有沖擊。如無錫探礦機械廠、西安探礦機械廠等地礦系統(tǒng)的企業(yè)生產(chǎn)的比較多。2006年北京建筑機械化研究院申報了國家“十一五”科技支撐計劃”、“建筑基礎(chǔ)深基坑支護施工設(shè)備（錨桿鉆機）研究與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)”，2008年國內(nèi)第1臺帶回轉(zhuǎn)沖擊功能的全液壓小口徑多功能鉆機JD110下線。后來徐工基礎(chǔ)、山河智能、宇通重工也相繼開發(fā)了此類鉆機。但是，此種先進鉆機國內(nèi)使用量一直比較少，仍有很大的發(fā)展空間。

2.19 軟地基加固機械

為了在軟弱地基上修路、建樓及進行其它工業(yè)與民用建筑的建設(shè)施工，必須對軟弱地基進行加固。加固的施工方法和機械設(shè)備較多，除振動沉拔樁錘打砂樁外，振沖器、深層攪拌機和強夯機是主要軟地基加固設(shè)備。

表4 樁工機械歷年獲獎情況

振沖器是一種能射水并產(chǎn)生水平方向激振力振擠砂、石等填料及周圍土壤，從面提高地基承載能力的軟地基加固設(shè)備。1978年，我國交通部水運規(guī)劃設(shè)計院、南京水利科學(xué)研究院與江陰振沖器廠共同研制成功了振沖器。生產(chǎn)振沖器的廠家主要先后有江蘇江陰振沖器廠、陜西水利機械廠、邯鄲建機廠、北京振沖等。

軟地基深層攪拌機是一種在軟地基鉆孔并攪拌和向軟基中注入水泥漿、石灰、粉煤灰等固結(jié)材料，待其固結(jié)后達到加固軟地基目的的機械設(shè)備。

1980年，江陰振沖器廠與冶金部建筑研究院共同研制成功了我國第1臺電機功率為30kW的深層攪拌機。

表2方案在最優(yōu)分配時可以具體到每一臺機床，這剛好彌補了表1方案的不足，進一步提高了設(shè)備的利用率，增加了設(shè)備管理和調(diào)度的靈活性．但表2方案也是對設(shè)備的可用生產(chǎn)時間進行拆分和最優(yōu)分配，因此其生產(chǎn)流程的切換和控制也更復(fù)雜一些．

強夯機也是加固軟弱地基的施工設(shè)備之一。通過強夯錘從數(shù)十米高處自由落下對軟地基進行夯實，達到擠密土壤和排水作用，從而加固了地基。這種施工方法和設(shè)備比較簡單，成本低。我國目前研制生產(chǎn)強夯機的單位有杭州重型機械廠和鄭宇重工。

20世紀(jì)80年代初，杭重機械在起重機的基礎(chǔ)上，研發(fā)生產(chǎn)出具有可靠性高、油耗低性能的W114全機械式強夯機，后又繼續(xù)改進升級為W115系列。2009年，“杭五”的QH550系列誕生。2010年，第1臺結(jié)合了液壓的行走、回轉(zhuǎn)和變幅裝置，機械的傳動裝置的HZQH3000A機液一體式強夯機在杭重誕生，型號范圍涵蓋300～1400t·m（見圖35）。

2009年，鄭宇重工第1臺液壓強夯機YTQH400下線。YTQH系列強夯機具有專業(yè)性強、作業(yè)效率高、穩(wěn)定性高、安全性高、操縱方便5大明顯優(yōu)勢。鄭宇重工連續(xù)多年市場占有率第一。

2016年，上海工程機械廠自主研發(fā)成功國內(nèi)首創(chuàng)的深層水泥攪拌處理系統(tǒng)（即DCM處理系統(tǒng)），該系統(tǒng)集多軸攪拌鉆機、后臺注漿系統(tǒng)和施工管理系統(tǒng)于一體。DCM處理系統(tǒng)已成功運用于香港機場第3跑道圍海造地軟基處理工程施工。

表5 原有樁工機械標(biāo)準(zhǔn)

2.20 其它樁工機械

近幾年，國內(nèi)開發(fā)了幾種新工法施工設(shè)備，時間較短，還在推廣之中。如潛孔錘鉆機、雙向螺旋擠土樁機、螺桿樁機、植樁機、灰土機密樁機等。

3 樁工機械歷年獲獎情況

樁工機械歷年獲獎情況見表4。

4 樁工機械標(biāo)準(zhǔn)概況

4.1 樁工機械標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展情況

（1）2008年以前，專業(yè)部管理階段。

1956年，建筑機械及建筑機械化研究所（中國建研院建筑機械化分院）；1956年，機械施工總局設(shè)計室（建設(shè)部北京建筑機械綜合所）；1979年，樁工機械領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)歸口管理工作。

（2）2008年-2013年，第一屆SAC/TC328/SC2。

國標(biāo)委綜合[2008]31號，批復(fù)成立全國建筑施工機械與設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會基礎(chǔ)施工設(shè)備分技術(shù)委員會換屆。第一屆委員19名，主任委員：趙偉民，秘書處承擔(dān)單位：北京建筑機械化研究院。

（3）2014年-2018年，第二屆SAC/TC328/SC2。

國標(biāo)委綜合[2014]1號，批復(fù)全國建筑施工機械與設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會基礎(chǔ)施工設(shè)備分技術(shù)委員會換屆。第二屆委員23名，主任委員：趙偉民，秘書處承擔(dān)單位：北京建筑機械化研究院。

（4）2019年及以后，第三屆 SAC/TC328/SC2。

國標(biāo)委[2019]。第三屆委員32名，主任委員：田廣范，秘書處承擔(dān)單位：北京建筑機械化研究院。

表6 現(xiàn)行樁工機械標(biāo)準(zhǔn)

4.2 原有樁工機械標(biāo)準(zhǔn)

原有樁工機械標(biāo)準(zhǔn)共31項，見表5。

4.3 現(xiàn)行樁工機械標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)行樁工機械標(biāo)準(zhǔn)共27項，見表6。

5 樁工機械協(xié)會及學(xué)會情況

原中國建筑機械化協(xié)會樁工機械分會于1984年5月在四川丹棱正式成立，有會員15家，30余人參加會議，會議討論通過了協(xié)會章程和有關(guān)文件，推選分會組織機構(gòu)。

2014年7月中國工程機械學(xué)會樁工機械分會成立大會在山東泰安召開。

從2004年開始組織行業(yè)內(nèi)企業(yè)參加德國寶馬展、美國拉斯維加斯展、日本建筑機械展、基礎(chǔ)工法等，進行交流考察。

6 展望

樁工機械發(fā)展方向：節(jié)能、環(huán)保、高效、數(shù)字化、智能化。

（1）結(jié)合施工工法，不斷開發(fā)新產(chǎn)品。樁工機械的特點是：要滿足不同的樁型、不同的地質(zhì)條件和不同的工程的要求，而且隨著施工方法的不斷出現(xiàn)，又需要開發(fā)新的品種，因此樁工機械行業(yè)的每種設(shè)備都有各自的適應(yīng)范圍，目前正處于快速發(fā)展期，企業(yè)一定要抓住機遇，打好基礎(chǔ)，定好位。

（2）加強自主創(chuàng)新，提升傳統(tǒng)產(chǎn)品性能，利用高新技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)品是行業(yè)提高競爭力的重要舉措。

（3）提高核心競爭力，以自主創(chuàng)新走向世界。近年來，樁工機械產(chǎn)品出口形勢喜人，但距世界先進水平還有一定的差距，要打造穩(wěn)定的市場占有率和品牌，企業(yè)一定要將產(chǎn)品、配套件、服務(wù)提升到一定的高度，這是實現(xiàn)國際化發(fā)展的基本保證。

（4）加強關(guān)鍵零部件的研究。

（5）積極開展產(chǎn)品再制造。

（6）加強操作人員培訓(xùn)。

（7）避免無序競爭，提倡和諧、共贏。企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略應(yīng)為利益關(guān)系者之間的共同發(fā)展，企業(yè)要結(jié)合國情和工程施工的特點，不斷自主創(chuàng)新，認(rèn)真研究市場，使每個企業(yè)都擁有自己的特色和品牌，形成差異化競爭格局，要走出一條適合自己的穩(wěn)健發(fā)展前道路。