旋挖钻机入岩施工一直是长期困扰我们旋挖钻机施工的一大难题，尤其是中小型旋挖钻机的入岩施工更是难上加难。在浙江中风化石灰岩层施工，桩孔直径φ800mm，成功入岩20米，并完整取出岩芯。体现出徐工XR240旋挖钻机的高可靠性，较好解决了中小型旋挖钻机难以入岩的难题。

一、中小型旋挖钻机入岩技术难点

中小型旋挖钻机入岩一直以来有以下几个技术难点：

1.轴向加压力小；

2.自身重量轻；

3.岩石对设备本身冲击大。

由于旋挖钻机轴向加压力的不足，很难实现快速地破碎岩石"跃进式破碎"的形式，主要有两方面的原因：

（1）岩石是具有各向异性、不均质、不连续的组织物，且岩石位于地底深处，地质条件复杂；

（2）中小型旋挖钻机本身重量小，既要保证中小型旋挖钻机的机动和灵活性，又要保证自身的重量能够承受住岩石的反作用冲击力，同时又能保证自己的安全和稳定性，这样对中小型旋挖钻机似乎是一个挑战。旋挖钻机的设计，以及适当的施工工法，都对旋挖钻机设计者提出了一个新的要求。中小型旋挖钻机在这个方面做出了重大的突破，在浙江工地中风化石灰岩层施工，孔直径φ800mm，成功入岩20m，岩石单轴抗压强度达到30MPa，耗时是2.2小时。工法采用的是筒钻，利用截齿的研磨或者疲劳破坏，再配备特制的工具将岩芯折断，并用筒钻将岩芯完整取出。

二、入岩施工

2019年10月旋挖钻机在浙江杭州施工，地质条件为中风化石灰岩层，单轴抗压强度为30MPa，孔径φ800mm，要求入岩20m，采用的是4×15.5m机锁杆，采用的钻具是带截齿筒钻，主要原理是利用筒钻截齿的自转和公转，对岩石进行磨削。

旋挖钻机的加压施工方式主要采用"恒定加压与点动加压相结合的方式"，恒定加压主要是产生静载，为磨削岩石提供恒定的加压力，点动加压主要形成对岩石的一定的冲击，实现岩石的局部破碎，这两种方式加压相互结合实现岩石的快速切削。由于岩石的软硬不均，转速会随着负载发生变化，造成钻进的过程中产生快慢交替的情况，亦对岩石造成一定的冲击作用，从而达到加速岩石切削的作用。

另外在钻进的过程中要不断产生加注水或者泥浆，主要是起到润滑和对钻斗降温的作用，减少钻头因为发热导致设备损坏。

三、岩芯的取出

当使用筒钻钻进达到规定的要求时，需要将岩石进行切断并取出。因为中小型旋挖钻机自身重量轻以及扭矩小，不能直接将岩石切断，这就需要专用的楔形钻斗，利用楔形加压的原理，楔形钻斗的加压力产生对岩芯的径向分力，末终将岩石折断。将楔块插入岩芯与孔壁的缝隙中，再施加加压力（利用钻杆下放形成的冲击力），从而将岩心成功地折断，再更换筒钻将折断的岩芯取出。

四、无限达总结

1.利用岩石的破碎机理，调整旋挖钻机的设计，配备合适的钻具，使得旋挖钻机入岩是完全可行的，并在实践中得到充分的论证，解决了中小型旋挖钻机不能入岩的问题。

2.小型钻机由于其自身重量较轻，要实现入岩须使用机锁杆以将整机重量传递到作业面，但较大的反作用力对整机结构的可靠性提出更高要求。

3.在岩石上钻孔，须配备合适的钻具，尤其是取出岩芯这个问题上，要配备合适的工具，因此在钻机工具的研究也是必不可少的，并将是我们今后旋挖钻机入岩研究的一个大方向。

4.旋挖钻机的工法研究更加必不可少，比如合理分配加压力与动力头转速的关系，入岩时须加注水或者泥浆，对钻具进行降温以及增加润滑。

5.对中小型旋挖钻机尤为重要的是由于自身重量的限制，在保证稳定性的情况下，合理分配钻杆、钻具、桅杆与钻机总重量的比例关系，同时又能发挥中小旋挖钻机的灵活、耗油低的特点。