為深度踐行創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,加速推進以科技創(chuàng)新為核心的全面創(chuàng)新,實現(xiàn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,我院于2022年重磅發(fā)布《科技創(chuàng)新三年行動計劃》(2022-2025年)。
自《計劃》發(fā)布以來,全院科技人員砥礪奮進、攻堅克難,取得一系列技術(shù)突破和科技成果。2025年恰逢北勘院建院70周年,特開辟“科創(chuàng)成果巡禮”專欄,對我院科創(chuàng)成果進行概要展示,促進成果的宣傳推廣和轉(zhuǎn)化應用,為推動創(chuàng)新型企業(yè)建設邁出堅實步伐。
在城市更新行業(yè)背景下,基于傳統(tǒng)設備無法在有限空間施工的痛點,北勘院依托重點研發(fā)項目,精準分析市場需求,集中開展技術(shù)攻關(guān),成功研制了“低凈空多功能鉆機”專利設備,設備兼具大功率、微尺寸、多功能特點,精準定位于低凈空巖土治理作業(yè)難題,形成兩種動力模式下設備及鉆桿鉆具產(chǎn)品體系,為城市更新特殊作業(yè)環(huán)境施工難題提供了新的北勘解決方案。
低凈空多功能鉆機研發(fā)
通過對市場需求精準分析,技術(shù)團隊成功研發(fā)低凈空分體式多功能履帶鉆機。鉆機設計3.3m*1.2m*2.4m尺寸,作業(yè)高度2.5m/3.5m,總功率94.2kW,回轉(zhuǎn)最大扭矩17500Nm。低凈空鉆機集成內(nèi)嵌式滑架、無極變速控制和擺架優(yōu)化設計,可實現(xiàn)低凈空近接施工,并可實現(xiàn)360°多角度成孔作業(yè)。

低凈空多功能鉆機實物圖
低凈空鉆機八大性能優(yōu)勢
低凈空鉆機服務于低凈空鉆孔灌注樁、攪噴樁及抗浮錨桿施工作業(yè)場景。為了實現(xiàn)特定作業(yè)場景下高效施工,團隊對低凈空多功能鉆機反復優(yōu)化、打磨改進,使設備具備以下八大性能優(yōu)勢:
多形態(tài)入門:鉆機設計兩種入門形態(tài),方便在地下狹小空間門框、走廊等場景通行。
多角度成孔:鉆機可實現(xiàn)多角度、多方位成孔。有效減少作業(yè)盲區(qū),降低設備換位頻率,滿足狹小空間靈活施工剛需。
雙動力系統(tǒng):沖擊回轉(zhuǎn)動力模式回轉(zhuǎn)扭矩最高可達10000·N·m,回轉(zhuǎn)動力模式回轉(zhuǎn)扭矩最高可達17500·N·m,鉆進深度可達20m。
多種控制方式:鉆機具備手動模式和無線遙控模式兩種操作方式,施工更便捷、高效、安全。
工作狀態(tài)自穩(wěn)式行走:側(cè)方位工作狀態(tài)自平衡模式行走,有效避免了狹窄走廊施工場景下機身正對墻體施工引起的移位、換位難題。
無級變速模式:配備無級調(diào)速定速系統(tǒng),且回轉(zhuǎn)調(diào)速、提升調(diào)速及旋噴調(diào)速系統(tǒng)互相獨立,可實現(xiàn)多種速度組合。
鉆頭改進設計:雙螺旋+截齒鉆頭有效解決砂層鉆進掉土難題,旋切+斗齒鉆頭在硬質(zhì)黏土、三合土、小卵石中顯示出強大的切削鉆進能力。
承插快拆式鉆桿:設計六邊形公母接口,采用限位插銷連接,實現(xiàn)鉆桿快速對接。


LGP工法體系
針對應用過程中的痛難點,項目團隊進行了配套研發(fā)和工藝升級,形成基于“五大關(guān)鍵技術(shù)+六大關(guān)鍵工序”的低凈空中心壓灌灌注樁(LGP)施工工法體系。

鉆機配套鉆桿鉆具體系

LGP工法五大關(guān)鍵技術(shù)
LGP工藝流程示意圖
典型應用
案例一:前門地下城是中軸線上保留完好且利用開發(fā)的早期人防工程,也是典型的城市更新地下結(jié)構(gòu)改造加固工程。本項目施工400mm護坡樁、大廳托換樁、以及300mm抗浮錨桿,其中托換樁樁長達19.5m。采用本分體式低凈空多功能履帶鉆機,成功實現(xiàn)了大廳托換加固工程和抗浮工程施工,助力“北京地下城”改造升級為人防博物館體驗中心。


鉆機研發(fā)及前門地下城施工

前門地下城施工成果
案例二:白廣路18號院抗震加固及綜合改造項目位于北京市西城區(qū)白廣路18號院北側(cè),屬于典型的辦公用房修繕類工程。該建筑建造于20世紀60年代,為磚混結(jié)構(gòu),采用條形基礎,內(nèi)外承重墻厚度均僅為370mm。本次加固采用低凈空鉆機在室內(nèi)進行注漿鋼管樁施工,設計樁長11.25米,選用Q235材質(zhì)鋼管,在有限空間內(nèi)實現(xiàn)了對老舊建筑基礎的微擾動加固。
