抓斗的基本参数及技术特点解析

目前国内使用的抓斗主机以进口的居多，有土力的BH系列、宝峨的GS系列、利勃海尔的HS系列、卡沙特兰地的DH系列、真砂的MHL系列等。国内目前生产抓斗主机的有上海、抚顺两个厂家，上海与宝峨合资生产GB系列，抚顺采用土力技术生产ZLD系列等。抓斗斗体基本上都是配原装的。

（1）钢丝绳悬吊的机械抓斗。此类抓斗以意大利SOILMEC公司的BF系列、CASAGRNDE公司的DL和DH系列，以及德国LEFFER公司的SWG系列、日本真砂公司的M系列与ML系列为代表。由于结构简单，操作简易，维修方便，价格相对便宜，过去比较多用。但这类抓斗的闭合力是靠吊车的提升力转换而来，这就要求吊车的单绳拉力较高，选配的吊车要求相应吨位较大。

表3.4～表3.7分别为意大利、德国和日本等国引入我国用作抓斗法施工的基本参数表。

表3.4　意大利SOILMEC公司的BF系列钢丝绳机械抓斗

表3.5　意大利CASAGRANDE公司的DL和DH系列钢丝绳抓斗

表3.6　德国LEFFER公司的SWG钢丝绳抓斗

表3.7　日本真砂公司的钢丝绳抓斗（M系列与ML系列）

（2）液压抓斗。液压抓斗分为钢丝绳悬吊式、全导杆式和半导杆式3种型式。

1）钢丝绳悬吊的液压抓斗。抓斗的升降仍用吊车的钢丝绳，而抓斗的闭合通过抓斗上部的油缸组成的夹紧机构来完成。此类抓斗以德国BAUER公司的DHG系列和日本真砂公司的MHL及MEL系列为代表。如在一般吊车上配合液压抓斗使用，均需在原吊车配重处增设液压动力站，以驱动抓斗启闭油缸，以及驱动与悬吊钢丝绳同步的高压胶管卷筒，并且对原驾驶室的操作手柄与仪表进行增设和改装。BAUER公司的DHG系列钢丝绳悬吊液压抓斗配用的Bs系列吊车，为基础工程专用，不必另配液压动力站，也不必对驾驶室进行改装。液压抓斗挖掘岩土是用1～4个油缸来驱动，抓斗的闭合力可达到800～1800kN，故生产效率较高，挖掘深度较深。这类抓斗配基础工程专用吊车，如德国BAUER公司的DHG60型钢丝绳悬吊液压抓斗配用的BS655吊车，配置有2个拉力各为160kN的卷筒，当用抓斗挖掘时，2个卷筒的钢丝绳供抓斗用。需要冲击较硬的岩土时，可将液压抓斗暂时放置一边，用1个卷筒吊冲锤，在软硬地层交替作业时，使用较方便。在使用中为掌握垂直精度，可配测斜仪，为了提高抓斗工作的稳定性，在抓斗的上下左右，前后共装有8块可调整的导向板，抓斗上装有控制前后左右倾斜的电子装置，根据倾斜程度，通过电子装置对导向板予以调整，能够保证较高的垂直精度。

2）全导杆式液压抓斗。在整个施工深度中，由可伸缩方钻杆作为抓斗升降的导向杆。这类抓斗以意大利CASAGRANDE公司的KRC系列伸缩方钻杆和K系列液压抓斗为代表，配备该公司生产的C系列基础工程专用吊车。由于有可伸缩方钻杆的导向，定点卸料或抓斗重新进入槽段时无钢丝绳摆动问题，最初开挖时垂直度也由方钻杆予以保证，成槽质量好。但由于伸缩导杆间总有间隙，长时间使用后间隙会加大，从而会影响施工质量。同时因自身质量大，抓斗侧面的导向板不能做得很长。深槽中下落时，整个重心偏于抓斗上部，也会影响槽段施工的垂直度。

3）半导杆式液压抓斗。从抓斗由地表开挖，到抓斗进入地表下1.5m以前，由方导杆在方导向架中运行，以此作为抓斗升降的导向。在抓斗进入地下1.5m以后，又成为钢丝绳悬吊式液压抓斗。由于不是全导杆，抓斗重心偏下，抓斗按自由落体自重来导向。此类抓斗以意大利SOILMEC公司的BH—7、BH—12液压抓斗为代表，配置基础工程专用HC—60型履带吊车。吊车桅杆顶部有液压马达驱动的回转机构，可使导向架、半导杆、抓斗一起回转±180°。在挖掘施工时，可随时回转±180°，从而可避免抓斗在槽段中向一边偏斜。采用半导杆后，抓斗可采用较长导向板以增加挖槽时抓斗的稳定性。

表3.8～表3.10为国产主要液压抓斗技术参数；表3.11～表3.13为日本真砂公司出产的主要液压抓斗技术参数；表3.14～表3.16为德国生产的主要液压抓斗技术参数；表3.17为意大利生产的液压导杆式抓斗的主要技术参数。

表3.8　YZD8型液压抓斗的技术参数

表3.9　SG-30型和SG-40型液压抓斗的技术参数

续表

表3.10　BSD系列、GSD系列、YBD系列和JYZ系列抓斗的技术参数

表3.11　日本真砂公司MHL型液压导板抓斗的技术参数

续表

表3.12　日本真砂公司MHL型抓斗液压站技术参数

表3.13　日本真砂公司MHL、MEH液压导板抓斗主要参数表

续表(www.xing528.com)

表3.14　德国宝峨公司的DHG液压导板抓斗主要参数表

表3.15　德国宝峨公司的GB液压导板抓斗主要参数表

表3.16　德国利勃海尔HSWG液压连续墙抓斗的技术指标

表3.17　意大利液压导杆抓斗技术参数

（3）导杆抓斗。导杆抓斗最早是由英国国际基础公司生产的BSP全导杆抓斗，并用于伦敦地下连续墙的施工。

导杆抓斗一般用伸缩式方杆来传递动力，适宜在松散砂层、软粘土等挖槽造墙。

法国研发了KELLY伸缩式导杆抓斗；意大利生产出KRC伸缩式导杆抓斗；日本也生产了CON系列伸缩式导杆抓斗。

表3.18为英国BSP伸缩式导杆抓斗的主要技术参数；表3.19～表3.20为意大利KRC系列伸缩式导杆的主要技术参数。

表3.18　英国BSP伸缩式导杆抓斗S25/S35型主要参数

续表

表3.19　意大利KRC2/KRC1伸缩式导杆抓斗参数

表3.20　意大利KRC2HD/KRC2HD180°导杆抓斗参数

图3.1　意大利SOILMEC 公司生产的BH7 / 12 混合式抓斗结构特征尺寸（单位：mm）

（4）混合式抓斗。混合式抓斗以意大利土力公司生产的BH7/12型最为典型，我国引进该产品数量最多，并在防渗墙与地下连续墙工程中广泛应用，效果良好。BH7/12混合式抓斗的主体结构尺寸如图3.1所示。BH7/12混合式抓斗主要参数见表3.21。

表3.21　意大利土力公司的BH7/12混合式抓斗主要数据表

（5）冲抓斗。冲抓斗钻孔机由法国开发，由于在施工时使用了套管做护筒，所以又称全套管冲抓斗钻孔机。冲抓斗钻孔机工作装置由冲抓斗和套管装置组成，而冲抓斗本身则由冲抓瓣、冲抓斗体、配重、定位器等组成。冲抓瓣靠配重作用保持开启状态；靠钢丝绳与滑轮提升时关闭；靠定位器卸料。根据施工桩径和斗容量的不同，冲抓斗分为双瓣式和三瓣式。冲抓瓣由耐磨高强度铸钢铸成，它是靠落差冲击取土。冲抓斗按其抓片的张闭导向形式分为内导向和外导向两种。工作时，开动卷扬，稍提升斗体，使冠帽卡爪在平衡重作用下倒缩，放松钢丝绳，使抓斗头部从冠帽中脱开，抓斗即可下落冲抓土层。这时抓斗头部卡爪在抓斗头部重力和弹簧的作用下倒缩，钢丝绳塞块可自由通过抓斗头部的内孔。钢丝绳逐渐收紧，使配重上升，弹簧张拉，抓片合拢，抓斗将被提升。当冲抓斗被提升至冠帽处时，抓斗头部深入冠帽中，抬起平衡重，释放冠帽卡爪，卡住抓斗头部凸台，放松钢丝绳。由于抓斗头部被卡住不能下落，配重下落，弹簧恢复原位，抓瓣张开，将土从斗中卸出。卸土的同时，冲抓斗体将抓斗头部卡爪压开。当进行下一个工作循环时，提升钢丝绳，塞块被抓斗头部卡爪卡住，再稍提斗体，抬起平衡重，即可使冠帽卡爪倒缩，释放冲抓斗。

冲抓斗下落时不可避免偏斜，破坏孔壁，因此必须加套管防护。套管有特制的双层管壁，每节套管的连接，采用特制的内六角螺钉。为了使套管下到土层中，采用了套管驱动机构。摇动式套管驱动机构有双油缸式和双活塞杆单油缸式两种，工作时由夹紧油缸将套管夹紧，然后用加压油缸加压。为了减少套管入土阻力，摇动油缸在加压油缸加压的同时不断摇动，使套管前端设置的切削齿破坏土的阻力。全回转套管驱动装置由一边使夹紧的套管全回转、一边压入套管的驱动装置本体，以及使套管回转时产生回转反力的回转反力取出装置和供给这些装置动力的液压装置构成。

为了保证垂直精度，套管回转装置的升降导向立柱和推力油缸设置在与套管的回转中心对称的位置；夹紧套管带的宽度比一般要宽3倍多，达1.5m，即使套管有多少凸凹也没有多大影响；本体的夹紧油缸设在四角处，即使施工时地基下沉，也能修正本体的倾斜。

在施工中，为了提高效率，在套管的前端交叉安置了内、外切削刀。在套管内侧安装的内侧刀成槽状，通过槽使岩屑迅速排至套管内上方，而且被切削的岩基成圆筒形状。冲抓斗的冲抓瓣可插入槽中，将岩石整块夹至地面，从而提高了施工效率。

为了提高全套管回转冲抓斗装置在有浮石等障碍物的地基或在岩基上施工灌注桩、置换桩、地下连续墙、钻井等掘削的能力，解决摇动式套管装置不能施工的问题，开发出了全套管回转掘削装置。

全套管回转掘削装置是将装有超硬刀头作切削刃的套管放入套管装置本体中，收缩夹头油缸，使斜楔式夹头夹紧套管；首先调整垂直度对准套管的侧面，由水平千斤顶调整套管的垂直度，重新调整倾斜角度计；一边监视这个倾斜角度计，一边由液压电动机使套管回转，收缩推压油缸下压；套管的回转、压入反力由框架、支腿等承受。套管内部土的掘削、排除，一般由冲抓斗进行。当套管内部有钢筋混凝土结构和钢桩等时，采用方钻杆刀具可以破碎，方钻杆下端装有螺旋头，上端通过端盖和销与通过装置连接，利用装置的回转力矩和压入力传给钻杆，掘削能力有很大提高。