TRD工法在聯絡通道施工中的應用

謝 恒 中鐵二十二局集團軌道工程有限公司項目副經理，中級工程師

隨著社會的不斷進步以及城鎮化進程的快速推進，我國許多城市的建設規模和人口密度逐漸增大，由此產生了大量的基坑工程。地鐵隧道在城市建設和發展過程中發揮著極其重要的作用，顯著減輕了城市居民出行的交通壓力。

1 TRD工法簡介

厚度水泥土地下連續墻工法（Trench cutting Re-mixing Deep wall method，TRD），由20 世紀90 年代日本研究得出，是一種將裝有刀具和鏈條的切削箱插入地下，隨主機橫向移動，刀具和鏈條圍繞切割箱旋轉切割，并從切削箱底端向原地基中噴射水泥漿和高壓氣體，使原地基中的土壤與注入的水泥漿進行充分的混合攪拌，最終形成等厚度、高質量防滲、有一定承載力、無縫搭接的水泥土連續墻。TRD 工法因其成墻連續、表面平整、墻體均勻條件優良等一系列特點，可廣泛應用于建筑物基礎工程、地下工程、盾構豎井、基礎擋土墻、止水墻和江河堤防等工程[1]。

2 TRD工法工藝流程

TRD 工法工藝具體流程如下：平整場地→測量放線→開挖導向槽→預埋穴挖掘、吊放預埋箱、樁機就位→設置定位線→切割箱自行打入挖掘工序→安裝測斜儀→先行挖掘→回撤挖掘→固化攪拌成墻→置換土處理→切割箱拔出[2]。

3 TRD工法在紹興地鐵聯絡通道施工中的應用

3.1 工程概況

紹興市城市軌道交通1 號線鏡站區間疊落段聯絡通道位于紹興一中西門南側，1號線支線群站區間上穿鏡站區間重疊位置。該聯絡通道加固采用TRD 工法成墻，中間空隙采用雙重管φ800 mm 高壓旋噴樁加固。TRD 工法水泥土連續墻墻厚850mm，深度35.37m，水泥采用強度等級不低于P.O42.5 級普通硅酸鹽水泥，水灰比范圍控制在1.2 ～1.5，水泥摻入比不小于25%，切削液由水及一定數量的膨潤土等材料混合制成，水泥土28d 無側限抗壓強度不小于1.0MPa。聯絡通道TRD 加固斷面如圖1所示，聯絡通道TRD 加固平面如圖2 所示。

圖1 聯絡通道TRD加固斷面圖

圖2 聯絡通道TRD加固平面圖

3.2 地質情況

紹興市位于杭州灣南岸、寧紹平原西部、會稽山北麓，總體地勢南高北低，地貌上南部為侵蝕剝蝕丘陵，向北則為瀉湖、湖沼相沉積平原以及錢塘江沖海相沉積平原和少量剝蝕殘山孤丘。本工程區大部分屬于湖沼相沉積平原地貌單元，上部為新近堆積的填土、湖沼相沉積的黏性土層和海相沉積的淤泥質軟土層，中、下部為沖湖相、河湖相沉積的黏性土層、砂層及圓礫層。TRD 加固施工所在位置處土層依次為1-1 碎石填土、2-1 粉質黏土、3-1-2 淤泥質黏土、6-1 粉質黏土、7-1 粉質黏土，主要以粉質黏土和淤泥質黏土為主。軟土地層特點為高含水量、高流變性、高空隙比、高壓縮性、高靈敏度以及低滲透性、低強度（五高二低）。

3.3 TRD成墻簡介

3.3.1 TRD成墻的目的

通過試成墻試驗驗證等厚度水泥土攪拌墻施工設備在該地層條件下的施工能力，確定等厚度水泥土攪拌墻成墻質量、水泥攪拌均勻性、強度及隔水性能及強度，確定等厚度水泥土攪拌墻采用三工序（即先行挖掘、回撤挖掘、成墻攪拌）的挖掘成墻推進速度、成墻功效，確定等厚度水泥土攪拌墻的挖掘液膨潤土摻量、固化液水泥摻量、水泥漿液水灰比等施工參數，以指導后續礦山法聯絡通道的施工[3]。

3.3.2 成墻參數

連續墻寬0.85m，深35.37m，土體比重取1.842g/cm3，水泥比重取3.150 g/cm3，水灰比1.2 ∶1.0，水泥漿液比重1.450 g/cm3，1 m3漿液水791kg、水泥659kg，采用無級變速注漿泵，注漿壓力2Mpa，挖掘液拌制采用納基膨潤土，每立方土體摻入5%膨潤土。

3.3.3 施工簡述

場地平整、TRD 設備進場3 天，主機、拌漿后配套拼裝調試7 天，切割箱刀具標準段3.65m/節，調節段1.22m/節、2.44m/節。第一道連續墻長21.6m，分2 次成墻；2019 年10 月14 日開始安裝刀箱，共計10節刀箱；10 月16 日攪拌成墻，10 月17 日拆除刀箱至2019 年10 月31 日五道連續墻全部完成持續時間18d，平均先行挖掘速度2.50 m/h，回撤挖掘速度3.31m/h，攪拌成墻速度1.82m/h；5 道連續墻平均正常成墻速度6.00 m/d，總水泥用量1518t。

3.3.4 工后鉆芯取樣情況

針對5 幅渠式切割水泥土連續墻分別進行了鉆芯法檢測，檢測數量為6 孔，設備采用XY-100 型鉆機，采用單動雙管取樣正循環鉆進工藝，開孔和終孔孔徑均為110mm；芯樣揭示為灰色柱狀，基本完整，堅硬，攪拌均勻；各抽檢水泥連續墻墻身均勻性滿足要求，在不同地層墻體強度差異較小，無側限抗壓強度均大于1.0Mpa。從鉆孔取芯檢測對水泥土攪拌墻成墻質量進行分析，結果表明在均勻性、連續性、止水性和強度上均滿足設計要求[4]。

圖 3 鉆芯取樣

3.3.5 TRD抗滲試驗

滲透系數又稱水力傳導系數，根據前期詳勘得知粉質黏土及淤泥質黏土滲透系數均在10-6cm/s 及10-7cm/s 數量級，試驗結果表明在不同地層及深度方向芯樣抗滲系數普遍在10-8cm/s 數量級，在淤泥質黏土層可達到10-9cm/s 數量級，離散性較小對于后續聯絡通道的開挖整體結構的穩定性及抗滲性能的加強具有一定的施工效果[5]。

4 TRD工法的優點

（1）整機高度底，特別適宜場地及高度受限部位施工，最大施工深度可達60m。

（2）高精度施工，通過自身攜帶多段式測斜系統，可以在水平方向和垂直方向進行高精度施工，對于垂直度的管理可以實現情報化施工。

（3）與傳統工法相比，施工安全性高，機身高度較低，履帶式底盤穩定性高，施工過程中切割箱一直插在地下，側翻事故為“0”。

（4）與傳統工法相比，挖掘能力強，適應地層范圍更廣。

（5）原位置、自上而下攪拌更均勻，成墻質量好，與傳統工法相比強度高，攪拌更均勻，離散性小，防滲性更好。

（6）TRD 施工為全地下攪拌施工，設備噪聲小、振動較小，適應狹小施工空間。

（7）止水性能好，可實現無縫連接，通過角度調節可施工斜墻。

（8）與冷凍法施工相比，在類似地質礦山法聯絡通道施工中，在工期壓力上及施工工藝上有明顯的優勢。

5 TRD工法的缺點

（1）TRD 設備昂貴、輔助設備較多，動力要求高，深度范圍內均勻成墻，無法像三軸攪拌樁、SMW 工法樁、高壓旋噴樁等傳統施工方法改變水泥的強弱加固。

（2）根據TRD 工藝特性，其挖掘方向只能為直線行走，在轉角處必須拔出接頭箱，時間間隔較長，在不規則墻體難以使用。

6 結語

TRD 工法在我國深基坑工程中的應用已經越來越廣泛，由TRD 工法技術構建的等厚度水泥土攪拌墻擁有地層適用性廣、隔水性能可靠等特點，在深基坑工程的運用中具有顯著的優點和實用性，使得該工藝技術有望成為未來深基坑圍護工程中的主流。