超深 TRD 工法在止水帷幕工程中的應用

馮 師（城盾隧安地下工程有限公司，上海 201108）

隨著城市軌道交通的不斷發展以及對地下空間開發利用規模的不斷擴大，基坑施工的深度不斷加深，對施工安全的要求也越來越高。而控制基坑施工安全的關鍵因素主要是地下水控制，尤其是承壓水控制。目前，常規的止水帷幕施工工藝受限于設備能力，已無法滿足超深基坑止水帷幕的施工需求。

1 工程概況

1.1 工程簡介

硬 X 射線自由電子激光裝置項目共有 5 座工作井，其中4 號工作井規模 55 m×50 m （內凈），如圖 1 所示。基坑開挖深度約為 39.637 m，采用 1200 mm 厚地下連續墻，地下連續墻深度達到 85.8 m，需隔斷地下 ⑦2 層承壓水，且周邊環境要求較高，為降低開挖過程的滲漏風險，需在地下連續墻外側設置一道止水帷幕。

圖 14號工作井平面圖

1.2 工程水文情況

4 號井場地范圍內 TRD 止水帷幕所涉及的土層見表 1。

表14 號井 TRD 止水帷幕涉及土層表

為降低基坑開挖過程的滲漏風險，止水帷幕需隔斷⑦2 層承壓水，需在基坑外設置 1圈止水帷幕，加固范圍＋4.50～-65.50 m，深度 70 m，需滿足 28 d 無側限抗壓強度 ≥0.8 MPa、滲透系數≤10～7 m/s 的設計要求。

2 超深 TRD 工法

TRD工藝具有施工機械高度低、整體穩定性好、墻體垂直精度高、墻體連續性好、墻體等厚度無接縫、作業效率高、經濟性好的優勢，但目前市面上的 TRD 設備無法滿足70 m 深度的施工要求。因此，由上海隧道工程有限公司與上海工程機械廠有限公司根據本工程需求，聯合研發了一種超深等厚度水泥土攪拌墻設備—TRD-80 E 工法機，施工最深深度可達86m。

2.1 TRD-80E 工法機結構

圖 2 為 TRD-80E 工法機結構圖，表 2 為 TRD-80E 工法機各部件名稱及說明，表 3 為 TRD-80E 主機主要技術參數。

表2 TRD-80E 主機主要技術參數

圖2 TRD-80E 主機外形圖

2.2 關鍵技術

（1）雙動力源配置，解決了傳統設備單一動力源帶來的安全風險，為超深施工提供了有效保障。

（2）配置實時測斜裝置并對傾斜儀防水密封性能進行提升，采用更嚴格的裝配工藝和密封措施,增加滲漏性能試驗，使用加壓裝置來檢測傳感器的密封性能。

（3）為避免超深施工，土體將箱體“抱死”情況發生，對切割箱體抗壓強度進行提升。輕型箱體增加內部隔板的數量，縱向隔板由 3 塊增加為 8 塊，橫向隔板由 3 塊增加為 4 塊，增加 24 根支撐管；端部切割箱增加內部隔板的數量，縱向隔板由 1 塊增加為 4 塊，橫向隔板由1塊增加為 2塊，增加 7 根支撐管。

（4）研發的切割箱體，大大增強了切割箱體的結構剛度，彌補了超深施工土壓力對箱體的結構弱化。減小了超深施工箱體的結構變形。

（5）橫推能力的提升。為增加設備的橫推能力，上下橫推油缸鉸點的間距由 4.7 m 增加至 5.7 m，力矩增加到原來的 121%。

（6）液壓管路和漿氣管路排布提升。管路的布置更趨合理，管路的安裝和維修更方便；更換了泥漿管路的流量計，質量更可靠，采集數據更準確。

3 超深 TRD 工藝流程

3.1 超深 TRD工 藝流程圖

本工程采用 TRD-80E 功法及進行止水帷幕施工，施工流程圖如圖 3 所示。

圖3 超深TRD工藝流程圖

3.2 超深 TRD 工藝施工工序

（1）現場勘測、導墻制作設備進場。設備進場前首先對項目現場進行勘測，然后進行導墻制作，確保場地滿足設備自重和垂直度控制的要求。

（2）場地平整、機械拼裝及后臺布置。TRD-80E 工法機行走路線軟弱地面必須加墊材料夯實、夯平，對施工區域場地進行平整后進行主機拼裝和后臺布置。

（3）測量放樣。施工前需精確地計算出 TRD 止水帷幕中心的坐標，采用全站儀精確放樣，之后進行坐標數據復核，同時做好標記樁。通知監理單位進行復核確認并及時完成測量報驗。

（4）導向槽、預埋穴挖掘，吊放預埋箱。利用挖掘機沿已成導墻區域開挖溝槽，寬度一般為 1.5 m，深度為 1.5 m，在溝槽區域內開挖預埋穴，深約 3～5 m、長約 2 m、寬約1 m。并用吊車將預埋箱吊放入預埋穴內。

（5）樁機就位，設置定位線，切割箱自行打入挖掘。移動前先檢查路線周圍是否有障礙物，若有障礙物，先清理完障礙物再進行樁機的移動。移動時需要有專職的指揮員來指揮 TRD-80E 樁機移動，確保移動過程中的安全性。移動后檢查樁機的定位情況，確保 TRD-80E 主機的穩定性。切割箱向下切割，埋入第一節切割箱。

（6）安裝測斜儀，切割箱與主機連接。用吊車將下一節切割箱放入預埋穴并通過架臺固定，移動 TRD-80E 主機頭到預埋穴上方，連接切割箱后將其提起，在移動到工作點位后，連接測斜儀確保垂直度偏差保持在 1/300 以內，再將切割箱與上一節切割箱連接，連接后向下切割。重復上述步驟到切割箱達到指定要求。

（7）等厚度水泥土攪拌墻工法成墻。切割箱下放至設計深度后，進行等厚度水泥土攪拌墻 3 步法施工,如圖 4所示。

圖4 等厚度水泥土攪拌墻3步法施工步驟圖

（8）撤離加固區、切割箱養生。成墻 6 m 后，需立即撤離噴漿區域，切割箱距離噴漿區域必須 ＞3 m，進入安全區，可進行下一步操作。

（9）拔出切割箱、設備退場。將切割箱進行勻速、緩慢起吊，同時注入與其他區域同等配比的水泥漿液。工作結束后，專人指揮 TRD-80E 工法機退出施工現場。

4 應用情況

TRD-80E 在上海硬 X 射線激光裝置項目 4 號井施工以來，工作狀態良好，項目施工段深度 70 m，槽寬 900 mm，成墻速度平均為 1.5～2 h/m，完成長度 322.6 m，整個施工過程歷時 142 d。

施工結束后，第三方檢測公司對 TRD 止水帷幕進行檢測，抗壓強度為 0.84～1.01 MPa，滲透系數為 5.91×10-8～7.45×10-8cm/s，設計抗壓強度為＞0.8 MPa，設計滲透系數為＜10-7cm/s，抗壓強強度、抗滲指標均滿足設計要求。

基坑開挖前，在 TRD 止水帷幕與地下連續墻之間進行了抽水試驗，停抽后，觀測 4 JG 7-1～4 JG 7-3 水位恢復情況，水位恢復緩慢，恢復速率較為平緩，10 d 水位恢復約10 m，平均每天恢復 1 m，1 h 僅恢復 0.04 m，說明 TRD止水帷幕效果較好。

5 結 語

根據工程需求，施工企業與設備生產商共同研發了可施工最深深度達 86 m 的 TRD-80E 工法機，創新型地采用了在任意深度增設噴漿口的方式，解決了超深土體加固均勻性的難題。TRD-80E 工法機在硬 X 射線自由電子激光裝置項目 4號井成功應用，形成了一套超深施工精度高、成強質量好、適應地層廣、施工周期短的超深水泥系止水帷幕技術，為城市建設提供了強有力的技術支持。