TRD工法在聯(lián)絡(luò)通道施工中的應(yīng)用

謝 恒 中鐵二十二局集團(tuán)軌道工程有限公司項(xiàng)目副經(jīng)理，中級(jí)工程師

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步以及城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，我國(guó)許多城市的建設(shè)規(guī)模和人口密度逐漸增大，由此產(chǎn)生了大量的基坑工程。地鐵隧道在城市建設(shè)和發(fā)展過(guò)程中發(fā)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(jiǎn)介

厚度水泥土地下連續(xù)墻工法（Trench cutting Re-mixing Deep wall method，TRD），由20 世紀(jì)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(jī)橫向移動(dòng)，刀具和鏈條圍繞切割箱旋轉(zhuǎn)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(jìn)行充分的混合攪拌，最終形成等厚度、高質(zhì)量防滲、有一定承載力、無(wú)縫搭接的水泥土連續(xù)墻。TRD 工法因其成墻連續(xù)、表面平整、墻體均勻條件優(yōu)良等一系列特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于建筑物基礎(chǔ)工程、地下工程、盾構(gòu)豎井、基礎(chǔ)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(chǎng)地→測(cè)量放線→開(kāi)挖導(dǎo)向槽→預(yù)埋穴挖掘、吊放預(yù)埋箱、樁機(jī)就位→設(shè)置定位線→切割箱自行打入挖掘工序→安裝測(cè)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(lián)絡(luò)通道施工中的應(yīng)用

3.1 工程概況

紹興市城市軌道交通1 號(hào)線鏡站區(qū)間疊落段聯(lián)絡(luò)通道位于紹興一中西門南側(cè)，1號(hào)線支線群站區(qū)間上穿鏡站區(qū)間重疊位置。該聯(lián)絡(luò)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(xù)墻墻厚850mm，深度35.37m，水泥采用強(qiáng)度等級(jí)不低于P.O42.5 級(jí)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(shù)量的膨潤(rùn)土等材料混合制成，水泥土28d 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1.0MPa。聯(lián)絡(luò)通道TRD 加固斷面如圖1所示，聯(lián)絡(luò)通道TRD 加固平面如圖2 所示。

圖1 聯(lián)絡(luò)通道TRD加固斷面圖

圖2 聯(lián)絡(luò)通道TRD加固平面圖

3.2 地質(zhì)情況

紹興市位于杭州灣南岸、寧紹平原西部、會(huì)稽山北麓，總體地勢(shì)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(qū)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(zhì)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(zhì)黏土、3-1-2 淤泥質(zhì)黏土、6-1 粉質(zhì)黏土、7-1 粉質(zhì)黏土，主要以粉質(zhì)黏土和淤泥質(zhì)黏土為主。軟土地層特點(diǎn)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(qiáng)度（五高二低）。

3.3 TRD成墻簡(jiǎn)介

3.3.1 TRD成墻的目的

通過(guò)試成墻試驗(yàn)驗(yàn)證等厚度水泥土攪拌墻施工設(shè)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(zhì)量、水泥攪拌均勻性、強(qiáng)度及隔水性能及強(qiáng)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(jìn)速度、成墻功效，確定等厚度水泥土攪拌墻的挖掘液膨潤(rùn)土摻量、固化液水泥摻量、水泥漿液水灰比等施工參數(shù)，以指導(dǎo)后續(xù)礦山法聯(lián)絡(luò)通道的施工[3]。

3.3.2 成墻參數(shù)

連續(xù)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(wú)級(jí)變速注漿泵，注漿壓力2Mpa，挖掘液拌制采用納基膨潤(rùn)土，每立方土體摻入5%膨潤(rùn)土。

3.3.3 施工簡(jiǎn)述

場(chǎng)地平整、TRD 設(shè)備進(jìn)場(chǎng)3 天，主機(jī)、拌漿后配套拼裝調(diào)試7 天，切割箱刀具標(biāo)準(zhǔn)段3.65m/節(jié)，調(diào)節(jié)段1.22m/節(jié)、2.44m/節(jié)。第一道連續(xù)墻長(zhǎng)21.6m，分2 次成墻；2019 年10 月14 日開(kāi)始安裝刀箱，共計(jì)10節(jié)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(xù)墻全部完成持續(xù)時(shí)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(xù)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(duì)5 幅渠式切割水泥土連續(xù)墻分別進(jìn)行了鉆芯法檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量為6 孔，設(shè)備采用XY-100 型鉆機(jī)，采用單動(dòng)雙管取樣正循環(huán)鉆進(jìn)工藝，開(kāi)孔和終孔孔徑均為110mm；芯樣揭示為灰色柱狀，基本完整，堅(jiān)硬，攪拌均勻；各抽檢水泥連續(xù)墻墻身均勻性滿足要求，在不同地層墻體強(qiáng)度差異較小，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度均大于1.0Mpa。從鉆孔取芯檢測(cè)對(duì)水泥土攪拌墻成墻質(zhì)量進(jìn)行分析，結(jié)果表明在均勻性、連續(xù)性、止水性和強(qiáng)度上均滿足設(shè)計(jì)要求[4]。

圖 3 鉆芯取樣

3.3.5 TRD抗?jié)B試驗(yàn)

滲透系數(shù)又稱水力傳導(dǎo)系數(shù)，根據(jù)前期詳勘得知粉質(zhì)黏土及淤泥質(zhì)黏土滲透系數(shù)均在10-6cm/s 及10-7cm/s 數(shù)量級(jí)，試驗(yàn)結(jié)果表明在不同地層及深度方向芯樣抗?jié)B系數(shù)普遍在10-8cm/s 數(shù)量級(jí)，在淤泥質(zhì)黏土層可達(dá)到10-9cm/s 數(shù)量級(jí)，離散性較小對(duì)于后續(xù)聯(lián)絡(luò)通道的開(kāi)挖整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及抗?jié)B性能的加強(qiáng)具有一定的施工效果[5]。

4 TRD工法的優(yōu)點(diǎn)

（1）整機(jī)高度底，特別適宜場(chǎng)地及高度受限部位施工，最大施工深度可達(dá)60m。

（2）高精度施工，通過(guò)自身攜帶多段式測(cè)斜系統(tǒng)，可以在水平方向和垂直方向進(jìn)行高精度施工，對(duì)于垂直度的管理可以實(shí)現(xiàn)情報(bào)化施工。

（3）與傳統(tǒng)工法相比，施工安全性高，機(jī)身高度較低，履帶式底盤穩(wěn)定性高，施工過(guò)程中切割箱一直插在地下，側(cè)翻事故為“0”。

（4）與傳統(tǒng)工法相比，挖掘能力強(qiáng)，適應(yīng)地層范圍更廣。

（5）原位置、自上而下攪拌更均勻，成墻質(zhì)量好，與傳統(tǒng)工法相比強(qiáng)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(shè)備噪聲小、振動(dòng)較小，適應(yīng)狹小施工空間。

（7）止水性能好，可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，通過(guò)角度調(diào)節(jié)可施工斜墻。

（8）與冷凍法施工相比，在類似地質(zhì)礦山法聯(lián)絡(luò)通道施工中，在工期壓力上及施工工藝上有明顯的優(yōu)勢(shì)。

5 TRD工法的缺點(diǎn)

（1）TRD 設(shè)備昂貴、輔助設(shè)備較多，動(dòng)力要求高，深度范圍內(nèi)均勻成墻，無(wú)法像三軸攪拌樁、SMW 工法樁、高壓旋噴樁等傳統(tǒng)施工方法改變水泥的強(qiáng)弱加固。

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

6 結(jié)語(yǔ)

TRD 工法在我國(guó)深基坑工程中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛，由TRD 工法技術(shù)構(gòu)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(diǎn)，在深基坑工程的運(yùn)用中具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)用性，使得該工藝技術(shù)有望成為未來(lái)深基坑圍護(hù)工程中的主流。