上海隧道工程有限公司 上海 200032
摘要：TRD工法于2007年引进国内，并在基坑围护和隔渗帷幕等工程中得到广泛应用。在超深止水帷幕施工中，采用“三循环”工艺，利用TRD-E设备，选用合理的工艺参数，能够保证TRD工法在65米深度均匀、连续成墙，且能达到设计要求强度。
关键词：TRD；超深；复杂地层
1.引言
TRD工法（Trench-Cutting & Re-mixing Deep Wall Method），又称等厚度水泥土地下连续墙工法，其基本原理是利用链锯式刀具箱竖直插入地层中，然后作水平横向运动，同时由链条带动刀具作上下的回转运动，搅拌混合原土并灌入水泥浆，形成一定强度和厚度的墙。
TRD工法通过水平横向运动成墙，可形成没有接口的等厚连续墙体，其止水防渗效果远远优于柱列式地下连续墙和柱列式搅拌桩加固，其主要特点是环境污染小、成墙连续、表面平整、厚度一致、墙体均匀性好、防渗性能好、施工安全，与传统柱列式地下连续墙相比隔渗，经济性好。
TRD工法由日本于20世纪90年代初开发研制，国内于2007年引进“TRD工法”，先后在上海、浙江、江苏、辽宁、湖北等地的深基础挡土墙、止水墙、深港及大型水库、江河堤防等工程中得到了广泛应用[1～6]。
2.工程概况
拟建15号上海南站站为地下三层车站，开挖深度约24～26m，南端头井距离1号线既有盾构区间最近距离约34m，为减小15号线基坑开挖与降水施工对1号线既有盾构区间的影响，在15号线基坑南端施工一道“U”字形悬挂隔水帷幕，经设计验算拟采用800mm厚65m深的TRD工法墙，插入⑦2层约12m，采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比1.2，水泥掺量25～30%（450～540kg/m3）。
由于万科南站项目三期基坑与15号线上海南站站相接，且先于车站基坑施工，因此“U”字形止水帷幕中一条“直边”104.84m需在万科南站基坑施工前在本期先行完成，剩余TRD帷幕随车站施工。
3.工程地质
本工程涉及的地基土层有①1层、①2层、②1层、②2层、③层、④层、⑤1层、⑤2-1层、⑤2-2层、⑤3层及⑦2层土。其中①1层、①2层为松散填土，③层及④层中夹有薄层粉性土，该类土在水头差作用下易产生坍塌、管涌及流砂等现象，同时③层及④层土为软弱黏性土，⑤1及⑤3层为黏性土，属于隔水层；⑤2-1、⑤2-2层土属微承压水含水层；⑦2层、⑨层土属承压水含水层，且⑦2层与⑨层承压水连通。根据上海地区承压水头长观资料，其微承压水头埋深一般在3～11m之间，承压水头埋深一般在3～12m之间，呈周期性变化。本次勘察期间实测⑤2-1层微承压水水位埋深为7.45m左右，实测⑤2-2层微承压水水位埋深为10.50m左右。
4.施工难点分析
本工程难点一墙体超深，本工程TRD工法墙深度65m，目前为国内最深的TRD水泥土搅拌墙。
TRD工法深度增加将引起切割箱自重增加及切割力的增大，使挖掘部和切割箱法兰面破损的可能性增高。
本工程难点二地层复杂，需穿过约20米厚标贯值N＞40的⑦2砂层。
本工程难点三TRD工法横向切割时，由于深度大，穿越多种土层，切割箱体收到受到来自不同土层阻力，刀排上下受力不均，易造成链条脱落。
5.施工方案及参数
5.1施工难点措施：
（1）先行挖掘液采用钠基膨润土搅拌液，水灰比1.2～1.5，流动度160～240mm，在掘削过程中通过挖掘液减小与土层的掘削阻力，适当的润滑使得切割箱上下所受阻力均匀，减小刀排链条破坏的风险。
（2）本工程TRD工法墙深度达到65m，包含黏土层、粉土层和粉砂层，为保证成墙水泥土均匀，采取“三循环”工艺，在先行挖掘完成后，采取回撤掘削，以巩固横向掘削槽段的垂直度，同时将土层在搅拌过程中变得均匀，为最后均匀成墙打下基础。
（3）固化液拌制采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，每立方被搅拌土体掺入25%～30%的水泥，即每立方米土掺入450Kg～540Kg水泥；固化液混合泥浆流动度控制在150mm～280mm，水灰比1.2，施工过程每1000kg水，掺1200kg水泥拌制浆液，既加强固化液效果，又保证在喷浆成墙阶段，降低设备掘削负荷。
（4）在超深土层中掘削成墙，对刀头的磨损非常严重，为提高掘削效率，采用钨钢刀头，减轻TRD设备掘削负荷，提高挖掘前行效率。
（5）上海南站深层⑦2砂层土N值大，掘削负荷大，为提高效率，将切割箱倾斜0～5°的状态下前行切削，利用切割箱的自重分力破碎土层。但是在这种带角度下掘进容易撇断切割箱链接螺丝，因此控制切削负荷在150KN～200KN。
5.2设备选型
综合设计和地质情况，选用了TRD-E型工法设备及成套的BW450供浆泵。为满足65ｍ深度要求，共选配10节切割箱，由下至上排列分别是：1节4.3m被动轮＋13节4.88m切割箱，总长67.74m，余尺2.74m。
5.3施工参数
1）先行掘削施工控制参数：
先行掘削液配合比：膨润土掺量约5-10KG/m3
先行掘削速度：约30cm/小时
先行掘削负荷：≤ 220KN，现场施工150-180KN
先行掘削流动度控制：掘削液160-240mm（宜180mm）
2）回撤掘削施工控制参数：
回撤掘削液：清水（约800L/min）
回撤掘削速度：1.5m--2m/h
3）喷浆成墙施工控制参数：
水泥浆液水灰比1.2—1.5，水泥掺量：30%
喷浆成墙搅拌速度：1m/h 喷浆量：52.8m³/h
掘削负荷：≤90KN，宜70KN左右。
5.4施工总结
本项目试成墙从2015年12月25日开始下沉切割箱，先行挖掘，至2016年1月18日，累计成墙104 m，施工。
超深TRD施工先行掘削速度缓慢，局部坚硬土层下，设备负荷大，期间还发生过切割箱连接螺栓断裂，被迫起拔一次切割箱，重新连接加固。
在挖掘过程中，将一段4米长勘探废弃井管带出，井管壁厚4mm，说明设备的切割能力较强。
TRD工法墙完成后进行取芯检测，根据芯样报告，水泥土搅拌墙TRD芯样抗压强度介于1.43～1.77 MPa之间，均大于1.0 MPa，满足设计要求。芯样上部较下部强度略大，总体来说强度比较均匀。
6.结语
TRD工法在上海长三角地区软土地质应用广泛，通过本工程实践表明在采取一定措施后选择TRD-E设备能够完成65米深度的TRD工法墙止水帷幕，且成墙均匀，强度能够满足设计要求，为今后超深TRD工法隔渗墙的设计与施工积累了一定的经验。
TRD工法施工前应做好详细地勘，了解地层特性及地下障碍物情况，根据不同土层调节挖掘液，以减小废浆的排放，保护土地环境。
参考文献：
[1]黄炳德，王卫东，邸国恩.上海软土地层中TRD水泥土搅拌墙强度检测与分析[J].土木工程学报，2015，（S2）：108-112.
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[3]王卫东，翁其平，陈永才.56m深TRD工法搅拌墙在深厚承压含水层中的成墙试验研究[J].岩土力学，2014，（11）：3247-3252.
[4]王卫东，常林越，谭轲.超深TRD工法控制承压水的邻近地铁深基坑工程设计与实践[J].建筑结构，2014，（17）：56-62.
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[6]魏祥，梁志荣，李博，朱作猛.TRD水泥土搅拌墙在武汉地区深基坑工程中的应用[J].岩土工程学报，2014，（S2）：222-226.
作者简介：
朱秀（1979.08.08），男，上海人，工程师，从事市政及地下深基坑工程施工管理及技术研究。
论文作者:朱秀
论文发表刊物:《基层建设》2017年6期
论文发表时间:2017/6/26
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