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TRD工法在联络通道施工中的应用

TRD工法 2021年4月23日 项敏 74




TRD工法应用案例




TRD工法在绍兴地铁联络通道施工中的应用





摘  要


摘要:地下工程尤其是深基坑工程已成为当前城市轨道交通工程中普遍存在的工程,特别是长三角复杂软土地质条件下的基坑防止水工程施工控制已成为当前施工中的重要工作。浙江省绍兴市城市轨道交通1号线工程镜站区间叠落段联络通道采用厚度水泥土地下连续墙工法(Trench cutting Re-mixing Deep wall method,TRD)加固施工,本文针对该工程处在软土地层中的特点,对TRD工法的成槽原理、施工设备、施工工艺流程、达到的效果及优缺点等进行阐述。


关键词:TRD工法;开挖成槽;连续成墙



前  言


随着社会的不断进步以及城镇化进程的快速推进,我国许多城市的建设规模和人口密度逐渐增大,由此产生了大量的基坑工程。地铁隧道在城市建设和发展过程中发挥着极其重要的作用,显著减轻了城市居民出行的交通压力。


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TRD工法简介


厚度水泥土地下连续墙工法(Trench cutting Re-mixing Deep wall method,TRD),由20世纪90年代日本研究得出,是一种将装有刀具和链条的切削箱插入地下,随主机横向移动,刀具和链条围绕切割箱旋转切割,并从切削箱底端向原地基中喷射水泥浆和高压气体,使原地基中的土壤与注入的水泥浆进行充分的混合搅拌,最终形成等厚度、高质量防渗、有一定承载力、无缝搭接的水泥土连续墙。TRD工法因其成墙连续、表面平整、墙体均匀条件优良等一系列特点,可广泛应用于建筑物基础工程、地下工程、盾构竖井、基础挡土墙、止水墙和江河堤防等工程。


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TRD工法工艺流程


TRD工法工艺具体流程如下:平整场地→测量放线→开挖导向槽→预埋穴挖掘、吊放预埋箱、桩机就位→设置定位线→切割箱自行打入挖掘工序→安装测斜仪→先行挖掘→回撤挖掘→固化搅拌成墙→置换土处理→切割箱拔出。


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TRD工法在绍兴地铁联络通道施工中的应用



3.1工程概况

绍兴市城市轨道交通1号线镜站区间叠落段联络通道位于绍兴一中西门南侧,1号线支线群站区间上穿镜站区间重叠位置。该联络通道加固采用TRD工法成墙,中间空隙采用双重管φ800 mm高压旋喷桩加固。TRD工法水泥土连续墙墙厚850mm,深度35.37m,水泥采P.O42.5级普通硅酸盐水泥,水灰比范围控制在1.2~1.5,水泥掺入比不小于25%,切削液由水及一定数量的膨润土等材料混合制成,水泥土28d无侧限抗压强度不小于1.0MPa。联络通道TRD加固断面如图1所示,联络通道TRD加固平面如图2所示。


TRD工法在联络通道施工中的应用

图1 联络通道TRD加固断面图


TRD工法在联络通道施工中的应用

图2 联络通道TRD加固平面图


3.2地质情况

绍兴市位于杭州湾南岸、宁绍平原西部、会稽山北麓,总体地势南高北低,地貌上南部为侵蚀剥蚀丘陵,向北则为泻湖、湖沼相沉积平原以及钱塘江冲海相沉积平原和少量剥蚀残山孤丘。本工程区大部分属于湖沼相沉积平原地貌单元,上部为新近堆积的填土、湖沼相沉积的黏性土层和海相沉积的淤泥质软土层,中、下部为冲湖相、河湖相沉积的黏性土层、砂层及圆砾层。TRD加固施工所在位置处土层依次为1-1碎石填土、2-1粉质黏土、3-1-2淤泥质黏土、6-1粉质黏土、7-1粉质黏土,主要以粉质黏土和淤泥质黏土为主。软土地层特点为高含水量、高流变性、高空隙比、高压缩性、高灵敏度以及低渗透性、低强度(五高二低)。


3.3 TRD成墙简介


3.3.1 TRD成墙的目的

通过试成墙试验验证等厚度水泥土搅拌墙施工设备在该地层条件下的施工能力,确定等厚度水泥土搅拌墙成墙质量、水泥搅拌均匀性、强度及隔水性能及强度,确定等厚度水泥土搅拌墙采用三工序(即先行挖掘、回撤挖掘、成墙搅拌)的挖掘成墙推进速度、成墙功效,确定等厚度水泥土搅拌墙的挖掘液膨润土掺量、固化液水泥掺量、水泥浆液水灰比等施工参数,以指导后续矿山法联络通道的施工。


3.3.2成墙参数

连续墙宽0.85m,深35.37m,土体比重取1.842g/cm3,水泥比重取3.150 g/cm3,水灰比1.2∶1.0,水泥浆液比重1.450 g/cm3,1 m3浆液水791kg、水泥659kg,采用无级变速注浆泵,注浆压力2Mpa,挖掘液拌制采用纳基膨润土,每立方土体掺入5%膨润土。


3.3.3施工简述

场地平整、TRD设备进场3天,主机、拌浆后配套拼装调试7天,切割箱刀具标准段3.65m/节,调节段1.22m/节、2.44m/节。第一道连续墙长21.6m,分2次成墙;2019年10月14日开始安装刀箱,共计10节刀箱;10月16日搅拌成墙,10月17日拆除刀箱至2019年10月31日五道连续墙全部完成持续时间18d,平均先行挖掘速度2.50 m/h,回撤挖掘速度3.31m/h,搅拌成墙速度1.82m/h;5道连续墙平均正常成墙速度6.00 m/d,总水泥用量1518t。


3.3.4工后钻芯取样情况

针对5幅渠式切割水泥土连续墙分别进行了钻芯法检测,检测数量为6孔,设备采用XY-100型钻机,采用单动双管取样正循环钻进工艺,开孔和终孔孔径均为110mm;芯样揭示为灰色柱状,基本完整,坚硬,搅拌均匀;各抽检水泥连续墙墙身均匀性满足要求,在不同地层墙体强度差异较小,无侧限抗压强度均大于1.0Mpa。从钻孔取芯检测对水泥土搅拌墙成墙质量进行分析,结果表明在均匀性、连续性、止水性和强度上均满足设计要求。

TRD工法在联络通道施工中的应用

图 3 钻芯取样


3.3.5 TRD抗渗试验

渗透系数又称水力传导系数,根据前期详勘得知粉质黏土及淤泥质黏土渗透系数均在10-6cm/s及10-7cm/s数量级,试验结果表明在不同地层及深度方向芯样抗渗系数普遍在10-8cm/s数量级,在淤泥质黏土层可达到10-9cm/s数量级,离散性较小对于后续联络通道的开挖整体结构的稳定性及抗渗性能的加强具有一定的施工效果。


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TRD工法的优点


(1)整机高度底,特别适宜场地及高度受限部位施工,最大施工深度可达70m。

(2)高精度施工,通过自身携带多段式测斜系统,可以在水平方向和垂直方向进行高精度施工,对于垂直度的管理可以实现情报化施工。

(3)与传统工法相比,施工安全性高,机身高度较低,履带式底盘稳定性高,施工过程中切割箱一直插在地下,侧翻事故为“0”。

(4)与传统工法相比,挖掘能力强,适应地层范围更广。

(5)原位置、自上而下搅拌更均匀,成墙质量好,与传统工法相比强度高,搅拌更均匀,离散性小,防渗性更好。

(6)TRD施工为全地下搅拌施工,设备噪声小、振动较小,适应狭小施工空间。

(7)止水性能好,可实现无缝连接。

(8)与冷冻法施工相比,在类似地质矿山法联络通道施工中,在工期压力上及施工工艺上有明显的优势。


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TRD工法的缺点



(1)TRD设备昂贵、辅助设备较多,动力要求高,深度范围内均匀成墙,无法像三轴搅拌桩、SMW工法桩、高压旋喷桩等传统施工方法改变水泥的强弱加固。


(2)根据TRD工艺特性,其挖掘方向只能为直线行走,在转角处必须拔出接头箱,时间间隔较长,在不规则墙体难以使用。


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结  语


TRD工法在我国深基坑工程中的应用已经越来越广泛,由TRD工法技术构建的等厚度水泥土搅拌墙拥有地层适用性广、隔水性能可靠等特点,在深基坑工程的运用中具有显著的优点和实用性,使得该工艺技术有望成为未来深基坑围护工程中的主流。


来源:《中国建筑装饰装修》

编辑整理:项 敏



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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。

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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工法适应粘性土、砂土、砂砾及砾石层等地层,在标贯击数达 50~60 击的密实砂层、无侧限抗压强度不大于5MPa的软岩中也具有良好的适用性。可广泛应用于超深隔水帷幕、型钢水泥土搅拌墙、地墙槽壁加固等领域。


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