新型止水帷幕工法的应用

朱宇

工法

施工

搅拌

切割

止水

预埋

基坑

成墙

帷幕

挖掘

关键词：TRD 工法 止水帷幕

一、创新背景
       1.1 基本情况

       随着城市化的快速发展和城市人口超饱和，地上土地资源已极其有限甚至没有余地，高层建筑和城市交通枢纽建设中地下空间开发已成为常态，且基坑规模和深度不断的增加。在富水砂层地质条件下，基坑围护结构的止水性对基坑安全至关重要。
       等厚度水泥土搅拌连续墙工法，又称TRD工法（Trench cutting Re-mixing Deep wall method），TRD工法止水帷幕具有地层适用性广、墙体均质性好、隔水性能可靠等特点，作为一种新型基坑围护止水帷幕，既能够隔断30-60m深层承压水，又能有效控制对周边环境的影响，是一种可持续发展、循环经济的绿色工法。

       1.2 创新目的
       通过对新型工法应用，积累相关施工经验，探索不同地质条件下，止水帷幕施工参数及止水效果，为其它相关基坑围护结构施工提供依据，保证基坑施工安全、优质。

二、核心技术
       2.1 创新点
       TRD工法是将水泥土地下连续墙的搅拌方式从传统的垂直轴螺旋钻杆水平分成搅拌，改为水平轴锯链式切削箱沿桩深垂直整体均匀搅拌，施工深度可达60米，具有适应地层广、截水性好、安全稳定、无缝连接、噪音、振动较小、降低渗漏风险等优点，且该工法适宜长距离直线施工。
       2.2 工艺流程
       TRD工法施工工艺：切割箱自行打入挖掘工序、水泥土搅拌墙建造工序、切割箱拔出分解工序。其中水泥土搅拌墙建造工序之三循环的施工方法：先行挖掘、回撤挖掘、成墙搅拌，即锯链式切割箱钻至预定深度后，首先注入挖掘液先行挖掘、松动土层一段距离，然后回撤挖掘至原处，再注入固化液向前推进搅拌成墙。本工程采用三循环的方法施工TRD等厚度水泥土搅拌墙，以下为三循环的施工方法工艺流程图：

图1 TRD工法三循环成墙示意图

       ⑴测量放线
       施工前，先根据设计图纸和业主提供的坐标基准点，精确计算出围护墙中心线角点坐标，利用测量仪器进行放样，并进行坐标数据复核，同时做好护桩。并通知相关单位进行放线复核。

   

    ⑵开挖沟槽

图2 开挖沟槽

       根据TRD工法设备重量，围护墙中心线放样后，对施工场地进行铺设钢板等加固处理措施，确保施工场地满足机械设备对地基承载力的要求，确保桩机的稳定性。用挖掘机沿围护墙中心线平行方向开挖工作沟槽，槽宽约1.2m，沟槽深度约1.0m。
       ⑶吊放预埋箱

图3 吊放预埋箱

       用挖掘机开挖深度约3m、长度约2m、宽度约1m的预埋穴，利用吊车并将预埋箱吊放入预埋穴内。
       ⑷桩机就位

图4 桩机就位

       由当班班长统一指挥桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正，桩机应平稳、平正。
        ⑸切割箱与主机连接

图5 切割箱与主机连接

       用指定的履带式吊车将切割箱逐段吊放入预埋穴，利用支撑台固定；TRD主机移动至预埋穴位置连接切割箱，主机再返回预定施工位置进行切割箱自行打入挖掘工序。
       ⑹安装测斜仪

图6 安装测斜仪

       切割箱自行打入到设计深度后，安装测斜仪。通过安装在切割箱内部的多段式测斜仪，可进行墙体的垂直精度管理，通常可确保1/250以内的精度。
       ⑺TRD工法成墙 

图7 TRD工法成墙

       测斜仪安装完毕后，主机与切割箱连接。在切割箱底部注入挖掘液预先切割土层一段距离，再回撤挖掘至原处，开始固化液使其与原位土体强制混合搅拌，形成等厚水泥土地下连续墙。
       ⑻浆液流动度测试

图8 浆液流动度测试

       通过测试混合泥浆的流动度进行成墙品质的管理。
       ⑼置换土处理

图9 置换土处理

       将等厚度型钢水泥土搅拌墙施工过程中产生的废弃泥浆统一堆放，集中处理。
       ⑽拔出切割箱

图10 拔出切割箱

       一段工作面施工结束后，利用TRD主机将切割箱分段拔出。
       2.3 操作要点
       ⑴TRD工法在施工前应进行试墙，根据实际地质条件确定各项技术参数以及工艺、步骤等，土质差异大的地层，要确定分层技术参数。
       ⑵提前做好施工前的准备工作，包括：清障、修路、铺设钢板（TRD工法机械自重大，对地基承载力要求高）、定位放线、开挖沟槽等。
       ⑶TRD工法施工中的垂直度控制可采用激光经纬仪进行控制，允许偏差±2.5cm。
       ⑷TRD工法施工中，必须配置备用发电机组，在市电供给不正常的情况下，一旦停电可及时恢复供浆、压气、正常搅拌作业，避免延误时间造成埋钻事故。
       ⑸施工中应加强设备的维修保养，在硬质地层作业时，钻具磨耗大，应提前准备各类备用配件，及时更换、镶补，确保正常施工。 三、应用效果
       因本工程围护结构采用全封闭密闭止水帷幕，不透水层深度位于地面以下46m，根据三轴搅拌桩的适用性和施工经验，富水粉砂地层16m以下，三轴搅拌桩成桩质量差、不连续，故此基坑不能采用三轴搅拌桩作为止水帷幕。
       本工程采用了TRD工法墙和地下连续墙两种止水帷幕型式，通过后期的开挖监测，发现地下连续墙段局部墙的接缝处存在渗漏，而TRD工法段未见渗漏情况，且TRD工法较地连墙施工效率高，缩短工期30%以上，施工安全性高，且TRD工法较地下连续墙单价低60%以上。 四、完成单位人员及联系方式
       完成单位：中铁四局集团第四工程有限公司
       完 成 人: 杨仲杰、王圣涛、马奎、罗支贵、刘浩、朱宇、宋宝吉、罗彬
       联 系 人：宋宝吉
       联系方式: 0551-65242641(电话)、876123182(QQ)