临江富水地层渠式切割水泥土连续墙（TRD）施工技术研究

打开文本图片集

< a rel="example_group" title="Custom title" href="http://img.resource.qikan.cn/qkimages/120c/120c202323/120c202323301-2-l.jpg">

摘  要：以张靖皋长江大桥南锚碇工程作为依托，对临江富水地层的TRD施工参数进行研究，确定TDR的施工参数，并对墙体进行相关检测。检测结果表明，渠式切割水泥土连续墙实用内拔法及搭接法，整体较为均匀，渗透系数可降至10—7cm/s。芯样强度大于设计值1.0Mpa，隔水效果良好，为类似项目提供技术参考。

关键词：临江富水；TRD；技术研究

中图分类号：TV                        文献标志码：A

1工艺原理

ＴＲＤ 工法是通过主机带动竖向插入岩土层的链锯式切割箱横向移动、切割及灌注水泥浆，在槽内进行混合、搅拌、固结形成等厚度水泥土搅拌墙工艺。

2工程概况

南锚碇采用支护转结构复合地连墙基础，锚体置于地连墙顶板顶面，采用三角框架造型重力式锚体。围护结构长为110m，宽75m，地连墙厚1.5m，顶板高程+1.0m，外围双层地连墙深83m，墙底为密实粉砂，双层墙净间距4.3m。锚体长110m，高52.5m，宽87.45m。

为降低南锚碇基础施工期间对长江大堤的影响，迎长江大堤侧以U字形设置抗渗止水水泥搅拌墙（TRD），与地连墙距离2m，设计标高为-37.8m～+2.2m，加固深度40m（穿透砂层、进入黏土层，以现场实际地层为准）。长度145m，墙厚0.7m，加固体体积4060m3。

TRD止水防渗墙平面布置如下图所示。

2.1 地质条件

1.2.1  水文地质

场地位于长江流域，地形平坦，水力坡度小，地表水系主要为长江及田间沟塘，水文条件相对复杂。

潜水含水层接受大气降水与田间沟塘水补给，潜水含水层主要岩性为粉砂，水位埋深0.32～1.50m。场区潜水、承压水含水层与长江通过侧向径流存在水力联系。

1.2.2  工程地质

地质勘察报告显示，拟建场地浅层埋深1m范围主要为①4种植土。在1～31m深度范围主要分布有松散②粉砂、稍密③粉砂和中密④粉砂，均为饱和状态，标贯击数8～18击。在31m～46m深度范围主要分布有软塑状⑤粉质黏土，标贯击数8～18击。地层物理力学参数如表1所示。

3施工工艺

3.1 总体施工方案

采用三步法施工，开放长度暂定为10m，按照开放长度划分为16个施工段，实际开放长度及分段以现场工艺试验结果为准。在每一个施工段，先行切削，切削到头后回撤切削到施工段起点，在进行成墙搅拌，循序渐进连续成墙。

3.2 主要设备选型

拟选用1台TRD70-E型TRD桩机进行止水防渗墙施工。

3.3 施工方法

3.3.1  沟槽及预埋穴开挖

搅拌墙平面位置定位控制线开挖导向沟槽。根据结构边线，成型的导向沟槽深度宜为0.8～1.5m，宽度宜大于墙体厚度0.4m，沟槽纵向开挖长度超前施工10m。

3.3.2  浆液制备

TRD防渗墙施工配备75t水泥罐2个，BZ-30型自动拌浆系统1套，膨润土拌浆系统1套。水泥罐及制浆设备安装完成并经过验收后方可进行浆液制备施工。

切割液用于切割箱自行沉入、先行切削、回撤挖掘与切割箱停放过程，视混合泥浆的流动度适当注入切割液。在搅拌桶内按比例放入水及膨润土并进行搅拌，在膨化池内膨化后使用。切割液的配合比应结合土质条件和机械性能指标通过室内试验和试成墙确定。切割液与切割土体形成的混合泥浆性能应具有适度的流动性，泌水较小，砂砾成分的下沉较小。切割液拌制采用钠基膨润土。切割液与切割土体形成的混合泥浆流动度控制在135mm～240mm，泌水率应小于3%。

3.3.3  主机就位

主机应就位平稳、平正，应保持TRD工法桩机底盘的水平和导杆的垂直，墙体偏差≤30mm。

3.3.4  切割箱与主机连接及自行沉入

用履带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。

通过分段续接切割箱挖掘，自行沉入到设计深度。并应通过自重匀速下沉，速度宜控制在4cm/min～7cm/min。切割箱自行打入时，要确保垂直精度。

3.3.5  搅拌成墙

主机与切割箱连接，进行三步施工方法（即先行切削、回撤切削、搅拌成墙），对地基土充分混合、搅拌松动后再进行固化成墙搅拌。

步序1-先行切削：通过压浆泵注入切割液（膨润土浆液），切割箱向前推进，挖掘松动原土层、切割成槽一段行程。先行切削推进速度宜控制在0.2～2m/h。开放区长度不宜超过15m，临近保护对象时，开放长度不宜超过10m，并应严格控制垂直度、推进速度。水平推进速度和链状刀具的旋转速度应相适应，步进距离不宜大于5cm。转角部位两边延伸长度不宜小于100cm。

步序2-回撤切削：根据作业工效，一段行程的成槽完成后，切割箱再回撤至切割起始点。回撤切削推进速度宜控制在5～10m/h。回撤切削搭接先期已施工墙体不小于50cm。搭接区域应严格控制挖掘速度，使固化液与混合泥浆充分混合、搅拌，搭接施工中须放慢搅拌速度，保证搭接质量。搭接示意图如下：

步序3-搅拌成墙：切割箱回撤至切割起始点后更换浆液，通过压浆泵注入固化液（水泥浆液），切割箱向前推进并与切割液混合泥浆混合搅拌，形成等厚度水泥土搅拌墙。搅拌成墙推进速度宜控制在1～3m/h。

在硬质土层中切割困难时，可采用增加刀头布置数量、刀头加长、步进距离减小、上挖和下挖方式交错使用以及回行反复切割等措施。施工过程中应检查链状刀具的工作状态以及刀头的磨损度，及时维修、更换和调整施工工艺。

主机需要停机处理时，必须将切割箱停放在临时停放区内或将切割箱全部拔出。临时停放区长度不宜小于5m，切割箱停放位置距离喷浆段边缘不宜小于2.5m，距离原状土边缘不宜小于0.5m。稳定液混合泥浆流动度不宜大于200mm。每隔1h～4h应启动一次设备，低速运转20min～40min。停机后再次启动链状刀具时，首先应切割刀具边缘的土体；回撤施工的墙体长度不宜小于50cm。

3.3.6  切割箱停放、拔出及清洗

TRD 工法施工主机临时停放时，应符合下列规定：

①临时停放区长度不宜小于5m。

②切割箱停放位置距离喷浆段边缘不宜小于2.5 m，距离原状土边缘不宜小于0.5 m；

③稳定液混合泥浆流动度不宜大于200 mm；

④每隔1 h～4 h 应启动一次设备，低速运转20 min～40 min。

一段工作面施工完成或者施工段发生变化时，将主体与切割箱进行分离，利用履带吊将切割箱拔出。切割箱拔出方式有内拔和外拔两种，宜优先选择外拔，最终拔出方式以现场实际情况为准。拔出切割箱应符合下列规定：

①采用内拔时，应在完成墙体后，回撒至设计墙体端部2m处拔出切割箱。

②拔出切割箱时，应根据切割箱长度、吊车起吊能力以及操作空间，分段（2-3节/次）、匀速拔出切割箱，同时注入水泥浆液进行填充，拔出时间应控制在4h内。

4结论

本文基于张靖皋长江大桥南航道桥南锚碇基础TRD工法墙在临江富水地层中的施工实例，对施工参数进行了研究和总结。主要得出以下结论：

（1）三步成墙的主要控制参数可按以下控制：先行切削推进速度宜控制在0.2～2m/h。开放区长度不宜超过15m，回撤切削推进速度宜控制在5～10m/h，回撤切削搭接先期已施工墙体不小于50cm。搅拌成墙推进速度宜控制在1～3m/h。

（2）拐角处采用内拔法时，需回撤至墙端2m外，起拔时需要孔口补充相同水灰比的水泥浆。

（3）成墙完成后，芯样28d无侧限抗压强度在1.08～1.13MPa，满足设计要求。

参考文献：

[1] 邸国恩，黄炳德，王卫东．敏感环境深基坑工程TRD法等厚度水泥土搅拌墙设计与实践[J]．岩土工程学报，2014，36（S1）：25-30．

[2] 魏祥，梁志荣，李博，等．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， 2014，36（S2）：222-226.

[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，2014，35（11）：3247-3255.

[4] 渠式切割水泥土连续墙技术规程：JGJ/ T303-2013[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.

[5] 水利工程质量检测技术规程：SL347-2016[S].北京：中国水利水电出版社，2016.

作者简介：何鹏，男，湖北宜昌，助理工程师，学士