“TRD”工法技術發展歷程及展望

【摘 要】 “TRD”工法機技術起源于日本90年代，經歷二十幾年的發展，得到廣泛的應用，現已引進我國，該工法主要具有對環境污染小、防滲性能好、施工安全等優點，近年來受到國內相關單位的廣泛觀注，是一種滿足可持續發展，循環經濟的綠色工法，被廣泛用于深基礎擋土墻、止水墻、深港及大型水庫、江河堤防工程。

【關鍵詞】 “TRD”工法 原土攪拌 等厚度地下連續墻 水平連續切削 防滲 安全

1 “TRD”技術簡介

1.1“TRD”工法技術

“TRD”（Trench-Cutting and Re-mixing Deep Wall Method）工法是將鏈式切削器插入土層中，靠鏈式切削器的轉動并沿水平方向掘削前進，從而形成連續的溝槽，同時將固化灰漿從切削器的端部噴出，與切削下來的土在原地攪拌混合，形成水泥土地下連續墻。其切削成槽、混合攪拌、成墻為連續作業；墻體完全連續，可不分段施工，因而避免了常規施工方法分槽段施工，槽孔搭接處產生薄弱環節的缺點。

1.2“TRD”工法的施工程序

（1）TRD機械進場組裝定位。“TRD”機械整機重約150t，不便整體運輸，需分部件運至現場，然后定位組裝。

（2）下切削箱體。“TRD”機械主要是沿水平方向切削，但在開始時須將切削箱體向下進行垂直切削，按工程深度要求將一定長度的切削箱體切入地下。必要時，在地表沿防滲墻軸線開挖水平導向槽，以便提高施工精度。

（3）水平切削攪拌。切削箱體下入地下后，進行水平切削攪拌。

（4）注入固化灰漿。“TRD”水平方向切削，同時注入固化灰漿進行攪拌，切削過程中所排出的殘土應及時用挖掘機清走。

1.3“TRD”工法的適用范圍

“TRD”工法主要適用地層為粘性土、砂壤土、礫質土、砂礫石等地層及其相互交錯地層，適用范圍較廣。據日本有關資料介紹在應用于砂礫石地層時，其中所含卵石最大粒徑可達400mm～500mm，但據我們分析，其粒徑不宜超過200mm～300mm，否則將影響成墻精度和質量。

1.4“TRD”工法的特點

（1）與常規工法相比，“TRD”工法施工機械設備高度僅10m左右，重心低，且切削箱體插入土中，施工過程中穩定性好。

（2）“TRD”工法切削攪拌同時進行，無需用泥漿護壁，可節省工程投資，提高施工進度。

（3）“TRD”工法在垂直方向均勻攪拌，與土體混合，所形成的墻體質量均勻、上下等寬連續，成墻質量高，不產生高壓噴射等常規施工方法出現的墻體分叉現象。

（4）“TRD”工法可以造傾斜式地下連續墻，同時還可在墻體中加入型鋼，型鋼位置不受限制。

（5）“TRD”工法的缺點主要是設備造價較高，一次性投入成本較大，機器的維修費也較高，從經濟角度上講，只適合于大規模地基處理施工。

2 “TRD”工法技術的發展

2.1“TRD”工法技術在日本的發展

1994年，“TRD”工法機由日本（株）神戶制鋼所與東綿建機（株）聯合開發成功的。經過20年的技術改進和工程施工，在地基基礎施工中正以很快的速度得到廣泛應用。

1994年，開發出TRD TYPE-1。

1996年，開發出TRD TYPE-2。

1997年，開發出TRD TYPE-3。

2005年，TRD工法機進入美國。

1997年獲得了日本建設機械化協會的技術審查證明。

1999年日本日立建機（株）與利根建機共同開發成功與TRD工法類似的以打樁機為底盤的PTR工法施工機（Power Trencher）。

“TRD”工法自1994年在日本問世，在日本得到了迅速的推廣，截止2012年末，在19年間，“TRD”工法在日本已經超過285萬平方米的施工業績，最深連續墻深度60m，近40臺TRD機械在施工，工程數量超過580個。美國、新加坡和中國大陸都已經引進了“TRD”工法技術。

2.2“TRD”工法技術在中國的發展

2005年，我國上海廣大和杭州大通基礎施工工程公司率先從日本引進了TRD施工機械，并在華東地區開始施工，積累了寶貴的經驗。“TRD”工法已經被列為我國國家級的新技術推廣項目，在遼寧、江西、浙江、湖南、天津等地都有施工案例。幾年來的應用和施工發現，現在引進的日本設備價格昂貴，不太適合我國的國情，所以，影響了該技術的大面積推廣及應用。

2009年，遼寧撫挖重工機械有限公司和日本合資生產（國內組裝）的TRD機械CMD850型設備正式投產，同年試車成功，完成錦州城市名人酒店基坑防滲工程，填補了我國TRD機械生產的空白。

2011年4月，上海振中機械制造有限公司與日本三和機材公司合作完成新型電動步履式TRD-E施工機械，同年完成淮安雨潤廣場地基工程的施工。

2013年，上海工程機械廠有限公司開發出TRD-D系列機，最大試車深度61m，同年完成上海金融中心項目的施工。

2013年9月，中鐵建重工有限公司開發出SLJ60系列機，同年在天津魯能商住綜合體防滲墻工地完成工程施工。

2.3日本“TRD”工法協會

“TRD”技術在日本國內的快速發展，是與日本“TRD”工法協會經常性的技術研討、施工經驗交流密不可分，日本“TRD”工法協會正式會員12個，協助會員5個。

表1 日本“TRD”工法協會會員表

圖2 “TRD”工法機在施工斜墻

3 現階段“TRD”機主要技術參數比較

表2 TRD機主要技術參數對比表

4 “TRD”機工程施工統計分析

4.1日本“TRD”機工法在基礎工程中的施工

4.2日本TRD工法在水利方面的應用

日本為了開發以江河、湖泊護堤隔水施工的工法，開發滿足適合江河護堤的施工工程設備，解決江河護堤的特殊環境施工要求，避免施工時造成河流的環境污染，以此為背景，開發出有效隔離跑漏水壩堤的高效、環境友好型施工機械，在水利方面的應用見表3。該機型更多的考慮自然環境的保護，能夠完成高效率的自然環境型護堤施工的工法，開發出以標準“TRD”機為基礎的適應特殊環境的傾斜型“TRD”施工機械，用以阻止洪水高水位時對堤壩的侵蝕。

因此，該機型能夠按規定角度（一般水平角度35～45度范圍內進行傾斜打造）、深度進行挖掘的專用施工機械，在土中打造傾斜水泥土混合攪拌物連續墻。在河岸的一側進行施工。由于洪水侵蝕后河堤向河川內坍塌，形成有利于小生物的寄生繁衍生息和沙石的堆積，從而形成自然的護堤。

施工效果：施工時保持自然河岸景象，是兼顧自然環境的施工工法，無需建造過度用隔水壩，不必擔心對河川的污染，可通年施工，機械化施工效率高、降低施工造價成本、縮短施工工期。

該工法技術適用范圍：適合于在高河床低水位的護堤。適合于河岸及水域附近有珍惜動植物生息，特別是需要保護自然環境的場所。可以進行墻身長度≤15米范圍內的高速度施工。適合墻體厚度0.15m～0.45m范圍內施工地質條件。可在卵石層施工。

5 “TRD”工法機技術在我國存在的問題

（1）我國現階段“TRD”工法機施工設備成墻厚度范圍為550mm～850mm，為提高施工效率、降低施工成本，在保證墻體強度及滲透系數品質的前提下，應進一步研發成墻厚度為350mm～450mm的薄壁型施工機械，結合施工工法，不斷開發新產品。

（2）“TRD”工法機技術在研發的過程中缺乏相應的國家及行業標準，制造廠及施工單位各自為政的現象較為突出，給行業的進一步發展埋下了隱患。亟待規范TRD技術各項執行標準（含設備生產制造、施工工法及工程質量檢驗等）.

（3）從技術水平上看，國產“TRD”機所用的鏈條可靠壽命還存很大差距，不能滿足主機施工的性能要求，今后要加強基礎零部件技術的制造、研發。

（4）設備成本較高，應進一步降低設備制造成本，解決施工成本過高的問題，開發出價廉物美、符合中國國情的產品，使施工能被廣大中國用戶所接受。

（5）施工管理系統要進一步完善，如不加以解決，將極大地影響到國產“TRD”機快速發展。

（6）進一步注重施工工法的研究，把設備制造與施工工法切實相結合。樁工機械和其他工程機械相比，機械和施工工法的結合更加緊密，始終是新工法帶動相應新設備的開發。在施工中發現新機種或新機型的需求，為產品研發找到新的方向。

6 “TRD”工法機技術推廣當前面臨的難題

（1）設備技術成熟度有待提高，設備可靠性不易保證。

（2）施工功法需進一步深入研究，應根據我國實際地質情況進行工法創新。

（3）“TRD”工法施工技術推廣的投入應須加大。

（4）設備購置成本較高，需適當降低，以適應我國國情需求。

（5）切削刀具合理應用技術經驗欠缺，設備施工的環境適應性有待提高。

（6）在復雜地質條件下的生產率較低。缺少造墻深度和土層N值對施工影響功效兩個最主要因數的深入研究。

（7）適應工程種類有限。

（8）施工工法復雜，要求人員素質較高。

7 “TRD”工法機今后必須解決的關鍵技術

（1）“TRD”工法機在施工中切削液、固化液的合理配置工藝參數的控制。

（2）“TRD”工法施工時，最佳施工工序的控制。

（3）“TRD”工法施工時，攪拌墻轉角工序控制。

（4）“TRD”工法施工時，鋸鏈式切割箱刀具的優化組合，提高鏈條和刀具的使用壽命及刀具形狀設置更加合理化。

（5）進一步提高“TRD”工法施工中的信息化、智能化管理水平。

（6）解決復雜地層型鋼超長時插入的精度。

（7）加大“TRD”工法機施工入巖新技術及清除地下障礙物新技術的研究。

（8）加大“TRD”工法與其他施工工法的聯合施工的研究。

（9）“TRD”工法技術應在現有標準機型的基礎上，豐富機型產品種類，根據我國地址條件的特殊性，開發出一些微型化、低矮型、可傾斜開挖或縱向切削開挖、能夠適應水利堤壩及狹小空間施工的專用型機械。

（10）盡快成立“TRD”工法技術協會，充分整合社會資源，使“TRD”工法技術得以快速、規范發展。

8 結語

當前，我國正立足于滿足可持續發展和建立資源節約型、環境友好型社會。因此“TRD”工法為建造地下連續防滲墻提供了一種全新的施工方法，隨著近年來深基礎施工、河流湖泊防滲堤防建設的發展，“TRD”工法以其獨有的優勢必將在國內得以快速的應用和推廣。

參考文獻：

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