高壓線下地鐵車站TRD工法止水帷幕施工技術應用

文／蘇州市軌道交通集團有限公司 薛永健 李文峰 陳鵬

中鐵七局集團有限公司 牟爭強

蘇州大學軌道交通學院 錢林根

關鍵字:基坑工程；TRD工法；施工質量；強度

TRD（Trench-Cutting and Re-mixing Deep Wall Method）工法是等厚度水泥土地下連續墻的施工方法，即將鋸鏈式切割箱插入土層中，鋸鏈式切削器邊回轉邊沿水平方向掘削前進，同時向土層中注入固化液并與切削下來的土在原地攪拌混合，進而形成地下水泥土連續墻[1-3]。

TRD工法具有如下特點：機架重心低、穩定性好；成墻深度深、質量好；適用于不同性質土層；工程造價高、施工工期長[4-5]。由于在基坑上方有高壓電線或含水層深厚等特殊環境及工程地質與水文地質條件下，常用的三軸攪拌樁、地連墻（兼作）止水帷幕，或因其機架太高（或地連墻鋼筋籠吊裝高度較高）施工不安全、或受施工工藝限制達不到設計樁長要求而不能采用，因此TRD工法墻可替代三軸攪拌樁、地連墻用作為止水帷幕[6-7]。此外，TRD工法墻在基坑工程中還可用于（作）槽壁加固、坑中坑加固、隔離墻[8]以及支護結構（墻中插入型鋼構成型鋼水泥土攪拌墻）[9-10]。

本文結合蘇州軌道交通3號線群星二路站基坑TRD工法墻的工程實踐，介紹了TRD工法墻施工方法與流程、施工質量控制要點，分析了墻體強度檢測結果。

1 工程概況

群星二路站為蘇州軌道交通3號線全線的第21座車站，也是3號線與7號線的換乘站。車站為地下二層島式站臺車站，車站大里程端頭預留與7號線“L”型換乘節點。車站標準段、端頭井以及換乘節點處基坑開挖深度分別為17.978m、19.50m和25.06m。

車站基坑主要采用地下連續墻+內支撐的圍護結構型式。標準段為800mm厚地連墻+一道鋼筋混凝土支撐（第一道）+四道鋼支撐；端頭井為1000mm厚地連墻+一道鋼筋混凝土支撐（第一道）+四道鋼支撐（第四道鋼支撐需要換撐）；換乘節點處為1000mm厚地連墻+二道鋼筋混凝土支撐（第一、第五道）+五道鋼支撐（第四、第六道鋼支撐需要換撐）。

由于車站局部位置上方有架空高壓線，地下連續墻施工安全難以保證，因此局部區域將地連墻支護改為鉆孔灌注樁（φ1000@1200）+TRD止水帷幕（厚850mm、深34m）支護（支撐布置不變），高壓電線圍護結構平、剖面布置圖如圖1～圖2所示。

圖1 高壓電線下TRD止水帷幕平面圖

圖2 高壓電線下TRD止水帷幕剖面圖

2 施工方法及流程

2.1 施工方法

本工程TRD工法止水帷幕施工采用三工序施工方法（即先行挖掘、回撤挖掘、成墻攪拌）。

2.2 施工流程

施工流程具體如下。

(1)測量放線

施工前，根據所提供的坐標基準點，利用測量儀器進行放樣，同時做好護樁。并及時完成測量報驗。

(2)開挖溝槽

為滿足機械設備對地基承載力的要求，施工場地采取鋪設鋼板等措施。施工前用挖掘機沿止水帷幕中心線方向開挖工作溝槽（寬約1.4m，深約1.2m），探明地表淺層是否存在地下障礙物，并用素土及時回填。

(3)吊放預埋箱

利用挖掘機沿止水帷幕中心線開挖深約3m、長約2m、寬約1m的預埋穴之后，用吊車將預埋箱吊放入預埋穴內。

(4)主機就位

主機就位時，注意觀察上、下、左、右各方向，發現障礙物應及時清除，移動結束后檢查定位情況并及時糾正，應保證機具平穩。

(5)切割箱與主機連接

用吊車將切割箱逐段吊放入預埋穴，利用支撐臺固定；TRD主機移動至預埋穴位置連接切割箱，主機再返回預定施工位置進行切割箱自行打入挖掘至設計深度。

(6)安裝測斜儀

切割箱自行打入到設計深度后，安裝測斜儀。

(7)TRD工法成墻

采用三步法進行成墻施工。第1步——先行挖掘：通過壓漿泵注入挖掘液，切割箱向前推進，挖掘松動原土層、切割成槽一段行程；第2步——回撤挖掘：根據作業工效，一段行程的成槽完成后，切割箱再回撤至切割起始點；第3步——成墻攪拌：切割箱回撤至切割起始點后調換漿液，通過壓漿泵注入固化液，切割箱向前推進并與挖掘液混合泥漿混合攪拌，形成等厚水泥土攪拌墻。

3 施工參數

（1）TRD-D型機切割箱配置

60m墻體切割箱配備由下至上排列分別是：1節3.55m被動輪+8節3.66m切割箱+1節2.4m切割箱，總長35.23m，余尺1.23m。

（2）切割刀具配置：墻厚850mm，采用450mm～850mm寬度的刀具，呈菱形布置，確保全斷面切割土層。按1.2m間距布置刀排，型號為450mm、500mm、550mm、600mm、650mm、700mm、750mm、800mm、850mm、共9種。

（5）水泥摻量：25%（450kg/m3）。

（6）固化液水灰比：1.0～1.5（每桶水1000kg～1500kg、水泥1000kg）。

（7）固化液比重：1.37～1.50。

（8）膨潤土摻量：100kg/m3

（9）挖掘液配合比

挖掘液配合比如表1所示。

表1 挖掘液配合比

4 施工質量控制要點

（1）機架穩定、位置準確

施工前，應做好場地平整、加固以及測量放樣工作。

（2）原材料質量可靠

對原材料應進行抽檢，保證其質量滿足設計要求。

（3）成墻垂直度符合設計要求

主機就位拼裝完成后，用經緯儀分別從正面、側面校正立柱導向架垂直度；

成墻施工時，利用切割箱體內安裝的測斜儀，實時監控切割箱面內與面外的偏差情況，確保墻體垂直度。

（4）規范施工方法

嚴格按三步法進行成墻施工，并合理控制切割箱橫向推進速度、挖掘液與固化液配合比以及注漿壓力，確保水泥土被均勻攪拌。

（5）加強冷縫處理措施

因各種原因造成不能24小時連續施工而出現冷縫時，在接縫處對已成墻體重新切割（長度為50cm），保證墻體接縫的有機銜接。

5 墻體檢測強度

成墻施工時，現場采取外溢水泥土漿液裝入試模后（如圖3所示），帶回實驗室進行養護，測定不同齡期的水泥土試塊強度；成墻結束一定時間后，現場鉆芯取樣（如圖4所示），并對芯樣進行抗壓強度試驗。

圖3 水泥土試塊

圖4 水泥土芯樣

水泥土試塊強度如表2所示，芯樣強度如圖5～圖6所示。

表2 水泥土試塊強度

圖5 南側墻體芯樣強度散點圖

圖6 北側墻體芯樣強度散點圖

由表2、圖5～圖6可知：

（1）試塊強度隨養護齡期增加而增大；

（2）由于養護條件、取芯對芯樣擾動損傷、取芯位置（為避免取芯不當而造成墻體滲漏，本工程取芯位置位于TRD工法墻墻體與地連墻搭接處，且在TRD工法墻墻體端部，此處墻體施工質量往往不易保證）等原因，試塊強度高于芯樣強度。

（2）南側墻體芯樣強度最小值、最大值分別為0.27MPa、8.66MPa，平均值為1.97MPa；北側墻體芯樣強度最小值、最大值分別為0.49MPa、2.89MPa，平均值為1.62MPa。芯樣強度存在一定離散性，且南側墻體芯樣強度離散性大于北側墻體芯樣。芯樣強度存在一定離散性，可能與土層性質及施工參數有關。

6 結語

采用TRD工法，保障了蘇州軌道交通3號線群星二路站高壓電線下基坑止水帷幕施工的安全性，滿足了基坑止水的設計要求。墻體中鉆取的芯樣實測強度特點表明，TRD工法止水帷幕施工質量受施工方法、施工參數以及土層性質等多種因素的影響，因此，需要深入研究施工方法、施工流程以及施工質量控制要點等，以確保其施工質量和在工程中的不斷推廣應用。