TRD工法在紧邻运营地铁基坑中的应用

杭州地铁7号线工程土建施工SG7-2标段城站站位于杭州市上城区，处于规划海潮路与规划婺江路交叉路口，沿规划海潮路南北向布置; 为地下二层车站，基坑开挖深度15.14 米，局部17.14 米。站位西侧为规划商业，站位东侧为规划商业和住宅，均尚未实施。站位南侧为既有1 号线区间，已开通运营，距离基坑最近距离11.5 米。站位北侧为住宅。

图1 项目平面位置图

根据安全评估报告 , 城站站基坑施工期间对运营1号线盾构隧道风险等级为II级;7号线盾构始发期间风险等级为特级。为确保运营1 号线的隧道安全,在城站站基坑与运营号线盾构隧道之间增设一道宽850mm的TRD水泥搅拌墙止水帷幕, 以隔断两者地下水的联系。

2.2 工程地址条件

地质勘查报告表明，拟建场地区域地质构造单元属于扬子准地台钱塘台褶带，浙西北大复向斜翼部，属于古河道和正常沉积区过渡地带，在此范围内的地基土属于第四系沉积物，主要有饱和粘性土、粉性土和沙土组成。根据实地详勘钻孔揭露。拟建场地地层较稳定，具体揭露的底层有：新进人工填土、第四系全新冲基层及第三系新余群。

2.3 TRD工法工艺

2.3.1施工准备

（1）场地及道路的部署

在进行施工道路的部署时，不但要考虑其与水泥土搅拌桩墙（TRD）成桩机械承载要求相符合，同时还需确定其适应日后基坑施工的需要。因此，相应的工程施工人员在施工现场进行内外2 圈、宽8m的环形主道路的设置，场地内部进行宽8m的副道路的设置（一条）。该项工程中水泥土搅拌桩墙（TRD）成桩机械荷载大约为1500kn。另外，为了有效的满足施工的需要，施工人员在进行道路的施工时，采用C20混凝土进行浇筑工作，且其浇筑的厚度为20厘米，同时，下铺单排双向Φ12mm@150mm的钢筋，以此确保道路的强度和承载能力。在进行地坪浇筑施工前，首先，施工人员对表层素土进行有效的处理，利用压路机对其进行分层压实；其次，根据文明施工的要求，施工现场其它区域做厚10厘米素混凝土硬地坪；最后，道路地坪施工滞后，要进行坡向排水沟的施工。

（2）测量放线

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，进行坐标数据复核；利用测量仪器进行放样，同时做好护桩，通知相关单位进行放线复核。

（3）开挖沟槽

根据测量放出的边界线，采用挖土机开挖沟槽，并清除地下障碍物。

2.3.2工艺流程

图2 TRD工法工艺流程图

TRD 工法主要施工工序分为：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。 其中切割成墙采用三序成墙施工顺序：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。

以下为等厚度水泥土搅拌连续墙各施工工序图：

图3 切割箱自行挖掘工序图

图4 切割箱回撤挖掘工序图

图5 切割箱拔出分解工序图

2.4 施工要点

2.4.1转角处理

施工过程中存在多处转角，为确保水泥搅拌墙转角处的连体性，需预留水泥搅拌墙转角施工空间，在拐角处各延长0.5 米搭接以保证搅拌墙的连续性;在与地连墙的搭接处预留0.5 米外放口，在后期采用高压旋喷桩进行处理，以保证施工连续性和基坑止水效果。

2.4.2 桩机定位及垂直度修正

TRD 工法采用硬地坪施工，施工时桩机行走时沿定位线移动，定位线用全站仪放线，用白灰线在钢板上打出一条步履行走路线，定位线以步履带内边一致，确定到切割箱的距离是即到墙体轴线的距离。TRD 移动时，统一指挥，移动前看清上、下、左、右各方向的情况，TRD移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。TRD 应平稳、平正，并确保TRD的重直度，铺设钢板的路面标高用水准仪测量高程，以便控制切制箱的长度和墙体高度。TRD定位后再进行定位复核，定位偏差值≤ 15mm，标高偏±50mm，桩机垂直度偏差<1/250。

2.4.3 切割箱的安装及纠偏

TRD 工法定位完毕后，开启回旋刀链锯切割土体，并依次拼接刀具下钻至设计桩底标高。本设备切割箱宽度为0.85m。施工时根据设计深度合理调配切割箱的长度和块数。在施工过程中，通过安装在切割箱内的测斜仪，测斜仪能及时将切削箱的垂直度反应在桩机驾驶室的电脑上。若发现倾斜，及时用机身斜支撑和门架支撑修正切割箱，确保墙体的垂直度。斜支架能调整机身的前后向垂直度，门架能调整机身的左右向垂直度，通过反复的调整斜支架和门架，把成墙的垂直度控制在1/250 以内。

2.4.4 固化液和挖掘液的拌制

固化液采用P.O42.5 级水泥浆液拌制，水灰比控制在1.5 左右, 水泥掺量30% 。挖掘液采用膨润土，要求黏度为30.5s, 滤失量12.2cm3, 筛余为3.3%，屈服值2.5 进行拌制，根据相类似工作经验，被搅动土体掺入80~100kg/m³ 的膨润土。浆液拌制采用自动拌浆设备，后台标明施工参数。水泥浆液配置好后，停滞时间不得超过2h，防止发生浆液离析，影响水泥浆液与土体的均匀拌合。施工中保持泥浆的流动性，采用NLD-3 型流动度测试仪测试。按搅拌的难易程度，及时调整混合泥浆的流动性指标，增加浆液的携渣能力，提高TRD 工法成墙的均匀性和胶结度。挖掘液配比水: 膨润上:CMC = 1000:90:0.6，相对密度为1.08，水灰比1.5，固化液相对密度为1.46。

2.4.5 水泥土墙体成墙施工

TRD 成墙采用三序成墙施工顺序，先行挖掘速度控制在lm/h 内，成墙搅拌速度控制在2m/h 内。当桩机就位完成后，将水平链锯式切割箱拼接并下钻至设计桩底标高，开始水平横向挖掘前进，同时在切割箱底部注入挖掘液，然后再水平挖掘回撤至开始点，保证充分混合、搅拌、切割土体，最后再一次水平推进注入固化液，使其与原土体强制混合搅拌，形成水泥土搅拌连续墙。等厚度的水泥土搅拌墙应连续施工，搭接已成型墙体时，搭接距离约30~50cm，搭接施工时，要放慢掘进速度，确保搭接质量。水泥士搅拌墙的垂直度≤ 1/250, 墙位偏差≤ 50mm, 墙身偏差≤ 20mm, 成墙厚度偏差值≤ 20mm,实时监测成墙重直度。搭接施工时，要放慢掘进速度，确保搭接质量。水泥士搅拌墙的垂直度≤ 1/250, 墙位偏差≤ 50mm, 墙身偏差≤ 20mm, 成墙厚度偏差值≤ 20mm. 实时监测成墙重直度。

2.5 TRD施工常见突发情况及预防措施

2.5.1 停电

TRD 施工设备采用后台用电，前台主机和动力头均用柴油发电机的方式。若遇到突然停电，可将后台送浆泵内余浆放出来，并把储浆桶内水泥浆清理干净，TRD主机每隔半小时空转5min，防止水泥浆液凝固，防止TRD主机切削结构被埋。

2.5.2 机械损坏

TRD 施工时应配备专业的修理工2人，全天轮流值班，且预备一定量的施工配件。当遇到机械损坏时，能在第一时间抢修, 防止因机械损坏停工而延误工期。

2.5.3 堵管

若发生管道堵塞，应立即停泵处理。维修工立即检查送浆管路，及时更换堵塞的管道，快速恢复生产。待处理结束后，立即把搅拌钻具启动并停留约2min后继续注浆，等注浆约60s 后恢复横向搅拌切割。

2.5.4 施工过程中切割箱倾斜角度过大

若在施工过程中切割箱遇到上软下硬土质，会导致切割箱倾斜过大。桩机应重新回撒，调整切割箱至垂直位置，再次切割该段位置，并适度将切割箱上下提升。

2.6 TRD成墙对周边土体的影响

通过对该施工过程进行理论模型数据分析得出以下结论：2m 处土体位移和沉降变形最大为：位移变形量-2.03mm, 土体隆沉变形量2.34mm；4m 处土位移变形最大为：位移变形量-0.95mm，土体隆沉,变形量为1.03mm。成墙施工过程中2m 处土体位移量比4m 处明显。4m 处测点最终位移量与该试验设计要求位移量+2mm 相比，满足小于2mm 的要求；成墙施工引起的上体隆沉最终为向上隆起，隆起量不大，满足要求。