摘要：以某水利工程的防渗处理为例，深入探讨TRD工法在水利工程建设中的实践应用。首先详尽解析TRD工法的工艺原理和适用范围；再通过具体案例，系统阐述TRD工法在施工过程中的关键步骤与技术要点，展现了其高效、精准的施工工艺；最后，通过钻芯取样进行的质量检测，验证TRD工法在复杂软土地质条件下应用的卓越成效，不仅确保了工程质量，而且为类似地质环境的水利工程项目提供宝贵的施工经验与参考依据，展现TRD工法在水利工程领域的广阔应用前景。
关键词：TRD工法；水利工程；技术特点；施工方案；质量检测
水利工程作为国家级基础设施的关键构成部分，在防洪抗灾、水资源分配、农田灌溉以及生态环境保护等方面发挥着无可替代的关键作用。随着气候变化和极端天气事件的频发，水利工程面临着前所未有的挑战。堤防加固、水库建设及河道治理等工程任务日益繁重，对施工技术提出了更高要求。在这样的背景下，TRD(渠式切割深层搅拌地下水泥土连续墙)工法凭借其独特的优势逐渐崭露头角。该工法不仅适用于多种地层条件，包括砂层、粉质黏土、卵石层等，而且成墙质量高、止水性强，能够有效解决水利工程中的防渗、加固等难题。因此，TRD工法在水利工程领域的应用前景广阔，值得深入研究和推广。
1.1工艺原理
TRD工法，即Trench-cutting&Re-mixing Deep Wall,革新了地下连续墙施工技术。它集高效掘削、原位搅拌与固化剂注入于一体，确保了施工高效与质量卓越。不同于SMW工法的纵向搅拌，TRD采用链锯型刀具精准切入地基，直达设计深度，为搅拌固化打下坚实基础。然后根据地质与环境条件精选固化剂注入，强化土体。独特的搅拌装置确保固化剂均匀分布，与土体紧密结合，形成高强度固化体。随着刀具水平掘削搅拌推进，连续墙体渐成，既坚韧又连续。
1.2适用范围
TRD工法不仅可以适用于N值小于100的软土地层，而且可以在直径小于100 mm,q≤5MPa
的卵砾石、泥岩和强风化基岩中施工，适应地层广泛。同时，包括人工填土、黏性土、淤泥和淤泥质土、粉土、砂土、碎石土和岩石等土层；地基土层存在下列情况时，设计前应进行先期试验，以确定其适用性：①地下障碍物较多；②圆锥动力触探试验的锤击数实测平均数Nas大于100或无侧限抗压强度大于5 MPa;③粒径大于100 mm的颗粒含量大于30%;④土的有机质含量大于5%;⑤受承压水影响或地下水渗流速度较快的土层。
TRD工法机具成墙厚度和深度根据设备型号不同而异。渠式切割水泥土连续墙的墙厚宜取550~850 mm。当墙厚为550 mm时，最大应用深度不宜大于20 m;当墙厚为600～700 mm时，最大应用深度不宜大于35 m:当墙厚为700～850 mm时，最大应用深度不宜大于50 m。由于具有成墙深度大、地层适应性强、连续性及均匀性好等特点，渠式切割水泥土连续墙具有优异的防渗、止水性能。在国内外的实践中，常用来作为基坑的截水帷幕和水利大坝的防渗墙，部分工程中利用渠式切割水泥土连续墙阻隔地层中的深层承压水，取得了较好的效果。
某水利工程位于河湖冲积平原，地势平坦，高程多变。地质勘探显示，堤基地层复杂，自上而下依次为：中更新统冲积层，含低液限黏土、粉细砂及中粗砂卵石；全新统冲湖积层，为淤泥质粉质黏土；人工堆积层，主要为堤身土。水质分析表明，地下水为弱碱性，对混凝土无腐蚀性，适宜工程建设。整体而言，工程需充分考虑地质多样性及水文变化，确保施工安全与工程质量。该工程堤基下粉细砂层在汛期易致渗漏，威胁堤防安全。面临复杂的地质挑战，项目团队在14d内成功构建多段高质量地下连续墙，总面积达1849m²,有效阻断了渗漏风险。
针对本水利项目的深厚防渗墙建设，其设计深度深达44 m,且需穿越地质挑战性极高的圆砾层，该层特征为标贯击数高(16次)、圆砾含量密集(约60%)、且圆砾尺寸大(直径最大至12 cm),加之该层平均厚度显著,达到29.3 m。为此，规划了采用CMD850型TRD综合施工机械(具体设备组合如表1所示),并遵循一套精心设计的“三阶段作业法”来构建防渗墙，具体包括初步切割、回退再切割及注浆固化成墙3个步骤。
表1 CMD850型TRD组合设备
3.1先行切割
设备配置：利用CMD850型TRD组合设备的强大动力，驱动链锯式切割箱进行精确作业。
切割策略：通过切割箱端部注入特制的切割液，该切割液中掺入了约5%的钠基膨润土，水膨润土比控制在3~10,以增强切割液的润滑性和稳定性。切割液以约0.7 m/h的速度向前掘削，每次掘削距离约为8m。
岩层处理：鉴于目标地层中存在强风化泥质粉砂岩，该岩层具有遇水软化的特性，因此，在切割至岩层上部时，暂停施工3~4 h,让岩层充分吸收水分并崩解软化，此举旨在减少刀盘磨损，提高切割效率。
泥浆控制：严格控制泥浆的流动度在135～240 mm,确保切割过程的顺利进行和泥浆的有效护壁作用。
3.2回撤切割与搅拌
回撤过程：在完成初步切割后，切割箱回撤至起始位置。此过程中，继续对混合土体进行进一步的切割和搅拌，回切速度提升至3 m/h,以增强土体的均匀性和混合效果。
质量控制：密切监控回撤过程中的土体状态，确保混合均匀，为后续成墙打下坚实基础。
3.3注浆成墙
固化液配制：采用P·042.5级普通硅酸盐水泥作为固化液的主要成分，掺量设定为25%,水灰比控制在1.2~1.5,以达到最佳的固化效果。
注浆搅拌：通过切割箱端部注入固化液，并以前进搅拌的方式形成防渗墙。喷浆成墙速度设定为1.5m/h,同时保持泥浆流动度在150～280 mm,确保墙体的密实度和均匀性。
精度控制：严格按照《渠式切割水泥土连续墙技术规程》(JGJ/T 303—2013)的要求进行施工，确保TRD防渗墙的定位偏差小于25 mm,成墙后水平偏位不超过30 mm,墙身垂直度偏差控制在1/250以内，以保证墙体的整体稳定性和防渗性能。
在TRD工法实施中，施工效率受施工深度、成墙厚度、地层复杂性、障碍物及墙体中心线曲率等多重因素影响。CMD850型设备即便面对47.5 m深和0.8 m厚的施工挑战，仍能以8～10 m/天的高效成墙速度展现其深部施工能力。通过精确控制、技术创新及科学管理，TRD工法能灵活应对复杂地层和障碍物，确保施工安全与效率。设计阶段的合理规划与施工中的精细管理，共同促进了施工效率与质量的双重提升，CMD850型设备的成功应用即为最佳例证。
4.2芯样钻取与性能验证
为全面评估TRD防渗墙的施工质量，采取了系统性钻孔取芯策略，即在每50m的间隔处精准钻取一个芯样，总计获取了22个代表性芯样，以进行详尽的无侧限抗压强度与渗透系数检测。如图1所展示的芯样照片，直观可见芯样展现出高度的连续性与完整性，碎裂现象轻微，显示出优异的胶结性能。芯样颜色均匀，呈现出典型的水泥土色泽，进一步印证了其材质的一致性。通过钻孔取芯检测，可以确信TRD防渗墙的施工质量优异，芯样表现出极佳的连续完整性与材料特性。取芯检测结果如图2所示。
由检测评估结果可以看出，对于上部土层(深度超过15m)所提取的芯样，其无侧限抗压强度普遍维持在约1.6 MPa的稳定水平；而转至下部土层(深度介于15~44 m,包含砂层与圆砾层等复杂地质),芯样的抗压强度则显著增强，平均强度达到了约1.8 MPa,远超预设的1.0 MPa设计强度标准，充分验证了其强大的结构承载能力。在渗透性能方面，尽管上部土层芯样显示出相对较高的渗透系数，这被推测为墙体硬化过程中水泥土成分自然沉降现象的一个反映，但整体上，所有检测芯样的渗透系数均远低于设计阈值1×10-⁵cm/s,普遍维持在1×10-⁶cm/s的极低范围内，更有部分样本达到了1×10-⁷cm/s级别，证明了防渗墙在阻隔地下水渗透方面的卓越效能。
5.1 TRD施工中断处理
由于机械维护、夜间停工等导致的施工暂停，在停工之前，需在切削工作面前方2 m的范围内注入缓凝剂。在下一施工阶段开始前，需后退切削2 m,重新进行搅拌，并注入固化灰浆，以确保槽段间的良好结合。
5.2转角区域施工处理
在施工过程中，会遇到多个转角区域。为了保证水泥搅拌墙在转角位置的连续性，必须预先留出水泥搅拌墙转角施工所需的空间，即在每个拐角处各自向外延伸0.5m进行重叠，以此来确保搅拌墙的连续性不会遭到破坏。
5.3桩机定位与垂直度调整
施工阶段，桩机需沿全站仪精确标定的白灰定位线行进，此线清晰绘于钢板，与桩机步履带内侧对齐，精准调控切割箱至墙体中心轴距离。移动时，需资深人员指挥，确保平稳安全，并前后检查四周，排除障碍。定位后，立即校验修正偏差，用水准仪测定钢板路面高程，精确管理切割箱长与墙体高。最终，复核定位精度，确保定位误差≤15 mm,高程误差±50 mm内，桩机垂直度误差<1/250,为后续施工奠定坚实基础。
5.4切割箱装配与垂直度校正
施工中，施工人员需依据设计深度精确配置切割箱的长度与块数，以保障切割作业的顺畅进行。切割箱内嵌入了先进的测斜仪，实时监测并将垂直度数据反馈至桩机驾驶室电脑，使操作人员能及时掌握切割箱的倾斜状况。一旦发现倾斜，操作人员就应迅速利用机身斜支撑和门架支撑进行校正，斜支架调整前后向垂直度，门架调整左右向垂直度，通过反复精细调整，确保墙体垂直度精准控制在1/250以内，以满足设计要求。
在水利工程的实践中，TRD工法以其独特的优势展现了广阔的应用前景。该工法不仅能在复杂多变的地质条件下实现高效、稳定的施工，而且通过精确控制墙体厚度与强度，确保防渗墙的高质量完成。通过本文的分析，验证了TRD工法在水利工程中的施工可行性与优越性，随着水利工程的不断发展与对施工质量要求的日益提高，TRD工法必将在更多领域发挥其重要作用。通过持续的技术创新与实践探索，进一步完善TRD工法的施工工艺与质量控制体系，为水利工程的安全、高效建设提供更加坚实的保障。
资料来源：《四川建材》
作者：韩丽君
编辑整理：项敏
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