现代城市建设背景下的深层地下工程技术革新
随着全球城市化进程的加速和土地资源的日益稀缺,向地下要空间已成为现代城市发展的必然趋势。高层建筑的深基坑、错综复杂的地铁网络、大规模的地下综合管廊以及环保要求严苛的防渗工程,共同构成了现代土木工程的宏大叙事。
这些工程的实施普遍面临着严峻的技术挑战:复杂多变的地质条件、密集的城市建成区对施工扰动的敏感性、对地下水资源的严格保护要求,以及对工程质量和安全性的极致追求。
传统的地下连续墙施工技术,如钻孔灌注桩排桩、SMW工法(水泥土搅拌桩)、地下连续墙(Diaphragm Wall)等,在特定条件下发挥了重要作用,但也逐渐暴露出其固有的局限性。例如,桩间接缝的止水可靠性问题、施工过程中产生的大量泥浆对环境造成的压力、大型设备对场地和空域的限制,以及在某些复杂地层(如砂砾石层)中施工效率和质量的下降。
正是在这样的时代背景下,为了克服传统技术的瓶颈,一种革命性的地下连续墙建造技术——TRD工法(Trench Cutting Re-mixing Deep Wall Method)应运而生。它以其独特的横向切割搅拌成墙原理,实现了地下墙体的等厚、连续、无缝,极大地提升了止水性能和施工质量。自20世纪90年代在日本问世以来,TRD工法凭借其卓越的技术优势,迅速在全球范围内得到推广和应用,尤其在中国,它已成为解决城市核心区深大基坑、水利防渗和环境岩土工程难题的”利器”。

TRD工法(TRD method)
英文全称:Trench Re-mixing Deep wall
又称:“渠式切割水泥土连续墙工法”
或“等厚度水泥土地下连续搅拌墙工法”
其基本原理是利用链锯式刀具箱竖直打入地层中,然后作水平横向运动,同时由链条带动刀具作上下的回转运动,搅拌混合原土并灌入水泥浆,形成一定强度等厚度的止水墙。

TRD工法由日本90年代初开发研制,是能在各类土层和砂砾石层中连续成墙的成套先进工法设备和施工方法。主要应用在各类建筑工程、地下工程、护岸工程、大坝、堤防的基础加固、防渗处理等方面。2005年TRD工法设备首次引进中国。
TRD工法适应粘性土、砂土、砂砾及砾石层等地层,在标贯击数达 50~60 击的密实砂层、无侧限抗压强度不大于5MPa的软岩中也具有良好的适用性。

TRD工法施工工艺包括:切割箱自行下钻挖掘工序→水泥土搅拌墙建造工序→切割箱拔除分解工序。TRD工法水泥土搅拌墙建造工序有三步法和一步法:
三步法(先行挖掘、回撤挖掘、成墙搅拌):
1、链锯式切割箱首先注入挖掘液先行挖掘一段距离;
2、回撤挖掘至该段起点;
3、再注入固化液向前推进搅拌成墙。适用于深墙、卵砾石层及有地下障碍物的复杂工况。
一步法
切割箱下钻到位后,同步注入固化液切割搅拌并推进成墙。
适用条件:常规地层、无地下障碍物的工程,工效更高。
开挖沟槽
吊放预埋箱
桩机就位
切割箱与主机连接
用指定的履带式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。
安装测斜仪
切割箱自行打入到设计深度后,安装测斜仪。通过安装在切割箱内部的多段式测斜仪,可进行墙体的垂直精度管理,确保1/250的精度。
TRD工法成墙
测斜仪安装完毕后,主机与切割箱连接。在切割箱底部注入挖掘液或固化液,使其与原位土体强制混合搅拌,形成等厚水泥土地下连续墙。
置换土处理
将TRD工法施工过程中产生的废弃泥浆统一堆放,集中处理。
拔出切割箱
在当前施工区段施工结束时,将切割箱拔出,再重新组装切割箱进行后续作业。切割箱的拔出应选择远离架空线的位置进行。
▲ TRD工法设备施工工序

▲ TRD工法设备下钻

▲ TRD工法切割搅拌
▲ TRD工法施工现场流程
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施工深度大
最大深度80m ,墙宽550mm-1200mm,国内已有多个深度达60m-80m施工案例。

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适应地层广
与传统工法比较,适应地层范围更广。可在砂、粉砂、粘土、砾石等一般土层及N值不超过50的硬质地层 (鹅卵石、粘性淤泥、砂岩、石灰岩等)施工。

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成墙质量好
连续性刀锯向垂直方向一次性的挖掘到设计深度,然后进行混合搅拌及横向水平推进, 在复杂地层也可以保证成墙品质均一。与传统工法比较,水泥土墙上下搅拌均匀,止水效果好,离散型小、可连续性施工,无接缝(不存在咬合不良),确保墙体高连续性和高止水性。

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稳定性高
主机机高仅8.7-12米,重心低,稳定性好,与传统工法比较,机械的高度和施工深度没有关联,稳定性高、通过性好。侧翻事故为“0”!施工过程中切割箱一直插在地下,绝对不会发生倾倒。

▲ 多轴、双轮搅、TRD设备高度对比
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施工精度高
实时检测设备在施工过程中的各类参数,进行监控。实现了施工全过程对TRD工法墙体的垂直精度控制,这是目前其他传统工法无法做到的。通过施工管理系统,实时监测切削箱体各深度X、Y方向数据,实时操纵调节,确保成墙精度。
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墙体等厚
成墙连续、等厚度、无缝连接,是真正意义上的“墙”而绝不是“篱笆”。可在任意间距插入H型钢等芯材,可节省施工材料,提高施工效率。

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周边土体影响较小
TRD工法在搅拌成墙过程中喷注水泥浆液过程中压力比小,适合城市核心区、紧邻建筑物、既有地铁隧道、历史建筑周边等对振动和沉降控制要求高的工程。
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深基坑、地铁车站、综合管廊等止水帷幕、支护挡墙(可插入:钢制连续墙、H型钢、PC、HC、BOX、H+Hat、预制钢筋混凝土连续墙、管桩、方桩、墙板等)


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竖井工程、排水工程、电力管网,顶管工作井

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护岸、大坝、堤防、水库防渗墙

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地下污染水、垃圾填埋场垂直防渗

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雨水调节止水墙

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对应液化现象地基改良

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防止房屋、铁路、地铁等设施变形位移

▍TRD工法的应用形式

▍已有TRD工法应用地区

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JGJ/T303-2013《渠式切割水泥土连续墙技术规程》 -
《渠式切割水泥土连续墙技术规程》条文说明 -
综合管廊基坑支护—TRD工法 -
等厚度水泥土搅拌墙技术规程(上海规范) -
JB/T 13969-2020建筑施工机械与设备链刀式地下连续墙成墙机 -
湖北省地方标准DB42/T 1774—2021等厚度水泥土搅拌墙技术规程 -
《基坑工程绿色技术规范》(T/CSRME 030-2023) -
2023年 DBJ33/T 1086-2023《渠式切割水泥土连续墙技术规程》 -
青岛地铁TRD工法补充预算定额
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