论文部分内容阅读
【摘 要】 “TRD”工法机技术起源于日本90年代，经历二十几年的发展，得到广泛的应用，现已引进我国，该工法主要具有对环境污染小、防渗性能好、施工安全等优点，近年来受到国内相关单位的广泛观注，是一种满足可持续发展，循环经济的绿色工法，被广泛用于深基础挡土墙、止水墙、深港及大型水库、江河堤防工程。
【关键词】 “TRD”工法 原土搅拌 等厚度地下连续墙 水平连续切削 防渗 安全
1 “TRD”技术简介
1.1“TRD”工法技术
“TRD”（Trench-Cutting and Re-mixing Deep Wall Method）工法是将链式切削器插入土层中，靠链式切削器的转动并沿水平方向掘削前进，从而形成连续的沟槽，同时将固化灰浆从切削器的端部喷出，与切削下来的土在原地搅拌混合，形成水泥土地下连续墙。其切削成槽、混合搅拌、成墙为连续作业；墙体完全连续，可不分段施工，因而避免了常规施工方法分槽段施工，槽孔搭接处产生薄弱环节的缺点。
1.2“TRD”工法的施工程序
（1）TRD机械进场组装定位。“TRD”机械整机重约150t，不便整体运输，需分部件运至现场，然后定位组装。
（2）下切削箱体。“TRD”机械主要是沿水平方向切削，但在开始时须将切削箱体向下进行垂直切削，按工程深度要求将一定长度的切削箱体切入地下。必要时，在地表沿防渗墙轴线开挖水平导向槽，以便提高施工精度。
（3）水平切削搅拌。切削箱体下入地下后，进行水平切削搅拌。
（4）注入固化灰浆。“TRD”水平方向切削，同时注入固化灰浆进行搅拌，切削过程中所排出的残土应及时用挖掘机清走。
1.3“TRD”工法的适用范围
“TRD”工法主要适用地层为粘性土、砂壤土、砾质土、砂砾石等地层及其相互交错地层，适用范围较广。据日本有关资料介绍在应用于砂砾石地层时，其中所含卵石最大粒径可达400mm～500mm，但据我们分析，其粒径不宜超过200mm～300mm，否则将影响成墙精度和质量。
1.4“TRD”工法的特点
（1）与常规工法相比，“TRD”工法施工机械设备高度仅10m左右，重心低，且切削箱体插入土中，施工过程中稳定性好。
（2）“TRD”工法切削搅拌同时进行，无需用泥浆护壁，可节省工程投资，提高施工进度。
（3）“TRD”工法在垂直方向均匀搅拌，与土体混合，所形成的墙体质量均匀、上下等宽连续，成墙质量高，不产生高压喷射等常规施工方法出现的墙体分叉现象。
（4）“TRD”工法可以造倾斜式地下连续墙，同时还可在墙体中加入型钢，型钢位置不受限制。
（5）“TRD”工法的缺点主要是设备造价较高，一次性投入成本较大，机器的维修费也较高，从经济角度上讲，只适合于大规模地基处理施工。
2 “TRD”工法技术的发展
2.1“TRD”工法技术在日本的发展
1994年，“TRD”工法机由日本（株）神户制钢所与东绵建机（株）联合开发成功的。经过20年的技术改进和工程施工，在地基基础施工中正以很快的速度得到广泛应用。
1994年，开发出TRD TYPE-1。
1996年，开发出TRD TYPE-2。
1997年，开发出TRD TYPE-3。
2005年，TRD工法机进入美国。
1997年获得了日本建设机械化协会的技术审查证明。
1999年日本日立建机（株）与利根建机共同开发成功与TRD工法类似的以打桩机为底盘的PTR工法施工机（Power Trencher）。
“TRD”工法自1994年在日本问世，在日本得到了迅速的推广，截止2012年末，在19年间，“TRD”工法在日本已经超过285万平方米的施工业绩，最深连续墙深度60m，近40台TRD机械在施工，工程数量超过580个。美国、新加坡和中国大陆都已经引进了“TRD”工法技术。
2.2“TRD”工法技术在中国的发展
2005年，我国上海广大和杭州大通基础施工工程公司率先从日本引进了TRD施工机械，并在华东地区开始施工，积累了宝贵的经验。“TRD”工法已经被列为我国国家级的新技术推广项目，在辽宁、江西、浙江、湖南、天津等地都有施工案例。几年来的应用和施工发现，现在引进的日本设备价格昂贵，不太适合我国的国情，所以，影响了该技术的大面积推广及应用。
2009年，辽宁抚挖重工机械有限公司和日本合资生产（国内组装）的TRD机械CMD850型设备正式投产，同年试车成功，完成锦州城市名人酒店基坑防渗工程，填补了我国TRD机械生产的空白。
2011年4月，上海振中机械制造有限公司与日本三和机材公司合作完成新型电动步履式TRD-E施工机械，同年完成淮安雨润广场地基工程的施工。
2013年，上海工程机械厂有限公司开发出TRD-D系列机，最大试车深度61m，同年完成上海金融中心项目的施工。
2013年9月，中铁建重工有限公司开发出SLJ60系列机，同年在天津鲁能商住综合体防渗墙工地完成工程施工。
2.3日本“TRD”工法协会
“TRD”技术在日本国内的快速发展，是与日本“TRD”工法协会经常性的技术研讨、施工经验交流密不可分，日本“TRD”工法协会正式会员12个，协助会员5个。
表1 日本“TRD”工法协会会员表
图2 “TRD”工法机在施工斜墙
3 现阶段“TRD”机主要技术参数比较
表2 TRD机主要技术参数对比表
4 “TRD”机工程施工统计分析 4.1日本“TRD”机工法在基础工程中的施工
4.2日本TRD工法在水利方面的应用
日本为了开发以江河、湖泊护堤隔水施工的工法，开发满足适合江河护堤的施工工程设备，解决江河护堤的特殊环境施工要求，避免施工时造成河流的环境污染，以此为背景，开发出有效隔离跑漏水坝堤的高效、环境友好型施工机械，在水利方面的应用见表3。该机型更多的考虑自然环境的保护，能够完成高效率的自然环境型护堤施工的工法，开发出以标准“TRD”机为基础的适应特殊环境的倾斜型“TRD”施工机械，用以阻止洪水高水位时对堤坝的侵蚀。
因此，该机型能够按规定角度（一般水平角度35～45度范围内进行倾斜打造）、深度进行挖掘的专用施工机械，在土中打造倾斜水泥土混合搅拌物连续墙。在河岸的一侧进行施工。由于洪水侵蚀后河堤向河川内坍塌，形成有利于小生物的寄生繁衍生息和沙石的堆积，从而形成自然的护堤。
施工效果：施工时保持自然河岸景象，是兼顾自然环境的施工工法，无需建造过度用隔水坝，不必担心对河川的污染，可通年施工，机械化施工效率高、降低施工造价成本、缩短施工工期。
该工法技术适用范围：适合于在高河床低水位的护堤。适合于河岸及水域附近有珍惜动植物生息，特别是需要保护自然环境的场所。可以进行墙身长度≤15米范围内的高速度施工。适合墙体厚度0.15m～0.45m范围内施工地质条件。可在卵石层施工。
5 “TRD”工法机技术在我国存在的问题
（1）我国现阶段“TRD”工法机施工设备成墙厚度范围为550mm～850mm，为提高施工效率、降低施工成本，在保证墙体强度及渗透系数品质的前提下，应进一步研发成墙厚度为350mm～450mm的薄壁型施工机械，结合施工工法，不断开发新产品。
（2）“TRD”工法机技术在研发的过程中缺乏相应的国家及行业标准，制造厂及施工单位各自为政的现象较为突出，给行业的进一步发展埋下了隐患。亟待规范TRD技术各项执行标准（含设备生产制造、施工工法及工程质量检验等）.
（3）从技术水平上看，国产“TRD”机所用的链条可靠寿命还存很大差距，不能满足主机施工的性能要求，今后要加强基础零部件技术的制造、研发。
（4）设备成本较高，应进一步降低设备制造成本，解决施工成本过高的问题，开发出价廉物美、符合中国国情的产品，使施工能被广大中国用户所接受。
（5）施工管理系统要进一步完善，如不加以解决，将极大地影响到国产“TRD”机快速发展。
（6）进一步注重施工工法的研究，把设备制造与施工工法切实相结合。桩工机械和其他工程机械相比，机械和施工工法的结合更加紧密，始终是新工法带动相应新设备的开发。在施工中发现新机种或新机型的需求，为产品研发找到新的方向。
6 “TRD”工法机技术推广当前面临的难题
（1）设备技术成熟度有待提高，设备可靠性不易保证。
（2）施工功法需进一步深入研究，应根据我国实际地质情况进行工法创新。
（3）“TRD”工法施工技术推广的投入应须加大。
（4）设备购置成本较高，需适当降低，以适应我国国情需求。
（5）切削刀具合理应用技术经验欠缺，设备施工的环境适应性有待提高。
（6）在复杂地质条件下的生产率较低。缺少造墙深度和土层N值对施工影响功效两个最主要因数的深入研究。
（7）适应工程种类有限。
（8）施工工法复杂，要求人员素质较高。
7 “TRD”工法机今后必须解决的关键技术
（1）“TRD”工法机在施工中切削液、固化液的合理配置工艺参数的控制。
（2）“TRD”工法施工时，最佳施工工序的控制。
（3）“TRD”工法施工时，搅拌墙转角工序控制。
（4）“TRD”工法施工时，锯链式切割箱刀具的优化组合，提高链条和刀具的使用寿命及刀具形状设置更加合理化。
（5）进一步提高“TRD”工法施工中的信息化、智能化管理水平。
（6）解决复杂地层型钢超长时插入的精度。
（7）加大“TRD”工法机施工入岩新技术及清除地下障碍物新技术的研究。
（8）加大“TRD”工法与其他施工工法的联合施工的研究。
（9）“TRD”工法技术应在现有标准机型的基础上，丰富机型产品种类，根据我国地址条件的特殊性，开发出一些微型化、低矮型、可倾斜开挖或纵向切削开挖、能够适应水利堤坝及狭小空间施工的专用型机械。
（10）尽快成立“TRD”工法技术协会，充分整合社会资源，使“TRD”工法技术得以快速、规范发展。
8 结语
当前，我国正立足于满足可持续发展和建立资源节约型、环境友好型社会。因此“TRD”工法为建造地下连续防渗墙提供了一种全新的施工方法，随着近年来深基础施工、河流湖泊防渗堤防建设的发展，“TRD”工法以其独有的优势必将在国内得以快速的应用和推广。
参考文献：
[1]赵峰、倪锦初、刘立新.“TRD”工法在堤防工程中的应用研究，2000，6.
[2]牛午生.地下连续墙施工-TRD工法，水利水电工程设计，1999，7
[3]地中控え護岸工法，日本TRD工法协会，新情报，2013.
[4]安国明，宋松霞，横向连续切削式地下连续墙工法——TRD工法，2005，9
【关键词】 “TRD”工法 原土搅拌 等厚度地下连续墙 水平连续切削 防渗 安全
1 “TRD”技术简介
1.1“TRD”工法技术
“TRD”（Trench-Cutting and Re-mixing Deep Wall Method）工法是将链式切削器插入土层中，靠链式切削器的转动并沿水平方向掘削前进，从而形成连续的沟槽，同时将固化灰浆从切削器的端部喷出，与切削下来的土在原地搅拌混合，形成水泥土地下连续墙。其切削成槽、混合搅拌、成墙为连续作业；墙体完全连续，可不分段施工，因而避免了常规施工方法分槽段施工，槽孔搭接处产生薄弱环节的缺点。
1.2“TRD”工法的施工程序
（1）TRD机械进场组装定位。“TRD”机械整机重约150t，不便整体运输，需分部件运至现场，然后定位组装。
（2）下切削箱体。“TRD”机械主要是沿水平方向切削，但在开始时须将切削箱体向下进行垂直切削，按工程深度要求将一定长度的切削箱体切入地下。必要时，在地表沿防渗墙轴线开挖水平导向槽，以便提高施工精度。
（3）水平切削搅拌。切削箱体下入地下后，进行水平切削搅拌。
（4）注入固化灰浆。“TRD”水平方向切削，同时注入固化灰浆进行搅拌，切削过程中所排出的残土应及时用挖掘机清走。
1.3“TRD”工法的适用范围
“TRD”工法主要适用地层为粘性土、砂壤土、砾质土、砂砾石等地层及其相互交错地层，适用范围较广。据日本有关资料介绍在应用于砂砾石地层时，其中所含卵石最大粒径可达400mm～500mm，但据我们分析，其粒径不宜超过200mm～300mm，否则将影响成墙精度和质量。
1.4“TRD”工法的特点
（1）与常规工法相比，“TRD”工法施工机械设备高度仅10m左右，重心低，且切削箱体插入土中，施工过程中稳定性好。
（2）“TRD”工法切削搅拌同时进行，无需用泥浆护壁，可节省工程投资，提高施工进度。
（3）“TRD”工法在垂直方向均匀搅拌，与土体混合，所形成的墙体质量均匀、上下等宽连续，成墙质量高，不产生高压喷射等常规施工方法出现的墙体分叉现象。
（4）“TRD”工法可以造倾斜式地下连续墙，同时还可在墙体中加入型钢，型钢位置不受限制。
（5）“TRD”工法的缺点主要是设备造价较高，一次性投入成本较大，机器的维修费也较高，从经济角度上讲，只适合于大规模地基处理施工。
2 “TRD”工法技术的发展
2.1“TRD”工法技术在日本的发展
1994年，“TRD”工法机由日本（株）神户制钢所与东绵建机（株）联合开发成功的。经过20年的技术改进和工程施工，在地基基础施工中正以很快的速度得到广泛应用。
1994年，开发出TRD TYPE-1。
1996年，开发出TRD TYPE-2。
1997年，开发出TRD TYPE-3。
2005年，TRD工法机进入美国。
1997年获得了日本建设机械化协会的技术审查证明。
1999年日本日立建机（株）与利根建机共同开发成功与TRD工法类似的以打桩机为底盘的PTR工法施工机（Power Trencher）。
“TRD”工法自1994年在日本问世，在日本得到了迅速的推广，截止2012年末，在19年间，“TRD”工法在日本已经超过285万平方米的施工业绩，最深连续墙深度60m，近40台TRD机械在施工，工程数量超过580个。美国、新加坡和中国大陆都已经引进了“TRD”工法技术。
2.2“TRD”工法技术在中国的发展
2005年，我国上海广大和杭州大通基础施工工程公司率先从日本引进了TRD施工机械，并在华东地区开始施工，积累了宝贵的经验。“TRD”工法已经被列为我国国家级的新技术推广项目，在辽宁、江西、浙江、湖南、天津等地都有施工案例。几年来的应用和施工发现，现在引进的日本设备价格昂贵，不太适合我国的国情，所以，影响了该技术的大面积推广及应用。
2009年，辽宁抚挖重工机械有限公司和日本合资生产（国内组装）的TRD机械CMD850型设备正式投产，同年试车成功，完成锦州城市名人酒店基坑防渗工程，填补了我国TRD机械生产的空白。
2011年4月，上海振中机械制造有限公司与日本三和机材公司合作完成新型电动步履式TRD-E施工机械，同年完成淮安雨润广场地基工程的施工。
2013年，上海工程机械厂有限公司开发出TRD-D系列机，最大试车深度61m，同年完成上海金融中心项目的施工。
2013年9月，中铁建重工有限公司开发出SLJ60系列机，同年在天津鲁能商住综合体防渗墙工地完成工程施工。
2.3日本“TRD”工法协会
“TRD”技术在日本国内的快速发展，是与日本“TRD”工法协会经常性的技术研讨、施工经验交流密不可分，日本“TRD”工法协会正式会员12个，协助会员5个。
表1 日本“TRD”工法协会会员表
图2 “TRD”工法机在施工斜墙
3 现阶段“TRD”机主要技术参数比较
表2 TRD机主要技术参数对比表
4 “TRD”机工程施工统计分析 4.1日本“TRD”机工法在基础工程中的施工
4.2日本TRD工法在水利方面的应用
日本为了开发以江河、湖泊护堤隔水施工的工法，开发满足适合江河护堤的施工工程设备，解决江河护堤的特殊环境施工要求，避免施工时造成河流的环境污染，以此为背景，开发出有效隔离跑漏水坝堤的高效、环境友好型施工机械，在水利方面的应用见表3。该机型更多的考虑自然环境的保护，能够完成高效率的自然环境型护堤施工的工法，开发出以标准“TRD”机为基础的适应特殊环境的倾斜型“TRD”施工机械，用以阻止洪水高水位时对堤坝的侵蚀。
因此，该机型能够按规定角度（一般水平角度35～45度范围内进行倾斜打造）、深度进行挖掘的专用施工机械，在土中打造倾斜水泥土混合搅拌物连续墙。在河岸的一侧进行施工。由于洪水侵蚀后河堤向河川内坍塌，形成有利于小生物的寄生繁衍生息和沙石的堆积，从而形成自然的护堤。
施工效果：施工时保持自然河岸景象，是兼顾自然环境的施工工法，无需建造过度用隔水坝，不必担心对河川的污染，可通年施工，机械化施工效率高、降低施工造价成本、缩短施工工期。
该工法技术适用范围：适合于在高河床低水位的护堤。适合于河岸及水域附近有珍惜动植物生息，特别是需要保护自然环境的场所。可以进行墙身长度≤15米范围内的高速度施工。适合墙体厚度0.15m～0.45m范围内施工地质条件。可在卵石层施工。
5 “TRD”工法机技术在我国存在的问题
（1）我国现阶段“TRD”工法机施工设备成墙厚度范围为550mm～850mm，为提高施工效率、降低施工成本，在保证墙体强度及渗透系数品质的前提下，应进一步研发成墙厚度为350mm～450mm的薄壁型施工机械，结合施工工法，不断开发新产品。
（2）“TRD”工法机技术在研发的过程中缺乏相应的国家及行业标准，制造厂及施工单位各自为政的现象较为突出，给行业的进一步发展埋下了隐患。亟待规范TRD技术各项执行标准（含设备生产制造、施工工法及工程质量检验等）.
（3）从技术水平上看，国产“TRD”机所用的链条可靠寿命还存很大差距，不能满足主机施工的性能要求，今后要加强基础零部件技术的制造、研发。
（4）设备成本较高，应进一步降低设备制造成本，解决施工成本过高的问题，开发出价廉物美、符合中国国情的产品，使施工能被广大中国用户所接受。
（5）施工管理系统要进一步完善，如不加以解决，将极大地影响到国产“TRD”机快速发展。
（6）进一步注重施工工法的研究，把设备制造与施工工法切实相结合。桩工机械和其他工程机械相比，机械和施工工法的结合更加紧密，始终是新工法带动相应新设备的开发。在施工中发现新机种或新机型的需求，为产品研发找到新的方向。
6 “TRD”工法机技术推广当前面临的难题
（1）设备技术成熟度有待提高，设备可靠性不易保证。
（2）施工功法需进一步深入研究，应根据我国实际地质情况进行工法创新。
（3）“TRD”工法施工技术推广的投入应须加大。
（4）设备购置成本较高，需适当降低，以适应我国国情需求。
（5）切削刀具合理应用技术经验欠缺，设备施工的环境适应性有待提高。
（6）在复杂地质条件下的生产率较低。缺少造墙深度和土层N值对施工影响功效两个最主要因数的深入研究。
（7）适应工程种类有限。
（8）施工工法复杂，要求人员素质较高。
7 “TRD”工法机今后必须解决的关键技术
（1）“TRD”工法机在施工中切削液、固化液的合理配置工艺参数的控制。
（2）“TRD”工法施工时，最佳施工工序的控制。
（3）“TRD”工法施工时，搅拌墙转角工序控制。
（4）“TRD”工法施工时，锯链式切割箱刀具的优化组合，提高链条和刀具的使用寿命及刀具形状设置更加合理化。
（5）进一步提高“TRD”工法施工中的信息化、智能化管理水平。
（6）解决复杂地层型钢超长时插入的精度。
（7）加大“TRD”工法机施工入岩新技术及清除地下障碍物新技术的研究。
（8）加大“TRD”工法与其他施工工法的联合施工的研究。
（9）“TRD”工法技术应在现有标准机型的基础上，丰富机型产品种类，根据我国地址条件的特殊性，开发出一些微型化、低矮型、可倾斜开挖或纵向切削开挖、能够适应水利堤坝及狭小空间施工的专用型机械。
（10）尽快成立“TRD”工法技术协会，充分整合社会资源，使“TRD”工法技术得以快速、规范发展。
8 结语
当前，我国正立足于满足可持续发展和建立资源节约型、环境友好型社会。因此“TRD”工法为建造地下连续防渗墙提供了一种全新的施工方法，随着近年来深基础施工、河流湖泊防渗堤防建设的发展，“TRD”工法以其独有的优势必将在国内得以快速的应用和推广。
参考文献：
[1]赵峰、倪锦初、刘立新.“TRD”工法在堤防工程中的应用研究，2000，6.
[2]牛午生.地下连续墙施工-TRD工法，水利水电工程设计，1999，7
[3]地中控え護岸工法，日本TRD工法协会，新情报，2013.
[4]安国明，宋松霞，横向连续切削式地下连续墙工法——TRD工法，2005，9