随着城市对地下空间的使用需求不断扩大，基坑工程施工环境越来越复杂，对基坑维护技术要求不断提高，新技术、新工艺的应用也越来越多，在此以浦东机场T3航站楼项目为背景，介绍了TRD工法超深止水帷幕的施工及质量控制，实验结果表明：TRD工法对周边环境影响小，成墙质量好，满足了深大基坑长期大面积降压的安全与环境保护要求。
浦东机场南区地下交通枢纽及配套工程位于上海市浦东新区，浦东机场捷运区以西、飞翱路以东、浦东机场卫星厅以南和围场河路以北。总占地面积约162.8万㎡、总建筑面积约220万㎡、基坑面积约51万㎡。建筑主要为地上4层，地下3层，国内混流，国际出发，达到分流航站楼，地下空间主要为综合交通枢纽。
本工程包括5大部分：T3航站楼及交通中心；飞行区工程；旅客捷运系统；市政配套及附属设施；新东货运区。东侧：既有捷运系统，距离约200m；机场滑行道路，距离约630m；机场跑道，距离约930m。
拟建场地属河口、砂嘴、砂岛相地貌类型，位于浦东机场卫星厅以南，南至围场河边，东至二跑道场区，西至飞翱路。拟建场地地势总体来说起伏不大，一般在2.68m～5.77m 左右，平均约4.46m；堆载体区域标高约9.31m～10.00m，局部堆土区域标高约5.93m～7.84m；场地内明浜水面标高约3.96m，排水渠水面标高约1.36m。项目所在区域位于滨海平原地貌单元，根据资料显示场地80m深度范围内为第四纪松散沉积物，由第四纪全新统（Q4）、晚更新统（Q3）、中更新统（Q2）沉积组成，属第四系河口、滨海、浅海相沉积层，主要由饱和粘性土、粉性土以及砂土组成，分为7个大层，一般具有成层分布特点。根据勘察资料，拟建场地均位于古河道沉积区，自地表以下 75.45m 深度范围内为属第四系河口、滨海、浅海、沼泽、溺谷相沉积层，主要由饱和粘性土、粉性土以及砂土组成，具有成层分布特点。按其沉积年代、成因类型及其物理力学性质的差异，依据上海市工程建设规范《岩土工程勘察规范》（DGJ08-37-2012）相关条款，可划分为 7 个主要层次，其中第③、⑦层均分别可划分为 2 个亚层，第①、②层分别可划分为 3 个亚层，第⑤层可划分为 4 个亚层，第⑦层可划分为 2 个亚层，而第⑦ 2 层又可划分出两个次亚层。拟建场地缺失上海市统编地层第⑥层暗绿色硬土层和第⑧层粘性土层。根据勘察报告，拟建场地地基土分布主要有如下特点：
（1）浅部第① 1 层填土，主要以粘性土为主，夹植物根茎及碎石、贝壳等杂质。第① 2 层浜填土，含有机质，夹腐烂植物根茎等，该层在明浜（塘）处为淤泥。（2）第② 1 层褐黄～灰黄色粉质粘土，含氧化铁条纹及铁锰结核，夹粉性土，呈可塑～软塑状态，中等～高等压缩性。该层在拟建场地局部缺失。第② 2 层灰色粉质粘土夹粘质粉土，局部夹淤泥质土，呈软塑状态，土质软弱不均。该层在场地分布不稳定，局部缺失。第② 3 层灰色砂质粉土，含云母、有机质，夹薄层粉质粘土，土质不均，呈松散～稍密状，中等压缩性。（3）第③ 1 层灰色淤泥质粉质粘土，含云母、有机质，夹薄层粉性土，土质不均，呈流塑状，高等压缩性。第③ 2 层灰色砂质粉土，含云母，夹薄层粘性土，局部夹少量粉砂，土质不均，呈松散～稍密状，中等压缩性。（4）第④层灰色淤泥质粘土，含云母、有机质、贝壳碎屑，夹少量薄层粉砂，呈流塑状态，高等压缩性，分布较稳定。第③、④层灰色淤泥质土，土质软弱，具有高压缩性、高灵敏度、低强度的特性，为天然地基的软弱下卧层和压缩层。基坑围护时需考虑该两层土易流变和触变的特性，另外，第② 3 层、第③ 2 层为粉性土，基坑开挖时应注意该两层在动水力作用下有可能发生流砂和管涌等不良地质现象。（5）第⑤ 1 层灰色粘土，含云母、有机质，偶夹薄层粉砂，呈软塑～可塑状态，高等压缩性。第⑤ 3 层灰色粉质粘土，含云母、有机质，夹薄层粉砂，呈可塑状态，中等压缩性。该层在场地内局部分布。第⑤ 4 层灰绿～草黄色粉质粘土，含铁锰结核，局部夹粉性土，呈可塑～硬塑状态，中等压缩性。该层在场地局部分布。（6）第⑦ 2-1 层灰黄色粉砂，颗粒组成成分以石英、长石等为主，夹薄层粉性土，呈中密～密实状，中等压缩性。局部缺失。第⑦ 2-2 层灰黄～灰色粉砂，颗粒组成成分以石英、长石等为主，局部夹薄层粉性土和细砂，呈密实状态，中等～低等压缩性，土性佳。（7）第⑨层灰色粉砂，颗粒组成成分以石英、长石为主，局部夹薄层粉性土、细砂，呈密实状态，中等压缩性。本场地勘探深度范围内涉及的地下水类型主要有浅部土层的潜水、中部粉性土层中的微承压水和深部砂土层中的承压水。根据地质报告，各种类型含水层的分布特征如下：
地下潜水稳定水位埋深一般在地面以下0.10m～5.60m之间，其相应标高一般在4.84m～0.67m之间（拟建场地有土堆分布，局部区域地势较高，潜水位随地势有一定变化），平均潜水位标高为3.14m。
本场地微承压水赋存于第⑤2a层粘质粉土夹粉质粘土、第⑤2b 层砂质粉土夹粉质粘土、第⑤3-2 层砂质粉土夹粉质粘土中，该三层在古河道区分布，且分布范围较大。本场地内微承压含水层受承压水直接补给。第⑤2层微承压水水位，建议施工期微承压水水位埋深为5.0m（按场地标高4.50m，绝对标高-0.50m）。考虑到微承压水含水层水位年呈周期性变化，故运营期高水位埋深可取3.0m。
本场地承压水赋存于第⑦层、⑨层砂土中。第⑦层、⑨层层分别为上海市统编第Ⅰ、Ⅱ承压含水层，赋存地下水水量丰富,第Ⅰ、Ⅱ承压含水层大部分区域直接相连。
得第⑦层承压水水位，建议施工期承压水水位埋深为4.5m（按场地标高4.50m，水位绝对标高0.0m）。考虑到承压水含水层水位年呈周期性变化，故运营期高水位埋深可取3.0m。
本工程等厚度水泥土搅拌墙隔水帷幕的深度达70~80米，需进入标贯大于50击的第⑦层成墙，施工难度大，以期对TRD工法及设备在该地层条件下的施工能力，超深等厚度水泥土搅拌墙成墙质量、水泥搅拌均匀性、强度及隔水性能等进行验证，改进各项施工参数，正式施工前进行试成墙试验。
1.墙体厚度为900mm，有70m和80m两种深度，平面长度不小于10m；2.墙体垂直度偏差不大于1/250，墙位偏差不大于+20mm~-50mm(向坑内偏差为正)，墙深偏差不得大于50mm，成墙厚度不小于设计墙厚，偏差控制在0~-20mm(控制切割箱刀头尺寸偏差)；3.等厚度水泥土搅拌墙28d钻孔取芯无侧限抗压强度标准值不小于0.8MPa，墙体渗透系数不宜大于10-7cm/sec；等厚度水泥土搅拌墙采用三工序成墙施工工艺（即先行挖掘、回撤挖掘、成墙搅拌）。
试成墙墙体厚度900mm，最大深度80m，超过设计最大深度，采用TRD-80EA型工法机施工，试成墙过程中设备运转情况较为正常，切割箱打入平均速度9.6m/h,先行挖掘平均速度0.52m/h,回撤挖掘平均速度2.5m/h,成墙推进平均速度1.8m/h。试验结果：
试成墙的检测要求：由于试成墙深度超深，等厚度水泥土搅拌墙完成后应及时进行浆液试块强度试验、芯样强度试验以及渗透性检测。
浆液试块试验：
对等厚度水泥土搅拌墙28天和45天养护期的芯样进行无侧限抗压强度，结果如下：根据检测数据，等厚度水泥土搅拌墙芯样无侧限抗压强度均大于0.8MPa，满足设计要求；对等厚度水泥土搅拌墙28天及45天养护期的芯样进行渗透系数试验，结果如下：根据检测数据，渗透系数结果在4.8×10-8-9.8×10-8cm/sec之间，满足设计要求；
对检测墙浆液试块进行28天临期抗压强度试验，检测结果在1.1MPa-1.5MPa之间，满足设计要求；对检测墙浆液试块进行45天临期抗压强度试验，检测结果在1.1MPa-1.5MPa之间，满足设计要求。
▍四、正式施工
该项目TRD施工设计总方量约26万方，核心区基坑连续墙长度为8767m，TRD止水帷幕长度为5745m，成墙厚度分别为800mm和900mm，墙体深度55m-75m。▲设备场布图
▲ TRD-EN 苏州德泓建设 1号机
▲ TRD-EN 苏州德泓建设 2号机
对施工完毕且养护期满的成墙段进行浆液试块及取芯检测，浆液试块28d无侧限抗压强度均大于1.0 MPa，钻孔取芯试样28d无侧限抗压强度均大于0.8 MPa，墙体渗透系数不大于10-7cm/s，满足设计要求。
▍五、施工质量控制措施
▶ 通过试成墙试验，验证等厚度水泥土搅拌墙施工设备在该地层条件下的施工能力；▶ 通过试成墙试验，确保超深等厚度水泥土搅拌墙成墙质量、水泥搅拌均匀性、强度及隔水性能；▶ 通过试成墙试验，确定TRD工法等厚度水泥土搅拌墙的施工参数和施工工序；● 压浆阶段严格把控施工质量，TRD设备回撤挖掘中应均匀注入水泥浆，注意水泥浆液不得离析，输浆管不能堵塞，不能发生断浆现象，更不能出现土浆夹心层；● 发生管道堵塞情况，需立即停泵处理，设备应在原位置挖掘切割，输浆管线解堵后切割箱在原位置继续注浆一分钟后，再恢复正常施工；● 施工过程中出现冷缝，需在接缝处对成墙（长度1m）进行重新切割搅拌，确保止水效果。在成墙施工过程中还应控制其掘进速度不宜过快。在切割箱内安装倾斜仪，当反馈信息出现偏差时，可通过移动主机调整将其垂直精度控制在 1/250 以内。
● 为确保成墙质量，施工过程中应严格控制施工速度、搅拌液和固化液配合比、密度等技术参数；● 定时检查搅拌桶的水泥用量及液面高度，随时检测水泥浆比重，将水灰比控制在1.5～2.0，搅拌墙墙体水泥掺量不小于25%。● 在墙体搭接时，应注意控制其搭接质量，对每次注浆停止位置做好定位标记，TRD搭接尺寸应控制在300~500mm之间；● 在转角施工时，需将切割箱提出，调整方向后重新向下切削到设计标高，并注意搭接部位要增加注浆料，确保完全搭接。
▍六、结 语
本工程的实施表明，在滨海平原地貌地层条件下采用超深TRD工法作为隔水帷幕，墙体垂直度及成墙质量均有保证，设备能力、工效可以满足要求，满足了深大基坑工程长期大面积降压的安全和环境保护要求，值得借鉴和推广。
编辑整理：项敏
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