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摘要：TRD-D 工法機(jī)是適用于地下深層水泥土攪拌等厚連續(xù)墻工法施工專(zhuān)用設(shè)備，具有工作穩(wěn)定性好、性能可靠、操作便捷和相對(duì)施工成本低等技術(shù)特點(diǎn)，符合地下施工發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞：TRD 工法；水泥土攪拌連續(xù)墻；切割箱；切割刀；橫向切削；傾斜儀

　　一、TRD工法概述
　　TRD工法（Trench cutting Re-mixing Deep wall method）通常叫做“地下深層水泥土攪拌等厚連續(xù)墻工法”，與目前傳統(tǒng)的單軸或多軸鉆機(jī)（SMW工法）所形成的柱列式水泥土攪拌連續(xù)墻不同。TRD工法由專(zhuān)業(yè)設(shè)備——TRD工法機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，將裝配有切割刀具傳動(dòng)鏈條的方形箱體（切割箱體）插入地下，然后進(jìn)行橫向推進(jìn)成槽，同時(shí)刀具鏈條進(jìn)行循環(huán)切割攪拌，并從前端切削箱體頭部向原地基中噴射水泥漿和高壓氣體，使得原地基中的土壤與注入的水泥漿進(jìn)行充分的混合攪拌，最終形成等厚的、無(wú)縫搭接的水泥土攪拌連續(xù)墻。
　　最早在日本作為臨時(shí)性的支護(hù)墻或防滲墻，廣泛地被應(yīng)用于地鐵車(chē)站、基坑圍護(hù)、垃圾填埋場(chǎng)、污染源的密封隔斷、護(hù)岸、液狀化對(duì)策等多種用途中，上世紀(jì)九十年代在日本已規(guī)模施工，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至2013年，已完成施工工程約500多項(xiàng)，總墻體表面積約為300萬(wàn)m2。TRD工法可以在直徑小于100mm的卵礫石和單軸抗壓強(qiáng)度≤5MPa的極軟巖中施工，在一般的砂土地基中也可進(jìn)行大深度防滲墻的施工，最大施工深度業(yè)績(jī)達(dá)到61m。自2009年該工法引進(jìn)中國(guó)后實(shí)施了約20多個(gè)成功案例。
　　二、設(shè)備技術(shù)背景
　　2009年，中國(guó)施工單位從日本引進(jìn)了2臺(tái)2000年生產(chǎn)的二手TRD設(shè)備，其底盤(pán)形式為履帶起重機(jī)底盤(pán)，施工作業(yè)能力明顯下降，維修頻率較高，不僅施工成本較高，而且存在售后服務(wù)周期過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，無(wú)法保證項(xiàng)目的施工進(jìn)度，并存在被埋鉆的風(fēng)險(xiǎn)。隨著TRD工法在國(guó)內(nèi)的成功應(yīng)用，也得到了工程設(shè)計(jì)單位和施工單位的廣泛認(rèn)可，TRD工法在中國(guó)逐漸得以推廣使用，同時(shí)也積累的豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，逐步走向規(guī)范化、市場(chǎng)化。
　　上海工程機(jī)械廠(chǎng)有限公司自2008年起始終研究TRD施工技術(shù)和TRD施工設(shè)備，2009年曾引進(jìn)了TRD施工設(shè)備——立式銑槽攪拌機(jī)（TCM）,進(jìn)行了大量的施工試驗(yàn)和技術(shù)研究，為開(kāi)發(fā)TRD新型設(shè)備積累和總結(jié)的大量TRD工法設(shè)備應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。2012年底，完全自主研發(fā)的國(guó)產(chǎn)TRD-D工法機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，如今已經(jīng)形成批量生產(chǎn)。
　　三、TRD-D型工法機(jī)結(jié)構(gòu)及原理
　　TRD-D工法機(jī)施工墻體寬度為550mm～900mm，施工深度61m，結(jié)構(gòu)緊湊應(yīng)用性強(qiáng)。完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，申報(bào)多項(xiàng)專(zhuān)利，并通過(guò)了上海市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（A類(lèi)）。
　　驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)裝有切削刀的傳動(dòng)鏈在切割箱上循環(huán)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)切削刀具運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生對(duì)土壤的切削能力。通過(guò)立柱上的油缸將驅(qū)動(dòng)部和切割箱向下推動(dòng)，將具有切削能力的切割箱插入土壤，并不斷續(xù)接切割箱、傳動(dòng)鏈，直至切割箱插入到施工設(shè)計(jì)標(biāo)高。然后做橫向切削。通過(guò)門(mén)架上、下橫移油缸推動(dòng)立柱在門(mén)架上運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)橫向切削土壤。在驅(qū)動(dòng)部帶動(dòng)鏈條循環(huán)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)通過(guò)切割箱體內(nèi)的漿管注入水泥漿和高壓空氣，通過(guò)鏈條和切削刀的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在深度方向上將注入水泥漿液與各層土全方位攪拌、混合，使之成為在地下澆筑的質(zhì)量均勻的連續(xù)墻體。完成一段墻體（長(zhǎng)度約1沿米）后，步履主機(jī)向前移位，進(jìn)行下一段延伸，由此實(shí)現(xiàn)連續(xù)墻體施工。 　　2、動(dòng)力系統(tǒng)
　　動(dòng)力系統(tǒng)采用柴油機(jī)及電動(dòng)機(jī)雙動(dòng)力配置。主動(dòng)力液壓系統(tǒng)由柴油機(jī)提供動(dòng)力，用于驅(qū)動(dòng)TRD-D工法機(jī)的切削機(jī)構(gòu)，副動(dòng)力液壓系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)提供，用于驅(qū)動(dòng)工作動(dòng)作及行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行。同時(shí)配備了雙動(dòng)力切換系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)油→電、電→油的雙向動(dòng)力切換，可以應(yīng)對(duì)突發(fā)事故，以防萬(wàn)一，在夜間墻體養(yǎng)生時(shí)，可用副動(dòng)力驅(qū)動(dòng)切削機(jī)構(gòu)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，防止切割箱被泥土抱死，既節(jié)省能源又降低噪聲污染。
　　3、驅(qū)動(dòng)部
　　驅(qū)動(dòng)部分選用進(jìn)口液壓馬達(dá)，由主動(dòng)力柜供油驅(qū)動(dòng)，經(jīng)減速機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪，以低速大扭矩的形式帶動(dòng)切削機(jī)構(gòu)工作。根據(jù)深層切削時(shí)切割箱的受力原理，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和技術(shù)分析，為達(dá)到切削能力和保護(hù)機(jī)構(gòu)安全進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)，保證切削進(jìn)給推力，對(duì)切削機(jī)構(gòu)進(jìn)給時(shí)垂直和傾角運(yùn)動(dòng)智能控制，又可靈活性調(diào)整，大大提升了工作效率。門(mén)架上設(shè)計(jì)的移位機(jī)構(gòu)可供驅(qū)動(dòng)部移位切割，使其橫向位移范圍覆蓋整個(gè)機(jī)身兩側(cè)邊緣，能夠靠進(jìn)圍墻極限施工。
　　4、電氣系統(tǒng)
　　主要工作機(jī)構(gòu)均有智能監(jiān)測(cè)元件，監(jiān)控和反饋機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)，通過(guò)控制器和觸控式顯示器來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)操縱。前部切削機(jī)構(gòu)可通過(guò)程序控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)糾偏，保證了成墻精度，減輕了駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。切割過(guò)載控制和保護(hù)系統(tǒng)，避免意外超載造成安全事故或機(jī)械損壞。
　　切割機(jī)構(gòu)的切割箱內(nèi)均勻布置著傾斜計(jì)若干，實(shí)時(shí)監(jiān)控成墻角度，傾斜計(jì)內(nèi)部采用了高抗震抗沖擊的機(jī)芯元件，使用更可靠，數(shù)據(jù)更穩(wěn)定，施工精度更準(zhǔn)確。
　　5.切割箱（201310120942.9）
　　切割箱是切削機(jī)構(gòu)的基本組成部件，有3.65m、2.42m、1.22m三種長(zhǎng)度規(guī)格的切割箱，其中3.65m切割箱分輕型和重型兩種，3.65m重型切割箱配置5節(jié)，施工時(shí)安裝在最頂端，2.42m、1.22m的切割箱均為重型，用于施工深度調(diào)節(jié)之用。根據(jù)施工項(xiàng)目深度組合搭配使用，施工深度40m以?xún)?nèi)可選用3節(jié)重型切割箱，大于40m均要選用5節(jié)重型切割箱。端部切割箱是裝有潤(rùn)滑系統(tǒng)和噴漿系統(tǒng)的獨(dú)特箱體，頭部安裝有引導(dǎo)輪，引導(dǎo)傳動(dòng)鏈和切削刀的運(yùn)轉(zhuǎn)。切割箱內(nèi)部布有2根漿管、2根氣管、1根潤(rùn)滑油管和1根傾斜儀安裝管。漿、氣管用于成墻過(guò)程中的注漿噴氣工藝，潤(rùn)滑油管則用于給前端切割箱的引導(dǎo)輪內(nèi)部補(bǔ)充潤(rùn)滑油脂。傾斜儀安裝管內(nèi)均勻布置著傾斜計(jì)若干，實(shí)時(shí)監(jiān)控成墻角度，切割箱連接處的管路由密封套進(jìn)行連接， 分別用于各管路的密封。 　　6、傳動(dòng)鏈
　　通過(guò)采用科學(xué)的實(shí)驗(yàn)手段對(duì)軌鏈的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了受力分析，對(duì)應(yīng)力集中點(diǎn)和受力較大的部位進(jìn)行了有效設(shè)計(jì)，對(duì)受力容易疲勞的鎖緊節(jié)在結(jié)構(gòu)、材料、工藝等方面均采用了高端技術(shù)，提高了其強(qiáng)度和韌性，從而大大提高了軌鏈整體力學(xué)性能,性能優(yōu)越進(jìn)口產(chǎn)品。
　　7、刀具
　　切削機(jī)構(gòu)的刀組由十余種形式各異的刀具組成。經(jīng)過(guò)科研攻關(guān)，刀具具有強(qiáng)度高，重量輕的特點(diǎn)，不僅可以應(yīng)對(duì)各種地層，在安裝時(shí)也更輕便高效。根據(jù)切削深度及地質(zhì)，刀組采取不同的搭配方式，最終排列成每組刀具可以均勻切割整個(gè)切削寬度的狀態(tài)。 　　其中2號(hào)刀具由于具備逆刃故作為刀組的必備刀具，不可被替代。對(duì)各種形式的切割刀申請(qǐng)了多項(xiàng)專(zhuān)利（專(zhuān)利號(hào)：ZL200930228993.8）

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　　8.專(zhuān)用傾斜儀。(專(zhuān)利號(hào): 201310171219.3)
　　為了實(shí)時(shí)監(jiān)控切削機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)以及成墻精度，組成切削部分的各段切割箱體中，均勻布置了TRD-D工法機(jī)專(zhuān)用的傾斜儀若干。每支傾斜儀分為兩段，分別檢測(cè)X、Y軸兩個(gè)方向的傾角值，通過(guò)傾斜儀上的彈性卡輪沿著方形管道插入切割箱體內(nèi)部。各傾斜儀間通過(guò)連接桿連接，按施工最大深度設(shè)計(jì)6只傾斜儀同時(shí)監(jiān)測(cè)切削機(jī)構(gòu)在地底的實(shí)際工況。傾角檢測(cè)精度高，通過(guò)換算，在顯示屏上直觀(guān)地顯示為切割箱偏離位移量，供駕駛員及時(shí)糾偏。關(guān)于傾斜儀的深度選配方面，在屏幕內(nèi)置的下拉框中可選擇作業(yè)深度，根據(jù)界面上顯示的傾角傳感器、桿端、中繼桿、延長(zhǎng)桿的安裝選配指導(dǎo)進(jìn)行使用和操作。并且，系統(tǒng)內(nèi)置的存儲(chǔ)器會(huì)自動(dòng)保存監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，以供需要時(shí)檢閱。 　　傾斜儀的芯片采用進(jìn)口高抗震型內(nèi)核，檢測(cè)精度高，響應(yīng)速度快，能及時(shí)反饋出切削機(jī)構(gòu)在地底的工作情況，避免突發(fā)性的埋鉆事故。整個(gè)傾斜儀采用封閉式密封結(jié)構(gòu)，通過(guò)防水接頭相互連接。經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，即使在泥水中長(zhǎng)期浸泡，仍能保證正常工作。
　　9.引導(dǎo)輪可靠耐用，通用性強(qiáng)。(專(zhuān)利號(hào):201310486993.3)
　　引導(dǎo)輪安裝在切割箱體的端部，具有高硬度和高耐磨性，并且軸承和密封均具有尖端技術(shù)保證其可靠性。切削機(jī)構(gòu)的引導(dǎo)輪由于深埋于地底數(shù)十米處，工況惡劣，為了確保其轉(zhuǎn)動(dòng)靈活并且經(jīng)久耐用。在密封形式上采用了多層+迷宮密封形式。并且配備潤(rùn)滑油補(bǔ)油系統(tǒng)，通過(guò)主機(jī)平臺(tái)上的潤(rùn)滑油泵，經(jīng)由切割箱體內(nèi)部的潤(rùn)滑油管路和配油閥組，每隔一段時(shí)間為引導(dǎo)輪內(nèi)部補(bǔ)充潤(rùn)滑油脂，并維持引導(dǎo)輪內(nèi)外部的壓力平衡，保證其內(nèi)部不受泥漿侵蝕。同時(shí)為了滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，TRD-D工法機(jī)的引導(dǎo)輪的具有高度互換性，可為市場(chǎng)上現(xiàn)有的進(jìn)口TRD工法設(shè)備提供替換服務(wù)。
　　五、TRD-D工法機(jī)功能特點(diǎn)
　　1.專(zhuān)用步履底盤(pán)，穩(wěn)定性強(qiáng)，移位精準(zhǔn)。
　　在TRD工法使用中，步履式相對(duì)履帶式底盤(pán)具備兩大優(yōu)勢(shì)。一是穩(wěn)定性?xún)?yōu)勢(shì)。四只步履相對(duì)兩條履帶，接地面積提高了很多，加以八個(gè)支腿油缸作為支點(diǎn)使得平臺(tái)更為穩(wěn)定，不受地平狀態(tài)影響，為前端切削機(jī)構(gòu)的出力最大化提供了堅(jiān)強(qiáng)的后盾。二是移位精準(zhǔn)度。機(jī)身沿成墻方向橫向行走時(shí)，機(jī)身沿前步履軌道移動(dòng)，直線(xiàn)度能夠保證，前端切削機(jī)構(gòu)相對(duì)較重影響，在對(duì)樁位時(shí)四個(gè)方向均很靈活精準(zhǔn)，大幅提高了工作效率。
　　2.低空作業(yè)，穩(wěn)定安全。 　　相比傳統(tǒng)工法，TRD-D工法機(jī)具備施工高度低的優(yōu)勢(shì)，使設(shè)備整體重心下降，更加安全穩(wěn)定，排除了傾覆的可能性。而拆去上部立柱后，施工高度可降至7米以?xún)?nèi)，可以勝任類(lèi)似室內(nèi)、高架橋下等一些限高的項(xiàng)目工程。
　　3.作業(yè)面廣，不受場(chǎng)地外圍限制。 　　驅(qū)動(dòng)部與門(mén)架之間設(shè)有雙向移位機(jī)構(gòu)，根據(jù)使用需要，將橫切油缸安裝在不同的位置，可供驅(qū)動(dòng)部移位切割，使其橫向行走范圍覆蓋整個(gè)門(mén)架，由此能夠靠墻極限施工，離墻體安全距離600mm處施工。在一些空間狹小，或者緊靠建筑物的場(chǎng)合，TRD-D工法機(jī)可借此優(yōu)勢(shì)滿(mǎn)足其他同類(lèi)設(shè)備無(wú)法達(dá)到的施工要求。
　　4.全智能控制，操作便捷。 　　駕駛員可以由駕駛室內(nèi)了兩個(gè)顯示屏的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)來(lái)觀(guān)察整機(jī)的工作參數(shù)。駕駛員通過(guò)其中一個(gè)顯示屏對(duì)切割箱傾斜儀的設(shè)置和狀態(tài)監(jiān)測(cè)，指他施工操作控制。駕駛員通過(guò)另一個(gè)顯示屏，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、切割速度、負(fù)載提升力、切削力等施工參數(shù)和整機(jī)工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)，指導(dǎo)操縱。通過(guò)智能系統(tǒng)，自動(dòng)控制垂直切削，動(dòng)力超載，遇到障礙物應(yīng)急處理等工作，減輕了駕駛勞動(dòng)，操作輕松便捷。
　　六、應(yīng)用案例
　　TRD-D工法機(jī)自投入市場(chǎng)以來(lái)，完成了諸多工程施工，整機(jī)性能經(jīng)受了各種地質(zhì)條件的嚴(yán)峻考驗(yàn)，并獲得很好的使用效果。主要重點(diǎn)工程及其施工特點(diǎn)如下表所示：
　　綜上所述，TRD-D工法機(jī)是一種符合地下施工發(fā)展趨勢(shì)，工作穩(wěn)定性好，性能可靠，相對(duì)施工成本低，功能全面，并經(jīng)受了工程考驗(yàn)的具有顯著高技術(shù)特點(diǎn)的新型地下連續(xù)墻施工設(shè)備。

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