（1）概述。三峡工程二期上游围堰是三峡工程二期导流的屏障，是最重要的临时建筑物之一。轴线全长1439.6m，堰顶高程88.5m，呈突向上游的折线布置，其左端接牛场子山坡，堰体材料主要由风化砂、石渣料、石渣混合料、块石料、过渡料等组成（典型断面见图6.6）。围堰防渗形式采用低双墙上接土工合成材料、墙底帷幕灌浆的防渗方案。围堰最大堰高82.5m，最大墙高73.5m，共完成混凝土防渗墙4.795万m2。围堰基础地质条件复杂，挡水防渗施工难度为国内外罕见。
上游围堰位于两岸一级阶地及河漫滩，中间为深河槽，河槽左侧陡峭，基岩有70°以上的双向陡坡，即倾向右岸，又倾向下游，河槽右侧坡缓。左岸坡脚地形错落，漫滩冲积的粉细砂、砂卵石、块球体覆盖层较薄。右漫滩阶地粉细砂、砂卵石和冲积残积块球体普遍存在，厚薄不一，并延伸至中堡岛右端头导墙止。
围堰防渗墙轴线地层结构及岩性如下。
1）堰体回填层。
①回填风化砂层：为坝区花岗岩全风化物，最大填筑深度42.5m，平均厚度18.4m。②砾石及石渣块石层：为一期围堰坡脚及预进占段裹头，呈疏松架空状，孔隙率高，渗透性很强，漏失严重，分部厚度3.0～23.5m。③平抛砂卵石层：粒径2～12cm，含砂率低，孔隙率高，结构疏松，透水性很强，漏失严重。最大填筑厚度13.8m，平均厚度11.9m。
图6.6 二期上游围堰河床深槽部位典型断面图（单位：m）
2）覆盖层。主要包括粉细砂层、砂卵石和块球体层、砂卵石和漂石层。
3）基岩。为闪云斜长花岗岩。
（2）施工方法及主要技术措施。
1）施工程序。防渗墙一般分为Ⅱ期施工，先施工Ⅰ期槽孔，后施工Ⅱ期槽孔，Ⅱ期槽接头孔施工宜有3天龄期。在同一槽孔内，先施工主孔，后施工副孔。
2）槽段划分。一般是根据地质情况、墙深度、施工方法和浇筑强度等诸多因素综合考虑。
①采用铣削法连接墙段，其槽长：Ⅱ期槽孔采用单铣一刀，槽长均为2.8m。
②双反弧接头槽连接之槽长：Ⅱ期槽孔为双反弧接头槽孔，槽长为1.1m。
③钻凿法套接法连接之槽长：Ⅱ期槽孔长度为6.6m，此种槽长考虑了液压铣和抓斗作业，也兼顾了冲击钻的副孔基岩钻进。在左右漫滩段，由于双反弧钻具钻块球体和花岗硬岩很困难，工效低，时间长，为赶工期，大部分双反弧接头槽改为套接法连接，故槽长则由6m加至8.1m和10.2m。
3）墙段连接。工程除了采用传统的“钻凿”法套接外，还大量采用了“铣削”法和“双反弧接头槽”法。
①铣削法。用于液压铣成槽工艺，该法的优点是施工简便，精度高，但液压铣不太适用于砂卵石漏失层中作业。
②双反弧接头槽法。采用“三步法”成槽：第一步是圆钻头钻导孔；第二步用双反弧钻具修孔、扫小墙；第三步用液压可张式双反弧钻具清除泥皮和地层残留物。墙段连接质量明显优于“钻凿”法套接。从目前应用情况看，刚性双反弧钻具有待改进，以适应嵌入硬岩深度较大的工程。
③钻凿套接法。Ⅱ期槽孔施工时其端孔对Ⅰ期槽孔套打—钻，并与其圆弧形连接，渗径长，墙体抗力条件好，墙段连接质量也较好，应用较为广泛。
4）防渗墙成槽施工方法。
①“铣削”成槽法。即仅用液压铣一种机具对堰体、覆盖层和基岩进行铣削成槽，特别是对块石、块球体和硬岩强行铣削，其代价很大：机械、孔内事故频繁，配件损坏严重，造孔精度差，槽孔严重超标返修。
②“铣、砸、爆”成槽法。根据三峡地层特点，采用了“铣、砸、爆”施工方案，用液压铣铣削堰体风化砂、覆盖层和全强风化带上限。遇块石、块球体和硬岩，则用SM—400型全液压工程钻机进行钻孔爆破，或辅以槽内聚能爆破，对块球体密集带则采用钻孔预爆，爆破后则用GSD—80型抓斗提升与5t重锤冲砸，击碎后又用液压铣排渣清孔，经多次循环，直到终孔成槽。“铣、砸、爆”法充分发挥了液压铣的优点，而用其他机具来克服块石、块球体和硬岩施工难点，从而显著提高了成槽效率，机械、孔内事故明显减少，保证了成槽质量。
③“钢丝绳抓斗”成槽法。仅采用钢丝绳抓斗一种机具成槽，即用抓斗抓取堰体、覆盖层和全强风化带上限，一般采用三抓成槽法。遇块石、块球体换用重锤冲砸，必要时辅以聚能爆破，对硬岩采用圆凿和方凿分层（0.3～0.5m一层）进行冲砸破碎，然后换用抓斗抓取，这样一直延伸到槽孔终孔，清孔时采用潜水泵。该方法工效高于“上抓下钻”成槽法，但低于“两钻一抓”成槽法，且造孔精度也稍差些，效果不太理想。
④“两钻一抓（铣）”成槽法。先用冲击钻或冲击反循环钻机钻主孔，主孔终孔后，用抓斗抓（或液压铣铣）副孔，遇块球体和硬岩仍采用冲击钻或冲击反循环钻机冲击破碎成槽。该方法造孔精度高，在预进占段和漫滩段广泛使用，效果好。
⑤“两钻三抓（铣）”成槽法。先用冲击钻或冲击反循环钻机完成槽孔两端头孔，其中间部位采用抓斗或液压铣三抓（铣）完成，先抓（铣）正中间，后抓（铣）其两边，下部块球体和硬岩仍由冲击钻或冲击反循环钻机来完成。该方法节省了中间部位，冲击钻钻主孔，缩短了槽孔成槽时间，提高了成槽效率，故在漫滩段和深槽广泛使用。
⑥“上抓（铣）下钻”成槽法。在槽孔上、中部采用抓斗（或液压铣）三抓（铣）成槽，下部块球体和硬岩用冲击钻或冲击反循环钻机进行冲击破碎成槽。由于槽孔上、中部不用冲击钻，而改用抓斗或液压铣掘进，成槽工效显著提高，但造孔精度不及“两钻一抓（铣）”成槽法和“两钻三抓（铣）”成槽法。该方法仅在后期抢工期时用于Ⅰ期槽孔。(www.xing528.com)
⑦“铣、抓、钻、爆、砸”成槽法。深槽段墙深，地质条件复杂，施工难度大，需采用综合措施处理。上部堰体回填风化砂层用液压铣铣削，可充分发挥液压铣高效优质的特长；中部平抛砂卵石层和河床砂卵石均为严重渗漏带，液压铣施工难度大，不安全，尤其是后者含漂石较多，且圆滑坚硬，难以破碎，其粒径粗，泵吸困难，易堵易卡，故采用钢丝绳抓斗抓取效果最好，地层漏失程度较液压铣作业轻，也可投置堵漏材料用钻头或重锤冲砸进行堵漏。下部块球体及基岩和Ⅱ期槽混凝土接头采用冲击钻或冲击反循环钻机钻凿，如有困难，则辅以钻孔爆破，或采用槽内聚能爆破，然后用5t、10t重锤冲砸，效果甚好。“铣、抓、钻、爆、砸”成槽法，适应三峡地层特点，充分发挥了多种机械设备的特长，并取得了圆满的效果。
5）浇筑墙体材料。
①采用泥浆下直升导管法浇筑，采用压球满管法开浇，自低处至高处逐管进行，要严格控制槽内混凝土面高差和导管埋深，以防混浆和夹泥，同时也要控制好进料速度防止产生压气现象。各导管应均匀进料，保持槽内混凝土面高差不大于0.5m，导管埋深1～6m。
②浇筑时应检查导管内是否渗进泥浆，浇筑中应经常监测槽内、管内混凝土面深度，控制槽内混凝土面上升速度不得小于2m/h，宜大于4m/h。
6）克服施工难点的技术措施。
①严重漏失地层处理技术措施。上游围堰地质条件复杂，深槽段平抛砂卵石因水流的分选作用，孔隙率很高；原始砂卵石层颗粒级配粗，有些部位漂石（20～40cm）含量占25%，细颗粒含量少；残积块球体夹砂层和一期围堰坡脚及预进占段裹头石渣体架空严重。这些地段均属极强烈透水带，漏浆十分严重，这种情况将危及槽孔及施工机械的安全，为此采取了下述处理措施：
ⓐ投入堵漏材料，如粘土、风化砂（钻渣）和小石，平推钻机沿槽长方向用钻头冲击挤密，改变地层结构，以改善渗漏状况，冲击钻平打深度一般为1m，然后用抓斗抓取1～2m厚度，再投料冲砸1m，再用抓斗抓取，冲抓反复进行。该方法较麻烦，但安全可靠。
ⓑ漏浆速度很快，可迅速向槽内投入水泥、膨润土或膨胀粉，以及锯末、稻草等，快速堵漏，并及时补浆，待浆面上升稳定后方可恢复生产。
ⓒ采用优质膨润土泥浆造孔，泥浆性能指标恶化不合格时，应废弃更换，注入新浆。
ⓓ漏失地层预灌浓浆。根据先导孔资料对严重漏失地层布设灌浆孔，孔距一般1～2m，深度应穿过漏失地层。钻孔采用SM—400型全液压工程钻机跟管钻进，孔径114mm或140mm，至终孔深度后，提出孔内钻具，进行自下而上分段灌浆，逐段提升套管，灌浆段长为套管提升高度，每次提升0.5～1m，然后向套管内注浆。采用静压灌浆法，灌浆压力系浆柱压力，灌注浆液为水泥浆、水泥膨润土浆、水泥膨润土砂浆、水泥膨润土浆中掺加水玻璃、还有膨胀粉膨润土浆等。经预灌浓浆后，右上接头段和右预进占段液压铣能正常作用，深槽上游墙SS—17槽抓斗也顺利通过了漏失层，因此，采用预灌浓浆措施封堵漏失层是行之有效的办法，深槽段由于孔深，而工期很紧，且与防渗墙施工干扰，故未能大量采用。
②块球体与硬岩层钻进技术措施。块球体与硬岩钻进工效低、易歪孔、事故多，是三峡防渗墙施工的一大难题，经三峡Ⅰ期土石围堰、下航道隔流堤和Ⅱ期土石围堰右上接头液压铣试验等几项防渗墙工程的实践，摸索了一些经验，采取如下几项措施：
第一，爆破。这是对付块球体和硬岩的最有效的措施。ⓐ钻孔预爆：经先导孔查明在块球体密集带或石渣块石区布孔，孔距1～1.5m，采用SM—400型全液压工程钻机，配置TUBEX偏心扩孔钻具进行跟管（φ114mm）钻进，穿过爆破区，取出孔内钻具，在套管内下置爆破筒，对准爆破物拨管启爆。ⓑ槽内钻孔爆破：在槽孔施工中遇块球体或硬岩，钻进困难时也可用SM—400型全液压工程钻机在槽内钻孔，孔内下置爆破筒进行爆破，如系多个爆破筒则安设毫秒雷管分段爆破，以减轻对槽孔壁的影响。ⓒ槽内聚能爆破：块球体或硬岩处下置聚能爆破筒进行爆破，但要注意清除岩面浮渣，使爆破筒直接接触岩面，否则会严重影响爆破效果。Ⅱ期槽内爆破采用减震聚能爆破筒，可减轻冲击波对墙体的作用。
钻孔预爆不影响防渗墙施工，不危及槽孔安全，可增加药量提高爆破效果，不足点是钻孔工作量大。槽内钻爆则克服了这一缺点，钻孔工作量少，爆破效果好，且安全，不足处是干扰防渗墙施工。槽内聚能爆破方法简便迅速，虽然效果稍差些，但应用较多，显著地提高了块球体和硬岩中的钻进工效，加快了施工进度。
第二，用5t或10t重锤冲砸。当块球体或硬岩经爆破炸裂后，块度不大时采用重锤冲砸，可明显提高钻进工效。
第三，用耐磨冲击高强合金钻头或重锤的冲击刃，可增强破岩效果，减小钻头磨损，增长钻头的使用寿命，纯钻工时利用率高，钻进工效有显著提高。
③陡坡段防渗墙成槽措施。
ⓐ先施工端孔，用冲击反循环钻机钻进，穿过堰体和覆盖层至基岩陡坡最高点，改换十字钻头，手动操作间断冲击，不贪进尺，勤检查，发现孔歪回填块石和碎石及时修正，使陡坡斜面冲砸出台阶后，下置定位管（排渣管）和定位器（套筒钻头），用SM—400型全液压工程钻机钻爆破孔，下置爆破筒，提升定位管和定位器进行爆破，爆破后用冲击钻头进行冲击破碎，直至终孔。
ⓑ中间部位的堰体和覆盖层可由液压铣和抓斗施工，至基岩陡坡最高点改由冲击钻施工，自左至右（即自陡坡由高至低）平推钻机，移距0.5m（半钻），按上述钻爆结合方法施工。
ⓒ由于坡陡岩硬，钻孔极易顺坡溜钻偏斜，除采用回填块石修孔外，也采取了定向聚能爆破纠偏措施。即是将多个聚能爆破筒焊在定位架上，下至偏斜深度位置，爆破筒方向对准斜坡起爆，效果十分显著。
④槽孔施工安全措施。
ⓐ调整槽孔长度。合适的槽孔长度是陡坡段槽孔安全施工的重要因素，原设计的施工方案是短槽孔（槽长2.8m或3.5m）、小台阶，在施工时考虑到：如Ⅱ期槽孔太短，会在Ⅰ期槽孔施工时被击穿而互相串通，将增加施工难度，并危及槽孔安全，也会影响浇筑和成墙工程质量，为此重新调整了陡坡段的槽孔长度，尤其是Ⅱ期槽孔长度不宜短，均大于6m。因而上游墙安全竣工。
ⓑ浇筑8MPa混凝土。下游墙正处于汛期施工，外江水位高，其坑又抽水，且又有围堰的侧压力，因此，槽孔坍塌十分严重。为确保其安全施工，向槽内浇筑8MPa混凝土进行加固，效果甚好。
ⓒ两个Ⅱ期槽孔同时浇筑混凝土，并使之平衡，防止墙体产生滑动破坏。
ⓓ陡坡段下部浇筑8MPa混凝土，墙下基岩进行灌浆插锚杆，以加固墙体与基岩的结合。
（3）效果。三峡工程Ⅱ期上游围堰防渗墙运行4年多后，成型环境对墙体材料的影响基本消除。防渗墙材料——柔性墙体材料的强度和模量均有一定程度的增长，模强比基本不变，抗渗透性能略有增强，围堰渗水量，渗透比降均小于设计允许值，围堰挡水防渗良好，为Ⅱ期工程施工提供了可靠保障，并将防渗墙的设计及施工技术提高到了一个新水平。
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