（1）概述。小浪底水利枢纽工程是黄河干流三门峡以下最后一个梯级，是开发治理黄河的关键性工程，是以防洪、防凌、减淤为主，兼顾供水、灌溉、发电等综合利用的特大型水利枢纽。大坝为粘土斜心墙堆石坝，最大坝高154m，坝顶长度1667m，坝基覆盖层70m深，主要为砂砾石夹细砂层，基岩主要为紫红色细砂岩和粘土岩。采用混凝土地连墙，其轴线长466m，厚1.2m，嵌入基岩不小于1m，插入粘土心墙12m。墙体混凝土设计28天最小抗压强度为35MPa，渗透性大于S8，弹性模量最大为30000MPa。坝址右岸滩地开阔岸缓，左岸岩石边坡陡直，根据地形条件和为减轻截流后的施工强度，地连墙分两期施工，如图6.9所示。
图6.9 小浪底地连墙轴线剖面示意图
第Ⅰ期槽为右岸滩地部分，轴线长度259.6m，最大造孔深度81.9m，由中国水利水电基础工程局施工，采用粘土浆液固壁、冲击钻造孔、套打—钻的接头方式、浇筑缓凝性混凝土的施工方法，于1994年2月开工，10月完工，浇筑混凝土21527m3，造孔总进尺15183.7m，成墙面积10540m2。第Ⅱ期槽为左岸河床部分，轴线长度151m，最大造孔深度70.3m，由法国地基建筑公司（简称BSG）从大坝标黄河承包人（简称YRC）分包施工，采用膨润土浆液固壁、抓斗和双轮铣造孔、横向接头孔连接方式、塑性混凝土保护接缝的施工方法，于1997年12月8日开工，至1998年3月10日完工，浇筑Ⅰ级配混凝土7399m3，浇筑塑性混凝土4210m3，造孔总进尺（1.2m×2.8m）2699.6m，成墙面积5101m2。
（2）施工方法及主要技术措施。
1）冲击钻——第Ⅰ期槽地连墙造孔设备。右岸滩地地连墙采用CZ30型和CZ22型冲击钻造孔，共投入钻机20台，钻机最大工作深度150m，钻头重2.5t，首先采用十字钻头钻凿主孔，达到设计深度终孔后，用劈打法钻进副孔，最后扫除主、副孔间的小墙。在造孔过程中，用抽桶将孔内碎渣排出孔外。
2）抓斗和双轮铣——第Ⅱ期槽地连墙造孔设备。钢缆式抓斗（Case）由履带式双缆吊车和合瓣式抓斗组成。合瓣式抓斗高5.5m，重11.7t，一次成孔面积1.2m×2.8m，通过两根钢缆绳来操作斗槽的闭合，靠其自重及冲力深入到地层中，抓取松散材料。如遇到大型孤石，用重锤配合，把孤石砸裂后，再用抓斗抓取，双轮铣又称液压铣槽机（见图6.10），型号为HF4000，最大工作深度为120m，最大泵抽流量为450m3/h，切削扭矩4000m·kg，一次成孔面积1.2m×2.8m，由自行式履带起重机和切削机组成，自行式履带起重机控制操作，自行定位，提供动力；切削机体机架高15m，重30多t，其底部有两组铣刀鼓轮，在马达驱动下，靠其自重铣削岩体，岩渣通过浆液的循环排出槽孔。
图6.10 法国索尼坦切液压双轮铣图
1—电源；2—吊车；3—泥浆处理后返回；4—液压油缸；5—导向装置；6—测斜仪；7—离心泵；8—切削轮
在本次施工中，抓斗为主要的造孔设备，在施工高峰期，共有4台抓斗和1台双轮铣，双轮铣铣削基岩和接头混凝土，并兼顾测斜和清孔换浆工作。
3）套打—钻——第Ⅰ期槽地连墙接头方法。对于两个槽孔接缝的连接，右岸滩地地连墙采用了套打—钻的施工方法，即Ⅰ期槽孔浇筑混凝土完成后，在Ⅰ期槽孔的主接头孔的原孔位打掉混凝土重新造孔，作为Ⅱ期槽孔的主孔重新浇筑混凝土的施工方法。如图6.11所示，具体方法如下：
第一步，先对Ⅰ期槽孔的3个主孔造孔，进入基岩不小于1m后终孔，对两个副孔用劈打法造孔，造孔完成后浇筑混凝土。
第二步，相领两个Ⅰ期槽孔施工完成后，对Ⅱ期槽孔两端的接头孔即Ⅰ期槽孔中已浇筑混凝土的接头孔造孔，打掉混凝土，作为Ⅱ期槽孔的主孔。
图6.11 套打-钻方案
第三步，对Ⅱ期槽孔原地层部分造孔，完成后，浇筑混凝土，形成地下连续墙体。
套打—钻的施工方法，在两个槽孔之间形成一个半圆形的接缝来增加渗流半径。缺点是施工难度大，垂直度难以保证，浪费大量的混凝土。
4）横向接头孔——第Ⅱ期槽孔地连墙接头方法。左岸河床混凝土地连墙施工中，承包人根据设备的性能，提出了横向接头孔方案，即在混凝土地连墙接头缝处，提前开挖接头孔并浇筑塑性混凝土，主槽孔通过横向接头孔部分重新开挖浇筑混凝土的施工方法，如图6.12所示，具体方法如下：
图6.12 横向接头孔方案
第一步，混凝土地连墙槽孔开挖施工前，在槽孔之间的每一个接头缝的中心线处，开挖1.2m×2.8m的横向槽孔，并深入基岸0.5m。完成后，浇筑塑性混凝土。
第二步，相邻横向槽孔开挖、浇筑完成后，施工混凝土地连墙槽孔，处于槽孔中的塑性混凝土将被切割进入横向槽孔70cm深，形成一超出横向槽孔中心线10cm长的槽孔，槽孔开挖完成后，浇筑混凝土。(www.xing528.com)
第三步，在相邻两个Ⅰ期槽孔完成后，进行中间Ⅱ期槽孔的开挖，用双轮铣将相邻两个Ⅰ期槽孔超出接头孔10cm的混凝土铣削掉，露出新鲜的混凝土接触面，浇筑混凝土形成地下连续墙体。
横向接头孔施工方法，两个主槽孔混凝土平接，上、下游侧各有80cm厚的塑性混凝土塞来保护接缝，减少渗漏。这种方法施工方便，干扰小，解决了由于混凝土强度高、套打接头孔施工困难的问题。
5）固壁浆液。右岸滩地地连墙采用当地材料——粘土制作固壁浆液，安装10台2m3卧式泥浆搅拌机，贮浆池4个，总计600m3，用砂浆泵通过φ150mm管路送到槽孔中。浆液性能如表6.11所示。
左岸河床地连墙采用膨润土制作固壁浆液，膨润土是法国生产的一种供土木工程专用的材料，重度2.2g/cm3，膨胀体积大于11mL/g，有1台2m3的膨润土搅拌泥浆机，3个泥浆池，每个容积300m3。浆液性能如表6.11所示。
表6.11 固壁浆液性能表
注 粘度测量，右岸用标准漏斗，左岸用马氏漏斗。
膨润土浆液与粘土浆液相比具有比重小、粘度大、含砂率低的特点，在左岸深达70多m的槽孔施工中，从未出现过塌孔现象，保证墙体施工的顺利进行，使得墙体各段、墙与基岩结合好，无夹泥、夹砂，质量高。
6）缓凝性混凝土——第Ⅰ期地连墙墙体材料。经过多次试验，采用了掺加粉煤灰的缓凝性混凝土作为墙体材料。其作用是降低混凝土的早期强度，以90天抗压强度33MPa为控制指标。粉煤灰与水泥的掺量比为2∶3，水胶（水泥和粉煤灰）比为0.46，坍落度为18～22cm。粉煤灰属Ⅱ级粉煤灰，细度（45μ方孔筛余量）为16%～26%，烧失量为5.72%～10.3%，三氧化硫含量为0.4%～1.7%。
采用缓凝性混凝土，钻凿缓凝性混凝土接头孔的工效达到2.3m3/（台·d），有效地加快了施工速度。
7）塑性混凝土——第Ⅱ期槽孔地连墙接头孔材料。左岸河床地连墙开挖接头孔后，浇筑掺加膨润土的塑性混凝土。塑性混凝土设计28天抗压强度最为2MPa，膨润土与水泥的掺量比为1∶1.3，水胶（水泥与膨润土）比为1.32，骨料最大粒径为20mm，坍落度为18～22cm。塑性混凝土的存在，保护了接缝，降低了渗透性，增加了主槽孔的稳定性，降低了主槽孔的扩挖系数。
左岸河床地连墙共开挖接头孔22个，总进尺（1.2m×2.8m）758.53m，浇筑塑性混凝土4210m3。
8）浇筑强度与上升速度。右岸滩地混凝土地连墙由JS500型卧轴强制式混凝土搅拌机拌和，生产能力为53m3/h，利用2台6m3的拌和车运输到施工现场，混凝土浇筑强度与上升速度如表6.12所示。
左岸河床混凝土地连墙由YRC拌和楼生产混凝土，生产能力为60m3/h，采用4～5台7m3的拌和车运输到施工现场，主槽孔混凝土浇筑强度上升速度如表6.12所示，皆大于技术规范最小为2m/h的要求。
（3）效果。
1）从获取岩芯看：右岸滩地地连墙岩芯获取率为94%～100%，混凝土芯多呈长柱状，致密，局部有麻面和小气孔，个别地方骨料不均匀；左岸河床地连墙岩芯获取率为98%～100%，混凝土芯完整、致密、均匀，气孔少。
表6.12 混凝土浇筑强度与上升速度
2）从压水试验结果看：右岸滩地地连墙作压水试验12段，有3段吕荣值大于5Lu（其中有1段压水时可能为下部栓塞漏水所致），最大吕荣值为40.89Lu，此3段都已作灌浆处理；左岸河床地连墙压水试验22段中，最大吕荣值为2.42Ln，最小为0Ln，全部满足规范要求。
3）从混凝土与基岩连接看：右岸滩地地连墙有3个检查孔入基岩，2个孔混凝土芯与基岩直接接触，无夹泥。
4）从槽孔接缝看：右岸滩地地连墙斜孔接缝为一斜面，中间有2～3mm的夹泥，压水试验不透水，吕荣值为0Lu；左岸河床地连墙两个斜孔，其中一个孔穿过3个槽孔接缝，还有3个骑缝孔，接缝胶结密实，为一整体，两半混凝土颜色不一样，个别地方有少量夹泥，小于1mm，压水试验最大吕荣值为2.42Lu，皆满足技术规范要求。
5）右岸滩地地连墙混凝土取样试验R90在33.2～47.9MPa之间，平均38.07MPa，皆超过设计R90为33MPa的要求，抗渗性试验全部大于S8要求；左岸河床地连墙主槽孔混凝土取样试验R28在37.6～53.6MPa之间，平均45.01MPa，皆超过设计R28为35MPa的要求，抗渗性试验全部大于S8要求；接头孔混凝土取样试验R28在2.3～6.8MPa之间，平均3.83MPa，皆超过设计R28为2MPa的要求。
总体效果，两期混凝土地连墙完全满足了防渗、止水和承重的功能要求。
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