（一）二期围堰防渗墙槽孔施工特点

由于三峡工程二期围堰的重要性和安全性要求高的特殊要求以及二期围堰堰基地形地质条件的复杂性和槽孔深度大，工期紧迫，施工强度大，其防渗墙槽孔施工受到高度重视，从而集中了多方面的技术力量和财力物力，大搞科学试验研究，创造了大量的成功经验，值得学习并加以推广，因此本书选编了部分内容，供读者参考应用。

（二）造孔机具的选用

二期围堰防渗墙槽孔深度大（达80m），深槽段基岩面存在70°～80°陡倾角，堰基存在大量的，大尺寸（直径2～3m）坚硬花岗岩块球体以及防渗墙插入坚硬的花岗岩内的恶劣施工条件，为此选用适用的造孔机具是首要的课题。

二期围堰防渗墙造孔机具根据防渗墙造孔的具体条件选用了如下机具：

1.BC—30型液压双轮铣槽机

液压铣槽机是世界上最先进的地连墙成槽设备，具有钻进效率高、钻孔深度大、精度高，槽段连接质量好等优点。因此三峡工程二期围堰使用了1台宝峨公司生产BC—30型液压铣槽机及其配套的BE500泥浆净化系统，并于1996年9月至1997年4月进行了性能试验和生产性试验。所完成工程量见表7-32。

表7-32　液压铣试验完成工程量表

性能试验中，槽孔全部用液压铣槽机铣削成槽，结果表明，液压铣在砂层中效率很高，但遇块球体、硬岩（弱风化或微新岩石，抗压强度80～140MPa）铣削很困难，工效低，消耗大，工程质量受影响。故此生产性试验改变了方法和工艺。对漏失地层进行了预灌浓浆堵漏，对块球体、硬岩进行了钻爆，并配用5t重锤冲砸，形成了一套“铣、砸、爆”相结合的新工艺，功效提高了1.5倍，铣齿消耗降低了63.7%，事故明显减少，孔斜满足要求。

2.冲击反循环钻机

为适应二期围堰防渗墙造孔量大（近8万m2）、孔深（近80m）、工期紧迫，必需研制大批量的造孔机具，为此研制了大型冲击反循环钻机。这种钻机在我国有长期使用经验，在原有的CZ—30型钻机的基础上研制了ZF1200型、CZF1500型和CZF2000型三种钻机，如表7-33所示，钢丝绳冲击钻的优点是结构简单，操作方便，对地层适应性强，在我国得到广泛使用。为此三峡工程研制了这种改进型造孔机具。

表7-33　CZF系列冲击反循环钻机技术参数

3.GSD重型钢丝绳抓斗

GSD重型钢丝绳抓头技术参数见表7-34。

表7-34　GSD型钢丝绳抓斗技术参数

该抓斗配制德国利勃海尔主机、意大利和法国抓斗，投入上游围堰施工，完成了进尺8908.7m2，占总工程量的25.4%。更重要的是冲砸块球体和砾岩取得了良好的效果，为完成难度最大的深槽段防渗墙造孔起了重大作用。由于该机性能优良，单机起拨力大，可进行“冲、抓”结合作业，故对地层的适应性强，因而是复杂地层中造孔成墙的首选设备。引进抓斗及主机技术参数见表7-35和表7-36。

表7-35　抓斗技术参数

表7-36　HS843 HD型履带求吊车主要性能参数（利勃海尔主机）

（三）防渗墙成槽工艺研究

由于二期围堰堰体及堰基地质条件复杂，特别是存在大块石和块球体，使槽孔施工困难较大，为使成槽施工能顺利进行，课题组根据三峡工程具体条件，进行了8种成槽工艺的研究，现分述如下：(www.daowen.com)

1.“钻劈法”成槽工艺

这是一种传统的成槽工艺，采用冲击钻或冲击反循环钻机施工主孔，然后劈打副孔。这种方法工艺成熟，通过在一期土石围堰的施工获得了在三峡地层的大量经验，缺点为工效不高，一期围堰施工量大，平均工效仅为2.78m2/（台·日）左右。在上游围堰施工期内，为了弥补其他机械的不足有少量使用。

2.“两钻一抓”法成槽工艺

“两钻一抓”法是由抓斗与冲击钻机或冲击反循环钻机配合施工，发挥抓斗在均匀松散地层工效快、移动方便与钻机适应地层能力强的各自优势，由冲击钻机钻取主孔导向，抓斗抓取副孔，最后由冲击钻机钻凿基岩。

结合下引航道隔流堤工程进行了大规模试验施工。使用该方法完成了2761.4m2的造孔任务，平均工效在7.29～10.05m2/（台·日）左右。

通过试验，表明“两钻一抓”法完全适用于三峡地层，是二期上游围堰左、右漫滩段防渗墙施工的首选方法。

3.“两钻三抓”法成槽工艺

该方法是“两钻一抓”法的派生。与“两钻一抓”法相区别的，是不用钻机打槽段中间孔，减少了钻机施工的比例，提高了工效。缺点是中间没有导向，槽孔易产生偏斜，尤其是土层中含有较多石块时，因地层中块石含量太大，未能成功。在二期上游围堰防渗墙大施工期，对于上部地层松散均匀的槽孔，抢工期时在局部地段采用。

4.“上抓下钻”法成槽工艺

这种方法是在上部回填土和覆盖层全部采用抓斗抓取，下部基岩由钻机钻取。由于最大限度地减少了使用钻机施工的比例，其工效较“两钻一抓”或“两钻三抓”均高。但因三峡的回填土中不可避免地含有一定数量的块石，覆盖层中也含有较大比例的块球体，此时槽孔精度很难保证，修孔时间较多，反而降低了造孔效率。因此，在大施工期只在上部地层均匀松散地段，采用了此种方法。

5.“纯抓法”成槽工艺

“纯抓法”成槽方法多用于地层均匀松软，不需嵌入基岩的地段中，像三峡坝区较复杂的地层，含有相当数量的孤卵石，槽孔又深，液压抓斗完全不可能施工，仅钢丝绳抓斗可以应用。

该方法采用钢丝绳抓斗独立成槽，遇块石或硬岩后换取10t重凿冲砸，再用抓斗抓取。在隔流堤施工中，完成了三个槽孔的试验，约700m2的防渗墙。

6.“铣削法”成槽工艺

“铣削法”是用液压铣槽机铣掘地层成槽。施工时，首先采用反铲或抓斗预开挖3～6m，以保证铣头导向，然后用铣槽机进行铣削。铣削时，一期槽三铣成槽，先铣两边主孔，后铣中间副孔；二期槽一铣成槽，与一期槽锯齿状连接。通过试验工程及资料分析，该方法在均匀松软的上部回填层、覆盖层工效很高，成墙工效可达158.55m2/（台·日），而遇孤（块）石或硬岩后，则工效大为降低，几乎不能施工，而且设备损耗很大。此种方法在二期围堰防渗墙大施工期仅用于上部回填风化砂的施工。

7.“铣砸爆”法成槽工艺

由于液压铣槽机不能单独适应于三峡地层，因此，我们为铣槽机配备了国产GSD钢丝绳抓斗配合施工，发明了“铣、砸、爆”法成槽工艺。在铣槽机铣削地层遇孤（块）石或硬岩后，先进行钻孔爆破，再用抓斗主机起吊10t重凿冲砸岩石，待岩石破碎后，再用铣槽机铣削。这种方法可大大增加铣槽机铣削弧（块）石与基岩的工效，设备及材料损耗也相应降低。

8.“铣、抓、钻”法成槽工艺

二期围堰深槽段的施工由液压铣槽机、钢丝绳抓斗与冲击钻机或冲击反循环钻机配合施工。这种机械组合，能充分发挥三种设备最大的作用。在这三种机械中，铣槽机一次成槽精度高，在均匀松软地层的工作效率最高，主要用于上部回填风化砂的施工。

（四）成槽工艺在二期围堰施工中应用

虽然研究了8种成槽工艺，但实际应用较多的“两钻一抓”、“上抓下钻”两种方法，在左右漫滩段主要用BH—12液压抓斗与钻机配合两钻一抓法施工。

中部平抛砂卵石中有相当比例粒径大于20cm，覆盖层中也含有相当数量的块球体，不适合铣槽机施工，需要采用抓斗与冲击钻机配合施工。一种配合方法是采用“两钻一抓”法。即在平抛砂卵石及以下部分地层先用钻机钻取主孔，再用抓斗抓取副孔，最后由冲击钻机进基岩。这种配合方法利用冲击钻机孔导向并挤密地层，槽孔修孔工作量小，减少了平抛砂卵石及覆盖层强漏失带的漏浆塌孔。第二种配合方法是由抓斗直接抓取平抛砂卵石及覆盖层，发现歪孔时，由冲击钻机来修孔，如有遇大量漏浆塌孔则调冲击钻机回填堵漏材料后平砸挤密，并钻进基岩。第二种配合方法类似于“上抓下钻”法。工效较第一种高。

由于深槽段第一道墙的施工会比第二道墙漏浆塌孔可能性大，故采用第一种配合方法。第二道墙由于有第一道墙截断地下水流，第一道墙的施工也挤密了地层，槽孔漏浆塌孔可能性减小，采用了第二种配合方法提高工效。

在深槽段因堰基大块球体多，成功采用“铣砸爆”法和“铣抓钻”法施工工艺，前者工效达42.88%，后者由于充分利用BC—30液压铣和利勃海尔机械抓斗的优点，这一方法共成槽13516m2，占造孔工程量的66%。