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【摘要】 锦屏二级水电站闸坝上下游围堰塑性混凝土防渗墙，由于覆盖层厚，水下抛填层结构松散，地层中孤块石含量高，硬度大，在造孔中塌孔漏浆严重；超过50m的深槽段占整体工程量的50%，并且施工工期十分紧张，施工难度大。施工中通过科学的施工组织，合理的槽段划分,使用“正电胶”膨润土泥浆结合当地粘土固壁，采用多种快速堵漏的方法，解决了施工难题，创造了同流域类似项目最快施工记录，为以后的类似工程提供了借鉴。
【关键词】锦屏二级水电站 围堰 防渗墙施工技术
1 工程概况
锦屏二级水电站利用雅砻江下游河段150km长大河弯的天然落差，通过长约16.67km的引水隧洞，截弯取直，获得水头约310m。电站总装机容量4800MW，单机容量600MW。工程枢纽主要由首部拦河闸、引水系统、尾部地下厂房三大部分组成，为一低闸、长隧洞、大容量引水式电站。首部拦河闸坝位于雅砻江锦屏大河弯西端的猫猫滩，电站进水口位于闸址上游2.9km处的景峰临时桥，地下发电厂房位于雅砻江锦屏大河弯东端的大水沟，四条引水隧洞穿过锦屏山连接闸坝与厂区枢纽。
首部拦河闸坝位于雅砻江大河弯西端猫猫滩，上距锦屏一级坝址约7.5km。拦河闸坝主要由泄洪闸和两岸重力式挡水坝段組成，全长165m，最大坝高34m。其中，泄洪闸段长100m，闸室上游设长30m的防冲铺盖，闸下设60m长的护坦，护坦末端设100m长的块石海漫进行消能防冲。生态流量泄放洞由位于右岸山体内的施工导流洞改建而成。
施工导流枯期采用上下游围堰挡水，单导流洞过水，进行拦河闸坝工程施工；汛期采用导流洞和围堰联合泄洪，围堰防渗采用塑性混凝土防渗墙。
2 工程地质条件
（1）上游围堰下河床覆盖层较厚，粗细颗粒混杂，堰址处河床覆盖层厚度为20～43m，按物质组成及颗粒大小由下至上可分为四层：
作者简介：张晓林，经济师，项目经理； 陈红超，助理工程师中国水电基础局有限公司
①I（ ）含漂石卵砾石层，厚12.15～19.35m，中密为主，部分稍密、密实。卵砾石含
量达70%～80%，部分达到80%以上，粒径一般为2～12cm，孤石最大块径达3m，呈磨圆状～次磨圆状，主要成份为砂岩、大理岩、板岩等。充填泥砂，一般结构较紧密，钻进中普遍返水返浆，但靠近顶、底板部分，时见有架空现场，出现回水（浆）消失或漏水（浆）现场严重。其中M434孔深27.4～27.8m为含砾中细砂透镜体。
②II（ ）含砂壤土碎砾石层：厚度变化较大，且分布不稳定，据M434孔揭露厚度为8.85m，呈灰～灰黄色，中密为主，部分稍密、密实。卵砾石成份主要为白色粗晶大理岩及变质砂岩，粒径5～12cm，含量约占60～80%，次棱角状～次圆状，该层顶部有直径达到37cm的漂石。
③III-1（ ）卵砾石含孤块石层：在河床中均有分布，厚度5.75～18.20m，中密为主，部分稍密。卵砾石含量达60%以上，成份较杂，以大理岩、砂板岩为主，也有少量花岗岩、玄武岩；粒径一般为2～15cm，孤石最大块径达1m以上，此层夹有少量厚度小于1m的砂层透镜体或鸡窝状砂，结构变化大，局部有架空。
③III-2（ ）含孤块石卵砾石层：厚度0～6.4m，中密为主，部分稍密～松散。卵砾石含量达80%以上，成份较杂，以大理岩、砂板岩为主，也有少量花岗岩、玄武岩；粒径0.5～13cm，部分可达65cm，此层夹有少量厚度小于1m的砂层透镜体或鸡窝状砂，结构变化大，架空现象常见。此外，该层含少量岸坡崩积的孤块石，分布随机。
④IV（ ）块碎石夹砾卵石层：一般厚度5～7m，主要分布在两坡脚，稍密为主，部分松散。另外在左岸江边堆积有结构松散、厚度5～10m不等的公路施工弃渣。
下游围堰位于坝轴线下游203m处，左岸自然坡度65°～75°右岸自然坡度45°～60°，两岸均基岩裸露。
（2）按物质组成及颗粒大小由下至上可分为四层。
①I（ ）含漂石卵砾石层，厚3.26～14.3m，密实为主，部分中～稍密。卵石含量达50%～60%，粒径一般为5～17cm，漂石占40%～50%，粒径一般为20～30cm之间，呈次棱角～次磨圆状，主要成份为砂岩、大理岩、板岩、花岗岩等。其中M427孔深15.8～16.5m为含砾中细砂透镜体。
②II（ ）含砂壤土碎砾石层：厚度自3.85～9.70m，中密为主，部分稍密、密实。碎砾石成份主要为白色粗晶大理岩及变质砂岩，碎砾石成份主要为白色粗晶大理岩及变质砂岩，碎石粒径3～8cm，含量约占70%～80%，次棱角状～次圆状；砾石约占15%，粒径为0.5～2cm，偶夹孤石。
③III-1（ ）卵砾石含孤块石层：在河床中均有分布，厚度8.05～13.5m，中密为主，部分稍密。卵砾石含量达80%以上，粒径一般为0.5～15cm，孤石最大块径2m，成份较杂，以大理岩、砂板岩为主，也有少量花岗岩、玄武岩；局部有架空。
③III-2（ ）含孤块石卵砾石层：厚度2.25～6.5m，稍密～中密为主，部分松散。卵砾石含量达80%～90%，成份较杂，以大理岩、砂板岩为主；粒径0.5～2cm、3～8cm，局部见含量40%、直径20～40cm的孤石，此层夹有少量厚度小于1m的砂层透镜体或鸡窝状砂，结构变化大，架空现象常见。此外，该层含少量岸坡崩积的孤块石，分布随机。
④IV（ ）块碎石夹砾卵石层：主要分布在两坡脚，一般厚度0.7～3m，稍密为主，部分松散。粒径一般10～20cm，最大直径约1cm，此层结构松散，架空现象较为普遍。
3 工程质量设计指标
3.1设计指标
防渗墙墙厚0.8m，塑性混凝土C5，入岩0.5m。
3.2 设计要求的力学性能指标如下：
抗压强度：R28≥ 3.0Mpa
弹性模量：800Mpa< E <1500Mpa
渗透系数：K≤ 10-7/cm
破坏比降：≥200
4 防渗墙施工特点及难点
4.1 地质条件复杂
（1）围堰上部回填层及水下抛填层结构松散，渗水量大，大块石多，架空严重。截留时水下回填部分深度约为12m，戗体位于上游围堰防渗墙轴线上游侧20m。由于是单洞导流，截留时雅砻江龙口流量超过900m3/S，部分块石、混凝土四面体等冲积到防渗墙施工轴线附近。截留后上游围堰堰体实测渗水量超过30m3/s。
（2）河床覆盖层厚，漂块石含量多。河床部位覆盖层厚度为18～35m，地层中漂孤石的含量超过14%。
4.2 施工工期紧
上下游围堰全长分别为129.23m、98.18m，设计工程量分别为4240m3、3135m3，最深孔深分别为58m、55.5m，深槽段位于河床中部，约占工程量的50%。根据合同条款和实际情况，合同工期105天，受截留影响后，施工期仅为90天。较紧的施工工期对工程组织、管理、技术、施工都提出了极大的考验。
5 完成工程量与工程进度
5.1 主要完成工程量
上下游围堰共计完成成墙面积7846m2，浇注混凝土方量8633m3。具体如下，见表1。
5.2 施工进度
合同施工工期为2008年12月1日～2009年3月15日。由于受围堰截留影响，实际开工日期为上游围堰2008年12月15日，下游围堰2008年12月17日。上游围堰于2009年2月28日全部封闭，施工历时76天，较合同施工期提前29天，较合同工期提前15天。下游围堰于2009年3月9日全部封闭，施工历时83天，较合同施工期提前22天，较合同工期提前6天。在晚开工15～17天的情况下，整体工程进度比业主规定的关门工期2009年3月15日提前了6天，为锦屏二级水电站闸坝的一枯安全度汛打下了坚实的基础。
6 防渗墙施工
上下游围堰混凝土防渗墙顶部高程为1636m和1632m。根据工程地质情况和工期要求，采用如下施工方案：
防渗墙成槽采用“钻劈法”。
使用“正电胶”膨润土泥浆固壁。
采用“抽筒法”清孔。
使用混凝土搅拌车运输混凝土，“泥浆下直升导管法”浇注混凝土成墙。
墙段连接采用“套接法”施工。
6.1 导向槽及施工平台
由于回填层碾压不密实，透水性强，并且施工工期紧张，钻机分布密集，因此在河床部位深槽段，导向槽采用单面立模，倒梯形结构。槽口宽度95cm，导向槽下部平均宽度1m，上部平均宽度1.4m，钻机侧布设3排，倒碴平台侧布设2排Φ20钢筋，深度1.5m。全部采用C20常规混凝土。导向槽浇注完后，在二期槽部位立模浇注一个1.5m深，0.5m宽混凝土临时隔墙。围堰轴线靠近基坑侧宽度较窄，约为7m，受场地交叉施工限制，并考虑混凝土搅拌车运输交通，钻机布置全部面向基坑面，冲碴平台不设排浆沟。
6.2 槽段划分
整个工程共划分槽段41个，其中上游围堰24个，下游围堰17个。槽段划分布置的主要原则是深槽段短、浅槽段长。
（1）深槽段槽段划分
深槽段施工是本工程工期的关键，为保证施工期间槽孔安全和利于增加钻机投入深槽段施工，Ⅰ、Ⅱ期槽全部采用“三主两副”布置，主孔直径0.8m，副孔宽度1.4m，槽段长5.2m。
（2）其余施工槽段划分
其余槽段根据工程实际情况，采用“四主三副”和“五主四副”布置，主孔直径0.8m，副孔宽度1.2m～1.5m。靠岸坡浅槽段槽长最长。
6.3 固壁泥浆
泥浆在防渗墙施工中的作用主要是保持孔壁稳定、悬浮钻渣以及冷却钻具，且泥浆的质量对防渗墙混凝土浇筑也起着非常重要的作用。
根据地层情况，同时考虑工程造价，施工时采用“正电胶”泥浆护壁，结合槽孔内直接投入部分当地粘土进行造孔施工。“正电胶”泥浆具有粘度大，固/液相间性（触变性）、稳定性、抑制性的特点，以及良好的携屑、悬屑能力，可有效封堵漏失地层，维护孔壁稳定，保证清孔结束后8～12小时孔底淤积厚度＜10cm。
“正电胶”泥浆拌制膨润土采用湖南澧县钙基膨润土。膨润土泥浆配比如下表2。
表2
6.4 基岩面确定
槽孔终孔深度应以地质详勘报告和先导孔资料为基础，由监理、设计、业主与施工单位的地质工程师结合槽孔造孔现场取样综合判断后确定。若地质情况与设计图纸出入较大时，由监理、设计和防渗墙施工单位以及业主等单位的有关人员进行现场鉴定后确定最终深度。防渗墙伸入基岩的控制标准为：若无岩溶角砾岩，塑性混凝土防渗墙击穿覆盖层伸入下浮基岩0.5米；若有基岩破碎则根据现场情况逐步加深至新鲜岩石为准。施工中，参考设计图纸以及先导孔详细资料中的入岩深度，在接近基岩面时开始留取抽筒岩样，现场取样每进尺20～30cm一次，当岩层风化程度变化剧烈、地质条件明显异常时，加密取样。所有岩样在编号后予以保留，经有关方面进行鉴定签认。由于在上游围堰的右岸段和下游围堰的左右岸坡段与设计基岩面深度变化较大，整个工程补充勘探了14个勘探孔，其中个别特殊槽段如下游15号槽与设计基岩面抬高近11m，因此先后补充勘探了3次。
6.5 成槽施工
根据现场条件和工期要求，安排了36台CZ-30型（部分为Z-5型）冲击钻机进行施工，其中上游围堰防渗墙22台，下游围堰14台。防渗墙造孔采用“钻劈法”施工。一期槽深槽段均在3个主孔位置布置3台钻机同时施工，在主孔施工至20～25m左右时，根据现场情况调整一台钻机至岸边浅槽段施工。每个孔的开、终孔必须经技术值班员验收，并在施工过程中严格控制孔斜。当孔斜超标时，采用回填块石、重新钻进等方法进行修孔，直到满足设计要求。主孔孔深参照设计孔深以及补充勘探孔资料，入岩及终孔时由施工、监理、设计方联合进行基岩鑒定，并填写基岩鉴定表。副孔孔深根据相邻主孔深度，并结合岩样确定。墙体设计墙厚0.8m，孔斜率指标为不大于4‰，遇有含孤石、漂石的地层及基岩面倾斜度较大等特殊情况时，孔斜率按6‰控制，孔斜采用重锤法测量，设计入岩深度0.5m。
槽段连接采用套打接头孔的方式施工。
6.6 终孔和清孔验收
槽孔终孔后，经施工机组对孔位、孔形、孔深等进行初检、技术值班员复检合格后，由监理工程师、设计、监理单位联合进行终检，合格后，签发孔形验收合格证。
孔形验收合格后，进行清孔换浆工作。采用“抽筒换碴法”清孔。在清孔的同时，不断地向槽内补充新浆，以改善泥浆的性能及有利于混凝土浇筑，确保成墙质量。补充新浆的数量以槽内泥浆各项性能指标符合设计标准为止。如果单元槽段内各孔孔深不同时，清孔次序为先浅后深。Ⅱ期槽孔在清孔换浆结束以前，用钢丝绳刷子反复刷洗接头孔，以刷子钻头上基本不带泥屑，孔底淤积不再增加为合格标准。
槽孔清孔换浆结束后1小时，达到下列标准：孔底淤积厚度不大于10cm，槽内泥浆密度小于1.3g/cm3，含砂量不大于10%， 500/700ml漏斗黏度不大于30s。
6.7 混凝土制备与浇筑
（1）混凝土配合比确定
本工程的塑性混凝土标号为C5,按技术条款及施工图纸的要求进行混凝土室内及现场试验，确定出合适混凝土配合比。并将试验成果报送监理人审批，并以审批后的结果进行施工。
（2）混凝土搅拌及运输
混凝土供应点拟在业主指定的西端砼生产系统出机口，混凝土运输采用8m3混凝土罐车输送。
（3）浇筑过程控制
混凝土采用泥浆下直升导管法灌注施工，满管法开浇。浇筑导管选用φ250mm的圆形螺旋快速接头导管，其上端接二级分料漏斗。导管由钻机起吊和固定，以便灌注及起拔时，导管可作上下垂直移动。每槽先开浇孔底高程最低部位的导管。浇筑导管的下设符合规范及设计要求。
（4）混凝土浇筑过程质量控制：
①浇筑过程中，导管埋入混凝土的深度不得小于1.0m，亦不应大于6m，以方便起拔并严禁将导管拔出混凝土面。
②混凝土面上升速度控制在2m/h以上，并保证其均匀上升，同时保证各处高差控制在50cm范围内。
③每隔30min测量一次槽孔内混凝土面深度，做好导管的拆卸工作。当浇筑方量与混凝土顶面位置不相符时，应及时分析，找出问题所在，及时处理。
④混凝土的浇筑应连续进行，若因故中断，中断时间不宜超过40min。
⑤不符合质量要求的混凝土严禁浇入导管内；应防止入管的混凝土将空气压入导管内，另外，槽孔口应设置盖板，避免混凝土散落槽孔内。
每个槽段均由试验人员按照规定频次和要求进行取样和制作试件。
7 特殊情况处理
7.1 漏浆塌孔处理
因回填层和水下抛填层密实度低，孤块石含量高，地层架空严重，在施工中漏浆塌孔情况频繁。为保证成槽，在施工中投入了大量的地表土、粘土和碎石进行反复挤压，主孔上部10m回填及水下抛填层范围内禁止抽碴，并加大泥浆的比重和粘度。对渗漏地层，投入少量锯末。严重坍塌槽段，采用常规C15混凝土浇注充填，待凝后重新造孔。上游围堰深槽段11号槽和17号槽在主孔钻进时槽内返水严重，虽然经过反复回填粘土、碎石等挤压，还是反复发生漏浆塌孔，至11～13m时，全槽垮塌，难以继续钻进。下游槽段XFS-2、XFS-4、XFS-6、XFS-16、XFS-17等槽段由于导水渠改道、基坑水位突然上涨等原因，也先后发生多次垮塌，平台下基本踏空。后采用直接浇注C15常规混凝土至导向槽，待凝后重新造孔，槽段施工回复正常。
7.2 孤块石处理
整个上下游围堰经过现场统计的孤块石含量为1220m3，约占整个工程量的14%。由于施工工期紧，施工槽段间仅间隔一个槽段，若采用爆破处理，将对槽孔稳定造成影响，从而影响整体施工进度，因此为保证槽孔稳定，对地层中的孤块石，采用钻头直接冲砸的方式进行破碎。
7.3 陡坡嵌岩处理
陡坡嵌岩处理是本防渗墙工程施工的最大特点，也是最大的难点，四川铜街子电站、三峡二期上游围堰等防渗墙施工中遭遇过类似地质情况。本工程最陡的下游围堰左岸段，斜角大于80度。其中下游围堰XFS-17～ XFS-10号槽，相邻孔位最大深度相差约4.5m。在施工中采取了以下措施进行处理：
当主孔钻进到岩面顶部时，钻头应轻打，且钻头不能连续冲击，应间断冲击，尽量能在岩面上打出一个台阶，若岩面非常陡很难打出一个台阶，可往孔内投入和基岩强度相似的石块，使孔底的岩石强度一样，防止溜钻和孔斜超标。副孔劈打到陡坡岩面时，把较浅一侧的主孔适当加深，然后把副孔突出的部分打平，和较浅的主孔一平，再往较浅主孔方向移动钻机，使钻头的最大截面能够在岩面上平稳冲击，直到副孔终孔深度，最后将副孔剩余的凸形部位劈打掉，找平副孔孔底。
7.4 孔斜的处理
当槽孔施工发生孔斜时，将使墙体的有效厚度减少以及影响墙体的连续性，因此，孔斜的控制尤为重要。由于本工程地层中孤块石含量多，硬度高，极易造成孔斜超标从而影响工程质量。本工程施工中采取了以下措施：
7.4.1改变钻头规格、形状
冲击钻机施工中要勤测量，及时掌握孔形情况，如发现偏斜，可在钻头上加焊一圈钢筋，扩大钻头直径，扩孔改变孔斜，或在孔斜的相反方向加焊耐磨块进行修孔。
7.4.2回填石料修孔
冲击钻机造孔中如果发生孔斜，可用20～80cm石料回填至偏斜段顶部，重新进行该段造孔，并加大造孔过程中的测斜密度，严加控制进行修孔。
7.4.3用修孔器或圆木孔口固定钢丝绳
在已经发生孔斜的孔段，可根据孔斜的具体情况，同时在孔口采用架修孔器或圆木固定钢丝绳，采用轻打或手动间断冲击，进行修孔。
7.5 掉钻、埋钻处理
在施工中应勤检查钻头梁子和钻绳，密切关注槽孔内情况，防止人为情况发生掉钻、埋钻事故。遇到掉钻、埋钻时，针对具体情况，及时采用反冲、移位、专用工具扩打旁边孔位等方式进行处理。本工程下游围堰由于地层松散，施工平台低（仅高出基坑水位不足1m），导水渠改道导致基坑水位变化频繁，所有施工槽段均发生了不同程度的卡钻、埋钻等孔内事故，但是处理及时、方法得当，所有卡钻、埋钻事故均及时处理成功，没有对施工造成严重影响。
8 墙体质量检查及验收
防渗墙工程完工后，采用注水试验进行了质量检查，经检查渗透系数K=7.91849×10-9cm/s～8.1328×10-8cm/s，满足设计要求。从基坑整体全断面开挖后抽水情况看，渗水量小于300m3/h，防渗效果良好。
9 结语
锦屏二级水电站闸坝围堰防渗墙在地质条件复杂，覆盖层厚，孤块石含量高，回填层地层松散、架空严重，透水量大，用十分紧张的工期建造防渗墙，施工难度极大。本工程采用回填粘土、碎石、地表土，纯冲击钻进的方法钻进，并加大泥浆粘度，槽内投放锯末等方法十分有效；同时深槽段“三主两副”的槽段划分，既有利于增加钻孔机具抢工，也有利于缩短成槽时间，保持槽孔稳定，保证了工程提前到83天全部封闭，对以后的类似工程有一定的借鉴作用。
下游围堰在施工中，施工平台距基坑宽度不足7m，且部分时段围堰施工平台与基坑水位仅高出不到30cm，造成槽孔发生大面积坍塌，后采用加宽平臺宽度，降低水位，增加泥浆粘度和比重等方法，得到了有效控制。
本工程塑性混凝土防渗墙墙体质量的检测最终从钻孔取芯，压水试验改为注水试验的方法进行，防止了对墙体的破坏，也满足了设计要求。
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【关键词】锦屏二级水电站 围堰 防渗墙施工技术
1 工程概况
锦屏二级水电站利用雅砻江下游河段150km长大河弯的天然落差，通过长约16.67km的引水隧洞，截弯取直，获得水头约310m。电站总装机容量4800MW，单机容量600MW。工程枢纽主要由首部拦河闸、引水系统、尾部地下厂房三大部分组成，为一低闸、长隧洞、大容量引水式电站。首部拦河闸坝位于雅砻江锦屏大河弯西端的猫猫滩，电站进水口位于闸址上游2.9km处的景峰临时桥，地下发电厂房位于雅砻江锦屏大河弯东端的大水沟，四条引水隧洞穿过锦屏山连接闸坝与厂区枢纽。
首部拦河闸坝位于雅砻江大河弯西端猫猫滩，上距锦屏一级坝址约7.5km。拦河闸坝主要由泄洪闸和两岸重力式挡水坝段組成，全长165m，最大坝高34m。其中，泄洪闸段长100m，闸室上游设长30m的防冲铺盖，闸下设60m长的护坦，护坦末端设100m长的块石海漫进行消能防冲。生态流量泄放洞由位于右岸山体内的施工导流洞改建而成。
施工导流枯期采用上下游围堰挡水，单导流洞过水，进行拦河闸坝工程施工；汛期采用导流洞和围堰联合泄洪，围堰防渗采用塑性混凝土防渗墙。
2 工程地质条件
（1）上游围堰下河床覆盖层较厚，粗细颗粒混杂，堰址处河床覆盖层厚度为20～43m，按物质组成及颗粒大小由下至上可分为四层：
作者简介：张晓林，经济师，项目经理； 陈红超，助理工程师中国水电基础局有限公司
①I（ ）含漂石卵砾石层，厚12.15～19.35m，中密为主，部分稍密、密实。卵砾石含
量达70%～80%，部分达到80%以上，粒径一般为2～12cm，孤石最大块径达3m，呈磨圆状～次磨圆状，主要成份为砂岩、大理岩、板岩等。充填泥砂，一般结构较紧密，钻进中普遍返水返浆，但靠近顶、底板部分，时见有架空现场，出现回水（浆）消失或漏水（浆）现场严重。其中M434孔深27.4～27.8m为含砾中细砂透镜体。
②II（ ）含砂壤土碎砾石层：厚度变化较大，且分布不稳定，据M434孔揭露厚度为8.85m，呈灰～灰黄色，中密为主，部分稍密、密实。卵砾石成份主要为白色粗晶大理岩及变质砂岩，粒径5～12cm，含量约占60～80%，次棱角状～次圆状，该层顶部有直径达到37cm的漂石。
③III-1（ ）卵砾石含孤块石层：在河床中均有分布，厚度5.75～18.20m，中密为主，部分稍密。卵砾石含量达60%以上，成份较杂，以大理岩、砂板岩为主，也有少量花岗岩、玄武岩；粒径一般为2～15cm，孤石最大块径达1m以上，此层夹有少量厚度小于1m的砂层透镜体或鸡窝状砂，结构变化大，局部有架空。
③III-2（ ）含孤块石卵砾石层：厚度0～6.4m，中密为主，部分稍密～松散。卵砾石含量达80%以上，成份较杂，以大理岩、砂板岩为主，也有少量花岗岩、玄武岩；粒径0.5～13cm，部分可达65cm，此层夹有少量厚度小于1m的砂层透镜体或鸡窝状砂，结构变化大，架空现象常见。此外，该层含少量岸坡崩积的孤块石，分布随机。
④IV（ ）块碎石夹砾卵石层：一般厚度5～7m，主要分布在两坡脚，稍密为主，部分松散。另外在左岸江边堆积有结构松散、厚度5～10m不等的公路施工弃渣。
下游围堰位于坝轴线下游203m处，左岸自然坡度65°～75°右岸自然坡度45°～60°，两岸均基岩裸露。
（2）按物质组成及颗粒大小由下至上可分为四层。
①I（ ）含漂石卵砾石层，厚3.26～14.3m，密实为主，部分中～稍密。卵石含量达50%～60%，粒径一般为5～17cm，漂石占40%～50%，粒径一般为20～30cm之间，呈次棱角～次磨圆状，主要成份为砂岩、大理岩、板岩、花岗岩等。其中M427孔深15.8～16.5m为含砾中细砂透镜体。
②II（ ）含砂壤土碎砾石层：厚度自3.85～9.70m，中密为主，部分稍密、密实。碎砾石成份主要为白色粗晶大理岩及变质砂岩，碎砾石成份主要为白色粗晶大理岩及变质砂岩，碎石粒径3～8cm，含量约占70%～80%，次棱角状～次圆状；砾石约占15%，粒径为0.5～2cm，偶夹孤石。
③III-1（ ）卵砾石含孤块石层：在河床中均有分布，厚度8.05～13.5m，中密为主，部分稍密。卵砾石含量达80%以上，粒径一般为0.5～15cm，孤石最大块径2m，成份较杂，以大理岩、砂板岩为主，也有少量花岗岩、玄武岩；局部有架空。
③III-2（ ）含孤块石卵砾石层：厚度2.25～6.5m，稍密～中密为主，部分松散。卵砾石含量达80%～90%，成份较杂，以大理岩、砂板岩为主；粒径0.5～2cm、3～8cm，局部见含量40%、直径20～40cm的孤石，此层夹有少量厚度小于1m的砂层透镜体或鸡窝状砂，结构变化大，架空现象常见。此外，该层含少量岸坡崩积的孤块石，分布随机。
④IV（ ）块碎石夹砾卵石层：主要分布在两坡脚，一般厚度0.7～3m，稍密为主，部分松散。粒径一般10～20cm，最大直径约1cm，此层结构松散，架空现象较为普遍。
3 工程质量设计指标
3.1设计指标
防渗墙墙厚0.8m，塑性混凝土C5，入岩0.5m。
3.2 设计要求的力学性能指标如下：
抗压强度：R28≥ 3.0Mpa
弹性模量：800Mpa< E <1500Mpa
渗透系数：K≤ 10-7/cm
破坏比降：≥200
4 防渗墙施工特点及难点
4.1 地质条件复杂
（1）围堰上部回填层及水下抛填层结构松散，渗水量大，大块石多，架空严重。截留时水下回填部分深度约为12m，戗体位于上游围堰防渗墙轴线上游侧20m。由于是单洞导流，截留时雅砻江龙口流量超过900m3/S，部分块石、混凝土四面体等冲积到防渗墙施工轴线附近。截留后上游围堰堰体实测渗水量超过30m3/s。
（2）河床覆盖层厚，漂块石含量多。河床部位覆盖层厚度为18～35m，地层中漂孤石的含量超过14%。
4.2 施工工期紧
上下游围堰全长分别为129.23m、98.18m，设计工程量分别为4240m3、3135m3，最深孔深分别为58m、55.5m，深槽段位于河床中部，约占工程量的50%。根据合同条款和实际情况，合同工期105天，受截留影响后，施工期仅为90天。较紧的施工工期对工程组织、管理、技术、施工都提出了极大的考验。
5 完成工程量与工程进度
5.1 主要完成工程量
上下游围堰共计完成成墙面积7846m2，浇注混凝土方量8633m3。具体如下，见表1。
5.2 施工进度
合同施工工期为2008年12月1日～2009年3月15日。由于受围堰截留影响，实际开工日期为上游围堰2008年12月15日，下游围堰2008年12月17日。上游围堰于2009年2月28日全部封闭，施工历时76天，较合同施工期提前29天，较合同工期提前15天。下游围堰于2009年3月9日全部封闭，施工历时83天，较合同施工期提前22天，较合同工期提前6天。在晚开工15～17天的情况下，整体工程进度比业主规定的关门工期2009年3月15日提前了6天，为锦屏二级水电站闸坝的一枯安全度汛打下了坚实的基础。
6 防渗墙施工
上下游围堰混凝土防渗墙顶部高程为1636m和1632m。根据工程地质情况和工期要求，采用如下施工方案：
防渗墙成槽采用“钻劈法”。
使用“正电胶”膨润土泥浆固壁。
采用“抽筒法”清孔。
使用混凝土搅拌车运输混凝土，“泥浆下直升导管法”浇注混凝土成墙。
墙段连接采用“套接法”施工。
6.1 导向槽及施工平台
由于回填层碾压不密实，透水性强，并且施工工期紧张，钻机分布密集，因此在河床部位深槽段，导向槽采用单面立模，倒梯形结构。槽口宽度95cm，导向槽下部平均宽度1m，上部平均宽度1.4m，钻机侧布设3排，倒碴平台侧布设2排Φ20钢筋，深度1.5m。全部采用C20常规混凝土。导向槽浇注完后，在二期槽部位立模浇注一个1.5m深，0.5m宽混凝土临时隔墙。围堰轴线靠近基坑侧宽度较窄，约为7m，受场地交叉施工限制，并考虑混凝土搅拌车运输交通，钻机布置全部面向基坑面，冲碴平台不设排浆沟。
6.2 槽段划分
整个工程共划分槽段41个，其中上游围堰24个，下游围堰17个。槽段划分布置的主要原则是深槽段短、浅槽段长。
（1）深槽段槽段划分
深槽段施工是本工程工期的关键，为保证施工期间槽孔安全和利于增加钻机投入深槽段施工，Ⅰ、Ⅱ期槽全部采用“三主两副”布置，主孔直径0.8m，副孔宽度1.4m，槽段长5.2m。
（2）其余施工槽段划分
其余槽段根据工程实际情况，采用“四主三副”和“五主四副”布置，主孔直径0.8m，副孔宽度1.2m～1.5m。靠岸坡浅槽段槽长最长。
6.3 固壁泥浆
泥浆在防渗墙施工中的作用主要是保持孔壁稳定、悬浮钻渣以及冷却钻具，且泥浆的质量对防渗墙混凝土浇筑也起着非常重要的作用。
根据地层情况，同时考虑工程造价，施工时采用“正电胶”泥浆护壁，结合槽孔内直接投入部分当地粘土进行造孔施工。“正电胶”泥浆具有粘度大，固/液相间性（触变性）、稳定性、抑制性的特点，以及良好的携屑、悬屑能力，可有效封堵漏失地层，维护孔壁稳定，保证清孔结束后8～12小时孔底淤积厚度＜10cm。
“正电胶”泥浆拌制膨润土采用湖南澧县钙基膨润土。膨润土泥浆配比如下表2。
表2
6.4 基岩面确定
槽孔终孔深度应以地质详勘报告和先导孔资料为基础，由监理、设计、业主与施工单位的地质工程师结合槽孔造孔现场取样综合判断后确定。若地质情况与设计图纸出入较大时，由监理、设计和防渗墙施工单位以及业主等单位的有关人员进行现场鉴定后确定最终深度。防渗墙伸入基岩的控制标准为：若无岩溶角砾岩，塑性混凝土防渗墙击穿覆盖层伸入下浮基岩0.5米；若有基岩破碎则根据现场情况逐步加深至新鲜岩石为准。施工中，参考设计图纸以及先导孔详细资料中的入岩深度，在接近基岩面时开始留取抽筒岩样，现场取样每进尺20～30cm一次，当岩层风化程度变化剧烈、地质条件明显异常时，加密取样。所有岩样在编号后予以保留，经有关方面进行鉴定签认。由于在上游围堰的右岸段和下游围堰的左右岸坡段与设计基岩面深度变化较大，整个工程补充勘探了14个勘探孔，其中个别特殊槽段如下游15号槽与设计基岩面抬高近11m，因此先后补充勘探了3次。
6.5 成槽施工
根据现场条件和工期要求，安排了36台CZ-30型（部分为Z-5型）冲击钻机进行施工，其中上游围堰防渗墙22台，下游围堰14台。防渗墙造孔采用“钻劈法”施工。一期槽深槽段均在3个主孔位置布置3台钻机同时施工，在主孔施工至20～25m左右时，根据现场情况调整一台钻机至岸边浅槽段施工。每个孔的开、终孔必须经技术值班员验收，并在施工过程中严格控制孔斜。当孔斜超标时，采用回填块石、重新钻进等方法进行修孔，直到满足设计要求。主孔孔深参照设计孔深以及补充勘探孔资料，入岩及终孔时由施工、监理、设计方联合进行基岩鑒定，并填写基岩鉴定表。副孔孔深根据相邻主孔深度，并结合岩样确定。墙体设计墙厚0.8m，孔斜率指标为不大于4‰，遇有含孤石、漂石的地层及基岩面倾斜度较大等特殊情况时，孔斜率按6‰控制，孔斜采用重锤法测量，设计入岩深度0.5m。
槽段连接采用套打接头孔的方式施工。
6.6 终孔和清孔验收
槽孔终孔后，经施工机组对孔位、孔形、孔深等进行初检、技术值班员复检合格后，由监理工程师、设计、监理单位联合进行终检，合格后，签发孔形验收合格证。
孔形验收合格后，进行清孔换浆工作。采用“抽筒换碴法”清孔。在清孔的同时，不断地向槽内补充新浆，以改善泥浆的性能及有利于混凝土浇筑，确保成墙质量。补充新浆的数量以槽内泥浆各项性能指标符合设计标准为止。如果单元槽段内各孔孔深不同时，清孔次序为先浅后深。Ⅱ期槽孔在清孔换浆结束以前，用钢丝绳刷子反复刷洗接头孔，以刷子钻头上基本不带泥屑，孔底淤积不再增加为合格标准。
槽孔清孔换浆结束后1小时，达到下列标准：孔底淤积厚度不大于10cm，槽内泥浆密度小于1.3g/cm3，含砂量不大于10%， 500/700ml漏斗黏度不大于30s。
6.7 混凝土制备与浇筑
（1）混凝土配合比确定
本工程的塑性混凝土标号为C5,按技术条款及施工图纸的要求进行混凝土室内及现场试验，确定出合适混凝土配合比。并将试验成果报送监理人审批，并以审批后的结果进行施工。
（2）混凝土搅拌及运输
混凝土供应点拟在业主指定的西端砼生产系统出机口，混凝土运输采用8m3混凝土罐车输送。
（3）浇筑过程控制
混凝土采用泥浆下直升导管法灌注施工，满管法开浇。浇筑导管选用φ250mm的圆形螺旋快速接头导管，其上端接二级分料漏斗。导管由钻机起吊和固定，以便灌注及起拔时，导管可作上下垂直移动。每槽先开浇孔底高程最低部位的导管。浇筑导管的下设符合规范及设计要求。
（4）混凝土浇筑过程质量控制：
①浇筑过程中，导管埋入混凝土的深度不得小于1.0m，亦不应大于6m，以方便起拔并严禁将导管拔出混凝土面。
②混凝土面上升速度控制在2m/h以上，并保证其均匀上升，同时保证各处高差控制在50cm范围内。
③每隔30min测量一次槽孔内混凝土面深度，做好导管的拆卸工作。当浇筑方量与混凝土顶面位置不相符时，应及时分析，找出问题所在，及时处理。
④混凝土的浇筑应连续进行，若因故中断，中断时间不宜超过40min。
⑤不符合质量要求的混凝土严禁浇入导管内；应防止入管的混凝土将空气压入导管内，另外，槽孔口应设置盖板，避免混凝土散落槽孔内。
每个槽段均由试验人员按照规定频次和要求进行取样和制作试件。
7 特殊情况处理
7.1 漏浆塌孔处理
因回填层和水下抛填层密实度低，孤块石含量高，地层架空严重，在施工中漏浆塌孔情况频繁。为保证成槽，在施工中投入了大量的地表土、粘土和碎石进行反复挤压，主孔上部10m回填及水下抛填层范围内禁止抽碴，并加大泥浆的比重和粘度。对渗漏地层，投入少量锯末。严重坍塌槽段，采用常规C15混凝土浇注充填，待凝后重新造孔。上游围堰深槽段11号槽和17号槽在主孔钻进时槽内返水严重，虽然经过反复回填粘土、碎石等挤压，还是反复发生漏浆塌孔，至11～13m时，全槽垮塌，难以继续钻进。下游槽段XFS-2、XFS-4、XFS-6、XFS-16、XFS-17等槽段由于导水渠改道、基坑水位突然上涨等原因，也先后发生多次垮塌，平台下基本踏空。后采用直接浇注C15常规混凝土至导向槽，待凝后重新造孔，槽段施工回复正常。
7.2 孤块石处理
整个上下游围堰经过现场统计的孤块石含量为1220m3，约占整个工程量的14%。由于施工工期紧，施工槽段间仅间隔一个槽段，若采用爆破处理，将对槽孔稳定造成影响，从而影响整体施工进度，因此为保证槽孔稳定，对地层中的孤块石，采用钻头直接冲砸的方式进行破碎。
7.3 陡坡嵌岩处理
陡坡嵌岩处理是本防渗墙工程施工的最大特点，也是最大的难点，四川铜街子电站、三峡二期上游围堰等防渗墙施工中遭遇过类似地质情况。本工程最陡的下游围堰左岸段，斜角大于80度。其中下游围堰XFS-17～ XFS-10号槽，相邻孔位最大深度相差约4.5m。在施工中采取了以下措施进行处理：
当主孔钻进到岩面顶部时，钻头应轻打，且钻头不能连续冲击，应间断冲击，尽量能在岩面上打出一个台阶，若岩面非常陡很难打出一个台阶，可往孔内投入和基岩强度相似的石块，使孔底的岩石强度一样，防止溜钻和孔斜超标。副孔劈打到陡坡岩面时，把较浅一侧的主孔适当加深，然后把副孔突出的部分打平，和较浅的主孔一平，再往较浅主孔方向移动钻机，使钻头的最大截面能够在岩面上平稳冲击，直到副孔终孔深度，最后将副孔剩余的凸形部位劈打掉，找平副孔孔底。
7.4 孔斜的处理
当槽孔施工发生孔斜时，将使墙体的有效厚度减少以及影响墙体的连续性，因此，孔斜的控制尤为重要。由于本工程地层中孤块石含量多，硬度高，极易造成孔斜超标从而影响工程质量。本工程施工中采取了以下措施：
7.4.1改变钻头规格、形状
冲击钻机施工中要勤测量，及时掌握孔形情况，如发现偏斜，可在钻头上加焊一圈钢筋，扩大钻头直径，扩孔改变孔斜，或在孔斜的相反方向加焊耐磨块进行修孔。
7.4.2回填石料修孔
冲击钻机造孔中如果发生孔斜，可用20～80cm石料回填至偏斜段顶部，重新进行该段造孔，并加大造孔过程中的测斜密度，严加控制进行修孔。
7.4.3用修孔器或圆木孔口固定钢丝绳
在已经发生孔斜的孔段，可根据孔斜的具体情况，同时在孔口采用架修孔器或圆木固定钢丝绳，采用轻打或手动间断冲击，进行修孔。
7.5 掉钻、埋钻处理
在施工中应勤检查钻头梁子和钻绳，密切关注槽孔内情况，防止人为情况发生掉钻、埋钻事故。遇到掉钻、埋钻时，针对具体情况，及时采用反冲、移位、专用工具扩打旁边孔位等方式进行处理。本工程下游围堰由于地层松散，施工平台低（仅高出基坑水位不足1m），导水渠改道导致基坑水位变化频繁，所有施工槽段均发生了不同程度的卡钻、埋钻等孔内事故，但是处理及时、方法得当，所有卡钻、埋钻事故均及时处理成功，没有对施工造成严重影响。
8 墙体质量检查及验收
防渗墙工程完工后，采用注水试验进行了质量检查，经检查渗透系数K=7.91849×10-9cm/s～8.1328×10-8cm/s，满足设计要求。从基坑整体全断面开挖后抽水情况看，渗水量小于300m3/h，防渗效果良好。
9 结语
锦屏二级水电站闸坝围堰防渗墙在地质条件复杂，覆盖层厚，孤块石含量高，回填层地层松散、架空严重，透水量大，用十分紧张的工期建造防渗墙，施工难度极大。本工程采用回填粘土、碎石、地表土，纯冲击钻进的方法钻进，并加大泥浆粘度，槽内投放锯末等方法十分有效；同时深槽段“三主两副”的槽段划分，既有利于增加钻孔机具抢工，也有利于缩短成槽时间，保持槽孔稳定，保证了工程提前到83天全部封闭，对以后的类似工程有一定的借鉴作用。
下游围堰在施工中，施工平台距基坑宽度不足7m，且部分时段围堰施工平台与基坑水位仅高出不到30cm，造成槽孔发生大面积坍塌，后采用加宽平臺宽度，降低水位，增加泥浆粘度和比重等方法，得到了有效控制。
本工程塑性混凝土防渗墙墙体质量的检测最终从钻孔取芯，压水试验改为注水试验的方法进行，防止了对墙体的破坏，也满足了设计要求。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。