三峡工程二期围堰是三峡工程建设中最重要的临时建筑物之一，其结构型式是利用当地材料的土石围堰。二期围堰担负着二期工程施工期间保障二期基坑常年施工的任务，设计蓄洪量20亿m3。运行过程中如果失事，不仅会推迟总工期，给整个工程建设造成重大损失，而且还会给下游两岸人民生命和财产安全带来威胁。因此，二期围堰被列为三峡工程八个重大关键技术项目之一。
三峡工程二期围堰的主要特点有：
（1）围堰规模名列世界前茅，最大高度达82.5m，土石方填筑总量达1220万m3，防渗体面积达9.6万m2。
（2）直接在河床粉细砂层上进行堰体填筑，施工水深达60m，约2/3的堰高位于施工期水位以下，施工难度大。
（3）围堰基础地质情况复杂，基岩为全风化带和强风化带，须进行防渗处理。
（4）施工安排在一个枯水期完成，施工工期短，强度高，填筑月强度达300万m3，成墙月强度近1.3万m2。
（5）坝区范围防渗土料缺乏，采用风化砂作主要填料，其结构松散，难以压实；作水下抛填料，其物理力学指标差，在荷载作用下，围堰易产生变形。
从上述二期围堰的特点可见，如果不采用国内外最新和最先进的技术显然是难以按期高质量地完成的。为此，科研、设计、施工等单位做了大量的工作，并邀请国内外著名的水电科研、设计、施工单位以及大专院校等参加联合攻关研究，意大利、法国、加拿大、德国等国的专家及公司也针对二期围堰提出了许多建议方案和意见。最后，对许多新的技术进行了研究，并在二期围堰中得到了应用。本文即对这些新技术的研究及应用加以介绍。
2 新技术的研究应用
2.1 防渗墙成槽技术
针对三峡二期围堰不同的地层特性，相应研究并应用了不同的成槽方法和机具，它们大多是在三峡工程中首次应用。
（1）“铣削”成槽法。采用德国进口液压双轮铣对堰体、覆盖层和全强风化带上限进行铣削成槽，该方法速度快、效率高。
（2）“铣、砸、爆”成槽法。根据二期围堰地层特点，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，用SM一400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，爆破后用抓斗提升5～10t重锤冲砸，击碎后再用液压铣排渣清孔，经多次循环，直到终孔成槽。“铣、砸、爆”法充分发挥液压铣的特点，同时用其他机具来克服块石、块球体和硬岩施工难点，成槽平均工效可达42.83m2/d，为“铣削”成槽法的2.5倍。
（3）“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（或用液压铣铣）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，效果好。
（4）“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，中间部位采用抓斗或液压铣三抓（铣）完成，先抓（铣）中间，后抓（铣）两边，下部块球体和硬岩仍由冲击钻钻主孔，缩短槽孔成槽时间。
（5）“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。该方法工效显著提高，但造孔精度不及“两钻一抓（铣）”成槽法和“两钻三抓（铣）”成槽法。
在三峡二期围堰运用上述方法成槽的过程中，成功地攻克了以下关键技术和施工难点：
（1）堰体或基础严重漏失层给成槽带来的难点。如深槽段平抛砂卵石垫底料因水流的分选作用，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，危及槽孔及施工机械的安全等。为此，研究的技术措施包括：
1）机械挤密，反复冲抓。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平打挤密，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，并再用抓斗抓取。这种分层施工，反复冲抓的方法用于漏失地层处理比较安全可靠。
如遇漏失层的漏浆速度很快，可迅速向槽内投入水泥、膨润土或膨胀粉，以及锯末、稻草等进行堵漏，并及时补浆，待浆面上升稳定后恢复反复冲抓生产。
2）新型材料固壁，防止塌槽。采用优质膨润土泥浆造孔，如CMC和APAM，固壁过程中的泥浆性能指标不合格时，及时废弃更换，注入新浆。
3）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，孔距一般为3～6m，深度应穿过漏失地层。钻孔采用SM一400型全液压工程钻机跟管钻进，孔径114mm或140mm。进行自下而上分段灌浆，逐段提升套管，灌浆段长度为套管提升高度，每次提升1～2m，然后向管内注浆。采用静压灌浆法，灌浆材料为掺加水玻璃以及膨胀粉、膨润土浆等材料的水泥膨润土砂浆。
（2）块球体与硬岩层钻进的难点。
1）爆破。①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一400型全液压工程钻孔，配置TUBEX偏心扩孔钻具进行跟管（声114mm）钻进，穿过爆破区，取出孔内钻具，在套管内下置爆破筒，对准爆破物拔管起爆。②槽内爆破：包括钻孔爆破和聚能爆破。在槽孔施工中如遇块球体或硬岩，钻进困难时采用钻孔爆破，可用SM一400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。采用聚能爆破时，在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，否则会影响爆破效果。二期围堰槽内爆破采用减震聚能爆破筒，可减轻水击波对墙体的作用。
2）冲砸。采用5t或10t重锤对块球体或硬岩经爆破炸裂后的中小块石进行冲砸，可明显提高钻进工效。用耐磨冲击高强合金块作钻头或重锤的冲击刃，可增强破岩效果，减小钻头磨损，纯钻工时利用率高，钻进工效有显著提高，在二期围堰防渗墙施工中，共耗用合金刃块10.7t，取得了很好的效果。
（3）槽内掉入铁件的处理难点。在成槽施工过程中，泥浆槽内掉入钻具或钻具上配件的情况难以避免。对这些铁件的传统处理措施有钩、套、卡、挤、砸、埋等，实施起来费时、费力、费机械设备，效果一般都不理想，也影响墙体嵌岩深度、成墙速度与成墙质量，给墙体的帷幕灌浆留下隐患。为此，研究开发了新型快捷的深水电磁铁打捞技术。
该设备是利用电磁对铁的吸附原理研制而成的，设计吸力为6t，水下密封要求耐水压10MPa，配高级电缆，并设漏电保护装置。电磁铁的结构尺寸为φ590mm的圆柱体，自重250kg。经过厂内和现场试验并改进后，实际应用效果良好。
2.2 塑性混凝土防渗墙体材料优化研究
根据设计要求，塑性混凝土防渗墙体材料的技术参数为：抗压强度不小于5MPa，抗折强度不小于1.5MPa，初始切线模量为700～1000MPa，渗透系数不大于10-7cm/s，渗透比降不小于80。
早在三峡一期围堰的塑性混凝土防渗墙体材料研究中，曾通过配比优化，找到了一套较优的配比。然而，进入二期围堰施工后，长江天然河沙料源不足，细度偏小，细度模数变化范围大，现场施工质量难以控制。但另一方面，位于左岸的古树岭人工骨料加工系统生产碎石后，剩下大量粒径小于5mm的弃料，由于其云母含量较高，不能用于永久建筑物。为此，提出了利用古树岭人工骨料筛余弃料配制塑性混凝土墙体材料的优化研究课题。
2.2.1 原材料
在试验研究中，选定的主要原材料包括：
（1）水泥。采用葛洲坝集团水泥厂生产的防渗墙专用425号矿渣水泥，矿渣掺量为45％左右，各项指标满足GB1344要求。
（2）膨润土。选用湖南澧县福利地质材料厂生产的膨润土，各项指标基本满足Ⅱ级膨润土标准。
（3）古树岭弃料。细度模数3.02（均值），含石量9.87％，石粉含量10.4％，视比重2.64，吸水率2.0％。
（4）外加剂。选用吉林开山屯化工厂生产的木钙和河北石家庄混凝土外加剂厂生产的DH9引气剂，掺量分别为胶凝材料总量的0.5％和0.008％。