目前国内最大岩溶涌水工程实例为在锦屏二级水电站所遇的最大静水压力达12MPa以上的岩溶涌水，在国内尚属首例，传统的灌浆设备和辅助装置已不能满足施工的需要，必须进行改进才能满足堵水要求。施工前，除积极开发研究适应高压力、大流量涌水的新的钻灌设备外，施工过程中不断引用基础局和自行研究加工辅助装置（如不铸钻孔口封闭器、灌浆塞和双液混合器等）更是岩溶涌水封堵能否取得最终成效的关键。

（1）大型高压钻进保护灌浆塞。基础局在锦屏二级水电站采用的大型高压灌浆塞示意图如图4.2.3-1所示。其主要目的是钻孔时防止岩溶涌水涌出孔口后对施工人员造成伤害。

该塞制造时进行了耐压试验，其防推压力可达到14MPa，但该试验是在光滑的铁管中进行，后续实验孔中表明，在粗糙的围岩孔壁中，效果更好。在施工中，该灌浆塞经过不断改进，在锦屏等工地的施工中发挥了巨大的作用。

图4.2.3-1　大型高压灌浆塞示意图

（2）高压孔口封闭装置。对岩溶涌水的封堵时，应考虑在钻孔时避免岩溶涌水对人员及设备的伤害，因此，施工前，应配备高压孔口封闭装置。钻孔时，钻头及冲击器应先穿过灌浆塞的内管，接上钻杆前必须先接上灌浆塞封闭器结构。该封闭系统由冲击器封闭器及钻杆封闭器组成。

（3）仰角孔套管封闭装置。仰角孔套管封闭装置通常采用由套管直接注入浆液的正循环套管方式，极易造成孔内空气无法顺利排出，形成压缩空气柱，从而使孔口管与孔壁间隙无法完全充填，封闭质量差。为实现仰斜钻孔孔口管快速封固，避免孔口管封固过程中浆液的大量流失和封固效果欠佳，可采用仰斜钻孔封固技术，用反循环方式进行孔口管封闭。

（4）孔口管失效段钻孔追接装置。在孔口管安装过程中，由于孔口管机械损伤，造成孔口管的破坏失效，孔口管与钻孔之间的空隙无法正常封闭；孔口管的锈蚀段或破损点在灌浆压力作用下加剧破坏，成为主要的跑浆点，严重影响灌浆效果。可采用孔口管失效段钻孔追接工艺，当孔内孔口管失效需要替换时，通过导向管把新孔口管引领到孔内孔口管上。

（5）岩溶涌水孔口管滑脱控制装置。部分隧洞岩溶涌水水压达到6～10MPa以上，严重影响钻孔安全和孔口管封闭稳定，在高压水冲击作用下，易发生孔口管封闭不牢固、孔口管被高压水顶出的事故，无止水孔口管的钻孔内岩溶涌水失去控制，随着岩溶涌水的不断冲刷，钻孔涌水通道逐渐增大，涌水量持续增加，诱发重大的突水和坍塌事故，给地下工程的安全运营造成重大的隐患。因此，可采用岩溶涌水孔口管滑脱控制装置，根据钻孔施工时揭露的岩石完整程度，选择完整岩石段，下入膨胀止水器，然后由灌浆软管注入速凝材料使之膨胀止水，止水合格且速凝材料凝固一段时间后，通过引流管进行灌浆，封闭涌水钻孔。

（6）孔口管镶管装置。由于隧洞岩溶涌水灌浆封堵工程灌浆压力大，采用的灌浆方法应与灌浆压力及地质条件相适应，封闭装置需具有良好的膨胀性和耐压性能，在最大灌浆压力下能可靠地封闭灌浆孔段，并易于安装和拆除。(www.daowen.com)

1）高压孔口封闭器。高压孔口封闭器是专门为处理岩溶地区地下工程高压大流量涌水研制的特种控制装置。高压孔口封闭器在岩溶隧洞堵水工程中有两种应用方式：一是用来封堵大涌水灌浆孔，使该孔具备灌浆条件；二是在高压大流量的情况下进行灌浆，为了防止高压大涌水突然喷出，而事先下设止浆塞，钻孔时可通过止浆塞中孔钻进，当有水突然涌出时，可将水封闭于孔内，并可立即转入灌浆程序。由于孔口封闭器对钻孔周围施加有一定的压力，能有效地起到封堵钻孔的作用，而且其特殊的结构可以保证在停止灌浆后浆液反料。

2）大排量充填作业多功能气动泵。孔口封闭器胶囊需通过注入高压气体使其膨胀，达到封堵孔口的目的，为此，宜配置大排量充填作业多功能气动泵予以配合。

3）常用孔口管镶管装置。采用耐压无缝地质钢管。孔口管安装可采用特种水泥掺入速凝材料、模袋、特种灌浆材料、纯水泥浆固定镶铸，对出水量和压力较大的孔采用高压水岩层钻灌专用封闭装置。

4）索囊、模袋镶管装置。针对破碎岩体涌水、管道型涌水及大渗漏地层涌水治理过程中，钻孔无法利用传统孔口管镶铸的难题，孔口管镶管可采用索囊、模袋法，管材应采用厚壁地质管，根据出水的压力和涌水量来确定孔口管的直径和索囊、模袋捆绑长度。

（7）破碎围岩孔口管镶铸装置。在隧洞工程钻孔灌浆施工中，受限于地质条件和施工环境，钻孔开孔位置往往处于围岩涌水破碎段，破碎围岩缺乏承压岩体，采用传统的孔口管镶铸方法，会因灌浆压力扰动对破碎围岩产生附加应力，导致封孔位置的严重变形，给钻孔孔口管的固定带来很大困难。应采用相应灌浆镶铸装置隔离涌水破碎段，减少灌浆压力对破碎围岩的应力破坏，使灌浆压力作用在完整岩石上，浆液渗透进入到涌水破碎带上部的导水裂隙，通过浆液的渗透扩散封堵涌水通道，保证涌水破碎围岩内孔口管镶铸安全质量。

（8）高压自动卸荷装置。在高压灌浆中，难免会出现一些异常情况，如管路堵塞等。这就需要管路中要有一套自动卸荷装置，以便在压力达到一定值后该系统能启动卸荷功能，这样就能卸掉管路中的压力以保证操作人员的人身安全。

（9）高压单向逆止阀。无论是在灌浆管路还是在钻机的钻杆上，由于存在的高压水（泥浆）的危险，必须在管路或钻杆上安装高压逆止阀以保证灌浆或钻孔的顺利进行。

（10）灌注材料混合装置。为便于不同灌浆材料于孔口混合，宜采用枪头成套混合装置，使材料经过充分混合后注入灌浆孔，达到双液灌浆的目的。传统的双液灌浆装置中，浆液混合后须在孔内运输一段距离，运移时间较长，若采用传统装置，混合双液极易在泵出钻孔前凝固，造成钻孔堵塞，使灌浆工程无法实施。因此，可采用孔内双液混合方式，缩短混合双液浆在孔内运输距离、减少运移时间。避免了双液浆混合后不能及时泵出钻孔，而堵塞钻孔，取得了良好的灌浆堵水效果。

（11）连续大流量软骨料和链条式硬骨架添加装置。在隧洞岩溶涌水治理过程中，由于涌水压力高、流量大，需添加适宜的软骨料，以减缓水流速度，为可控速凝材料及双液浆的灌注创造条件。传统的骨料添加工艺中，骨料一次添加量小，且不能实现连续添加，同时由于孔口水压过高，钻孔内涌水量大，锯末和海带等软骨料无法在自然条件下进入到钻孔内。必须借助一定的工具，在泵压作用下将骨料推入到钻孔内，达到阻水目的。为保证骨料的安全、正常注入，基础局研发了连续大流量软骨料注入器，使充填骨料和压水交替进行，达到向钻孔内注入软骨料的目的。

（12）可控性浆液灌注转换装置。在隧洞岩溶涌水灌浆治理过程中，经常发生跑浆和灌浆孔内部区域串浆的现象，灌浆过程中长时间不起压，浆液沿优势跑浆通道流失，灌浆材料在破碎带内存留率较低，严重影响灌浆加固效果。因此，在破碎带围岩灌浆治理过程中，应通过分析地层耗浆量、灌浆压力的变化，采用可控性浆液转换的灌浆装置，实现水泥单液浆和双液浆的动态转换，利用水泥单液浆黏度相对较低，扩散性好，后期强度高的特点，对主要破碎区域和导水裂隙实现封堵和加固；利用双液浆凝胶时间可控，早期强度较高的特点，封堵破碎带跑浆通道，控制浆液的扩散半径，提高灌浆材料在加固区域留存率。