6.4.3.1　涌水情况

2006年7月18日19：00爆破后，在掌子面右上侧出现岩溶涌水，涌水水质浑浊，泥沙含量较重，涌水流量1.26m3/s。出水后，附近洞段及B洞内对应洞段各出水点流量明显减小，且变浑浊；大水沟排水洞位置实测流量为6.74m3/s。

AK13+520处出现大涌水后，水流主要从A洞排走，对B洞的施工未造成大的影响。

2006年11月7日16：00，A洞反向开挖掘进到AK13+487.5掌子面时，施工单位进行超前钻孔施工时，在掌子面右侧靠起拱位置的钻孔钻进到2.4m时，出现有压水呈微浑浊状，喷距约30m，当右侧直墙孔钻进到约3m时，从孔内喷水，喷距大约6m，水呈浑浊状。如图6.4.3-1所示。

图6.4.3-1　AK13+520集中岩溶涌水点

2007年1月26日，施工单位在进行AK13+520～+489.4高压富水洞段正反向贯通开挖过程中突遇大流量涌水，涌水情况如下：

该洞段反向开挖掘进至AK13+494掌子面于17：20出完渣后，准备进行钻孔作业，17：30，掌子面靠底部发出“嘭”的一声巨响，接着右下角夹带着大量泥沙的水喷涌而出，涌水为浑浊状，有微臭味，现场估计流量约2.8m3/s。在出现涌水前，掌子面围岩完好，所有出水点压力均不大，未发现任何异常情况。AK13+494掌子面处出水后，周边涌水明显减小。如图6.4.3-2所示。后经实测，本次最大涌水流量达4m3/s以上，东端辅助洞地下水总量在7.6m3/s左右。

图6.4.3-2　AK13+494集中岩溶涌水点

6.4.3.2　辅助洞东端AK13+520集中出水点设计永久处理方案

（1）方案拟定原则。地下水处理方案应保证辅助洞顺利通车，以“择机封堵、堵排结合”为地下水处理原则。结合锦屏二级水电站的地下洞室布置和施工安排，AK13+520的地下水处理方案应先达到可控状态，采用“分流导洞方案”。为减小引水隧洞的施工难度，AK13+520出水点前期以可控排放为主，根据引水隧洞施工情况确定永久封堵时间。

（2）处理方案。集中涌水的分流通过分流导洞（进口设置在7号横通道加宽带）、辅助洞底板排水沟、横向排水通道实现。分流后对AK13+520～+407段底板欠挖处理，并进行分流导洞二期开挖。然后根据出水口地形、地质条件采用模袋混凝土围堰临时封堵出水口，导洞压力钢管引流，排入施工排水洞内。并对出水带进行局部封堵和高压固结灌浆处理。如图6.4.3-3所示。

（3）分流导洞布置。受施工条件的限制且AK13+520～+407段底板欠挖0.2～3m。结合A、B线辅助洞和施工排水洞的布置和现场地质条件，在7号横通道加宽带处增开分流导洞，终点桩号为AK14+494。分流导洞总长为126.80m，断面为3.5m×3.5m。为保证分流导洞施工安全，分流导洞纵坡为0.2%。

图6.4.3-3　AK13+520集中岩溶涌水处理方案示意图

分流导洞施工完成后将AK13+494集中涌水引流，排至A洞下游侧，对AK13+520～+407地板欠挖进行处理。

分流导洞一期开挖在AK13+494处高程为1574.149m，与A线辅助洞混凝土路面高差约为2.183m。结合AK13+494出水点永久封堵设计要求，分流导洞需进行二期扩挖。

AK13+520～+407段底板欠挖处理完成后，在A洞底板开挖排水沟，将集中涌水通过底板排水沟从7号横通道和横向排水通道，排入施工排水洞内。再进行分流导洞二期开挖。扩挖后分流导洞底板与辅助洞混凝土路面高差为3.983m。

（4）导流钢管引流。根据揭露的出水口地形、地质条件，采用模袋混凝土围堰临时封堵出水口，安装导洞压力钢管（DN1000低压钢管、DN400低压及高压钢管）及阀门（DN1000低压蝶阀、DN400高压闸阀），集中引流地下涌水。

（5）混凝土堵头浇筑。一期、二期混凝土堵头采用C25混凝土，堵头混凝土抗渗等级为W10。

（6）富水洞段支护参数选择。该处集中涌水的设计理念为“以堵为主、堵排结合”，通过高压管道对集中涌水进行引排，通过高压固结灌浆提高围岩变形模量和封堵部分溶蚀通道，利用围岩和钢筋混凝土透水衬砌共同承受关闭阀门后的外水压力。

在集中出水点影响带AK13+470～+570设置1.2m厚的C25钢筋混凝土衬砌；AK13+478～+535采用3φ25mm的锚筋束，间排距1.5m×1.5m，L=4.5m，入岩3.5m，外露1.0m；AK13+470～+478、AK13+536～+570设置φ25mm的系统锚杆，间排距1.0m×1.0m，L=4.5m，入岩3.5m，外露1.0m；通过锚杆和锚杆束减小围岩和混凝土衬砌间的相对滑移。(www.daowen.com)

（7）富水洞段灌浆设计。高压固结灌浆孔孔位夹角30°，每一环12个注浆孔，按环距2m布置，钻孔径向洞壁，灌浆孔深入围岩8m。高压固结灌浆按环间分Ⅰ、Ⅱ序，环内加密的原则进行施工，灌浆孔均分2段灌浆，最大灌浆压力8.0MPa。衬砌顶拱120°范围内固结灌浆孔兼做回填灌浆孔，回填灌浆按分序加密的原则进行施工。灌浆时要求从低孔向高孔灌浆，为防止岩石面或混凝土面抬动，同一环内的灌浆孔可并联灌浆，孔数不多于3个，孔位保持对称。

为保证混凝土施工环境和质量，在混凝土浇注前可根据现场地质、水文情况对局部线状、股状淋水洞段进行局部封堵、引流处理。

（8）富水洞段排水系统设计。辅助洞为交通隧洞，在满足行车要求的前提下，允许有部分地下水外渗。为保证衬砌安全，富水洞段设置φ60mm系统排水孔，间排距3.0m，深入围岩0.2m，梅花形布置。

（9）集中涌水封堵程序及主要施工技术要求。其封堵程序及主要施工技术要求如下：

1）分流导洞一期开挖，使地下水通过分流导洞排入A洞。

2）处理A洞内底板欠挖。

3）施工底板排水沟、横向排水通道及临时围堰，将地下水通过A洞排水沟和横向排水通道排入施工排水洞。

4）分流导洞二期扩挖。

5）部分洞段局部封堵、引流处理；根据揭露的出水口地形、地质条件，安装导洞压力钢管（DN1000低压钢管、DN400低压及高压钢管）及阀门（DN1000低压蝶阀、DN400高压闸阀）。

6）浇筑出水口处模袋混凝土，迫使地下水归流到导流钢管中。

7）浇筑堵头一期混凝土。

8）浇注A洞衬砌段混凝土，并进行回填、固结灌浆，回填灌浆压力0.5MPa，固结灌浆终孔压力8.0MPa。

9）关闭DN400高压闸阀，封堵工程完工。本工序可根据引水隧洞施工需要关闭闸阀。

（10）结论：

1）AK13+520洞段所遇的大涌水带是一个相对独立水文地质单元（宽度约150m，近南北走向）。该水文单元具有两个特点：①与相邻水文单元的横向水力联系非常薄弱；②单元内部岩溶管道和导水裂隙在水平向和垂直向上均比较发育，即该洞段的围岩具有很强的水力联系。隧洞进入运营期，发生二次涌水时，这种水文特征非常有利于系统排水管发挥作用，减小二次涌水点的水压力。

2）AK13+520洞段的地下水处理采用“分流导洞方案”，先将集中水点的涌水归流到导流钢管并引排至施工排水洞，然后浇筑混凝土堵头和衬砌，最后灌浆封堵地下水。衬砌全断面系统布置排水管，是一种透水衬砌。

3）若灌浆效果无法保证，或遭遇二次涌水，透水衬砌可能会承受额外的水压力。目前，确定透水衬砌的外水压力尚无成熟的理论可遵循，分析该洞段水文地质信息和系统排水管并参照国外经验，认为遭遇二次涌水时，外水压力不会超过1.5MPa。

4）采用1.5MPa的外水压力和1.2m厚的衬砌进行数值模拟，结果表明衬砌应力对围岩的弹性模量敏感。当围岩变形模量达到12GPa时，衬砌结构基本不会发生开裂。根据岩体力学分析，该洞段的围岩变形模量在6.80～21.68之间，灌浆后围岩变形模量普遍提高到12GPa以上。

5）底板回填的模袋混凝土的弹模稍低于C25混凝土，这种偏低的弹性模量对混凝土衬砌的受力影响很小。

6）系统锚筋束有利于衬砌和围岩共同承担外水压力。依据美国Harz公司的经验，系统布置锚筋1.2m后的衬砌绝大部分区域所受的拉应力不超过1MPa，结构在稳定的基础还额外留有一定的安全余度。

7）1.2m厚度的透水衬砌结构方案在应对突发二次涌水时，能够保持整体稳定性，不至于被高压水击垮。

总的来看，目前的结构方案可以应对突发事故造成的二次岩溶涌水，实际工作中应严格执行设计意图，做好施工和监测环节。