锦屏二级水电站辅助洞所遇岩溶涌水具有高压、大流量和突发性三个特点，堪称世界级难题。堵水工程的实施，对高压大流量地下水这一世界性的难题进行了不断地探索，取得了阶段性的成果，通过对辅助洞东、西端岩溶涌水多洞段、多岩溶涌水点采取局部灌浆封堵方案的制定和实施，成功实现了岩溶涌水的封堵，取得了如下宝贵的隧洞岩溶涌水灌浆封堵工程实践经验。

（1）隧洞岩溶涌水处理原则的根本性改变。辅助洞西端对集中岩溶涌水出水流量在小于1m3/s的条件下，实施无盖重裸岩堵水灌浆，并成功取得很好的堵水效果。从而将地下水处理原则由“以堵为主、堵排结合”调整为“预报在先，快速掘进，择机封堵”，将隧洞开挖常采取“超前帷幕预灌浆封堵处理”延伸为“揭露后作局部灌浆封堵处理”。使得四川锦屏二级水电站同类型长、大引水隧洞的开挖与开挖过程中遇到岩溶涌水处理得到有机结合与治理。在保证安全的前提条件下，采取隧洞开挖强行通过岩溶涌水区段，再行作局部岩溶涌水灌浆封堵处理成为隧洞施工的一套有效堵水方案，且可为隧洞施工工程节约大量的工期及工程投资。

（2）隧洞岩溶涌水特点与灌浆封堵总措施。通过辅助洞东、西端2004—2006年6次集中高压大流量涌水，具有以下特点：

1）TSP等预报手段很难准确预报，突发性较强。

2）压力和流量衰减持续时间较长，西端个别点衰减快。

3）大流量涌水都将溶洞内大量的泥沙带出。

4）A、B洞之间的地下水是贯通的。

岩溶涌水灌浆封堵总措施为：

1）高压大流量涌水虽具有突发性，开挖可采取绕行洞或者强行通过该地段。

2）高压水可采取“引排、降压”等多措施进行灌浆封堵处理。

3）大流量涌水可通过导洞分流、管道引流、模袋封堵、混凝土阻水墙等措施控制地下水。

（3）隧洞岩溶涌水灌浆封堵总体方案。

1）地下水处理总方案。锦屏二级水电站两条辅助洞中心间距35m，B线辅助洞与施工排水洞中心间距35m。辅助洞分标界点与引水隧洞高差为90.975m，施工排水洞开挖高程比引水隧洞洞群开挖高程低3.5m，结合段比辅助洞洞群开挖底高程低3.137m。从平面、纵断面布置和施工组织上都是一个整体。

根据不同的地下涌水形式和结合锦屏二级水电站地下洞群的布置和施工，设计制定了经济、合理、科学的辅助洞地下水处理方案。

对于锦屏辅助洞已揭露的地下水封堵时机的掌握，主要考虑两个原则：一是满足辅助洞的尽快通车条件，包括路面混凝土的浇筑条件、完工后的通车条件，即排水沟的渗水不上淹路面，在将集中涌水点等地下水排入施工排水洞后，地下渗水累计量不超过2条辅助洞共4条排水沟的排水能力。二是为降低引水隧洞施工的难度，在满足第一条的条件下，通过施工排水洞等排水通道进行有控制的排放，降低周边的地下水位。特别是对目前辅助洞的三个较大出水点前期以可控排放为主，根据引水隧洞施工情况确定辅助洞集中地下水永久封堵时间。

根据类比分析，辅助洞施工期洞内出水型式主要有：渗流水段、集中涌水段、高压突涌水段三种型式。但不论何种型式均属溶蚀裂隙涌水，其灌浆封堵应为充填（塞）式灌浆。高压突涌水段表现为高压集中涌水、涌水量大、压力高、突发性强、危害性大，因此对突涌水段采用高压固结灌浆，首先将动水转化为静态水，在静水条件下将其封堵。使其在辅助洞围岩周围形成止水层，最终达到切断通道、封闭水路、固结围岩的目的。

2）对集中涌水段实施局部引流、灌浆封堵。辅助洞东端除三个集中大流量涌水段外，单洞约0.6km多洞段有线状、股状水，其流量相对较大，并有一定压力，且出水点主要出现在破碎带或节理裂隙发育洞段，出水构造带与主要出水带有一定的连通性，对辅助洞永久运行造成影响。为满足辅助洞运行及锦屏二级地下洞室群地下水处理要求，需对出水构造带进行局部灌浆封堵和系统封堵灌浆。使其在辅助洞围岩周围形成止水层，最终达到切断通道、封闭水路、固结围岩的目的。

对于出水量较大且集中出水的情况，由于灌浆堵水的难度大、时间长，根据现场实际情况局部可允许采取集中引排方式，将地下水集中引排到排水沟内，不影响辅助洞永久运行。引流管用喷混凝土覆盖。

a.灌浆孔孔位布置。根据裂隙结构面的走向、产状布置封堵灌浆孔，使钻孔与裂隙在不同深度斜向相交，以期通过灌浆施工，将该涌水点出露的主裂隙充填满水泥浆液，在较大的范围内，堵塞涌水通道。以通过封堵灌浆，形成一个环状防渗固结体，达到一定的防渗厚度，确保隧洞在安全状态下运行。

b.灌浆材料。灌浆材料宜采用水泥浆、水泥+水玻璃混合浆液、砂、特种水泥、纳米灌注剂等。水泥一般采用强度等级为42.5普通硅酸盐水泥，水玻璃模数为2.4～3.4，浓度为20～40Be。水泥+水玻璃双液灌注，双液灌浆的凝结时间可利用孔口混合器，根据破碎带或节理、裂隙的渗径来控制。

c.灌浆压力。封堵灌浆在开始向岩体裂隙进行灌浆时，当有承压水时，灌浆压力应高于动水压力。随着浆液的流动，水泥颗粒逐渐沉淀增加了浆液流动阻力，这时需较高的灌浆压力才能使浆液继续流动，最后达到最终灌浆压力。因而灌浆压力是浆液在裂隙中扩散、充填、压实、脱水的动力。合理的灌浆压力既能避免压力的过高所造成的不利影响，又能保证浆液的结石强度和不透水性，利于形成良好的阻水帷幕。

封堵灌浆孔最大预灌浆压力参照地下水压力来确定，一般情况下为

p=p水压力+1.5～3MPa

封堵灌浆压力应根据涌水情况进行试验确定，最终满足对出水点的封堵要求。

d.灌浆工艺。堵水灌浆施工宜分段进行，灌浆洞段的段长根据水文地质调查、分析确定，采取从散状出水段两端逐步向中间靠拢施灌。灌浆塞入岩0.5～1.5m，以便利用表面岩层作为阻水岩盘，并尽可能在灌浆前先喷一层厚度不小于8cm的混凝土层封闭，混凝土喷层中可以掺加能适应于散渗淋水围岩壁喷射的外加剂，如XPM外加剂等。对流量相对较大的集中涌水，可采用钻孔分流泄压，孔口安装孔口管或阀门，部分涌水从导流管排出，使原涌水点水量减小压力降低，然后再进行灌浆，也可采用模袋灌浆进行局部封堵。(www.daowen.com)

e.浆液水灰比和变换标准。灌浆水灰比拟采用2、1、0.8、0.5四个比级，开灌水灰比采用2∶1，浆液浓度由稀到浓逐级变化。

当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。

当一比级浆液的注入量已达到300L以上或灌注时间已达到30min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应换浓一级水灰比浆液灌注。

当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，可越级变浓。

浆液水灰比和变换标准最终根据现场生产性试验优化确定。

f.灌浆结束标准。在设计压力下，当注入率不大于1L/min时，继续灌注30min即可结束。

3）局部封堵、引流处理合格标准。采用灌浆堵水的洞段灌浆的合格标准为每30m长渗漏水洞段在堵水灌浆完成后，残余渗漏水总量不大于3L/s，单点集中出水点不大于0.5L/s。处理后达到辅助洞混凝土路面干燥，且引排入辅助洞两侧排水沟内的涌水不溢出。具体可根据现场堵水灌浆实施情况进行适当调整。

4）对高压突涌水段实施高压固结灌浆封堵。辅助洞东端三个大涌水点所在出水带洞段和大涌水点对应B线辅助洞出水带影响范围内洞段，辅助洞西端强富水洞段的岩溶涌水，均表现为出水流量大、压力高、出水构造连通性好。需采用系统高压固结灌浆封闭隧洞周边岩体出水裂隙通道、加固隧洞围岩，满足辅助洞永久运行和洞室稳定安全。

系统高压固结灌浆可封闭隧洞周边岩体裂隙、加固隧洞围岩，提高隧洞围岩的整体性的抗变形能力，增强围岩抗渗能力和长期稳定渗透比降。在集中大出水点封堵前，对沿线影响出水带进行系统的、全断面布置固结灌浆，把水泥浆液充填到岩体裂隙中，通过浆液的凝固结石，封闭辅助洞周边岩体渗水裂隙和通道，同时通过一定厚度的灌浆圈承载高外水压力的作用，增强围岩抗渗性和长期渗透稳定性，防止辅助洞围岩发生水力渗透破坏，影响辅助洞内正常的交通运营。

系统高压固结灌浆应根据围岩承受的内水压力进行设计，分段确定灌浆压力值和灌浆孔深，同时根据各部位的地质结构面，确定灌浆孔角度，使灌浆孔尽可能多的与地质结构面相交，保证灌浆效果。

系统高压固结灌浆应在该部位隧洞混凝土衬砌或混凝土封堵体回填灌浆结束7天后方可进行。系统高压固结灌浆同样采取，先灌低压力出水点，后灌高压力出水点，从集中出水点两侧拉拢施灌，灌浆洞段长度应保证集中大涌水点封堵后不造成岩石劈裂和发生水力渗透破坏。

a.灌浆孔的布置。灌浆孔底距毛洞边缘距离宜为毛洞高度（直径）的0.5～1倍，通常为3～10m。经综合分析辅助洞岩层裂隙状态、地下水情况、设备能力、浆液有效扩散半径、钻孔偏斜率和对灌浆效果的要求后确定辅助洞每一灌浆段，伞状布设9个灌浆孔，布置后的灌浆孔底距毛洞边缘为7.2m，为毛洞高度的1倍。另外鉴于辅助洞的岩石裂隙发育及不均匀性，施工中应根据具体情况适当调整，以免出现“死区”。

b.灌浆压力与扩散半径。在保证围岩不发生水力劈裂破坏的前提下，选取合理的灌浆压力，以便有效地克服浆液自身黏滞阻力和岩体裂隙中的流动阻力，对于辅助洞高压固结灌浆压力还要根据渗漏隧洞段的地下外水压力值确定，保证灌浆效果。封堵灌浆压力应根据现场水文地质条件进行试验确定，最终满足对出水点的封堵和隧洞稳定安全的要求。

c.高压灌浆程序。

灌浆程序为：开孔→孔口管安装→钻孔→退杆→下射浆管（管口应伸入到主出水带）→连接灌浆管路→灌浆→闭浆→封孔拔管。

d.主要灌浆参数。

灌浆浆液：灌浆孔为水泥水玻璃双液浆，水泥标号为425，水玻璃40Be′初选配比为1∶0.4～1∶0.6（水泥浆与水玻璃浆液体积比C∶S）；充填孔为水泥浆，初选水灰比0.5∶1～0.6∶1，水泥标号为525。

胶凝时间：灌浆孔根据管道大小及管道内地下水流速在瞬间至几十秒内调节。

充填孔则视管道大小和注浆泵流量通过外加剂调节，采用缓慢固结式充填。

灌浆结束标准：小于10L/min，并达到设计压力后稳定10min。

e.系统高压固结灌浆工艺。为保证辅助洞周边围岩形成分层承载结构，采用孔内分段灌浆施工工艺。使得在外层围岩固结灌浆时，采用比内层固结灌浆更高的灌浆压力，并可以采用更细的水泥浆液或化学灌浆，以及加密灌浆孔间的排距等，形成外层围岩固结灌浆圈渗透系数相对较小，把高压地下水尽可能阻隔在远离隧洞临空面的外圈，而邻近隧洞临空面的内圈围岩，在保证围岩渗透稳定的前提下，适当加大渗透系数而自然减压，保证隧洞近临空面结构外压承载安全。

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2～3段灌浆。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，孔位宜保持对称。

若在孔口段灌浆过程中，隧洞衬砌或围岩出现抬动或其他异常现象，抬动观测允许变形值为200μm，则应迅速降低灌浆压力，而先采用3 MPa压力灌浆达到结束标准并使浆液待凝后，再继续达到最终设计压力。若仍有异常现象，则立即报监理和设计讨论研究。

f.系统高压固结灌浆合格标准。固结灌浆检查孔压水试验检查在该部位灌浆结束7天后进行；检查孔数量为灌浆孔总孔数的5%；压水试验压力为灌浆压力的80%；压水试验采用单点法；合格标准为：85%以上试段的透水率不大于1.0Lu，其余试段的透水率不超过2.0Lu，且分布不集中；压水试验检查孔与灌浆孔错开布置，压水试验孔布设在Ⅰ序孔附近。