小天都水电站厂址处山坡陡峻，谷底至山顶高差2000m以上。显而易见，在这里设置气垫调压室，山岩覆盖厚度是不成问题的。当时已掘进500多m的地下厂房勘探平洞（PD2）揭示了山体内的地质情况：除了进口段120m范围内卸荷裂隙发育之外，基本上都是Ⅱ类围岩，间或夹杂有几处渗水裂隙或小断层（属Ⅲ～Ⅳ类围岩）。能否在小天都水电站设置气垫调压室呢？关键是围岩地应力能否满足要求、洞室围岩透水率能否小于1Lu？
第一步，初测厂区山岩地应力状态和岩体水力学性状。
在地下厂房勘探平洞PD2内，选择两个测点：1号 （桩号0+353，高程1786m）和2号 （桩号0+523，高程1786m），进行三维地应力测量和高压压水试验。水压致裂法地应力测验结果见表1，高压压水试验成果见表2。
由于1号测点距山坡较近，受地形地貌制约及自重影响，显示垂向应力作用为主，近水平方向裂隙较为发育。2号测点的最大主应力倾角平缓，反映地应力场以水平作用为主的状态；垂直孔和斜向孔漏水量大，是近水平方向裂隙贯通所致。但两个测点最小主应力值均在电站最大静水压力 （3.47MPa）1.62倍以上，说明走向山体深处，随着山岩覆盖厚度的增加，建设气垫式调压室完全可能。
表1 小天都水电站PD2平洞1号、2号测点三维地应力成果
表2 小天都水电站PD2平洞1号、2号测点高压压水试验成果
第二步，延伸PD2平洞，在桩号0+640、0+680时，向下游侧各偏转约30°，至桩号0+730与压力管道设计轴线相交。在桩号0+683，高程1792m，选了3号、4号两个测点，在桩号0+729、高程1792m选了5号测点，分别进行三维地应力测量和高压压水试验。水压致裂法地应力测验结果见表3，高压压水试验成果见表4。
表3 小天都水电站PD2平洞3～5号测点三维地应力成果(www.xing528.com)
上述3～5号测点试验结果进一步表明：①测点附近山体地应力以水平作用为主，并存在着由坡面向山体深部加大的趋势；最小主应力σ3=7.88～10.12MPa；②钻孔岩芯柱状图和高压压水试验结果一致反映：受测点附近一组较发育的中缓倾角裂隙影响，测点的垂直孔透水率最大，水平孔的最小，透水率q=0.00～1.54Lu，并存在向山体内部逐渐变小的趋势；对于在高压压水试验中存在漏水 （试验压力仅在1.5～3MPa）或透水率大于1Lu的个别部位，需进行工程处理。
表4 小天都水电站PD2平洞3～5号测点高压压水试验成果
同时，从勘探平洞PD2地质情况看，自桩号0+630到桩号0+730，岩体较完整，以Ⅱ类围岩为主，上部山体覆盖厚度也在380m以上。
为慎重决策，我们两度邀请国内知名专家咨询评估，一致认为小天都电站具备修建气垫调压室的基本地质条件，并建议将平洞PD2的0+630～0+730段，作为小天都水电站气垫调压室的初选场地。气垫式调压室采用V形布置（见图2），图中涂黑位置，其水平埋深450～500m，垂直埋深约435～500m，设计气压为3.75MPa，最大气体压力为4.35MPa；为防止渗漏，除对中缓倾角裂隙进行高压灌浆外，还在气室顶部设置水幕。
图2 小天都气垫式调压室初选位置
第三步，在引水隧洞和压力管道掘进中，视围岩地质情况作进一步优选，最终确定小天都水电站气垫调压室位置如图3所示。将调压室位置调整到电站压力管道下游侧，平面上改为一字形布置。
图3 采用气垫式调压室平面布置图 （1∶1000）
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