通过钻孔向岩层裂隙或破碎岩层注入浆液，达到堵水与加固的目的，所以应严格按照设计的钻孔方向、角度和孔径进行钻进。待钻孔方向和角度确定后，将钻机固牢即可开钻，采用清水钻进。开孔时，要轻加压、慢速、大水量，防止把孔开斜，钻错方向。钻孔过程中应做好钻孔详细记录，如取岩芯钻进，应记录钻进进尺、起止深度、钻具尺寸、变径位置、岩石名称、岩石裂隙发育情况、出现的涌水位置及涌水量、终孔深度等。如不取岩芯，应记录钻进进尺、起止深度、钻具尺寸、变径位置、岩石名称、岩石裂隙发育情况、出现的涌水位置及涌水量、终孔深度等。特别注意钻孔速度快慢，涌水情况，由此判断岩石的好坏。

   

如遇断层破碎带或软泥夹层等不良地层时，为取得准确详细的地质资料，可采用干钻或小水量钻进，甚至用双层岩芯管钻进。

   

注浆工程中，由于钻孔数量多，有时每段注浆钻孔累计总长达千余米，因而钻孔消耗时间多，注浆消耗时间少。尤其是水下隧道的施工，水中段的施工是工程的关键，且具有一定的危险性，需要采取有效措施。缩短注浆钻孔时间的途径，主要是提高钻机的钻进效率，或是采用多台钻机同时钻进。

   

在采用多台钻机同时钻进时要根据现场条件和注浆设备能力，做到钻进和注浆平行作业。多台钻机同时钻进注意事项，对钻机进行合理编组，按设计注浆孔的方向、角度、上下左右孔位，开孔时问先后错开，避免同时钻进，造成注浆时串浆，并做好预防串浆的措施。

   

一般对设计的注浆孔要分三批钻进。第一批钻孔问距可大些(即按设计钻孔间隔钻进)，第二批钻孔间距小些，最后钻检查孔，并根据检查情况决定是否须再追加注浆孔。

(二)测定涌水量

   

当钻孔过程中，遇到涌水，应停机，测定涌水量，以决定注浆方法。

   

 (三)设置注浆管

   

根据钻孔出水位置和岩石好坏，确定注浆管上的止浆塞在钻孔内的位置。止浆塞应设在出水点岩石较完整的地段，以保证止浆塞受压缩产生横向变形与钻孔密封。如止浆塞位置不当，或未与钻孔密封，不仅浆液会外漏，而且会把注浆管推出孔外，造成事故。

   

(四)注水试验

   

利用注浆泵压注清水，经注浆系统进人受注岩层裂隙。注人量及注入压力须自小到大。压水时间视岩石裂隙状况而定，大裂隙岩石约须10～20min，中、小裂隙约15～30min或更长些。

   

注水试验的主要目的是：

   

(1)检查止浆塞的止浆效果。

   

(2)把未冲洗净还残留在孔底或粘滞在孔壁上的杂物推到注浆范围以外，以保证浆液的密实性和胶结强度。

   

(3)测定钻孔的吸水量，进一步核实岩层的透水性，为注浆选用泵量、泵压和确定浆液的配比提供参考数据。

   

(五)注浆

   

各道工序的具体做法、要求如以下。

1．备料

   

注浆站应存放足够的新鲜水泥。水泥的强度等级不低于32．5级，品种最好采用普通硅酸盐水泥。水玻璃应加水稀释至使用的波美度(35～40波美度)。

   

2．安装设备

   

应在钻进注浆孔的同时，将注浆所需注浆泵、搅拌机、贮浆槽等设备固定在适当位置建立注浆泵站，或将上述机械、贮浆槽等安装在台车上成为移动注浆泵站。这两种方案各有优缺点。固定注浆泵站操作方便，所需设备器材少，但注浆泵站距作业面有一定的距离，联络不便，注浆管路较长，易造成浆液的浪费，并须在隧道内占一定的地方等。移动注浆泵站可紧靠作业面，注浆管路短，联络方便，不易浪费浆液，但需要台车及移动配电设备、电缆等。

   

3．试泵

   

注浆前为保证注浆泵正常运转，必须先进行试验。试验方法是先将三通阀门调到回浆位置，开泵后，待泵吸水正常时，将三通阀回浆口慢慢调小，注浆泵的压力徐徐上升，当达到预定的注浆压力，并持续3min不出故障，即认为泵的性能正常。

   

4．选择注浆参数

   

以下参数必须在注浆前通过试验和计算进行初选，在压浆过程中再根据现场具体情况进行调整。

   

(1)浆液的凝胶时间

   

根据注水试验，当采用水泥-水玻璃浆液时，如进水量很大，泵的压力长时间不升高，凝胶时间可选用1～2min；如进水量中等，泵的压力稳定上升，凝胶时间可选用3～4min如进水量很小，泵的压力升高很快，凝胶时间可选用5～6min甚至更长。

   

(2)进浆量

   

实践证明，采用水泥-水玻璃浆液注浆时，当进浆量大于300L／min，泵的压力长时间不升高，则为大进浆量；当进浆量在100～300L／min，泵压力稳定上升，则为正常进浆量；当进浆量小于100L／min，泵的压力升高较快，则为小进浆量。大进浆量时，应调整浆液浓度，加快凝胶时问。

   

(3)注浆压力

   

损失大小，取决于注浆管理、注浆技术以及按裂隙等级合理划分段高等因素。

   

裂隙率可根据岩芯实际调查选取，遇有岩溶大裂隙时，可取偏高值或按实际选取。

   

结石率与水灰比大小有关。

   

(5)确定注浆方式与分段长度。为使浆液在岩层裂隙中扩散较均匀，保证注浆质量，提高注浆堵水率，对单个注浆钻孔宜分段进行注浆。注浆段长度系根据裂隙发育程度和涌水量大小而定，当地下裂隙发育且涌水量较大，注浆段宜短，反之可较长。

   

为实现分段注浆，可采用上行式和下行式注浆两种方式。

   

分段下行式注浆是钻孔一段，注浆一段，在上段注浆结束后，进行扫孔，钻进到下一段再进行下段注浆作业。这种注浆方法，适用于岩层裂隙发育、涌水量大或者岩性差异很大的地层。下行式注浆质量高，但重复钻进耗工时多。分段上行式注浆是注浆钻孔一次打成，由孔底向上分段注浆，分段上行注浆宜用于裂隙不很发育岩层，主要优点是不必重复钻孔。注浆方式与分段长度可参考表10-2-4选用。

   

注浆方式与分段长度                  表10-2-4

   

5．制浆

   

对浆液的要求是能制成浆，用泵压人裂隙能扩散一定的范围；在水中能凝结，凝结后具有一定的强度和低透水性(或不透水)；浆液凝结时问可控制和调节；能抵抗地下水的浸蚀；材料易于取得、无毒；对环境不污染、价格低、易于运输和保存。

   

水泥-水玻璃双液浆具有凝结时间可控制在几秒至几十分钟内，结石率高(接近100％)，早期强度增长快，材料来源和配制容易的特点。

   

水泥浆在搅拌机内制备，先加水，后放水泥和外加剂。搅拌均匀后放入吸浆池。

   

水玻璃按设计模数取料，加水稀释到设计浓度。两种浆液都要保证连续供浆，以满足注入量的要求。

在注浆中，一般所用浆液是由稀到浓，按照大、中、小进浆量，及时调整浆液浓度和两种浆液配合体积比。

   

6．注浆

   

采用水泥-水玻璃浆液时，一般采用先单液后双液，由稀浆到浓浆的交替方法。要先开水泥浆泵，用水泥浆把钻孔中的水压回裂隙，再开水玻璃泵，进行双液注浆。注浆时，要严格控制两种浆液的进浆比例。一般水泥与水玻璃浆的体积比为1：1～1：o．6。

   

注浆初期，孔的吸浆量大，采用水泥-水玻璃双液注浆，缩短凝结时间，控制扩散范围，以降低材料消耗和提高堵水效果。到注浆后期可采用单液水泥浆，以保证裂隙充堵效果。

   

对裂隙不太发育的岩层，可单用水泥浆，但浆不宜过稀，水灰比以2：1～l：l为宜，注浆压力要稍高，以便脱水结石。

   

当注浆压力和进浆量达到设计要求时，则可停止注浆，压注一定量的清水，然后拆卸注浆管，用水冲洗各种机械进行保养。

   

7．处理注浆中所发生的异常问题

   

(1)注浆压力突然升高，应停止水玻璃注浆泵，只注入水泥浆或清水，待泵压恢复正常时，再进行双液注浆。

   

(2)由于压力调整不当而发生崩管时，可只用一台泵进行间歇性小泵量注浆，待管路修好后再行双液注浆。

   

(3)当进浆量很大，压力长时间不升高，发生跑浆时，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小泵量、低压力注浆，以使浆液在岩层裂隙中有较长停留时间，以便凝胶；有时也可注注停停，但停注时间不能超过浆液的凝胶时间，当须停较长时间，则先停水玻璃泵，再停水泥浆泵，使水泥浆冲出管路，防止堵塞管路。

   

8．注浆与钻进平行作业应采取的技术措施

   

采用多台钻机同时钻孔时，要处理好注浆与钻进的平行作业问题。当一个作业面投人3台以上的钻机同时钻进时，为保证注浆顺利进行，要准备两套注浆设备和注浆管。当采用多台钻机同时钻进时，对所有注浆孔要合理安排，上下左右、开孔前后都应错开。虽然采取了这种措施，但还是要防止串浆，所以，要做好防串浆的技术措施。

   

(六)检查注浆效果

   

注浆后，为检验注浆堵水效果，在毛洞范围内钻3～5个检查孔取岩芯并测定渗漏水量。当在坚岩钻孔中渗漏水量为0．4L／(min·m)，一处为IOL／min以上，在破碎岩层中渗漏水量为o．2L／(min·m)，一处为10I．／min以上时，则应追加注浆钻孔，再进行注浆，直至达到小于上述指标为止。

   

工程实践说明，采用水泥-水玻璃浆液水下隧道进行注浆，只要按设计要求钻孔与注浆，堵水率能达97％以上，从而为开挖创造了较好的条件。