随着我国地下工程建设的发展,地铁隧道等工程中会遇到和各种不良地层。大渗透系数卵石层作为一种常见的不良地层,隧道开挖时若处理不善,会引发各种各样的工程事故。注浆是处理不良地层的常用手段。在卵石地层中,经常采用渗透、挤压、劈裂以及搅拌桩等注浆工艺。但由于卵石地层渗透系数较大、工程性质复杂,加上注浆工程隐蔽性的特征,常常总结不出浆液规律,不知道流到哪去了。卵石层内土体强度不一,软弱部分大多会聚集很多浆液充填孔隙,但在其他部分浆液会充填较少,影响注浆止水加固的效果。分布不均使得土承载力要求较高的设计难以承受。在注浆压力的作用下,浆液难以自主运移到目标区域使加固后的土体也无法满足使用要求。同时,常规注浆方法在没控制好注浆压力与注浆量时,也会出现加固土体强度过高而使隧道开挖难度增加的问题。为保障大渗透系数卵石层注浆效果,提出精准注浆工艺来控制浆液的合理有效的运行,进行了室内浆液配比实验,研制出适宜精准注浆方案的浆液配比;电镜实验对注浆材料进行了微观研究并通过自主研制的冲刷实验箱对结石体抗冲刷能力进行检验;通过离散元软件PFC对卵石地层进行模拟并完善精准注浆工艺;结合北京地铁机场沿线某区间所遇卵石地层,采用精准注浆工艺对土体进行加固分析效果。研究得出:(1)水泥-水玻璃浆液凝胶时间受水灰比影响程度大,凝结时间总体随着水灰比的增大而增大;混合液体积比越大,水玻璃含量越高,相当于水泥单液水灰比增大,凝胶时间越长。(2)混合液体积比越大,水玻璃掺量增加,结石体抗压强度越低。水玻璃可以促进水泥形成结石体的进程,但其形成的结石体强度主要受水灰比影响。(3)浆液结石体抗冲刷性能受浆液凝结时间、浆液填充率影响较大。当浆液充填颗粒不足,浆液凝结又过快,在凝结之前颗粒就被冲走导致颗粒留存率很低。(4)提出精准注浆工艺会在拟建隧道周围形成封闭的注浆硬壳层,在硬壳层内形成止水加固区,其中硬壳层中采用抗冲刷能力强的硫铝酸盐水泥+膨润土+水玻璃浆液组合。止水加固区采用结石体抗压强度适中,具有止水能力的硫铝酸盐水泥+普通硅酸盐水泥+膨润土+水玻璃浆液组合。经模拟与工程实例注浆效果分析,该方法所形成的硬壳层能够抵御外水压力及内部的注浆压力,可以防止漏浆和浆液乱窜,因此可精准地控制浆液动向,有效降低注浆区域的渗透系数,且所形成的结石体易于开挖,从而解决浆液不易控制的难题,实现改善土体及阻断地下水的目的。