地铁在修建设过程中常需穿越的第四系富水砂层,是产生不良地质灾害的主要来源之一。渗透注浆加固方法是控制富水砂层地质灾害的最常用方法,本文针对水泥浆液的析水效应对砂层渗透注浆加固效果的影响评估,运用试验及数值模拟分析,深入研究了水泥浆液析水效应所造成的砂层注浆加固体性能的空间分布非均匀性,并形成了与富水砂层相匹配的注浆参数控制标准。本文主要工作及创新成果如下:(1)设计了一套考虑析水效应的渗透注浆加固效果试验装置,实现了水泥浆液析水结束后不同空间位置的注浆加固体性能测试,同时该装置可同时开展多组试验。(2)以单轴抗压强度与变形模量作为评价注浆加固效果的性能指标,选取水泥浆液水灰比、养护时间、砂层粒径作为渗透注浆加固体性能的影响因素,开展水泥浆液析水效应对砂层渗透注浆加固效果的影响试验。(3)基于流固耦合计算原理,建立了可实现隧道穿越富水砂层区段注浆加固后隧道开挖稳定性分析的有限元计算模型,从隧道周围塑性区分布、应力场分布、位移场分布、渗流场分布等方面揭示了注浆加固后隧道稳定性及围岩渗流状态演化规律。(4)以隧道拱顶沉降与隧道涌水量作为评价隧道稳定性的指标,验证了考虑砂层注浆加固体性能空间非均匀性的必要性,研究了水泥浆液不同水灰比、注浆加固圈厚度对隧道稳定性的影响,提出了适用于砂层渗透注浆的浆液水灰比及加固圈厚度确定原则。(5)选取某市地铁暗挖隧道注浆加固工程作为依托工程。通过实际应用,研究了与富水砂层注浆相匹配的注浆材料、注浆工艺、注浆加固圈厚度、注浆量及注浆结束标准,形成了与富水砂层注浆加固堵水相配套的最优控制标准。