围岩长期稳定与洞室水封安全是大型地下水封储库建设中面临的两大核心问题。在围岩长期稳定方面,地下水封储库具有大断面、大跨度洞室密集交错,无衬砌,开挖后无结构性回填,洞室内油气水共存,后期不具备维护条件等特点;在水封安全方面,地下水封储库具有全过程保水施工,为防止油品污染宜避免化学注浆,爆破荷载频繁易使裂隙中未硬化的浆液撕裂,长锚杆穿过新鲜岩体易形成新的渗漏通道,海底储库钢筋锈蚀影响围岩稳定等问题。两大问题紧密联系且相互影响,传统的设计与施工方法很难解决上述两大难题。本文针对地下水封储库特点,试图提出一套围岩主动承载体系,以期保证地下水封储库围岩长期稳定与水封安全。论文通过计算均匀岩体洞室开挖,揭示了单洞开挖后围岩内的应力集中效应,密集洞室开挖后的应力集中明显叠加,此情况下如果岩体质量差于IV1类,其难以承载并会出现过大损伤区,已不宜采用现有断面形式,需进行洞室优化;当岩体质量为III2类以上时,如局部有破碎带穿过,则其周围会形成岩体不协调变形,破坏岩体自承能力,此时需要对局部破碎带进行补强,提高其质量等级以达到协调变形,同时为了避免锚杆造成新的渗漏通道,论文提出采用注浆方式对破碎带进行补强以达到围岩主动承载的目的,并进一步探讨了补强时机与补强标准。开发了大型地下水封储库全生命周期数字平台断层预测模块,提出了断层空间修正算法,通过对平台数据库的优化设计,保证了工程海量数据快速衔接,精确定位开挖面前方断层破碎带,为预注浆提供定位保障,为后注浆提供时间保障。基于大量试验研发了能够快速提升破碎带围岩主动承载能力的注浆补强材料,揭示了压力循环下注浆材料水化放热加快、抗压强度下降等规律,由此摒弃了循环式注浆工艺,改进了纯压式注浆工艺。针对岩体微裂隙渗透性差、注浆难的特点,发明了动态钻孔工艺、牵引注浆工艺,保证浆液能够顺利注入岩体微裂隙并快速建立强度提高围岩主动承载能力,同时减少了无效钻孔的数量,大大提高了现场注浆效率。发明了围岩补强一体机,集搅拌、制浆、注浆于一体,参数化、自动化控制,压力稳定,操作简便。论文的理念及成果均源自于我国首座大型地下水封储库及另一座世界在建最大地下水封储库之一的工程实践并通过实际检验反馈升华,很好的适应了我国地下水封储库建设的环境及步伐,研究成果已经在地下水封储库建设中初步应用。