本文主要研究新型聚合物乳液——PTB乳液改性水泥砂浆的性能。运用正交试验设计理论,通过大量的试验研究聚合物改性水泥砂浆的物理力学性能、防水及抗渗性能。通过电镜扫描试验观察PTB对水泥砂浆微观结构形貌的影响,为研发新型聚合物改性水泥防渗砂浆的机理分析提供了理论基础。鉴于PTB乳液改性水泥砂浆具有优质的防水、抗渗、耐腐蚀、粘结性能,可作为公路、铁路隧道等地下工程的修补加固材料,用以目前地下工程常见且难以解决的渗漏水病害、裂缝等问题。本文以316国道竹岐隧道工程渗漏水病害为例,结合现场调研与渗漏水病害检测结果,采用研发的新型PTB乳液改性防渗砂浆,并制定具有针对性的施工工艺对隧道渗漏水进行了全面治理。本文主要研究工作成果包括：1、通过收集国内外有关聚合物乳液改性水泥基材料的专业资料,综述了目前国内外针对聚合物改性水泥基材料研究的内容和重点,分析了聚合物在水泥基材料中的应用现状,初步明确了目前国内尚未大量开展聚合物乳液改性水泥砂浆防水、抗渗性能方面的研究,由此确定了本论文研究主要方向和内容。2、对PTB乳液改性水泥砂浆的基本性能进行了试验研究,与基准砂浆相比,掺有PTB乳液的砂浆其抗折强度、防水性、防腐性、粘结性及柔韧性大大提高,且砂浆的工作性也更加理想,表明PTB乳液具备多种特性,可有效改善水泥砂浆的基本性能。3、通过正交试验进一步研究了PTB乳液不同掺量、外加剂及矿物填料的使用对聚合物改性水泥砂浆抗渗性能的影响,重点考察聚灰比、水胶比与减水剂用量三个因素。结果表明：聚灰比因素是三个因素中影响聚合物改性水泥砂浆粘结性能和抗渗性能最为显著的因素。在优化试验中,通过掺入乳胶粉(掺量为水泥用量的0.5%),得到性价比较高的聚合物乳液改性防渗砂浆。4、采用电镜扫描试验分析得出：当聚合物掺量达到6.7%时,PTB乳液改性水泥砂浆中的聚合物网络和集料形成了相当完美的整体,呈现聚合物空间骨架基体网状体系结构。在微观结构试验基础上,采用表面喷水法进一步探究PTB乳液改性砂浆防水机理,结果表明砂浆表面呈憎水性,使掺有PTB乳液的水泥砂浆此时获得了良好的防水性能。5、鉴于隧道修补加固的效果主要取决于新旧两种材料的粘结性、防水性及优良的抗渗性能,考虑到PTB乳液具备多方面的性能优点,在实际工程中应用日渐增多,并有许多应用成功的工程实例,本文以316国道竹岐隧道工程为例,现场调研了该隧道所处的地理环境、结构形式和防排水设计。利用检测技术对其出现的衬砌裂缝和渗漏水进行了量化统计分析,结合自然因素与人为因素两方面对该隧道的影响,总结该隧道渗漏水病害的成因。最后,将所研制的防渗PTB乳液改性水泥砂浆用于竹岐隧道渗漏水治理,并制定适宜的施工工艺,取得了良好的治理效果。