地基、隧道开挖过程中,常常出现涌/突水现象,造成大量在建筑物的倒塌、决堤、垮坝、倒闸等事故,严重时甚至出现基坑边坡塌方,邻近的建筑物地基出现开裂、下沉、倾斜甚至倒塌。深层岩层注浆技术因其施工工艺简单、堵水效果安全可靠、经济成本低等诸多优势可为工程涌/突水灾害的治理与预防可供了良好的途径。但现今注浆技术的发展尚不成熟,理论研究往往滞后于注浆堵水现实工程。本文通过对现实工程中常用的双液浆的基本性质、堵水机制以及运移扩散规律进行深入研究,取得了一系列的研究成果,可为工程堵水效果评价与分析提供技术支持和基础数据。(1)双液浆的凝胶时间、结实体总孔容以及结实体线膨胀系数均随浆液配合比的增大而减小,而双液浆的粘度随配合比的增大而增大。双液浆凝胶时间主要分布在50s~367s;结实体内部内部孔隙为片状粒子堆积而成的狭缝孔,主要分布在2 nm~10nm,属于介孔范畴;粘度系数时变性呈幂指数分布,粘度系数随时间、配合比的增大均表现为增大的趋势。同时,双液浆粘度系数时变性可划分为低粘度期、初始上升期、快速上升期3个阶段,在低粘度期,双液浆粘度上升较慢,而在初始上升期、快速上升期粘度的上升趋势急剧增加。(2)结合施工工艺以及本次试验的目的,构建裂隙导水构造注浆堵水相似模型实验平台,观察双液浆灌注过程中裂隙的演化规律,弄清浆体与水流的相界面特性。相界面分为相互混合、不混合不混溶、混合不混溶、完全驱替4种表述形式。在单一裂隙注浆的过程中,相界面主要与双液浆的配合比有关,当配合比较小的,浆液微团脱离浆液主体,扩散到水中,表现为相互混合相界面;随着配合比的增加,相界面逐渐向完全驱替转变。(3)结合线性回归原理,探究了注浆半径(R)、注浆量(Q)与浆液配合比(M)、裂隙开度(K)、动水压力(S)以及注浆压力(P)之间的定量关系。同时,不同的注浆因素对浆液的扩散半径、注浆量的影响程度均不同,扩散半径、注浆量与注浆压力、裂隙开度均呈正比,而与水压、配合比均呈反比。(4)基于浆液粘度时变性方程,建立考虑粘度时空变化的水平裂隙注浆扩散理论模型,并进一步推导出单一裂隙下非牛顿流体运移扩散数学模型。通过室内注浆模拟实验所测得注浆扩散半径与相同参数下数学模型计算的注浆扩散半径相比较,评价所建数学模型的准确性。