本文主要针对传统水泥注浆材料颗粒粒径较大且难以注入微细裂缝、孔隙;凝结时间较长且很难调控;容易产生析水泌水的现象;结石体抗压强度不足;在存在地下动水的地下工程中,注浆结石体表现出抗水溶蚀性以及抗渗性不足,大大影响注浆效果的情况。研制出一种改性超细水泥注浆材料以提高实际工程的注浆效果。通过选用超细水泥作为注浆材料改善了传统水泥注浆材料抗压强度低,难以注入微细裂缝的不足;选用超细粉煤灰和氧化石墨烯作为掺合料互相弥补不足,提高了改性注浆材料的工作性能。主要运用宏观试验与微观测试相结合的方法,对改性超细水泥注浆材料的凝结时间、稳定性、流动性、抗压强度、抗水溶蚀性、抗渗性以及收缩性等方面进行了相关的研究,分析了超细粉煤灰掺量、水灰比、氧化石墨烯掺量等主要因素对上述性能造成的影响。同时,选取水灰比为0.4的传统水泥注浆材料、水灰比为0.4的超细水泥注浆材料与配合比为:水胶比0.4,超细粉煤灰掺量20%,氧化石墨烯掺量0.09%的改性超细水泥注浆材料进行对比。试验结果表明:通过调整各种掺量可以使改性超细水泥注浆材料的凝结时间可调可控;超细水泥注浆材料的稳定性相比传统水泥单液注浆材料较好,改性超细水泥注浆材料的稳定性更优,超细粉煤灰、氧化石墨烯的掺入可以提高浆液的稳定性;水泥单液注浆材料均为宾汉姆流体,传统水泥注浆材料流动性优于改性超细水泥注浆材料,可通过掺入超细粉煤灰提高超细水泥注浆材料的流动度,此外,改性超细水泥注浆材料能够在玻璃板上顺畅流淌;超细粉煤灰的掺入会降低注浆结石体的早期强度,掺量为20%和40%的结石体后期强度的增长明显,但是超细粉煤灰掺量不宜超过60%,氧化石墨烯掺量为0.09%的改性超细水泥注浆材料的强度提高幅度最大;改性超细水泥注浆材料的抗水溶蚀性和抗渗性优于传统水泥注浆材料;传统水泥注浆材料的收缩最小,改性超细水泥注浆材料居中,超细水泥注浆材料最大,超细粉煤灰能抑制改性超细水泥注浆材料的收缩,氧化石墨烯的掺入对收缩不利。通过XRD分析可以得到,养护3d时,改性超细水泥注浆材料的CH晶体的峰强值较传统水泥注浆材料高,改性超细水泥注浆材料中的大部分超细粉煤灰还没有发生碱激发反应;养护了28d后,改性超细水泥注浆材料的C-S-H晶体的峰强值较传统水泥注浆材料高,改性超细水泥注浆材料中的超细粉煤灰发生了碱激发反应。通过SEM分析可以得到,改性超细水泥注浆材料内部结构密实程度最高,超细水泥注浆材料居中,而传统水泥注浆材料内部结构较疏松。经过28d动水的冲刷,传统水泥单液注浆材料密实程度显著降低,超细水泥注浆材料密实程度较好,改性超细水泥注浆材料结石体内部结构与标准养护结石体结构相比相差不大。