在我国城市地下工程建设中,经常遇到富水砂卵石地层。这是一种含水量大且往往具有承压性、渗透空隙分布不均、扰动易变形的松散粗碎屑堆积层,对地下工程施工带来极大的安全隐患。注浆技术是一种处理这类地层加固和止水的有效方法。根据以往的工程经验,相对于富水砂卵石地层加固止水常用的水泥单液浆注浆材料和水泥-水玻璃双注浆材料,钠(钙)基膨润土代替部分水泥,堵水效果和强度稳定性有一定提高,但是开挖面仍然会出现渗水和早期强度过低等问题。因此,需要进一步的提高浆液结石体的强度、抗渗性和抗动水性。本文采用锂基膨润土代替钠基膨润土,以普通硅酸盐水泥和锂基膨润土为原浆材料,掺入不同配比的水玻璃和早强剂等原材料,配制出新型注浆止水材料。具体研究内容如下:(1)完成了单因素试验,分析了钠基与锂基膨润土浆液性能参数,得到了锂基膨润土浆液性能优点。锂基膨润土浆液稳定性和结石体强度、抗渗性均优于钠基膨润土注浆材料,且水固比越大优势越明显。(2)完成了X射线衍射分析,得到了早强剂对浆液水化产物的影响规律。掺入早强剂,未使浆液水化产物种类增多;掺入铝矾土、硫酸钠可增加钙矾石生成量,且铝矾土效果更佳;掺入三乙醇胺、氯化钙可增加水化硅酸钙生成量,且三乙醇胺效果更佳。(3)完成了改性试验,得到了早强剂以及复配早强剂对浆液性能的影响规律。相比于其它早强剂,铝矾土提升强度和降低渗透系数最明显;复配早强剂可以发挥更好的早强效果,尤其是铝矾土与三乙醇胺复配对强度提升最明显。(4)完成了正交试验,得到了各因素对浆液性能指标的影响大小和变化规律。浆液各性能指标之间彼此联系紧密,注浆目的是加固地层时,在满足抗渗性等要求的基础上应尽量选取结石体的强度高的浆液配方;注浆目的是防渗止水时,在满足强度等要求的基础上应尽量选取抗渗性高的的浆液配方。