复杂地层修建地下工程常遇涌突水问题,注浆法是治理涌突水灾害应用最为广泛的有效手段。前人已对注浆材料、注浆技术和注浆理论完成了大量研究,但是浆液在复杂地层的扩散与封堵规律非常繁杂,而且不同注浆材料所呈现的注浆扩散与封堵理论各有不同,学者们目前已提出的相关注浆理论仍不能满足日益增长的注浆工程实际需求,尤其是结合注浆材料的流变特性与动水条件下浆液扩散封堵机理影响关系的相关研究相对较少。因此,本文基于复杂地层涌突水类型的划分和灾害分析与防治,针对动水岩体裂隙注浆工程对浆液的特殊需求,引入一种新型注浆材料---粘度时变浆液,采用安东帕高级流变仪对其流变特性的性能和影响因素的研究,并通过注浆模拟装置进行了一系列动水扩散试验,阐明了动水条件下粘度时变浆液的扩散形态规律和浆液封堵岩体裂隙的工作机理,并结合相关研究结论,成功治理了鼓岭隧道涌突水灾害,获得了一定的研究成果。(1)根据地下工程地层条件和涌突水特征,将地下工程涌突水类型按照涌水水源、涌水变化特征、涌水量以及导水通道4个标准划分,具体地阐述了各个涌突水类别的特征。(2)基于粘度时变浆液的可泵期和凝结时间性能,采用正交试验测试了不同外加剂及其掺量对浆液性能的影响主次,确定了外加剂掺量的最优配比,在该配比的基础上,更精细具体地研究了水灰比和外加剂2#、3#单因素变量对粘度时变浆液的流变特性的影响,得到该浆液黏度时变规律和方程式表达以及浆液的流变模型。(3)通过对团队自主研发的注浆模拟装置地详细介绍和可行性分析,开展粘度时变浆液在动水情况下的扩散封堵试验,考虑浆液黏度时变、岩体裂隙倾角和注浆参数等因素对浆液扩散和封堵的影响,推导出浆液动水条件下的扩散公式,提出了该浆液的分层沉积封堵理论。(4)基于粘度时变浆液的流变特性和浆液扩散封堵理论,结合鼓岭隧道涌突水灾害类型,采用可控注浆技术对其注浆治理,对注浆治理后的效果分析,论证了该粘度时变浆液治理高压强涌水的适用性和高效性。